Файл: Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 85
Скачиваний: 0
Смоченный периметр |
|
|
|
|
|
|
X = - J L = TCrf; |
/? = |
-£-: |
||
|
п _ |
ТЕЙ?2 |
I |
/ r f \ ° , G 7 0 ( g |
|
|
~ |
4 |
' п |
W / |
’ |
где / — уклон дна дрены. |
|
|
|
трубчатого дренажа ве |
|
Гидравлический |
расчет закрытого |
||||
дется по формулам |
равномерного движения в предположении, |
Что дренажные трубы заполнены полностью, а избыточное
давление в них отсутствует IP — РатмУ, это позволяет |
в урав |
||||||||
нении равномерного движения |
Шези |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
v = C /~ R l |
|
|
|
|
(4.23) |
|
уклон / принимать |
равным уклону дренажной линии |
и тогда |
|||||||
пропускная способность трубы |
будет |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Q = F C /R l . |
|
|
|
(4.24) |
||
Коэффициент Шези С, как правило, |
в расчетах трубчатых |
||||||||
дрен определяется по формуле Маннинга: |
|
|
|
||||||
|
|
|
C = T R%' |
|
|
|
|
(4.25) |
|
где п — коэффициент |
шероховатости |
дренажных |
труб |
|
|||||
Ниже приводится схема расчета дрен, принятая в институте |
|||||||||
Средазгипроводхлопок. |
В качестве |
расчетного берут |
макси |
||||||
мальный дренажный модуль qmaK л/сек |
с 1 га. При известных |
||||||||
<7тах и площади участка |
ю, обслуживаемого |
дреной, |
опреде |
||||||
ляется наибольший |
расчетный |
расход воды, |
протекающей по |
||||||
дренажным трубам |
Qp — qmax-U). При |
известном |
уклоне дре |
||||||
нажной линии, который назначается |
из условия |
i > |
0,002, и |
||||||
выбранном диаметре |
дренажных труб |
находится |
пропускная |
||||||
способность трубы |
данного диаметра Q и сопоставляется с ра |
||||||||
счетным наибольшим |
расходом |
дрены |
Q0. |
Если |
обозначить |
||||
отношение этих расходов А = О |
(4.26), |
тои согласно техниче |
|||||||
ским указаниям Гипроводхоза диаметр дрены |
выбран правиль |
||||||||
но, если значение А находится |
в пределах 0,9-< Л <1,07. |
||||||||
Верхний предел |
для |
А должен |
быть сокращен до 1, так |
как при А > 1 трубы работают в неустойчивом режиме, когда возможен прыжковый переход к напорному движению. Мини мально допустимая скорость течения воды в трубах прини мается равной = 0,3 м/сек. В противном случае необхо димо изменить уклон дрены или диаметр дренажных труб.
В результате расчета имеем: расчетный наибольший расход дрены Qp, внутренний диаметр дренажных труб D, пропуск ная способность труб данного диаметра Q, скорость течения воды в трубах V .
Величины Q и v удобно |
определять |
по номограммам, |
ко |
||||||||||
торые дают показатели пропускной |
способности труб |
при |
ра |
||||||||||
боте их полным сечением. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ф. В. Серебренников (Средазгипроводхлопок) составил |
|||||||||||||
номограмму для гидравлического |
расчета |
дренажных |
труб |
||||||||||
(рис. |
38). Номограмма |
построена для « = 0,015 |
и 0,017. |
Гип- |
|||||||||
роводхоз рекомендует принимать |
коэффициент |
шероховатости |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
а |
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.35 |
о , т ' г Q9I/33 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00 |
° м о Л о т |
11 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,45 |
о т 30 0.97321 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,50 |
о т 30 1,00023 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,55 |
Q.53023 1,02421 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,60 0.55929 Ю,45'9 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,65 |
0,58823 1,063'в |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,70 |
0,6/7 28 1,08/ 'е |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 0.6453' 1,097м |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0Д 0 0,67В32 1W " |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,65 |
0.70816 1,1229 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90 |
0,742“" |
11317 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,95 |
0,778'° 11381 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
0,8/9'° |
1,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д=/0сн т |
|
0,829 j |
1,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,02 |
0,839" |
1,139 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,03 |
0,849'3 1,138 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,04 |
OJBBO'3 IJ36 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,05 |
о т ' 3 1133 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,06 |
0,888 |
1,129 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
107 |
0,907 |
1,122 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.00 |
1,000 |
1,000 |
|
||
0,05 |
0,10 |
0,20 0,30 0,40 |
0,001 0,002 0,003 |
0,005 |
0,010 |
Таблица для определения |
|||||||
у л/сек с /г а д р е н а ж н ы й модуль |
L -уклон дренажной л ин ии |
наполнения дренажных труб а |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
скорост и Vp |
|
|
||
Рис. |
38. Номограмма для гидравлического расчета закрытых трубчатых |
||||||||||||
|
|
дрен (по Ф. В. Серебренникову). |
|
|
|
|
|
|
|||||
дренажных труб от 0,012 до 0,015. |
Однако |
натурные опреде |
|||||||||||
ления |
показали, что величина его |
|
колеблется |
в пределах |
от |
||||||||
0,0175 до 0,0215. Временно, |
до корректировки, |
|
при |
расчетах |
|||||||||
гончарного |
дренажа в Средазгипроводхлопке принимают коэф |
фициент шероховатости 0,017.
Редко случается, чтобы дренажные трубы выбранного диа метра работали полным сечением. Поэтому в гидравлический расчет обычно входит определение наполнения h дренажной
трубы при расчетном расходе |
Qp, |
а также |
скорости течения |
|
воды v . Вычисления ведут по специальным |
таблицам, в кото |
|||
рых даны значения |
величин |
а = |
-^- и В — |
в зависимости |
от отношения А = |
Qp |
|
|
|
|
Q ’ |
|
|
|
т
• |
Примеры расчета. 1. Дано: расчетный дренажный модуль q = 0,28 л/сек |
||||||||
с .1 |
га; площадь, подвешенная к дрене w = 38 га; уклон |
дренажной линии |
|||||||
1 = |
0,0021; коэффициент шероховатости « = 0,017. |
расход дрены Qp = |
|||||||
= |
Р е ш е н и е . |
По |
номограмме находим расчетный |
||||||
10,6 л\сек; по известным / = 0,0021 |
и Qp = 10,6 |
л/сек |
выбираем бли |
||||||
жайший |
стандартный диаметр |
трубы |
D0 = 0,20 м, |
для |
которого при |
||||
/ = |
0,0021 |
находим пропускную |
способность трубы |
Q= 11,5 л/сек и ско- |
|||||
рость течения воды v = 0,37 м/сек. По отношению: А — |
Qp |
Ю-,6 |
|||||||
|
= yy-g = 0,925 |
||||||||
по таблице находим |
значения |
а = 0,76 |
и 6 = 1,135. |
Наполнение в трубе |
|||||
h |
ad — 0,76 X 0,2 = 0,15 м; |
скорость |
потока в трубе |
при проходе рас |
|||||
четного расхода |
vp = bv = 1,135 X 0,37 = 0,42 м/сек. |
|
|
|
|||||
|
2. Определить, на каком расстоянии от начала дрены трубы с внутрен |
ним диаметром 0,10 м будут работать полным сечением, если коэффициент
шероховатости « = 0,017; расстояние между |
дренами |
£1=240 м; уклон дре |
|||
нажной линии /=0,0028; расчетный дренажный модуль qop=0,30 л/сек |
с 1 га. |
||||
По номограмме для /=0,0028 и rf=0,l находим Q=2,l |
л/сек, |
чему при |
qdp= |
||
= 0,30 л'сек соответствует площадь, подвешенная к участку дрены (х) |
<о = |
||||
=7 га. Длина дренажной линии х —~о=-7,0X10000 |
;300 м. |
|
|
|
|
В ~ |
240 |
|
колодец для |
пе |
|
На таком расстоянии от начала дрены можно ставить |
|||||
рехода от диаметра Л=0,10 м к Д=0,15 м. |
|
|
|
|
|
В зоне недостаточного увлажнения на засоленных землях за последние годы накоплен большой опыт строительства зак
рытого горизонтального дренажа. |
Параметры его следующие |
||
(по А. Н. Мирсагатову): |
|
|
|
Глубина дрены, м .............................................................................. |
|
|
2,5—3,5 |
Ширима дрены, м: |
|
|
0,5—0,6 |
а) с однослойным фильтровым материалом.......................... |
|||
б) с двухслойным фильтровым материалом.......................... |
0,3—0,9 |
||
Удельный расход фильтрового материала, м3/пог. м: |
0,15—0,25 |
||
а) при однослойном................................................................... |
|
||
б) при двухслойном |
.................................................... |
... |
0,30—0,45 |
Диаметр дренажных труб, м ........................................................ |
|
0,15—0,35 |
|
Длина дрены, м .................................................................................. |
|
|
400—1000 |
Расстояние между дренами, м ........................................................ |
|
120— 500 • |
|
Уклон дрены......................................................................................... |
|
|
0,001—0,005 |
Расстояние между колодцами, м .................................................... |
|
200—250 |
|
Диаметр колодца (наружный), м .................................................... |
|
1,0—1,2 |
|
Глубина колодца, м ............... |
•........................................... |
, ............................... |
. 3,0—4,0 |
Длина концевой части дрены, м ................... |
30—50 |
||
Длина дренажных труб, |
с м .................................................................. |
|
33—80 |
Максимальные скорости течения воды в дренах, м/сек . . . . |
1,0 |
||
Минимальные скорости |
воды в дренах, м/сек.............................. |
0,15-0,20 |
В Средней Азии имеется опыт по укладке дренажных труб длиной 6 м. При дренаже из труб длиной 33 см вода в дрену поступает через стыки, а при длинных трубах — через отвер стия или щели. При полумеханизированном способе строи тельства дренажа на ручной труд приходится 68% общего рабочего времени, так как укладка дренажных труб и филь тровая обсыпка с ваделкой стыков выполняются вручную.
При этом фильтровой материал теряется, загрязняется. Потери от проектного объема составляют 8—10%, что снижает каче ство дрен и их эксплуатационную эффективность. Использо вание дреноукладочного комбайна устраняет эти недостатки.
§26. Увязка планового расположения осушительной
иоросительной сети
Междренные расстояния, полученные по расчету, сравни вают с расстояниями между соседними элементами ороситель ной сети, с которыми они должны быть увязаны в плане» Дрены размещают посередине между временными оросителя ми (рис. 39). Если это условие по -какой-либо причине не вы держивается, то временный ороситель нарезают не ближе 20—25 м от дрены, чтобы избежать питания дрен ороситель ной во.. ой.
Рис. 39. Схема расположения дрен и временных оросителей на поливном участке.
Если по расчету получаются значительные междренные расстояния, то расположение дрен увязывают с расположением участкового распределителя. При двухстороннем командовании дрены размещают между соседними участковыми распредели телями. При одностороннем командовании участкового распре делителя дрены от него должны быть на расстоянии не менее 15—20 м. В полосе отчуждения проходят дороги, полезащит ные лесные полосы и т. п.
106
§ 27. Технология устройства дренажа н расчет фильтровой обсыпки
Производство работ по строительству коллекторно-дренаж ной сети осуществляется по принятой технологической схеме. К строительству дренажной сети приступают только после разбивки и закрепления в плане оси, бровки, границ отвалов. Во время строительства строго соблюдают запроектированные уклоны. Основные отметки дна траншеи, лотков, трубопрово дов определяют нивелиром, промежуточные отметки — визир ками. Траншеи глубокой закрытой дренажной сети роют, как правило, с откосами без креплений. До начала строительства основных сооружений осушительной системы выполняют под готовительные работы: очистку рабочих полос ог раститель ности, валунов, профилировку полосы. Работа начинается со старших каналов. Сперва отрывают межхозяйственные, за тем внутрихозяйственные коллекторы, под конец — собиратели и первичные дрены. Каждый канал в отдельности проклады вают по схеме „снизу вверх", чтобы не задерживать стока выклинивающихся в траншеях грунтовых вод, что должно способствовать производительной работе механизмов.
Ширина по дну открытых дрен (0,7—1 м) зависит от габа рита механизмов, применяемых на строительстве.
Минимальный допустимый удельный объем работ при рытье одноковшовым экскаватором с оборудованием драглайна и дитчера (по экономическим соображениям) должен составлять не меньше семи емкостей ковша экскаватора. Траншеи глу биной 3 м с вертикальными стенками роют одноковшовыми гусеничными экскаваторами с оборудованием обратной лопаты (емкость ковша 0,25—0,5 ./и3) или многоковшовыми роторными траншеекопателями продольного черпания.
Дренажные каналы и траншеи нередко выполняют одно ковшовым экскаватором типа драглайн (емкость ковша 0,5— 1 м3). Перспективны дреноукладчики-комбайны. Удельный объем выемки экскаватором до 12—15 м3 на продольное чер пание. Экскаватор двигается по оси канала, отвалы грунта — на обе стороны. При удельном объеме работ больше 15 м3 применяется двухпроходная схема с диагональным черпанием, отвалы грунта также на обе стороны. Трехпроходную схему черпания грунта используют при очень больших удельных объемах (40—50 м 3).
Ширина дрен.ы по дну при продольном черпании должна превышать ширину ковша на 10%, при диагональном черпа нии—на 50%, а при поперечном черпании—более полуторной длины ковша. Зависимость минимальной ширины дрен по дну от размеров ковша экскаватора и глубины заложения дрены (по А. А. Рачинскому, 1963):
107
Минимальная ширина дрен по дну, м
Глубина дрен, м |
ковш 0,25—0,35 Ж* |
|
|
драглайн—ковш 0,5 ж3 |
|
< 2 , 5 |
1,0 |
0 ,7 — 0,8 |
> 3 . 0 |
|
|
Расстояние |
от подошвы отвала до бровки дренажного ка |
нала 3 м, если в полосе намечена дорога, и 1 м, если в этой полосе дороги не будет.
Высота отвалов 1 — 1,5 |
м. Откосы их планируют грейдера |
ми и приводят в порядок, |
чтобы атмосферные осадки не смы |
вали в русло дрен отвальные грунты.
Отвалы перемещают бульдозерами, грейдерами в сторону
ст дрены |
с |
уклоном поверхности от нее / = 0,03 и используют |
под насыпи |
полевых дорог. |
|
При отрывке траншеи под закрытый дренаж грунты отва |
||
ливаются |
в одну сторону. После укладки фильтра грунт в |
траншею засыпают бульдозерами в два приема: сначала слоя ми по 0,1—0,2 м на высоту до 0,5 м над верхом труб, а за тем отвалом вынутого грунта засыпают остальной профиль траншеи. Над траншеей насыпают вал высотой до 0,4 м с уче том усадки грунта.
В полном соответствии с проектом осушительной сети, а также для установления объемов земляных работ строители вычерчивают продольные и поперечные профили первичных дрен, собирателей и коллектора (рис. 40—42).
Дренажную обсыпку в закрытых дренах устраивают сплош ной или прерывистой. Первый тип обсыпки (рис. 43) применя
ется при коротких звеньях труб, |
второй — при длинных. |
|
Глинистые частицы диаметром меньше 0,005 мм непригодны |
||
для фильтра. |
Фильтровым материалом могут быть песчаные |
|
и гравелистые |
грунты с размером |
частиц от 0,25 до 20 мм. |
Коэффициент фильтрации песков, уложенных в качестве филь
тра, должен быть не менее |
5 м\сутки. |
Щебень игловатой и |
|||
плитчатой формы в качестве |
фильтровых |
обсыпок применять |
|||
не рекомендуется. Диаметры фильтровых материалов, мм: |
|||||
П е с ч а н ы е г р у н т ы |
Г р а в е л и с т ы е г р у н т ы |
||||
Мелкие |
0,25—0,5 |
Мелкие |
2,0— 4,0 |
||
Средние |
0,5 |
—1,0 |
Средние |
4,0—10,0 |
|
Крупные |
1,0 |
—2,0 |
Крупные |
10,0—20,0 |
Материал для фильтровых обсыпок подбирают по значениям так называемого структурного коэффициента С и коэффи циента неоднородности К и. Коэффициент структурности:
(4.27)
108