3.5. Визначення гідронедобору

Після того, як на профілях валових каналів визначили положення лінії граничного горизонту вироблення (ГГВ), визначається числова величина гідро-недобору, яку слід виразити в % бід об'єму покладу в не осушеному стані. Для цього планіметром (або іншим способом) по кожному з профілів валових каналів визначається, площа _в контуру, "поклад до осадки - підошва покладу", а також площа гідро недобору _г, яка знаходиться між захисним шаром і лінією граничного горизонту вироблення (ГГВ).

Гідронедобір визначається по кожному валовому каналу і виражається у відсотках

, %. (3.21)

Так як величина _Г по окремих валових каналах буде різною, то необхідно визначити середньозважене значення гідронедобору по всіх каналах за формулою:

, % (3.22)

Величина  може бути покладена, в розрахунках при визначенні коефіцієнта використання промислових запасів торфу.

3.6. Гідравлічний розрахунок каналів

Метою гідравлічного розрахунку є визначення розмірів поперечного перерізу каналів та їх пропускної здатності. Його виконують для всіх каналів з витратою води більше 0,15 м³/с. При меншій величині витрати розміри поперечного перерізу приймають згідно діючих норм технологічного проектування підприємств по видобутку торфу.

Гідравлічний розрахунок виконують для двох характерних періодів: літньо-осіннього паводку і побутового періоду. Основний розрахунок виконують на пропуск витрат літньо-осінніх паводків 25% -ї забезпеченості і встановлюють при цьому параметри поперечних перерізів каналів і допустиму швидкість води на замулювання v_з і розлив v_р, тобто дійсна швидкість води в каналі v повинна знаходитись в межах v_з≤v≤ v_р.

Гідравлічний розрахунок виконується при рівномірному русі води за формулами 3.12 - 3.16.

Числові значення коефіцієнта шорсткості приймається за відповідними таблицями, які є в гідравлічному довіднику залежно від того, в якому стані буде знаходитись русло МК. Як правило, при гідравлічному розрахунку магістральних каналів приймається n=0,030.

Знаходження глибини води в каналі Н_в зручно виконувати через витратну характеристику:

, %. (3.23)

При попередньому обчисленні витрат Q , числові значення К знаходять за формулою:

(3.24)

Побудувавши залежність K=f(Н), можна визначити глибину води в каналі за графіком.

Для того, щоб виконати гідравлічний розрахунок каналів необхідно знати розрахункові витрати Q. Якщо водозбірна площа магістрального каналу ≥10км², то Q визначають за формулою П.П. Кубишкіна (3.6), а якщо – < 10км², то Q визначається за формулою А.Д. Дубаха:

, л/с (3.25)

де Q – розрахункові витрати води в каналі, л/с; F – водозбірна площа, га; І – середній похил дна розрахункового каналу; K_g – відношення опадів до випаровування з водозбору для даного району.

При відсутності даних про опади і випаровування, числове значення коефіцієнта K_g можна прийняти за табл. 3.20.

Таблиця 3.20

Числові значення K_g для різних районів України

№ з/п	Область	Кg
1.	Закарпатська	5,00
2.	Львівська, Тернопільська, Івано-Франківська	4,00
3.	Рівненська, Волинська	3,00
4.	Житомирська, Київська, Вінницька, Хмельницька	2,50
5.	Харківська, Сумська	2,00
6.	Полтавська, Чернігівська	1,55

Водозбірна площа F, з якої можливий поверхневий стік в МК, тобто вся площа брутто осушуваного торфового родовища (або його частини) в межах нагірних каналів можна визначити за формулою:

, га, (3.26)

де n – загальне число каналів; l_сер – середня довжина одного валового в межах нагорних каналів, м; В – відстань між валовими каналами, м.

За розрахунковими витратами приймається переріз робочої частини магістрального каналу: ширина по дну b і коефіцієнт закладання відкосів m.

Ширина по дну b визначається чисельною величиною Q. Рекомендується наступний критерій. На кожні 0,3 ÷ 0,5 м³/с максимальної розрахункової витрати приймати один метр ширини по дну каналу b.

Побутова розрахункова витрата, яка відповідає сезону видобутку, визначається за формулою:

, % (3.27)

де q_др – прийнятий розрахунковий модуль дренажного стоку, л/с∙га; _n – площа полів видобутку в період експлуатації на повну потужність, га; Δ – середньорічна прирізка полів видобутку торфу, га.

В навчальних цілях можна прийняти площу першочергової ділянки приблизно рівній одній третій площі торфового родовища, а середню прирізку Δ рівну (20 ÷ 30) га.

Модуль дренажного стоку можна визначити за формулою:

, л/с∙км², (3.28)

де К_ф – коефіцієнт фільтрації торфу в покладі, м/добу; h₁ – визначається з рівняння:

, (3.29)

де В_к – ширина карти, м; h_в – глибина води у КК, м; β – коефіцієнт зависання.

, (3.30)

де H_т – середня глибина торфового покладу, м.

Отриману розрахункову величину модуля дренажного стоку слід порівняти з рекомендованим q_др, визначені за формулою проф. А.М. Янголя:

, л/с∙км², (3.31)

де q₀ – модуль стоку заданої забезпеченості, табл. 3.22; К₀, К_в, К_р – коефіцієнт, відповідно, як залежать від річної норми опадів, коефіцієнта фільтрації і відстанями між осушувачами, табл. 3.23.

Порівнявши числові значення q_др, отримані за формулою 3.28 та 3.31 приймається конкретна величина q_др для подальших розрахунків, при цьому пишеться «прийнято» у проекті.

Таблиця 3.21

Значення коефіцієнта фільтрації для торфу

Ступінь розкладу, %	м/добу		Ступінь розкладу, %	м/добу
	поклад низинний	поклад верховий		поклад низинний	поклад верховий
5	50	5	30	1,8	0,02
10	35	1,7	40	0,35	0,002
20	8	0,2	50	0,09	0,0002

Таблиця 3.22

Модуль стоку різної забезпеченості (формула А.М. Янголя),

Забезпеченість %	Середній модуль стоку, л/с∙га
	Максимальний (весняний)	Передпосівний (весняний)	Передпосівний (середній)	Середній за весь період
10	1,15	0,75	0,40	0,10
25	0,95	0,60	0,30	0,50
50	0,75	0,50	0,25	0,40
75	0,55	0,45	0,20	0,30

Таблиця 3.23

Значення коефіцієнтів К₀, К_в, К_р (до формули А.М. Янголя)

Залежно від річної норми опадів		Залежності коефіцієнту фільтрації			Залежно від відстані між дренами
Річна норма опадів, мм	Ко	Коефіцієнт фільтрації, м/добу	Кв		Відстань між дренами	Кр
			Торф	Мінеральний ґрунт
500-600	1,00	0,5	0,8	0,7	5	1,40
600-800	1,20	0,5-1,0	1,0	0,9	10	1,00
800-900	1,25	1,0	1,3	1,4	20	0,70
900	1,30				30	0,65
					40	0,60