План оросительной системы на местном стоке при поливе Росой

Содержание

 

 

Чертежи:

План оросительной системы на местном стоке при  поливе Росой-3 

Введение

 

 

Проектирование оросительной системы  на местном стоке.

Требуется запроектировать оросительную систему на местном стоке, источником орошения которой должен быть пруд на сухой балке с земляной плотиной. Водоем располагается в таком месте, куда могут притекать сточные воды с населенных пунктов, то есть выше населенного пункта. Берега чаши водохранилища не должны быть крутыми, но и пологими. Ложе водохранилища состоит из водопроницаемого грунта (берем из задания - суглинки).

 На 1 м³пруда должно приходиться от 15 до 20 м³ воды. Выбираем самую  суженную часть балки, тем самым увеличиваем количество задерживаемой воды.

Основание плотины должны составлять прилегающие грунты. В теле плотны не должно быть действующих родников, если же они имеются, то необходимо учитывать этот объем воды.

Водопроницаемые грунты в теле плотины  должны находиться на глубине 1,5-2м. Необходимо укрепить их.

С выбором места плотины выбирается место для устройства аварийно-сбросного  канала, он является обязательным сооружением  при строительстве плотины.

 

1.Проектирование  водохранилища.

1.1Выбор  места под плотину и чашу  водохранилища.

 

Будущий водоем расположим в том месте, куда не будут попадать сточные воды из населенных пунктов и из других загрязненных мест. По возможности расположим водоем выше населенного пункта.

Берега чаши водохранилища не должны быть крутыми, но и сильно пологими. Крутые берега быстро размываются, что приводит к заиливанию пруда. При пологих берегах значительная часть водоема будет покрыта неглубоким слоем воды, что благоприятствует быстрому зарастанию водоема и большой потере воды на испарение и фильтрацию.

Берега и ложе водохранилища должны состоять из водонепроницаемых грунтов-глин и суглинков.

Плотину лучше располагать в  суженной части балки, причем желательно, чтобы выше плотины балка была широкой и глубокой. Это позволит накапливать большой объем воды в водохранилище при выполнении небольшого объема земляных работ. Не следует выбирать место под плотину с отвесными и обрывистыми берегами, так как в процессе осадки тела плотины между коренными берегами и плотиной может образоваться трещина, по которой будет просачиваться вода, что приведет к размыву плотины.

В основании плотины должны залегать водонепроницаемые грунты, желательно на глубине не более 1,5 ... 2,0 м от поверхности  земли. Нельзя выбирать место под  строительство плотины там, где  имеются выходы грунтовых (родниковых) вод.

Одновременно с выбором места  под плотину решается вопрос об устройстве водосбросного аварийного канала, который  является обязательным сооружением  при строительстве плотины.

Плотину нужно располагать в  таком месте, чтобы водосборная  площадь была достаточной для заполнения водохранилища.

Границы водосборной площади проходят по двухскатным водораздельным точкам поверхности земли.

Величина водосборной площади  принимается из задания. 

1.2 Определение  возможного притока воды в  водохранилище.

 

 

Возможный годовой объем притока воды в водохранилище на год 50% обеспеченности стоком , определяется по формуле:

,   

где - норма стока в с , которая по заданию берется равной 19810 м³/км²;

F- площадь водосбора в , которая по заданию равна 22,5 ;

K- модульный коэффициент стока 50% расчетной обеспеченности, принимается равным 0,75…0,95. В нашем случае он равен 0,8.

Подставив все значения в формулу, получим: .

Норма стока ( ) принимается по картам зонального районирования гидрологических расчетов. По Оренбургской области норма стока изменяется в пределах от 20000…30000 с в восточных районах, и до 60000…90000 с в северных, центральных и западных районах.

Для курсового проекта за расчетный  год принимаем год 50% обеспеченности, при условии наполнения водохранилища стоком воды пятьдесят раз из ста лет (условно).

            

1.3 Определение  емкости чаши водохранилища.

Объем воды, который может вместить чаша водохранилища, определяется по плану  в горизонталях. Емкость чаши водохранилища состоит как бы из нескольких объемов, отсекаемых горизонталями (см. рисунок 1), поэтому она определяется по каждой горизонтали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для этого вычисляют площади ( ), ограниченные каждой горизонталью и створом плотины (также электронным планиметром, но в масштабе 1:10000) (Приложение 1 «Расчет площадей зеркал водохранилища»).

; ; ; ; .

Затем определяют объем воды, заключенный между двумя соседними горизонталями.

Вычисления начинают с нижней горизонтали (10). Объем, отсекаемый нижней горизонталью , определяется по формуле объема конуса и будет равен: , где - площадь зеркала по нижней (10) горизонтали, ; h – сечение между горизонталями рельефа местности, м.

Все остальные объемы воды, заключенные  между горизонталями, определяются по средней площади соседних горизонталей, т.е. по формуле усеченного конуса. Так, объем, заключенный между нижней (10) и второй (соседней, 11) горизонталью , будет равен:

 и т.д. для всех горизонталей:

;

;

;

;

 

 

Расчет сводится в Таблицу 1 «Расчет  емкости чаши водохранилища»

 

 

 

 

 

Таблица 1 «Расчет емкости чаши водохранилища»

 

Наименование горизонталей (отметки)	Площадь по одной данной горизонтали F,м²	Средняя площадь между двумя  соседними горизонталями,	Сечение горизонталей, h,м	Объем воды между соседними горизонталями,	Объем до данной горизонтали, W,м³
1	2	3	4	5	6
10	80000		1	26666,7	2666,7
		133350		133350
11	186700				160016,17
		235450		235450
12	284200				395466,7
		373600		373700
13	463000				769166,7
		562200		562300
14	661400				1331466,7

 

 

Сумма чисел графы пять или последнее  число в графе шесть показывает, какой объем воды может вместить чаша водохранилища при данных топографических условиях. Полученную емкость водохранилища (W) необходимо сравнить с объемом возможного притока воды в водоем ( ). При этом могут быть 2 случая:

- когда  объем притока воды  в водоем ( ) больше емкости чаши водохранилища (W). В этом случае общий объем пруда будет равен емкости чаши водохранилища (W);

- когда  объем притока воды  в водоем ( ) меньше емкости чаши водохранилища (W), тогда общий объем пруда будет равен объему возможного притока воды ( ), и в дальнейшем он принимается за расчетный.

В нашем случае < W, следовательно, общий объем пруда будет равен объему возможного притока воды ( ).

Для более точного определения  расчетного горизонта воды в водохранилище (НПГ) производится построение интегральных кривых площади зеркал и емкости  водохранилища.

 

1.4 Построение  интегральных кривых площади зеркала и емкости водохранилища.

 

Интегральные кривые необходимо иметь  для производства дальнейших расчетов. Выполняются они по данным Таблицы  №1 «Расчет емкости чаши водохранилища». На оси ординат наносятся наименования горизонталей (отметки), а на оси абсцисс - шкала объемов и шкала площадей. Масштаб выбирается произвольный (в нашем случае: для шкалы площадей: в 1 см-25000 , для шкалы объемов -в 1 см -50000 ). Для построения кривой из Таблицы №1 «Расчет емкости чаши водохранилища» по каждой горизонтали выбираются соответствующие им значения площади горизонтали (графа3) и объем до данной горизонтали (графа 7), и точки наносятся на график (см. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»).

 Соединяя плавной кривой  нанесенные точки, получим интегральные  кривые площади и объема водохранилища.  Кривые W=f(H) и F=f(H) показывают, как изменился объем и площадь водохранилища в зависимости от глубины пруда (см. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»).

 Откладывая на шкале емкости  водохранилища объем возможного  притока воды в пруд, определяем  расчетный нормально-подпертый уровень (НПУ) (см. Рисунок 2 «Топографические характеристики водохранилища»).

 

1.5 Определение  полезного объема пруда.

 

При водохозяйственных расчетах ориентироваться  на использование полного объема пруда нельзя, так как за летний период значительное количество воды будет потеряно на испарение и  фильтрацию.

При весеннем наполнении пруда вода, попадающая в водоем, содержит большое количество наносов, которые затем оседают на дно пруда и уменьшают его объем. Это вызывает необходимость не реже одного раза в 15…20 лет производить чистку пруда. Кроме того, в пруду постоянно находится некоторый объем воды, чтобы водохранилище в летне-осенний период не пересыхало, а в зимний – не промерзало.

В пруду должен всегда находиться объем воды, необходимый для жизни  рыб. Слой воды в пруду (помимо наносов) должен быть не менее 1,5…2,0 м. Объем  воды (отвечающий этому слою) и расчетный объем заиления называется мертвым объемом пруда.

Таким образом, общий объем пруда  может быть определен так:

,

Где - полезный объем пруда,

- мертвый объем пруда, 

- объем испарения, 

- объем фильтрации,

 

 

 

 

1.5.1 Определение  мертвого объема.

 

Мертвый объем, как отмечалось выше, состоит из объема наносов, которые накапливаются в пруду за период между чистками пруда и объема воды, соответствующего слоя 1,5…2,0м.

Объем наносов  , определяют по формуле: , где - мутность воды, прибывающей в водоем ( количество килограммов наносов, содержащихся в каждом кубическом метре воды), равняется 1,6…2,0 ( для проекта );  t - период  между чистками пруда 15…20лет. (для проекта t=10 лет); объемная масса наносов 1,3…1,5 ( для проекта ).

Полученный по формуле объем  наносов откладываем на шкале  объемов интегральной кривой и проводим линию до пересечения с кривой объемов. От точки пересечения проводим горизонтальную линию на шкалу отметок, на которой находим глубину возможного заиления пруда наносами за 10 лет. (См. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»). .

К отметке наносов добавляем 1,5…2,0 м (для проекта 1,5м) и получаем отметку мертвого объема пруда. (См. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»). . Зная отметку мертвого объема пруда, пользуясь интегральной кривой объема пруда, определяем мертвый объем пруда. (См. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»).

1.5.2 Определение  объема испарения и объема  фильтрации.

 

Для определения объема испаряющейся воды необходимо знать слой испарившейся воды и площадь, с которой происходит испарение. Тогда объем испарения , будет равен: ,

где - площадь испарения, ;

- слой испарения, м.

Слой испарившейся воды , мм, может быть определен по формуле И.В.Тихомирова: , где Д - дефицит влажности воздуха, мб; - скорость ветра, .

Для курсового проектирования дефицит  влажности воздуха (Д) в среднем за период может быть принят в пределах 8…12 мб (в нашем случае 9 мб). Скорость ветра в пределах 3…5м/с (в нашем случае 4м/с). Подставив значения в формулу И.В.Тихомирова, получим:

Площадь испарения в течение всего периода будет изменяться: весной она будет равна площади при полной емкости пруда, а осенью - площади при мертвом объеме пруда.

За расчетную принимают среднюю  площадь, которая определяется как  среднее между площадью зеркала  при мертвом объеме пруда и площадью зеркала при НПГ: . Площади зеркал при мертвом объеме и НПГ определяются по интегральной кривой площадей. Для этого проводим горизонтальную линию от отметки точки мертвого объема до интегральной кривой объемов и в точке пересечения данной линии с интегральной кривой опускаем вертикальную линию на шкалу площадей и находим площадь зеркала при мертвом объеме пруда. Аналогично поступаем для определения площади зеркала при НПГ. .