План оросительной системы на местном стоке при поливе Росой

Подставляя полученные площади  зеркал в формулу, получим:

Подставив все данные в формулу, найдем объем испарения:

Объем воды, который теряется на фильтрацию, будет зависеть от свойств грунтов, подстилающих ложе водохранилища.

Если берега и дно оврага образованы водонепроницаемыми грунтами (глины, тяжелые  суглинки), то объем воды на фильтрацию принимается равным 5…10% от общего объема пруда, при слабопроницаемых грунтах 10…15%. Поскольку у нас дно и  берега состоят из глины, примем фильтрацию, равной 10% от общего объема пруда.

Таким образом, полезный объем пруда  . Подставляя ранее вычисленные данные, получим:

 

Жанные величины отмечаем на продольном профиле плотины (см. Рисунок 3 «Топографические характеристики водохранилища»)

1.6 Проектирование  плотины.

 

Земляная плотина представляет собой хорошо утрамбованную насыпь, выполненную из слабоводопроницаемого  грунта. Лучшим материалом для насыпи плотины являются суглинистые и супесчаные грунты с содержанием в них 50…60% песка. На рисунке 4 «Поперечное сечение земляной плотины М 1:200» показан поперечный разрез плотины с замком.

 

 

 

Рисунок 4 «Поперечное сечение земляной плотины М 1:200»

1.6.1 Определение размеров элементов  плотины.

 

Отметка гребня плотины (ГП) должна быть больше, чем уровень воды перед  плотиной (НПГ) не менее, чем на 1,0 м ( ).

Величина сухого запаса гребня плотины  над расчетным горизонтом (НПГ) ,м, определяется по формуле: , где - высота разгона волны, м, определяемая по формуле В.А. Замарина: , где L - длина разгона волны, которая определяется по наибольшему измерению диагонали зеркала НПГ, км. Измеряем L по плану местности М 1:10000 и получили L=1,27км. Подставив в формулу  В.А. Замарина, получим:

Подставив высоту волны в формулу, получим: .

Ширина плотины по гребню (БВ) принимается  как для проезжей части, при небольшом  движении автотранспорта, равной 4…5м (по заданию  ).

Откосы плотины зависят от свойств  грунта, из которого выполняется плотина. Верховой откос (АБ или «мокрый» откос), обычно принимают с коэффициентом заложения (По заданию ). Это значит, что ширина основания под этим откосом в 4,0…7,5 раз больше высоты плотины Низовой откос обычно делают с заложением (по заданию ).

Ширина плотины у основания (АГ) В, м определяется по формуле: , где b - ширина плотины по гребню; - высота плотины; Подставив все данные в формулу, определим ширину плотины по основанию: .

Если под основанием плотины  водопроницаемые грунты залегают на некоторой глубине, то в этом случае, чтобы уменьшить фильтрацию воды под плотиной прибегают к устройству глиняного замка. Глубина замка определяется из условия, чтобы он врезался в водонепроницаемый слой на 0,5…0,7м (По заданию глубина водонепроницаемого слоя равна 2,5 м. Следовательно, глубина замка будет равна 1,5м+0,5м=2,0м). Ширина замка принимается равной 1/3 ширины плотины по гребню (следовательно, ширина замка по дну равна 4/3 м).  Стенки замка выполняются с заложением откосов m=1,5…1,0 (для проекта m=1,0). После установления всех размеров плотины выполняются следующие чертежи:

- продольный профиль по створу плотины в масштабах: горизонтальный М 1:2000, вертикальный М 1:100.

- поперечный разрез плотины  в масштабе М 1:200.

Продольный профиль плотины  показан на Рисунке 5 «Продольный  профиль по оси земляной плотины» На чертежах должны быть нанесены высотные отметки всех элементов плотины, увязанные с планом.

 

 

 

Рисунок 5 «Продольный профиль по оси земляной плотины»

 

 

 

 

 

1.7 Определение  объема земляных работ по устройству  пруда.

1.7.1 Насыпка  тела плотины.

 

Объем земляных работ по насыпке тела плотины , определяется по формуле: , где - площадь поперечного сечения земляной плотины при средней высоте плотины, ;  - длины плотины по гребню, м (берется из продольного профиля плотины ).

 

Величина средней площади поперечного  сечения плотины  , , определяется по формуле: , где b - ширина плотины по гребню, м; - ширина плотины по подошве, м; - средняя высота плотины, м.

 

Ширина плотины по подошве  ,м, определяется по формуле: ,

 

Где величина средней высоты плотины  , м, определяется по продольному профилю (рисунок 5) из условия: , где - сумма высот плотины, м; n- количество расчетных значений высоты плотины. Подставив все найденные значения в формулы, получим:

; ;

;

.

 

 

1.7.2 Снятие растительного  грунта.

 

Растительный слой земли снимается  с площади основания плотины (со дна и берегов оврага) на глубину 0,3 м. Площадь основания плотины определяется по средней высоте плотины.

Объем земляных работ по снятию растительного  грунта , будет равен: ,

где - площадь основания плотины, ;  h - глубина снятия растительного слоя, 0,2…0,3м.

Площадь основания плотины  , определяется по формуле: , где - длина плотины, м.

Подставив все найденные значения в формулы, получаем: ;

.

1.7.3 Устройство  замка.

 

Объем земляных работ по устройству замка  , определяется по формуле: , где - площадь поперечного сечения замка, ; - длина замка, м.

Площадь поперечного сечения замка  , , определяется по формуле: , где - ширина замка по дну, м; - глубина замка, м; - коэффициент заложения откосов. Подставив все найденные значения в формулы, получаем:

 

 

1.7.4 Устройство  водосбросного канала.

 

 

 

Водосбросной канал является обязательным сооружением в каждой плотине. Водосбросной канал располагают на расстоянии не менее 50 метров от плотины. Отметка  дна водосбросного канала равна  отметке НПГ.

Объем земляных работ, , приближенно может быть принят равным от 6 до 8% от объема земляных работ по насыпке тела плотины. ;  .

Крепление откосов плотины и  другие виды ручных работ  ,

1.8 Определение оросительной способности пруда

 

Оросительную способность пруда, то есть количество гектаров, которое  можно оросить из данного пруда  ,га, определяют упрощенно по формуле: , где - приведенная оросительная норма, которая равна по заданию 2600 , с учетом потерь воды в пруду и в каналах оросительной системы, что соответствует коэффициенту использования прудовой воды, равному 0,70…0,75.

Подставив значения в формулу, получим: .

Затем определяют площадь брутто , га, участка орошения с учетом отчуждения площади под оросительные каналы, дороги, лесополосы по формуле: , где коэффициент земельного использования, принимается равным 0,75…0,95. (В проекте принимается равным 0,75).

Подставив значения в формулу, получим: 

 

2.Проектирование оросительной  системы.

 

Закончив расчеты по проектированию пруда, приступают к составлению проекта оросительной системы, предварительно установив, будет ли эта система самотечной или с механическим водоподъемом.

Для решения этого  вопроса необходимо обратиться к  планово-топографическому материалу  и вычислить разницу отметок  зеркала воды в пруду при мертвом объеме и наивысшей точкой земель орошаемого участка. Если уровень воды в пруду при мертвом объеме находится выше точки водовыдела предполагаемого участка орошения, то в этом случае возможно самотечное орошение.

При самотечном орошении воду, лежащую под мертвым объемом, выводят по трубе через плотину и далее по каналу к наивысшей точке орошаемого участка. Чтобы пропустить воду через трубу, нужен напор H=0,2…0,3м; канал имеет уклон (обычно от 0,002 и 0,0005). Поэтому отметка трубы донного водовыпуска на входе принимается равной:

  входа = ГМО+(О,2…О,3)м,

где ГМО - отметка горизонта мертвого объема.

входа =21,56+0,25=21,81м

Отметка выхода трубы водовыпуска, будет равна:

Выхода = , где

- уклон трубы донного водовыпуска, ( );

 длина трубы донного водовыпуска, м

Выхода =21,81-0,001 24,9=21,785м

С отметки выхода трубы  донного водовыпуска магистральный  трубопровод (канал) трассируется с  заданным уклоном, чтобы обслужить  поливом как можно большую  площадь, самотечным орошением.

В случае, когда наивысшая точка поверхности проектируемо участка орошения  расположена выше расчетного горизонта воды в пруде (НПГ), придется воду поднимать при помощи водоподъемной установки насосной станции. Система орошения в этом случае возможно только с механическим подъемом.

В нашем случае система  будет с механическим водоподъемом, поскольку уровень метрового  объема расположен ниже точки водовыдела.

2.1 Организация  орошаемой площади.

 

Окончательно обследуется и  оконтуривается орошаемый участок по возможности ближе к пруду и с наиболее благоприятным рельефом.

Площадь орошаемого участка выбирается по оросительной способности пруда ( ), в зависимости от планового расположения магистрального канала, характера разбивки полей, техники и способов полива.

Размещение полей выполняется  с соблюдением следующих требований:

- поля орошения должны быть  равновеликими но площади,  т.к это обеспечивает равномерность в использовании рабочей силы и машин. Отклонение от среднего размера поля допускается не более 5…10 %;

- каждое поле должно иметь  удобную по условиям механизации  форму и достаточные размеры.  Площадь не должна быть меньше 20 га (для курсового проектирования);

- расположение и размеры полей  орошаемого участка должны обеспечивать правильную организацию труда, хорошую агротехнику и хорошее качество поливов при увязке с техникой полива. Это значит, что на каждом поле должна быть разработана техника полива для каждой культуры.

 

2.4 Дорожная  сеть и лесные полезащитные полосы.

 

 

На орошаемых землях должна быть создана система лесных полезащитных полос, которые располагают вдоль постоянных каналов и границ полей севооборота.

Лесные полосы на орошаемых землях имеют ветроломное значение и  делаются продуваемой конструкции  из высокорастущих пород деревьев с невысоким подлеском. В состав лесных пород целесообразно вводить плодовые деревья и кустарники.

Дорожная сеть должна отвечать следующим  требованиям:

- обеспечивать возможность быстрого  и удобного въезда тракторов  и машин на каждое поле и вывоза продукции с полей после уборки;

- не затопляться водой; 

- иметь минимальную длину и  минимальное количество мостов  и 

переездов;

- надежно обслуживать эксплуатационные нужды системы.

В проекте предусматриваются следующие виды дорог:

- полевые, обеспечивающие подъезды  и выезды на каждый поливной участок;

- хозяйственные, объединяющие полевые  дороги и связывающие их с  поселками. 

Ширина земельного полотна  дорог, не считая кюветов, устанавливается:

- на полевых и хозяйственных  дорогах - 5 м;

2.5 Способы  и техника полива. 

Способ орошения обуславливается  хозяйственными, техническими, топографическими и почвенными условиями.

Техника полива должна быть увязана  с конкретными условиями и  отвечать основному требованию - обеспечивать при поливе необходимое увлажнение активного слоя почвы на всей орошаемой площади при минимальных затратах рабочей силы и экономном использовании оросительной сети.

На равномерность увлажнения большое  влияние оказывает длина поливных полос и удельная поливная струя, которые должны быть увязаны с водопроницаемостью почв и уклоном поливных полос.

Высокая производительность труда  и механизация работ при поливе обеспечивается плановым расположением  всей временной поливной сети - временных оросителей, выводных и поливных борозд, поливных полос и поливным током, с которым работает поливальщик.

3. Гидротехническая часть.

3.1 Определение расчетного расхода

 

Расчетный секундный максимальный расход при поливе дождеванием зависит от количества дождевальных машин; количество дождевальных машин равно:

,

где - вся площадь орошения СПХ

- сезонная производительность  одной машины (га/сез)

, где r – радиус одной дождевальной машины (для Росы-2 r=40м)

Расчетный секундный максимальный расход Q_нт (л/с) определяем по формуле:

,

Где q- потребный секундный расход дождевального агрегата, л/с

- коэффициент одновременности работы машин по времени в течение сезона 0,90…0,85

л/с

Расход брутто, учитывающий потери из каналов Q_бр (л/с) найдем последующей формуле:

, где - КПД оросительной системы =0,8

Максимальный секундный расход брутто является расчетным расходом, по которому определяются размеры каналов  и напорных трубопроводов

3.2 Расчет напорного трубопровода.

 

Диаметр напорного трубопровода определяем из условий нормальной эксплуатации его при наличии скорости движения воды в трубопроводах в пределах допустимых величин, зависящих от материала. Примем скорость течения воды V=2.5м/с, отсюда диаметр трубопровода выразим из следующей формулы:

3.3 Расчет насосной станции

 

Расчет насосной станции сводится к определению рабочих характеристик:

-производительность насосной станции  (л/с) 

-расчетный напор (м) Н

-мощность двигателя (кВт)N

Расчетный напор насосной станции  Н, (м) определяем по формуле:

,

- геодезическая высота подъема  воды

, где ДТ – отметка диктующей  точки орошаемого участка, УВ  при ГМО – отметка уреза воды при ГМО,

где - сумма потерь напора при движении воды по трубопроводу, м;

- потери в точках водораспределения,  м;