8. Местный сток

8.1 Выбор места под водоем и плотину

В первую очередь устанавливается место для плотины и водоема. При выборе места основное внимание нужно обращать на затопление и возможное подтопление жилых и хозяйственных построек. Т. е. убытки от устройства водоема должны быть значительно меньше, чем планируемая выгода. Важным обстоятельством при назначении является наличие необходимой водосборной площади. Если водосборная площадь водоема или часть этой площади находится за пределами границ хозяйства, для которого он устраивается, то необходимо получить согласие соседей на использование стока воды с их территории. Необходимо знать водосборную площадь, количество осадков, испаряемость, грунт водопроницаемый или нет.

Следует избегать при выборе места попадания в зону строительства плотины и сбросовых сооружений воздушных и кабельных линий ЛЭП и связи. Если нет выхода, то необходимо согласование с владельцами этих линий. Категорически запрещается устройство водоема в том случае, когда в зону затопления и подтопления попадают кладбища, скотомогильники, свалки, бывшие склады ядохимикатов, химических удобрений.

8.2 Расчет водоема

8.2.1 Рабочий объем водоема

W_p = 10hст* Fст,

W_p – рабочий объем, м³;

h – слой поверхностного стока 80% (87 мм);

F_ст – водосборная площадь (1185 га) .

W_p = 10*87*1185 = 1 030 950 м³

8.2.2 Мертвый объем водоема

Глубина мертвого объема 2-4 м, вода подо льдом 1,5-3 м, льда примерно 1 м.

H_мо = дно + h_мо, где

h_мо = h_воды +h_льда = 3+1=4 м.

Отметка дна = 8 м.

H_мо = 8 + 4 = 12 м

С помощью полученных данных и таблицы 14 определяем мертвый объем (W_мо) и площадь водного зеркала (F_мо). Эти характеристики можно получить исходя из графика зависимости, представленном в рисунке 8.

Рисунок 8. График зависимости.

Данные, полученные по графику:

W_мо = 62 000 м³

F_мо = 3,8 га

НПУ=19 м

8.2.3 Полный объем водоема

W_п = W_мо +W_p = 62 000 + 1 030 950 = 1 092 950 м³

8.2.3 Полезный объем водоема

W_п=W_p -(W_e+W_ф), где

W_e – потери на испарение, м³;

W_ф – потери на фильтрация, м³

W_е = 10*е*F_cp, где

е – возможный слой испарения воды 80% (491 мм).

F_ср = (F_мо +F_нпу)/2 =(3,8+19)/2 = 11,4

W_е = 10 * 491 *11,4= 55 974 м³

W_ф = 10* h_ф * F_cp, где

h_ф = 200 м³

W_ф = 10* 200 *11,4 = 22 800 м³

W_п = 1 030 950 – (55974 + 22800) = 1 030 950 – 78774 = 952 176 м³

КПД = (952 176 /1 030 950)*100% = 92,4%.

8.3 Конструкция и расчет земляной плотины

Для прудов проектируют земляные плотины. В проекте рассчитывают высоту плотины, подбирают коэффициенты заложения откосов и ширину плотины по верху.

Конструкции и параметры плотины принимают из условий минимальной фильтрации воды через ее тело, а откосы – из условия их устойчивости. Этим требованиям отвечает форма поперечного сечения в виде трапеции. Мокрый откос ее принимают более пологим, чем сухой.

Рисунок 9. Проект плотины.

Отметка гребня плотины: H_гр=НПУ + Z = 19 + 3,4 = 22,4 м

Отметка основания плотины: H_осн = Н_дно-0,5 = 8-0,5 = 7, 5 м

Высота плотины: h_гр= H_гр +H_осн= 22,4+ 7,5=29,9 м

Верховой откос (мокрый) проектируется пологим с коэффициентом заложения откоса φ₃. Низовой откос проектируется с коэффициентом φ₂.

Мокрый откос: φ₂=2; Сухой откос: φ₃=3.

В_осн = h_гр* φ₃ + h_гр* φ₂+b = h_гр *( φ₃ + φ₂)+b =29,9 (3+2) = 149,5 м

Со стороны низового откоса проектируем дренажную призму для перехвата фильтрационного потока через тело плотины и предотвращения размыва низового откоса.

Дренажную призму проектируют по принципу обратного фильтра:

1 слой – мелкозернистые пески; 2 слой крупнозернистые пески; 3 слой галька/гравий.