Вопрос 2. Гидрологические расчеты.

Гидрологические расчеты проводятся для определения модуля стока и расходов воды в каналах и реках для установления размеров поперечного сечения каналов, отверстий сооружений и расчета режима увлажнения.

Расходы воды в каналах и реках формируются как за счет поверхностных, так и за счет почвенно-грунтовых вод. Соотношение тех и других зависит от времени года, гидрологических условий и характера осушения. На протяжении года расходы воды изменяются, поэтому при проектировании осушительных систем необходимо установить расчетные периоды и расчетные величины стока.

Самое большое количество воды в проводящую сеть поступает в весенний период, когда тает снег. В этот период возникает опасность затопления полей при выходе воды из бровок каналов, а также возможность размыва его русла.

Второй наиболее важный период в работе осушительной системы – предпосевной. Началом предпосевного периода считают дату на 7-10 дней раньше даты начала полевых работ. (Воды поднимаются, но до бровки должно оставаться расстояние не менее 10-25% от глубины канала).

Летнее-осенние паводки наблюдаются на водотоках с малой водосборной площадью при выпадении ливней или затяжных дождей. При летнее-осенних паводках допускается подъем воды до бровок. Такой подъем не продолжительный и не может оказать влияние на развитие с/х культур.

Величина модуля поверхностного стока в зависимости от уклона поверхности и водопроницаемости почв колеблется в пределах 0,15 – 0,30 с с 1 га. Чем ниже водопроницаемость почв и больше уклон, тем больше модуль поверхностного стока.

Величину модуля дренажного стока рассчитывают по формуле:

q_др = 200 , где сигма – коэффициент водоотдачи грунта, %

При величине годовых осадков до 600 мм для торфяных грунтов модуль дренажного стока равен 0,6 л/с*га. Обычно модуль дренажного стока принимается на основании данных производственного опыта и научных учреждений, реже по формулам и номограммам.

Для определения величины модуля поверхностного стока q используется формула:

q_пов = , где сигма – коэффициент поверхностного стока, р – среднесуточное количество осадков, t – продолжительность выпадения осадков, ч; F – размер водосборной площади, га; x – показатель степени, изменяющийся от 1,5 до 10.

Вопрос 3. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет проводится для установления размеров поперечного сечения каналов и проверки скоростей движения воды в них.

Расчет ведется по формулам равномерного движения воды в открытых руслах. Он ведется для осушительных каналов с площадью водосбора более 5 кв. км.

Поперечное сечение канала должно быть таким, чтобы горизонты воды в нем при прохождении предпосевного расхода находились ниже бровки канала не менее чем на 0,7-1 м.

Порядок расчета размеров поперечных сечений проводящих каналов следующий: на основании данных о площади водосбора и размерах стока определяются расчетные расходы в расчетных створах. Определяют уклоны дна по продольному профилю канала. Назначают коэффициенты откосов и коэффициенты шероховатости русла канала. По этим данным рассчитывают размеры живого сечения канала и скорости воды.

Расход воды в проводящем канале зависит от величины водосборной площади и модулей дренажного q_др и поверхностного стока q_пов:

Q_{пр. кан.} = (q_др + q _пов)

Модуль поверхностного стока зависит от интенсивности осадков, поглощения воды почвой, уклона поверхности, ее шероховатости и др. факторов.

Расход закрытого коллектора в устье рассчитывают по формуле:

Q_кол= q_др

Зная расход воды, поступающий в коллектор и уклон коллектора определяют расчетный диаметр коллектора. Определяют его либо по номограммам, либо по формулам.