2. Расчет элементов осушительной системы

2.1 Расчет элементов горизонтально-систематического дренажа

Исходные данные:

2.1.1 Размер и топография осушаемого массива

2.1.2 Норма осушения h_н.о, м

2.1.3 Коэффициент фильтрации К, м/сут и слой инфильтрации Р, м/сут

2.1.4 Гидрологические разрезы осушаемого массива

В систематическом дренаже искомыми величинами являются:

- Расстояние между дренами L, м;

- Приток воды к дренам и магистральному коллектору q_др.,Q_м.к, м³ /с;

- Диаметры и уклоны дренажных труб.

2.2 Порядок расчета:

2.2.1 Определяем расчетное расстояние между дренами:

Н- мощность водоносного слоя, м.

2.2.2 Назначаем плановое расположение дрен в плане (рисунок 2):

Рисунок 2

2.2.3 Определяем приток воды к дрене:

2.2.4 Определяем общий расход магистрального коллектора

Для недопущения превышения диаметра коллектора его разбивают на участки в пределах, которых укладываются трубы расчетного диаметра.

, количество дрен впадающих в магистральный коллектор от его начала до расчетного сечения.

5. Задаются произвольно диаметрами и уклонами труб.

- для дрены min диаметр назначаем равным 0, 1м;

- для магистрального коллектора -0, 2м.

Уклоны дрены меняются в пределах:

- i_д.р = 0,003…0,006

- i_м.к = 0,001…0,003

- d:0,1;0,125;0,15;0,25;0,30;0,35;0,40;,0,50;0,60 и т.д

2.2.6 Правильность назначенных диаметров и уклонов проверяем по степени наполнения трубы (h/d) и скорости течения, которая должна удовлетворять условию:

3. Порядок подбора диаметра труб

При расчете диаметра дренажных труб, исходя из условия безнапорного движения воды в трубах, заполнение трубы следует принимать от (0,7…0,9)d, h/d(0,7..0,9).

2.3.1 Обозначаем расход воды при неполном заполнении трубы Q_н.п , а при полном заполнении трубы Q_п, тогда соответственные скорости течения и .

2.3.2 Неполный расход соответствует расчетному расходу дрены или магистральному коллектору.

Полный расход трубы вычисляем по уравнению Шези:

где К_п можно вычислить по формуле:

Пользуясь формулами: , , , получаем

где п- коэффициент шероховатости трубы (0,013).

2.3.3 Введем условные обозначения:

А- коэффициент неполноты расхода:

В- коэффициент неполноты скорости:

При этом скорость В_п при заполнении трубы определяют по формуле:

тогда .

Полученное значение А откладываем на графике с которого снимают значения h/d и В.

2.3.4 По полученному заданию и вышеперечисленным этапам проектируем систематический горизонтальный дренаж совершенного типа: дренаж запроектирован в виде магистрального коллектора разрезающий территорию пополам по длине с системы дрен подходящий нормально с обеих сторон к коллектору (рисунок 2.1).

Для расчета известно:

- Размер системы: 370×389м;

- УГВ=0,75м;

- Требуемая норма осушения: h_н.о=5,05м;

- Мощность водоносного слоя: Н=7,0м;

- Коэффициент фильтрации грунта: К=11,6 м/сут;

- Слой инфильтрации: Р=0,042м/сут.

1. Определяем расстояние между дренами:

2. Назначаем плановое расположение дрен в плане:

3. Определяем приток воды к дрене:

l_др=370/2=185м

4. Разбиваем магистральный коллектор на 2 участка (рисунок 2.1):

п₁=8

п₂=12

5. _{Подбираем диаметры и уклоны труб табличным способом:}

Элемент системы	Qн.п	d,м	i	Qп	A	h /d	В	Vп, м/с	Vн.п, м/с	Высота воды в трубе h, м
Дрена	0,006	0,15	0,0045	0,01	0,6	0,57	1,5	0,57	0,855	0,152
1 участок м.к.	0,048	0,3	0,003	0,053	0,91	0,75	1,15	0,75	0,86	0,974
2 участок м.к.	0,072	0,35	0,003	0,079	0,91	0,76	1,14	0,82	0,93	0,146

_{В результате расчетов получаем дрену с диаметром} 0,15м и уклоном 0,0045, первый участок магистрального канала с диаметром 0,3м и уклоном 0,003 , и второй участок магистрального канала с диаметром 0,35м и уклоном 0,003 которые удовлетворяют следующим условиям:

i_д.р = 0,003…0,006

i_м.к = 0,001…0,003