Дніпропетровський державний аграрний університет

Кафедра сільськогосподарських

гідротехнічних меліорацій

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання практичних робіт

з дисципліни «Водні ресурси, їх

використання і охорона»

Розглянуті і затверджені на засіданні кафедри сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій (протокол №________від „_____”______________2009 р.)

Дніпропетровськ – 2009

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з дисципліни «Водні ресурси, їх використання і охорона». Дніпропетровськ: ДДАУ, 2009. – 72 с.

В методичних вказівках розглянуті приклади розрахунку можливості зрошення на місцевому стоці, класифікації водотоків і водойм, визначення споживання води різними галузями народного господарства, складання і ув’язка водогосподарського балансу.

Методичні вказівки призначені для виконання практичних робіт для студентів екологомеліоративного факультету з напряму підготовки 6.060103 „Гідротехніка (водні ресурси)”.

Укладачі: в.о. доцента Доценко В.І.

ст.викл. Ткачук Т.І.

Рецензенти: Приймачук О.І. - начальник відділу річок і водосховищ, Дніпропетровського обласного державного управління водного господарства.

Коваленко В.В. – доцент кафедри сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій ДДАУ, к.т.н.

Затверджені методичною Радою

Еколого-меліоративного факультету

(протокол № __ від „__”______2009 р.)

1. Розрахунок можливої зрошуваної площі на місцевому стоці

Місцевим називається стік, який формується в межах одного фізико-географічного району. Під ним розуміють стік тимчасових водотоків, які утворюються під час весняного сніготанення чи випадання інтенсивних дощів.

Найбільш ефективне використання місцевого стоку може бути здійснене шляхом проведення заходів по вологонакопиченню безпосередньо на полях, шляхом будівництва ставків на водозбірній площі, а також системи дамб і водосховищ в руслах річок і на їх притоках.

Заходи по вологозатриманню безпосередньо на полях полягають в снігозатриманні, затриманні талих вод, лиманному зрошенні.

Нижче наведений приклад розрахунку можливої площі зрошення зі ставків при використанні місцевого стоку.

Вправа 1. Розрахунок ставка для зрошення на місцевому стоці

Дано:1.Топографічна характеристика чаші ставка, який проектується на тимчасовому водотоці (табл. 1.1)

2.Географічні координати місця розташування ставка:

широта - 46º 50´, довгота - 36º 30´.

3.Склад сільськогосподарських культур та їх зрошувальні норми (табл.1.3).

4. Площа водозбору ставка 50 км².

Необхідно: 1. Розрахувати можливе наповнення ставка.

2. Знайти проектну площу зрошення, виходячи із корисного об’єму ставка.

Розрахунок

1. При проектуванні зрошувальних систем режим зрошення сільськогосподарських культур розраховують на зволоженість року 75 %-ної ймовірності перевищення. Тому і наповнення ставків, які призначенні для зрошення, розраховуються на об’єм стоку з забезпеченістю 75 %.

За результатами топографічних вишукувань креслять батиграфічні характеристики ставка (рис. 1.1).

При відсутності даних спостережень за гідрологічними величинами розрахунок ведуть на підставі карт стоку [8, 9, 11]. Об’єм весняного стоку 75%-ної забезпеченості знаходять за формулою

, (1.1)

де – площа водозбору ставка, км²; – шар стоку 75 %-ної забезпеченості, мм.

Таблиця 1.1

Топографічні характеристики чаші водосховища

Відмітка, м абс.	Площа водного дзеркала, тис. м²	Об’єм ставка, тис. м³
67	0,0	0,0
68	80,0	53
69	90,0	138
70	100	233
71	150	358
72	250	783

Рис. 1.1. Батиграфічні характеристики чаші ставка

Шар стоку 75 %-ної забезпеченості встановлюють на підставі середнього багаторічного шару повені (h₀), коефіцієнтів його варіації (C_V) і асиметрії (C_S).

Параметр h₀ визначають для центра водозбору за картою ізоліній стоку (додаток 1). В нашому прикладі h₀=18 мм. Значення коефіцієнтів варіації С_V стоку для водозбору з площею більше 200 км² визначають за відповідною картою ізоліній (додаток 2). Для нашого випадку С_V=0,60. Для водозбору, площа якого менше 200 км², в отримані по карті значення вводять поправки (табл. 1.2).

Таблиця 1.2

Поправки до коефіцієнтів варіації, що зняті з карт

Площа водозбору, км2	Поправочний коефіцієнт
0-50 50-100 100-150 150-200	1,25 1,25-1,20 1,20-1,15 1,15-1,05

В даному випадку уточнюючий коефіцієнт складає 1,25, тоді C_V=0,61,25=0,75.

Коефіцієнт асиметрії C_S для стоку весняної повені приймають рівним 2C_V.

За таблицями трьохпараметричного гама-розподілу (додаток 3) при C_V=0,75, C_S=2C_V для ймовірності перевищення р=75 % ордината (модульний коефіцієнт) складає 0,453. Тоді шар стоку 75 %-ї забезпеченості дорівнює

мм,

а об’єм стоку цієї ж забезпеченості складає

м³.

Розрахунковий об’єм весняного стоку, рівний 408 тис. м³, відповідає відмітці 71,3 м.

Для відкладення наносів і зимування риб передбачається мертвий об’єм. Рівень мертвого об’єму (РМО) назначають на 2 м вище дна ставка біля греблі. В нашому прикладі він рівний 67+2=69 м. Цій відмітці (див. табл. 1.1) відповідає мертвий об’єм, рівний тис. м³.

На відмітці РМО встановлюють оголовки водоприймача всмоктувальних труб насосної станції. Тоді робочий об’єм ставка буде рівним

. (1.2)

В даному прикладі

тис. м³.

Об’єм, який можна використовувати з метою зрошення , буде дорівнювати робочому об’єму з врахуванням втрат на випаровування і фільтрацію

. (1.3)

Об’єм втрат на випаровування визначають за формулою

, (1.4)

де – шар випаровування з водної поверхні, який приймають за картою ізоліній норми випаровування з водної поверхні, м (додаток 4); і – відповідно площа водного дзеркала ставка при НПР і РМО, яка визначається за топографічними характеристиками водойми, м².

В даному прикладі при об’ємі 408 тис. м³ площа водного дзеркала складає 170 тис. м², при об’ємі 138 тис. м³ – 90 тис. м². Норма випаровування з водної поверхні для території, де розташований ставок, складає 450 мм, або 0,45 м. Тоді втрати на випаровування дорівнюють

м³.

Для середніх гідрогеологічних умов об’єм втрат на фільтрацію в улоговині ставка можна прийняти рівним 15% від середнього об’єму води, тобто

м³.

Тоді розрахунковий об’єм води для запроектованого ставка в нашому прикладі дорівнює

=270 – 58,5 – 41=170 тис. м³.

2. Для визначення розмірів площі зрошення на місцевому стоці, який затримує ставок, необхідно спочатку визначити середньовиважену зрошувальну норму “нетто” для сівозміни за формулою

М , (1.5)

де , ,... – частка (%) сільськогосподарських культур в сівозміні; , ,... – зрошувальні норми цих культур, м³/га (табл. 1.3).

Таблиця 1.3

Склад культур і зрошувальні норми

Сільськогосподарська культура	Співвідношення культур, %	Зрошувальна норма, м³/га.
Люцерна	30	3600
Озима пшениця	15	2000
Кукурудза	35	2400
Цукровий буряк	25	3000

Тоді середньовиважена зрошувальна норма буде дорівнювати

м³/га.

Знаючи коефіцієнт корисної дії (ККД) закритої зрошувальної мережі можна знайти зрошувальну норму брутто, яка дорівнює

, (1.6)

де - ККД системи.

При застосуванні закритої зрошувальної системи ККД становить 0,95-0,98. В нашому прикладі середньовиважена зрошувальна норма брутто дорівнує

м³/га.

Можлива площа зрошення із ставка на місцевому стоці може бути розрахована за формулою

. (1.7)

Тоді в нашому прикладі площа зрошення складе

га.

Отже, при будівництві ставка для зрошення на місцевому стоці, який розрахований на зволоженість року 75 %-ної ймовірності перевищення, з водозбірною площею 50 км² можливо зрошувати 56,1 га.