2.4.3. Визначення витрат і діаметрів закритих колекторів

На відміну від відкритих каналів дренажні системи, як правило, розраховуються на внутрішній (дренажний) стік, тобто на ту кількість води, яка надходить у дренажну систему з ґрунту.

Розрахункова витрата дренажних колекторів, л/с, збільшується від верхів'я до гирла і в будь-якому перерізі визначається за формулою (рис. 143) , де - розрахунковий модуль дренажного стоку, л/(с-га); - площа дренування, га.

Модуль дренажного стоку або внутрішній стік з одиниці площі можна визначити за теоретичними або емпіричними формулами, за даними водно-балансових розрахунків або за рекомендаціями.

На практиці меліорації розрахунковий модуль дренажного стоку q_p часто визначають за формулою А.М. Янголя :

, (2.31)

де - рекомендований модуль дренажного стік, приймається залежно від використання осушуваних земель; - коефіцієнт, що залежить від річної норми опадів , приймається при ; при - ; при ; - коефіцієнт, що залежить від водопроникності ґрунтів: для слабко водопроникних глинистих ґрунтів приймається ; середньо водопроникних суглинків - і добре водопроникних піщаних ґрунтів - ; - коефіцієнт, що залежить від відстані між дренами , приймається при - ; при - ; при - .

Розрахунковий модуль дренажного стоку для різних районів і ґрунтів коливається в межах від 0,4 до 1,0 л/(с-га).

Пропускна здатність , м³/с, дренажних колекторів і швидкість руху води в них, , м/с, розраховуються за формулами рівномірного руху води і при повному наповненні труб:

, (2.32)

(2.33)

де - площа перерізу колектора, м ; - внутрішній діаметр колектора, м; - гідравлічний радіус, для круглого перерізу ; - швидкісний коефіцієнт, визначається при коефіцієнті шорсткості - .

Допустимі швидкості, руху води у дренажних колекторах приймаються в межах від 0,2 до 1,2...1,5 м/с. Якщо фактичні швидкості допустимі, слід змінити похили колекторів. Для зменшення похилів або збільшують довжину колекторів, трасуючи їх зигзагопо­дібними у плані, або проектують на них колодязі-перепади.

При визначенні діаметрів гончарних колекторів необхідно пам'ятати, що витрати в них збільшуються безперервно від верхів'я до гирла, а колектори встановлюють з труб стандартних діаметрів. Тому підбирання діаметрів колекторів зводиться до встановлення ділянок з певними діаметрами і призначення місць зміни їх.

Принцип підбору діаметрів колекторів такий. У верхів'ї приймають колектор діаметром 7,5 см. Тут фактична дренажна витрата буде менше пропускної здатності колектора. З таким діаметром проектують колектор доти, поки дренажна витрата, що находить, не буде дорівнювати пропускній здатності колектора. Тут змінюють діаметр колектора на більший стандартний, що дорівнює 10 см. і т.д. При цьому розрахунок виконують у такій послідовності:

1. У верхів'ї колектора при і заданому значенні встановлюють і . Якщо швидкість недопустима, змінюють похили колектора .

1. Визначають площу та, яка буде обслуговуватись (дренуватися) колектором при : .

2. Якщо всі дрени мають однакову довжину , відстань і площа дренування , то кількість дрен на площі буде дорівнювати .

При цьому діаметр колектора на наступний стандартний необхідно змінювати після підключення до нього дрен, рахуючи зверху.

Якщо дрени мають неоднакову довжину і площу обслуговування, то встановлюють сумарну довжину дрен при перевищенні якої змінюють діаметр на наступний стандартний :

, м (2.34)

оскільки площа обслуговування першої дрени , дру­гої - і сумарна площа їх дренування .

Далі при розрахунки повторюють.