3. Проектирование и расчёт регулирующей осушительной сети

3.1 Выбор типа и конструкции регулирующей сети

Закрытая регулирующая сеть является обязательным способом осушения земель под полевые, овощные и кормовые севообороты, культурные сенокосы, пастбища и сады. Открытую сеть рекомендуется применять: при осушении лугов и сенокосов; при осушении лесных угодий; для предварительного осушения болот в период строительства закрытого дренажа; при содержании закисного железа в грунтовых водах осушаемого массива более 14 мг/л. Для закрытого горизонтального дренажа применяются неметаллические трубы, которые способны выдержать давление грунта и быть стойкими к воздействию агрессивной среды. В настоящее время целесообразно проектировать трубчатый дренаж из гончарных и пластмассовых труб.

Регулирующая сеть из керамических труб применяется при осушении минеральных грунтов, а также мелкозалежных торфяников, когда дрены размещаются в минеральном грунте, подстилающем торф. Пластмассовые трубы применяются для осушения всех видов переувлажнённых земель при содержании в грунтовой воде закисного железа до 8 мг/л.

В курсовой работе регулирующую сеть проектируем из пластмассовых труб наружным диаметром 50 мм, внутренним диаметром 47 мм.

Для обеспечения надёжной работы закрытого дренажа и повышения его водоприёмной способности применяют объёмные и рулонные защитно-фильтрующие материалы (ЗФМ). При проектировании закрытого дренажа на слабоводопроницаемых почвах предусматривается, как правило, устройство объёмных фильтров толщиной не менее 20 см. В качестве такого фильтра используются местные материалы (песок, щебень, шлак и др.). На других почвах стыки и перфорацию дренажных труб защищают рулонными ЗФМ (стеклохолст, полиэтиленхолст, полотно нетканое мелиоративное и др.).

В курсовой работе предусматриваем защиту дренажных труб сплошной оберткой рулонным ЗФМ (стеклохолст).

3.2 Расчёт основных параметров закрытого дренажа

К основным параметрам закрытого горизонтального дренажа относятся: глубина заложения дрен, расстояние между ними и их длина.

Глубина заложения дрен определяется в зависимости от нормы осушения, водопроницаемости грунтов и осадки торфа. Минимальную глубину заложения дрен (в истоке) определяют по формуле:

м,

где h_др,ист– минимальная глубина заложения дрены, м;

N_ос,вег – норма осушения в вегетационный период, т. к. норма осушения принимается в зависимости от сельскохозяйственного использования, то в нашем случае она составляет 0,9 м

H_{нап,гр/в} – начальный напор грунтовых вод над дреной, принимаем 0,2 м.

D_тр/др – наружный диаметр дрены, т. к. трубы в нашем случае керамические, то D_тр/др =0,05м;

h_торф – осадка торфа при осушении, м.

Принимаем минимально допустимое значение глубины заложения дрены .

Глубина заложения дрен в устье (в месте сопряжения с коллектором) определяется следующим образом:

, м,

где L_др - длина дрены (200 м);

i_др – проектный уклон дрены ( 0,003);

i_пов/з - уклон поверхности по трассе дрены (0,0012).

.

Принимаем допусти мое значение глубины заложения дрены

Для дальнейших расчётов определяется средняя глубина заложения дрен:

Расстояние между дренами определяется по формулам теории фильтрации и в соответствии с рисунком 1. Фильтрационные расчёты горизонтального дренажа при атмосферном и грунтовом типах водного питания, преимущественно наблюдаемых на переувлажнённых землях пригородных хозяйств, рекомендуется проводить по нижеприведённой формуле:

При сравнительно близком залегании водоупора (до 5,0 м):

м,

где a_др – расстояние между дренами, м;

ΔH_ф/сопр - общие фильтрационные сопротивления, м;

H_расч – расчётный напор, м;

s_пров – проводимость пласта, м²/сут.;

J_инф – интенсивность инфильтрационного питания (средний за расчётный период приток воды к дренам), м/сут.

Расстояние от оси дрены до водоупора определяется из выражения:

где h_в/уп – глубина залегания водоупора, м;

h_др – расстояние от поверхности земли до оси дренажной трубы, м.

Общие фильтрационные сопротивления в однородных грунтах определяются по формуле:

м,

где А₁=0,5H_расч =0,5*0,9=0,55 м.

Рисунок 1 – Схема к определению расстояния между горизонтальными дренами

Фильтрационное сопротивление по характеру вскрытия пласта (Δh_ф/сопр) в зависимости от конструкции дрен и защитно-фильтрующих материалов принимаем для керамические трубы со сплошной оберткой – 1,0.

Напор в расчётный весенний период при затоплении поверхности почвы следует определять по уравнению:

м,

где N_ос– норма осушения к концу расчётного периода (принимаем 0,40 м).

Проводимость пласта в однородных грунтах определяется по формуле:

м²/сут,

где - коэффициент фильтрации почво-грунта, м/сут.

Интенсивность инфильтрационного питания ( ) определяется по формулам на основе балансовых исследований или на основании региональных данных. При отсутствии таких данных приток воды к дренам можно определить по формуле:

м/сут,

где – модуль дренажного стока, л/с с 1 га (принимаем 0,6 л/(с*га)).

Принимаем стандартное значение расстояний между дренами