Гидрологические расчеты

Цель гидрологического расчета – установить величины характерных и расчетных расходов в каналах осушительной сети. Расчетные расходы необходимы для определения размеров поперечных сечений каналов и проверки сопряжения элементов осушительной сети в вертикальной плоскости.

На графике изменения расхода воды в осушительном канале во времени (Рис. 29) можно выделить следующие характерные расходы:

Q_max^вес – максимальный расход весеннего паводка талых вод;

Q_пп – предпосевной расход (расход соответствующий дате начала полевых работ);

Q_лп – расход летнего дождевого паводка;

Q_быт – бытовой расход (расход наибольшей продолжительности или повторяемости в году).

Рис. 29 Характерный гидрограф водоприемника (для европейской части России).

Бытовой расход необходим для проверки сопряжения каналов осушительной сети в вертикальной плоскости и скоростей течения воды в каналах в бытовой период. Остальные три расхода используются при выборе расчетного расхода Q_р, то есть, расхода, для пропуска которого рассчитываются размеры поперечных сечений каналов осушительной сети.

Выбор расчетного расхода зависит от сельскохозяйственного использования осушаемых земель:

• для севооборота с озимыми зерновыми в качестве расчетного принимают максимальный расход весеннего паводка (Q_р = Q_max^вес), так как весеннее затопление озимых не допускается;

• для севооборотов без озимых, в качестве расчетного принимается либо Q_пп, либо Q_лп, в зависимости от того, какой из них больше, вегетационное затопление любых культур недопустимо.

В связи с тем, что для конкретного участка, который рассматривается в курсовом проекте, отсутствуют данные гидрологических наблюдений, величины характерных расходов можно определять по имеющимся эмпирическим формулам.

Любой характерный расход определяется по общей формуле:

Q = qF, (9)

где: Q – характерный расход, л/с; q – модуль характерного расхода, л/с/га; F – водосборная площадь, га.

Расчет магистрального канала

В курсовом проекте расчет магистрального канала проводится только для ПК0.

Общая площадь водосбора магистрального канала в ПК0 складывается из площади осушения F_ос и площади внешнего водосбора F_вн:

F = F_{ос +} F_вн , (10)

При наличии карты водосборных площадей их величины можно получать непосредственным измерением.

Если карта внешнего водосбора отсутствует, то для определения общей площади водосбора можно воспользоваться соотношениями (1) и (3).

1. Модуль максимального весеннего расхода q_max в курсовом проекте можно определить по формулам П. А. Дудкина (5).

Таблица 8‑1

Области Характеристика водосбора	Московская, Калининская, Ярославская	Ивановская, Кировская, Горьковская
С холмистым рельефом и преобладанием глинистых почв.	qmax = p1(16,87/F0,14)	qmax = p3(53,0/F0,26)
С пологим рельефом и преобладанием песчаных почв.	qmax = p2(8,23/F0,18)	qmax = p2(35,0/F0,3)

В формулах таблицы 8-1: q_max – модуль максимального весеннего расхода, л/с/га; p₁, p₂, p₃ – коэффициенты, зависящие от расчетной обеспеченности модуля стока. Для 10%-ой обеспеченности, которая принята в качестве расчетной при проектировании p₁ = 0,93, p₂ = 0,98, p₃ = 0,94; F – водосборная площадь, га.

Для областей, расположенных севернее указанных в таблице 8-1, в формулы необходимо ввести поправочный коэффициент α = 0,8…0,9.

2. Модуль предпосевного расхода q_пп определяется по формуле:

q_пп = Кq_max, м³/с/км² , (11)

где: q_max – модуль максимального расхода весеннего паводка м³/с/км²;

К – коэффициент, зависящий от рельефа, грунтов и допустимой продолжительности весеннего затопления.

Для пологого рельефа и песчаных почв:

К_п =3,63/Т ^0,2 -1,64, (12)

Для холмистого рельефа и глинистых почв

K_x = 1,64/T ^0.3 – 0,40, (13)

где: Т – допустимая продолжительность весеннего затопления, сут.

Если территория не затапливается талыми водами, то K_x = K_п = 0,35.

3. Модуль расхода летнего паводка q_лп определяется по формуле Д.Л. Соколовского [3]:

, (14)

где: q_лп - модуль расхода летнего паводка стока, л/с/км²;

А – районный параметр, зависящий от обеспеченности. Для 10%-ной обеспеченности А = 4…6;

 - коэффициент, учитывающий заболоченность и заозёренность водосбора. В курсовом проекте его можно принять 0,4…0,6

^I - коэффициент, учитывающий проницаемость почв водосбора. В курсовом проекте можно принимать равным 0,6…0,8

^II - коэффициент, учитывающий рельеф водосбора. Можно принимать равным 0,6;

^III - коэффициент, учитывающий форму водосбора. Можно принимать равным 0,3…0,5;

F – общая площадь водосбора, км².

4. Модуль бытового расхода q_быт в курсовом проекте можно принять равным:

q_быт = 0,003…0,005, м³/с/км²