Расчеты, необходимые для проектирования осушительной системы

5.1 Расчет расстояний между дренами

Д=17,3*K*T*H*H-ZC*Z, м

Д=17,3*0,7*6*1,2*1,2-0,68*0,6, м

Д=3 мм

Обозначения букв и единицы измерения даны в задании. Длина дрен должна быть в пределах от 200 до 250 м, а уклон не менее 0,002.

5.2. Водосборная площадь коллектора равна произведению длины коллектора (L) на ширину расстояния между коллекторами (b)

Fколл=Lколл*bколл / 10000, га

Где L –длина коллектора, м

b – расстояние между коллекторами, м

Fколл= Sполя / 2, га

Fколл= 13,5 га

5.3. Площадь поля равна сумме водосборных площадей двух смежных коллекторов и ограничена дорогами внутри участка и рамками плана с внешней стороны. Дороги, размещаемые внутри участка, не должны пересекать не дрен, ни коллекторов. А где возникает такая необходимость, то под дорогами должны быть заложены железобетонные трубы переезды.

5.4. Гидрологические расчеты

1. Расчет модуля поверхностного стока (qпов)

qпов = 3.84Sвод, л/c с 1 га

qпов = 3,85,6=0,7 л/c с 1 га

2. Расчет объема притока воды с водосбора

Qвод = Sвод*qпов л/с

Qвод = 950*0,7 = 665, л/с

3. Расчет модуля дренажного стока

qдрен= A*μ*v8.64,лсс 1 га

qдрен = 13*0,6*0,68,64=0,5 л/с с 1 га

4. Расчет объемов дренажного стока:

• С водосборной площади одного коллектора

Qколл = Fколл*qдрен, л/с

Qколл = 13,5*0,5 = 6,75 л/с

• С водосборной площади всего участка

Qуч.др.ст = ∑Qколл = Sуч*qдр.ст , л/с

Qуч.др.ст = 200*0,5 = 100, л/с

5. Расчет диаметров коллекторов по формуле

Dосн.колл = 13 *5Q2колл м3/сiколл, м

Dосн.колл. = 13*50,00670,0028=13*0,7=0,2

6. Расчет потребной пропускной способности магистрального канала

QМК потр. = Qвод+∑Qколл

QМК потр. = 665+100 = 765

715/1000 = 0,765 м3/c

5.5. Гидравлический расчет размеров магистрального канала (∆ hМК) для отвода объема воды с поверхностного и дренажного стока с 5-процентным запасом

QМК расч > QМК ПОТР на 5%

Расчет следует вести методом подбора глубины и ширины живого сечения канала по формулам:

1. h = ∆ hМК – дополнительная глубина в устье магистрального канала, необходимая для отвода воды, м;

h = 0.75, м

2. m = J*h – заложение откоса, м;

m = 0.75*1.25 = 0.94, м

J – коэффициент заложения откоса

3. b – ширина канала по дну равна ширине коша экскаватора = 0,4 м;

4. a = 2m+b – ширина канала по верху, м;

а = 2*0,94+0,4 = 2,28, м

5. n = h2+m2 – длина откоса, м;

n = 0.752+0.942=1.20, м

6. P = 2n+b – смоченный периметр, м;

P = 2*1.2*0.4 = 2.8, м

7. F = a+b2*h - площадь поперечного сечения канала м2;

F = 2.4+0.42*0.75 = 1, м

8. R = FP - гидравлический радиус, м;

R = 1.0052.8 = 0.36, м

9. C = 871+γR – скоростной коэффициент Базена, где v = 1.5 коэффициент шероховатости русла канала;

C = 871+1.50.36 = 873.5= 24.86

10. V = C*R*i мк - скорость течения воды в канале, м/с;

V = 24.86*0.36*0.0028 = 0,79, м/с

11. QМК расч = F*V – расчетный расход магистрального канала, м3/с;

QМК расч = 1 *0,79 = 0,79

Он должен быть больше QМК ПОТР на 5%. Если QМК расч окажется меньше QМК ПОТР, то следует увеличить глубину магистрального канала (h) и все расчеты повторить снова.

Вывод: для отвода воды с водосбора и дренажного стока требуется ∆ hМК = 0,75 м.

Построение продольных профилей дрен, коллектора, транспортирующего собирателя и магистрального канала

Требуется вычертить продольные профили:

1. Двух дрен, выпадающих в начале и в конце коллектора;

2. Одного основного коллектора, принимающего воду по всей длине непосредственно из дрен и впадающего в смотровой колодец;

3. Четырех транспортирующих коллекторов, передающих воду от колодца к колодцу и в магистральный канал;

4. Магистрального канала; Построение профилей следует вести с увязкой их в вертикальной плоскости на одном листе миллиметровой бумаги, шириной 0,3 м и длиной 1,0 м, с одной вертикальной шкалой отметок поверхности земли и одним основанием, включающем показатели:

1. Отметок поверхности земли;

2. Отметок глубины траншеи (выемки);

3. Отметок дна траншеи (канала);

4. Уклонов;

5. Расстояний;

6. Пикетов;

7. Планов.

Сначала, развернув лист длинной стороной по горизонтали, в нижней части его вычертить шкалу, состоящую из 7 строк по 1 см шириной и длиной во весь лист.

Отступив от края слева 7 см и сверху 2 см провести вертикальную линию до низу.

Слева от вертикальной линии вверху указать масштабы: горизонтальный 1: 5000, вертикальный 1: 50 с расшифровкой, что 1 см на профиле = 0,5 м на местности, а 1 мм на профиле = 0,05 м на местности, чтобы все построения на профиле в вертикальной плоскости выполнять с точностью до 1 мм, а на местности – до 0,05 м.

Внизу листа разместить показатели шкалы в указанной выше последовательности, оставив слева 2 см для подшивки листа в проект.

В самом верху в центре листа написать «Продольные профили», а строкой ниже – «Дрен», «Коллектора», «Транспортирующего коллектора», «Магистрального канала». (Эти надписи сделать после построения профилей).

Отступив от шкалы показателей на 8 см вверх, нанести слева от вертикальной линии отметки поверхности земли вдоль магистрального канала, начиная от самой нижней до самой верхней на расстоянии 1 см с интервалами отметок 0,5 м. Построение начать с профилей поверхности земли всех элементов с интервалом 1 см.

В строке « Планы» отложить общие длины дрен, коллектора, транспортирующего коллектора и магистрального канала с интервалами 1 см и указать места пересечения элементов с горизонталями.

В строке «Пикеты» указать номера пикетов, начиная с нуля в начале каждого элемента в возрастающем порядке против каждого пересечения элемента с горизонталями и конечный пикет в конце каждого элемента. Каждый новый элемент начинать с нулевого пикета.

В строке «Расстояния» против каждого пикета нанести поперечные отрезки, а между ними вписать расстояния в метрах. В верхней строке записать отметки поверхности земли, соответствующие каждому пикету. Определение отметок поверхности земли на нулевом и последних пикетах элемента вызывает некоторые затруднения, поэтому ниже приводятся рекомендации по их определению.