Орошение на местном стоке (пруды и водохранилища, их расчет) (5)

Воды местного стока получаются в результате снеготаяния и обильного выпадения дожей. Для использования вод местного стока на орошения их аккумулируют в естественных понижениях с использованием земляных плотин.

Выбор места под пруд и плотину. Требования:

1. Дно водоема должно быть сложено грунтами с низким коэффициентом фильтрации;

2. Глубина водоема должна быть не менее 4 метров;

3. Уклоны откосов должны быть от 0,01 до 0,09;

4. На площади водосбора не должно находиться крупных населенных пунктов;

5. Вблизи проектируемого водоема должны находиться площади, пригодные для с/х использования.

Плотину проектируют в узком месте, створ плотины д.б. расположен перпендикулярно горизонталям и проходить через дно балки.

Гидрологический расчет пруда.

Рабочий объем:

V_р = 10 * h_ст80% * F_в; м³

h_ст80% - слой поверхностного стока в год 80 %-й обеспеченности, Fв – площадь водосбора.

Если рабочий объем превышает 1000000 м³ , то водоем будет представлять из себя водохранилище.

Мертвый объем.

Служит для аккумуляции ила, рыборазведения и создания подпора вод. Этот объем не расходуют на какие-либо хозяйственно-бытовые нужды. По санитарно-техническим требованиям глубина мертвого объема должна быть от 2 до 4 м.

Полный объем

Нормально подпертый уровень (НПУ) – горизонт воды, соответствующий полному объему водоема. Для определения отметки НПУ и площади водного зеркала НПУ по таблице 14 строим кривые V = f(H) и F = f(H).

V_полн = V_р + V_м.о., м³

1. Объем потерь

V_пот. = V_исп. + V_ф; м³

V_исп. – используемый объем;

V_ф – объем фильтрации.

V_исп = 10 * h_исп * F_ср; м³

F_ср = (F_м.о. + F_НПУ)/2 ; га

V_ф = 10 * h_ф * F_ср; м³

2. Полезный объем – это объем, который можно расходовать на орошение.

V_плз. = V_р. – V_пот.; м³

Конструкция и расчет земляной плотины (6)

Отметка гребня плотины

▼гребня плотины = ▼НПУ + Z; м

Z – запас для предотвращения перелива воды через гребень плотины в случае набега ветровой волны (1,5-2,0 м)

▼гребня плотины = 19,8м + 2м = 21,8 м

Высота плотины:

Н_пл = ▼гребня плотины - ▼основания плотины; м

▼основания плотины = ▼дна – 0,5м, м.

Ширина гребня плотины (в) = 8 м из условия двустороннего движения автотранспорта. Верховой (мокрый) откос проектируют с коэффициентом заложения откоса m₁ = 3. Откос крепят железобетонными плитами или каменной наброской со стороны воды. Низовой (сухой) откос проектируют с коэффициентом заложения откоса m₂=2. Этот откос крепят посевом многолетних трав.

Ширина нижнего основания:

В_осн = в + m₁ * Н_пл + m₂ * Н_пл; м

в - ширина гребня плотины, м

Н_пл - высота плотины, м

Со стороны низового откоса проектируют дренажную призму для перехвата фильтрационного потока через тело плотины и препятствующие размыву низового откоса. Дренажная призма проектируется по принципу обратного фильтра: 1-й слой – мелкозернистые пески, 2–й слой – крупнозернистые, 3-й – галька либо гравий.

Высота дренажной призмы: h_пр = 0,1*Н_пл; м

Ширина дренажной призмы: b_пр = 0,4*h_пр; м

Определение эффективности выбора створа плотины

Э = V_р/V_з.р. ; м³

V_р - рабочий объем водоема;

V_з.р. - объем земляных работ по насыпке плотины;

V_з.р. = S_пл*l_ств; м³

S_пл – площадь плотины, м²

l_ств – длина створок плотины, 330 м

S_пл = 0,25*(в+В_осн )*Н_пл; м²

В_осн - ширина нижнего основания плотины, 79,5м

в - ширина гребня плотины, 8 м

Н_пл - высота плотины, 14,3м

1 м³ насыпанного грунта плотина должна удерживать больше 6 м³ воды, если данное условие выполняется, плотина построена правильно.

Определение запасов воды в расчетном слое почвы. (7)

Для определения запасов воды в слое почвы надо ее влажность и плотность. Пусть толщина, или мощность, слоя почвы будет Н, плотность – a (г/см³ или т/м³), влажность - g (% массы сухой почвы). Слой почвы площадью 10000 м² и мощностью Н занимает объем V=1000Н. Масса абсолютно сухой почвы этого слоя G=Va=10000Нa. Масса воды в нем: W=Gg/100=10000Hag/100 (т/га), или W=100Нag (м³/га).

Запасы влаги в слое прироста корн сист раст за расчетный период: ∆W= ∆ПВ*√(1-I/Нк*[1-(ВЗср/ПВср)²])= м³/га

∆ПВ – величина прироста корн сист,

I – расстояние от ур ГВ до середины слоя прироста корн сист раст за расчетный пер (м) I= Hгр –(hкс+∆ hкс/2)= м

Нгр – ур ГВ за период, hкс – глубина корн сист за период, м, ∆hкс-преращение корн сист, м.