Проектирование противоэрозионной инженерно-биологической системы водосбора

">      где d – диаметр дрены, м (принимаем равный  1  м),

      d/Ho= 1,0/4,5 = 0, 22, тогда по  графику  [2],

      А=0,6. Таким образом,  получается:

      α1=

=0,94.

      Положение  депрессионной  кривой  в  сторону  водораздела  определяется  по  формуле С.Ф. Аверьянова:

                                   Нх=Н0+ ,                         (4.24)

      где  Нх – искомая величина  напора  над водоупором  в  любой  точке  на  расстояние  Х  от  дрены, м;

               αх – параметр  рассчитываемый  по  формуле:

                                             αх= ,                                             (4.25)

      где  Х – расстояние  от  дрены  до  расчётного  сечения, м;

      

        В  уравнение  (4.24)  не  учтено  влияние на  положение депрессионной кривой  величины  инфильтрации  в грунт атмосферных осадков и хозяйственно  промышленных  вод. Это влияние можно учесть  по  уравнению:

                                   Нх’=Нх+∆Нр,                                               (4.26)

      где  Нх’- ордината  депрессионной  кривой  с  учётом  инфильтрации  на  расстояние  Х  от  дрены, м;

      ∆Нр – величина, учитывающая  инфильтрацию, м. Рассчитывается  по  формуле:

                                                  ∆Нр = ,                                    (4.27) 

 Таблица 6 – Расчет депрессионной кривой при работе дренажа  

      где  В – расстояние  от  дрены  до  границы  области  питания, м;

              Т – мощность  фильтрационного   потока, м. 

      Таким  образом, для  рассматриваемого  случая  получаем: глубина заложения  дренажа  3м; расстояние  от  уреза  воды  в  водохранилище  до  дрены  40 м; Н=14 м; d=1 м; Н0=4,5 м; К1=0,5 м/сут; К2=8,0 м/сут; Q1=0,06 м³/сут на  1  пог. м; Р=0,00044 м/сут; В=3250 м; А=0,6; α1=0,94; Т2=9,25 м.

           Расчет положения депрессионной  кривой сводим в таблицу 6, по ее данным строим депрессионную кривую от дрены в сторону водораздела на гидрологическом разрезе.

      

      

              Анализируя положение рассчитанной для данного случая депрессионной кривой, можно сделать вывод о том, что требуемая норма осушения на рассматриваемой территории обеспечивается. Следовательно, схема, тип, расположение и заглубление защитного дренажа назначены правильно.  
 
 
 
 
 
 
 

      4.6 Проектирование дренажа в плане  и в вертикальной плоскости 

      Дренаж  проектируется в виде однолинейной горизонтальной дрены, прокладываемой параллельно дамбе обвалования. Дренаж трубчатый, несовершенного типа, общая протяженность его состоит 6600 м.

      Береговой дренаж защищает территорию от подтопления  и является одновременно придамбовым дренажем, обеспечивающим снижение депрессионной кривой в самой дамбе обваловывания.

      Концевые  участки  дренажа  в  целях  предупреждения  обходной  фильтрации  продлены  вдоль  концевых  участков  дамбы  обвалования.

      Посередине  трассы дренажа предусмотриваем  устройство перекачивающей насосной станции, которая разделяет его на две  ветви Д-1 и Д-2.

      По  трассе дренажа предусматриваем устройство смотровых колодцев из железобетонных колец не реже чем через 100 м на прямых участках, на каждом повороте дренажа и при изменении уклонов. Смотровые колодцы служат для наблюдения за работой, а также для очистки и ремонта дренажа закрытого типа. Они устраиваются с отстойниками, куда опадают частицы грунта, взвешенные в дренажной воде, препятствующей заилению дрены.

      Для отвода поверхностных вод предусмотрен кювет у низового откоса дамбы. Дренажные  и поверхностные воды в резервуар  насосной станции, откуда насосами перекачиваются в водохранилище. Для уменьшения количества поверхностных вод, подлежащих перекачке насосной станцией, по верхней границе территории устраиваются нагорные каналы, перехватывающие эти воды и отводящие их самотеком в водохранилище.

      

      Уклон  дрены  принимается  с  учётом  уклона  поверхности  земли  по  трассе  дрены, а  на  участках  с  безуклонной  поверхностью  принимается  равным  минимально  допустимым  значениям. Таким  образом, в  данном  случае  получается, что  уклон  участка  с  ПК-0  по  ПК-10  составляет  0,001,  с ПК-10  по  ПК-20 составляет  0,001,  с  ПК-20  по  ПК-34 – равен  уклону  поверхности  земли  и  составляет  0,002.

      Правильность  выбора  уклонов  обычно  проверяется  гидравлическим  расчётом  из  условий недопущения размыва и заиления. 

      4.7  Гидравлический  расчёт  защитного   дренажа

      Гидравлический  расчёт  трубчатого  дренажа  сводим  к определению диаметров труб  и глубины их  наполнения  водой, а также проверки  скоростей течения воды. Расчёт  проводится  по  формулам  равномерного  движения, по  участкам, отличающимся  величиной  расхода, трубы  рассматриваются  как  безнапорные.

      Гидравлический  расчёт  проводим  по  участкам, отличающимся  величиной  расхода  на  столько, что  влияет  на  диаметр  труб.

      Диаметры  дрен  назначаются  в  соответствии  с  сортаментом  выпускаемых  промышленных  труб  по  приложению  3  и  4  [2].

      Выполним  гидравлический расчет ветви Д-1 берегового дренажа для рассматриваемого случая. Длина ветви Д-1 составляет 3400 м, её расход равен 8,58 м³/сут на 1 пог.м. Расход в устье дрены находим по формуле:

       ,                                                                 (4.28) 

      где расход дрены, м³/сут на пог.м;

      L- длина рассматриваемой ветви дренажа, м.

      Разбиваем длину дрены на три расчетных  участка:

• первый – L₁= 1000м;
• второй – L₂= 1000 м;
• третий – L₃= 1400 м.

      Внутри  участков следует выделять также  участки с разными уклонами. Полагая, что изменение расхода по длине  дрены происходит линейно, определяем расходы в конце каждого расчетного участка.

      

      

      Получаем: 

      

 м³/с.

      Глубина  воды  в  трубах, м, определяем  по  формуле:

                                   h=d*δ,                                                       (4.29)

      где  d – внутренний  диаметр труб, м: определяется  по  приложению  3  [2];

              δ – относительное  наполнение: принимается  в  зависимости   от  диаметра  труб  по  таблице  3.3  [3];

              ω – площадь  живого  сечения,  м²: определяется  в  зависимости  от  относительного  наполнения  по  таблице  3.3   [3];

      Скорость  течения  воды  в  трубах  определяем  по  формуле:

                                   V= , м/с.                                                     (4.30)

      В качестве дренажных труб принимаем асбестоцементные безнапорные трубы, для которых коэффициент шероховатости равен 0,013, а сортаменты приведены в приложении 4 [2].

      Результаты  расчётов  сводим  в  таблицу  7.

        

Таблица  7 – Результаты  гидравлических  расчётов  дренажа

 

      Анализ  результатов  расчёта  показывает, что  глубина  наполнения  труб  находится  в  рекомендуемом  диапазоне, а  скорости  течения  воды  в  трубах  не  превышают  допустимых  значений.