Проектирование и гидравлический расчет каналов

 

Как было определено выше, глубина заложения коллектора ГД1-1 составляет на выходе в канал 1,31 м. Поскольку устье коллектора должно возвышаться над дном канала не менее, чем на 0,5 м, строительная глубина канала составит не менее 1,81 м. Принимаем ширину по дну рассчитываемых трапецеидальных каналов b = 0,6 м.

Определим необходимый коэффициент заложения откосов канала. Для грунта первого слоя, глубиной 0,4 м (слаборазложившийся торф) m₁ = 1,0 (таблица 6.1); для следующего слоя, до глубины 2,0 м (песок среднезернистый) можно принять т₂ = 2,3. Таким образом, для всего откоса с некоторым запасом можно назначить т = 2,3. Поскольку основание канала находится в песках, никаких дополнительных креплений кроме залужения откосов, не требуется.

Определим примерную глубину заложения коллектора ГД 1-1. В соответствии с зависимостью:

и с учетом того, что площадь, осушаемая этим коллектором равна примерно 1/3 территории коллектора ГД 1-2, его диаметр будет равен примерно 0,10 м. Диаметр канала ГД1, площадь которого в 3,5 раза больше чем ГД1-2, будет равен примерно 0,25 м. Уклоны всех коллекторов принимаем практически одинаковыми.

Строим продольный профиль поверхности земли по трассе каналов, используя план осушительной системы; наносим уровни примыкания коллекторов и каналов; разбиваем канал на расчетные участки - в качестве их границ принимаем сечение 1-1, 2-2 и 3-3. Определяем предварительное значение уклонов канала на отдельных участках. Уклон участка 1 может быть назначен по контролирующим коллекторам ГД1-1 и составит в этом случае i1'=0.000031.

Для канала проходящего в песчаном грунте максимально допустимый уклон 0,0005, минимально допустимые уклон для канала 0,0002 - 0,0003. Примем уклон первого участка 0,0002. Уклон поверхности второго и третьего участков равен также около 0,0002. Уклон канала 1Дн1 равен 0,0027, снижаем его до 0,0005.

Найдем расчетные расходы в сечениях 1,2,3. Модули дренажного стока принимаем (приложение 1) равными для вегетационного периода q_лр.л=0,013м/сут=1,39·10^-7 м/с=1,39 л/с/га. Для весны q_лр.в=0. Модули поверхностного стока равны для весны q_п.в=7 л/с/га, для летне-осеннего периода q_п.ло=1,8 л/с/га.

 

Участок

Площадь поверхностного стока для сечения 1 складывается из площади водосбора канала ГД1-1 (F=22 га) и площади водосбора канала ГД1-2  (F=29 га). Таким образом, F1=22+29=51 га. Площадь дренажного стока F_дp1 = 49,8 га.

Итак, летне-осенний и весенний расходы в сечении 1 равны

Далее вычисляем:

модули расхода

глубины наполнения по графику K=f(h) на рисунке 6.5 (для Q<1 м³/с, п = 0,035)

площади живых сечений

скорости течения

смоченные периметры и гидравлические радиусы

допустимые скорости

Vo= 0,5 м/с поскольку откосы канала одерновываются, а основание канала лежит в песках.

Таким образом, Vло1<Vнз1 и Vв1<Vнр1, и следовательно устойчивость первого участка на незаиляемость и неразмываемость не обеспечивается, требуется корректировка уклона.

Примем уклон 1 участка 0,0004.

 

модули расхода

глубины наполнения по графику K=f(h) на рисунке 6.5 (для Q<1 м³/с, п = 0,035)

площади живых сечений

скорости течения

смоченные периметры и гидравлические радиусы

допустимые скорости

Vo= 0,5 м/с поскольку откосы канала одерновываются, а основание канала лежит в песках.

Таким образом, Vло1>Vнз1 и Vв1<Vнр1, и следовательно устойчивость первого участка на незаиляемость и неразмываемость обеспечивается, корректировка уклона не требуется.

Примем и для других участков уклон 0,0004.

Участок

Площадь поверхностного стока для сечения 1 складывается из площади водосбора канала ГД1-3 (F=38 га) и площади водосбора канала ГД1-4  (F=51 га). Таким образом, F2=38+51=89 га. Площадь дренажного стока F_дp2 =87 га.

Итак, летне-осенний и весенний расходы в сечении 2 равны

Далее вычисляем:

модули расхода

глубины наполнения по графику K=f(h) на рисунке 6.5 (для Q<1 м³/с, п = 0,035)

площади живых сечений

скорости течения

смоченные периметры и гидравлические радиусы

допустимые скорости

Vo= 0,5 м/с поскольку откосы канала одерновываются, а основание канала лежит в песках.

Устойчивость второго участка на незаиляемость и неразмываемость обеспечивается, корректировка уклона не требуется.

 

Участок

Площадь поверхностного стока для сечения 1 складывается из площади водосбора канала ГД1-5 (F=15 га) и площади водосбора канала ГД1-6 (F=90 га). Таким образом, F3=15+90=105 га. Площадь дренажного стока F_дp2 =98 га.

Итак, летне-осенний и весенний расходы в сечении 3 равны

Далее вычисляем:

модули расхода

глубины наполнения по графику K=f(h) на рисунке 6.5 (для Q<1 м³/с, п = 0,035)

площади живых сечений

скорости течения

смоченные периметры и гидравлические радиусы

допустимые скорости

Vo= 0,5 м/с поскольку откосы канала одерновываются, а основание канала лежит в песках.

Устойчивость третьего участка на незаиляемость и неразмываемость обеспечивается, корректировка уклона не требуется.

Таблица 4.1 – Результаты гидравлического расчета канала

Участок	F, га	Fдр, га	Qло, м3/с	Qв, м3/с	i∙104	hло, м	hв, м	Vло/Vнз, м/с	Vв/Vнр, м/с
1	51	49,8	0,16	0,36	4	0,53	0,62	0,24/0,21	0,28/0,38
2	89	87	0,29	0,60	4	0,57	0,80	0,29/0,22	0,34/0,39
3	105	98	0,32	0,68	4	0,61	0,84	0,29/0,22	0,36/0,40