Проектування ставка з використанням вод місцевого стоку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

ставок вода топографічний

Зона Лісостепу, куди відносить і територія Сумської області, характеризується досить великою кількістю атмосферних опадів, що випадають, При цьому якщо середня величина річних опадів складає 540мм, то за вегетаційний період їх випадає тільки 270мм, що явно недостатньо для оптимального забезпечення сільськогосподарських культур водою. Крім того значні коливання цих величин по роках (349-735мм) пояснює те, що в окремі роки погодні умови можуть характеризуватися як посушливі чи сухі. Все це вказує на те, що акумуляція вод весняної повені в спеціальних водоймищах дозволить створити більш рівномірне забезпечення водою всього вегетаційного періоду.

Метою курсової роботи є проектування ставка з використанням вод місцевого стоку. Місцевим стоком називають стік талих і дощових вод та стік яружно-балочної системи. Цільове використання води із ставку визначається потребами господарства чи громадою даної території. Загалом це може бути зрошення, водоспоживання тваринницьких комплексів, риборозведення, рекреаційне використання і т.п.

Принцип створення ставка полягає в тому, що існуючу балку перегороджують дамбою i в створену таким чином ємність поступає вода. Джерелом наповнення ставка є води місцевого стоку i перш за все води весняної повені, якi поступають в балку з водозбору.

Суть курсової роботи полягає у вирішенні трьох взаємопов'язаних завдань:

1. Визначення об'єму води, що може поступити з водозбору за рахунок весняної повен та літніх злив різної вірогідності.

2. Встановлення параметрів самого ставку з визначенням основних об'ємів води та площі затоплення.

3. Проектування греблі та встановлення об'ємі ґрунту на її зведення.

Саме вирішення вказаних завдань і визначає структуру і елементи курсової роботи.

Гiдрологiчнi розрахунки. Визначення площі водозбору

По виданому студенту плану ставка (рис. 1) в масштабі 1:75000 за загально прийнятими в геодезії правилами встановлюють контур площі водозбору та одним із загальновідомих способів (планіметром, методом палетки чи через розбивку його на окремі геометричні фігури) встановлюють площу цього контуру (F) в км². Для балки, план якої наводиться на рис. 1, проводимо контур площі водозбору і встановлюємо, що вона складає 31см². З врахуванням масштабу плану (1:75000) вона складає 17,54км² (F).

Побудова теоретичної забезпеченості об'єму талих вод

Величина весняного стоку змiнюється по роках в залежностi вiд погодних умов кожного конкретного року, тобто являється величиною випадковою. Це пояснює необхiднiсть розрахунку водойм, на затримання стоку вiдповiдної забезпеченостi або вiрогiдностi перевищення. Для встановлення можливого об'єму цього стоку необхiдно побудувати його теоретичну імовірнісну криву. Для цього слiд мати норму стоку (середнє значення стоку) - h_ср (мм) та коефiцiєнт його варiацiї - C_V. При вiдсутностi таких даних вони можуть бути взятi iз довiдкових матерiалiв ( додаток, табл.1 ). Для водозбору площею меншою 100 км² коефiцiєнт варiацiї весняного паводку C_V, який взятий iз додатку, необхiдно збiльшити в 1,25 рази. Об'єм весняного стоку W_Р (тис. м³) імовірністю Р (%), який створюється на водозбiрнiй площi F ( км² ), визначається як:

W_Р = h_p F , тис. м³ (1)

де: h_p - шар стiкаючої води з водозбору імовірнiстю Р% (мм)

h_p = K_Р + h_cp , мм (2)

де: Кр - модульний коефiцiєнт, який являє собою вiдношення стоку фактичного до норми i залежить вiд вiрогiдностi i прийнятого C_V . При цьому для даної зони розрахунки ведуть для умови, коли C_S = 2C_V (додаток, табл.2).

Для Великописарівського району h_cp = 61 мм, Сv =0,60 (додаток, табл.1), площа водозбору (F) із рис. 1 - 17,54 км².Так як площа водозбору є меншою за 100 м², то розрахункова величина коефiцiєнта варiацiї складає:

С_V = 0,61,25 = 0,75 ~ 0, 80

Всi подальшi розрахунки ведуть в табличнiй формi ( табл.1), за даними якої будуємо графiк ( рис.3).

Таблиця 1. Розрахунок об`єму весняного стоку рiзної вiрогiдностi перевищення ( забезпеченностi )

Забезпеченнiсть Р (%)	Модульний коефiцiєнт Кр	Шар весняного стоку даної Забезпеченості hp (мм)	Об`єм весняного cтоку даної забезпеченості Wp (тис.м3)
1	2	3	4
0,1	5,30	323	5665
0,5	4,19	256	4490
1,0	3,71	226	3964
3,0	2,94	179	3139
5,0	2,57	157	2754
10,0	2,06	126	2210
25,0	1,37	84	1473
50,0	0,80	49	859
75,0	0,42	26	456
80,0	0,35	21	368
90,0	0,21	13	228
95,0	0,13	8	140
99,0	0,04	2	35
100,0	0,00	0	0

Визначення максимальних витрат вод весняного стоку при вірогідності забезпечення 1%

Максимальні витрати талих вод басейнів рівнинних річок визначають за формулою:

Q_1% = q_1%F, м³/с (3)

де: F - площа водозбору, км²;

q_1% - модуль максимальних розрахункових витрат води, м³/скм²

Значення модуля розрахункових витрат води для умов Лісостепу при Р = 1% та при відсутності на водозборі інших ставків і водосховищ визначається за формулою:

(4)

де: - розрахунковий шар стоку повені вірогідністю 1%, значення якого можна брати із таблиці 1 при відповідному значенню Р,%, мм;

- параметр, який характеризує дружність повені, який для території Сумської області складає 0,030;

- коефіцієнт, який враховує ступінь залісення та заболочування водозбору.

Цей коефіцієнт можна визначити в залежності від характеристики водозбору () за графіком 1, що наводиться в додатку. Сама характеристика водозбору визначається як:

= (1+ 0,05f_Л + 0,1f_Б) (5)

де f_Л - відсоток площі водозбору, яка зайнята лісом, %;

f_Б - відсоток площі водозбору, яка зайнята болотами, %.

Знайти максимальні витрати талих вод 1%-ної забезпеченості для балки, що розглядається, при умові, що 20% площі водозбору зайняте лісом (f_Л) і 65% - ріллею.

Показник характеристики водозбору () визначаємо за формулою (5):

= (1 + 0,05 15 + 0,1 1) = 1,85

З графіка 1 (додаток) маємо, що значення коефіцієнта складає 0,80.

З таблиці 1 маємо, що при Р = 1% h_1%= 226мм.

Після цього за формулою (4) визначаємо:

Максимальні витрати талих вод 1%-ної забезпеченості складуть (формула 3):

Визначення об'єму води дощового стоку 1%-ної вірогідності перевищення

Об'єм дощового повеневого стоку 1%-ної забезпеченості при F ? 50км² визначають за формулою:

(6)

де: Н_1% - добовий шар опадів з вірогідністю Р = 1%, який для території Сумської області складає 120мм;

ц - коефіцієнт повеневого стоку, який для умов Лісостепу при площі водозбору менше 20км² складає 0,56.

F - площа водозбору, км².

Для балки, що розглядається (F = 17,54км²), об'єм дощового стоку вірогідністю 1% складе:

W_1% = 120?0.56 ? 17,54 = 1179 тис.м³

Визначення витрат води дощового стоку 1%-ної вірогідності забезпечення

Максимальні витрати води (м³/с) для вірогідності 1% можуть бути визначені за формулою:

(7)

де: W_1% - об'єм дощового стоку вірогідністю 1% (див. розділ 1.4);

А_1% - максимальний модуль стоку вірогідністю 1%, який залежить від гідроморфометричної характеристики русла (Ф_рус), часу схилового добігання води (t_cх) та типу редукції опадів, який на території Сумської області є 5-им (додаток, табл.3).

Гідроморфометрична характеристика русла водозбору визначається за формулою:

(8)

де: L - довжина головного тальвегу, км (визначається по плану водозбірної площі на рис. 1);

m - коефіцієнт, що характеризує русло водозбору, і який при наявності рослинності на ньому складає 9,0;

І - середній нахил водозбору по основному тальвегу в проміле (‰), який визначається із плану водозбору.

Час схилового добігання води (t_cх, хв) залежить від гідроморфометричної характеристики схилів водозбору (Ф_сх):

(9)

де: m₁ - показник характеристики схилів водозбору і для умов Сумської області складає 0,20-0,30;

l - середня довжина схилів водозбору (км), яка орієнтовно може бути встановлена по залежності:

(10)

І_сх - середній нахил схилів водозбору (проміле, ‰), який можна визначити за формулою:

, ‰ (11)

де: Дh₁ - висота розрізу горизонталей, яка в нашому випадку складає 5м, оскільки згідно виданого завдання на плані водозбору горизонталі проведено через 5м.

?L_гор - сумарна довжина всіх ліній горизонталей на площі водозбору, км (визначається по плану).

Визначити максимальні витрати води дощової повені 1%-ної забезпеченості для заданого водозбору на території Сумського району Сумської області.

Вихідні дані: Н_1% = 120мм, ц = 0,56, m = 9,0, m₁ = 0,25, W_1%=1179 тис.м³, зона за типом редукції опадів - 5.

Із плану водозбору маємо:

площа водозбору (F) -17,54 км²;

довжина головного тальвегу (L) - 7,3*0,750=5,475 км;

перепад висот по лінії головного тальвегу (лінія АО) - Дh = 125 - 95=30м;

сумарна довжина всіх ліній горизонталей в межах площі водозбору (УL_гор) - 40,5км;

висота розрізу горизонталей (Дh₁) - 5м;

середній нахил головного тальвегу русла водозбору складає:

‰

Рішення. Визначаємо гідроморфометричну характеристику русла водозбору (формула 8):

Середня довжина схилів водозбору (формула 10) складає:

Середній нахил схилів водозбору (формула 11):

‰

Визначаємо гідроморфометричну характеристику схилів водозбору (формула 9):

При відомому значенні гідроморфометричної характеристики схилів водозбору (Ф_сх = 10,6) із рис.2 (додаток) визначаємо час схилового добігання води (t_cх), який складає 162 хв.

При значенні гідроморфометричної характеристики русла (Ф_рус) 62,4 та часі добігання води 162 хв із табл. 3 (додаток) маємо А_1% = 0,035

Із формули 7 визначаємо максимальні витрати дощової повені при Р = 1%:

Результати проведених розрахунків зводяться в таблицю 2.

Таблиця 2. Гідрологічна характеристика водозбору

Гідрологічні характеристики	Об'єм стоку, тис. м3, з вірогідністю перевищ.	Витрати стоку, м3/с, при Р=1%
	75%	1%
Весняний стік	456	3964	41,3
Дощовий стік	-	1179	45,9

Водогосподарськi розрахунки. Побудова топографiчної характеристики ставка

Топографiчна характеристика являє собою кiлькiсний зв`язок мiж площею водного дзеркала i об`ємом ставка при рiзних рiвнях (глибинах) його наповнення. Визначення числових значень цiєї характеристики ведуть в табличнiй формi (табл.3 ). Спочатку на планi балки знаходять тальвег - лiнiю, яка з`єднує найнижчi точки балки i точку перетину з вiссю греблi. Визначають її вiдмiтку. Ця точка є найнижчою в майбутньому ставку, яка в даному прикладi складає 91 м ( рис.2 ). Пiсля цього iншi позначки в графу 1 записують як вiдмiтка послiдуючих горизонталей. Останньою розрахунковою вiдмiткою є вiдмiтка бровки балки. В графу 2 записують площу можливого дзеркала води (га) при наповненнi ставка до вiдповiдної вiдмiтки. Ця площа обмежується вiдповiдною горизонталлю та створом греблi i визначається планiметром чи методом палетки з врахуванням масштабу плану. Графа 3 представляє собою середню величину мiж сумiжними площами графи 2. В графу 4 записують рiзницю мiж вiдмiтками (наступна мiнус попередня ) з графи 1. Графа 5 визначається як добуток граф 3 i 4 з врахуванням одиниць вимiру (тис.м³).

Таблиця 3. Розрахункова вiдомiсть топографiчної характеристики ставка

Вiдмiтка Рiвня води, м (H)	Площа дзеркала, га (F)	Середня площа, га	Висота шару води, м	Об`єм шару води, Тис.м3	Зростаючий об`єм, тис.м3 (W)
1	2	3	4	5	6
91,0	0,00				0,00
		1,03	1,00	10,3
92,0	2,06				10,3
		3,85	1,00	38,5
93,0	5,63				48,8
		7,88	1,00	78,8
94,0	10,13				127,6
		12,79	1,00	127,9
95,0	15,44				255,5
		17,72	1,00	177,2
96,0	20,00				432,7
		22,16	1,00	221,6
97,0	24,81				654,3
		26,19	1,00	261,9
98,0	28,06				916,2
		30,10	1,00	301,0
99,0	32,13				1217,2

В графi 6 складають зростаючi об`єми води в ставку по мiри його наповнення. За даними граф 1 i 2 будують графiчну залежнiсть змiни площi дзеркала води вiд його наповнення чи вiдмiтки F = f(H), а за даними граф 1 i 6 - залежнiсть V = f(H), що представлено на рис.4. Цi графiки i є графiчною iлюстрацiєю топографiчної характеристики ставка.

Визначення рiвня мертвого об`єму ( РМО ) та нормального пiдпiрного рiвня ( НПР )

Мертвий об`єм (Vмо) використовують для вiдкладання наносiв, що надходять з водозбiрної площi, i як мiсце зимiвлі ставкової фауни та флори. Йому вiдповiдає рiвень мертвого об`єму ( РМО ), який визначають на висотi 1,5 - 2,0 м вiд дна. На вiдмiтцi РМО розмiщують порiг шлюзу або трубу для забору води iз ставка. РМО - це рiвень водойма, нижче вiд якого воду не використовують.

В даному прикладi приймаємо глибину мертвого об`єму (h<sub>мо</sub>) 2,0м. Звiдси РМО складе: 91,0 + 2,0 = 93,0м. Iз топографiчної характеристики (рис.4) маємо: Vм.о. = 50тис.м<sup>3</sup>, Fм.о. = 5,5га. Пiсля цього визначаємо нормальний пiдпiрний рiвень ( НПР ), якому вiдповiдає повний об`єм води водойма. Повний об`єм в свою чергу складається iз мертвого об`єму (Vм.о.) i робочого об`єму (Vроб.). Робочий об`єм являє собою об`єм весняного стоку, який поступає у ставок. Враховуючи те, що величина весняного стоку може бути досить рiзною (див. рис. 3), можна стверджувати, що проблема в даному випадку полягає у виборi чи визначеннi вiрогiдностi цього стоку Р. З iншого боку величину повного об`єму, а значить i величину робочого об`єму, обмежує ємнiсть самої балки.

Згiдно з будiвельними нормами та правилами при використаннi води ставкiв для зрошення забезпеченiсть їх по водi повинна бути не нижчою 75%.

При встановленнi НПР враховують перш за все можливiсть найбiльш повного використання ємностi балки, а по-друге - недопустимiсть затоплення та пiдтоплення цiнних сiльськогосподарських земель, важливих споруд, населених пунктiв, а також утворення великих зон мiлководдя (глибиною менше 1,0 м).

В данiй роботi НПР визначають таким чином. За планом ставка знаходимо вiдмiтку бровки балки (ББ). В першому наближеннi приймаємо вiдмiтку гребня греблi (ГГ), що дорiвнює бровцi балки (ББ=ГГ). НПР' приймаємо на 1-3 м нижче ББ. Пiсля цього за топографiчною характеристикою визначаємо повний об`єм ставка (V'пов.), який відповідає відмітці прийнятого значення НПР'. Визначаємо робочий об`єм ( Vроб.) як рiзницю мiж V'пов. i Vм.о. Пiсля цього по рис.3 визначаємо забезпеченiсть цього об`єму . Якщо одержана забезпеченiсть рівна, або бiльше нiж 75%, то цi розрахунки i залишають. В протилежному випадку проводять перерахунок. Визначають робочий об`єм забезпеченнiстю 75% (V⁷⁵роб.) за рис.3. Визначають повний об`єм: Vпов. = V⁷⁵роб. + Vм.о. За топографiчною характеристикою визначають НПР та Fнпр. при даному Vпов.

В прикладi, що розглядається маємо:

ББ = 99м; НПР'=99 - ( 1-3 ) = 99 - 2 = 97м ;

iз рис.4 при НПР'= 97м V'пов.= 650тис.м³

V роб.= V'пов. - Vм.о.= 650 - 50 = 600тис.м³

Iз рис.3 маємо, що вiрогiднiсть цього об`єму складає 60%, що нижче 75%. В зв`язку з цим проводимо перерахунок.

Iз рис.3 V⁷⁵роб.= 450 тис.м³

Vповн.=V⁷⁵роб.+Vм.о.=450+50 = 500тис.м³.

Iз рис.4 маємо, що НПР = 96,3 м; Fнпр.= 21,5га

Все наведене показує, ємність балки дозволяє акумулювати об'єм води 650тис.м³, однак повне наповнення її можливе тільки з вірогідністю 60%, що менше за необхідну (75%). Повний об'єм води, на який можна розраховувати з необхідною вірогідністю в нашому випадку складає 500тис.м³

Визначення корисного об`єму ставка

Корисний об`єм ставка ( Vк ) являє собою рiзницю мiж прийнятим до розрахунку робочим об`ємом (Vроб. чи V⁷⁵роб.) i втратами води (Vвт.). Вода iз ставка втрачається на фiльтрацiю та випаровування (Vвт.=Vф+Vв).

Втрати води на випаровування можуть бути визначенi за залежнiстю:

Vв = h_в , м³ (12)

де: h_в - норма випаровування, яка в умовах Сумської областi дорiвнює 0,55м;

Fмо, Fнпр. - площi дзеркала води при вiдповiдних рiвнях, га.

Для даного приклада маємо:

Vв = 0,5510000 = 74,25тис.м3

Витрати води iз ставка на фiльтрацiю можуть бути визначенi за подiбною залежнiстю:

Vф = h_ф , м³, (13)

де: h_ф - шар фiльтрацiйних витрат, який залежить вiд водопроникностi грунтiв i може бути взятий для:

малопроникних - 0,5 м,

середньопроникних - 0,5 - 1,0 м,

проникних - 1,0 - 2,0 м.

При цьому слiд враховувати, що з часом проникнiсть грунтiв зменшується по причинi природного кальматажу, крiм того на проникних грунтах ставки без антифiльтрацiйних заходiв практично не проектуються.

Для даного прикладу маємо:

Vф = 0,5 10000 = 67,50тис.м³ .

Таким чином сумарнi витрати води складуть:

Vвт. = Vф. + Vв. = 67,50 +74,25 = 141,75тис.м³

Vкор. = Vроб. - Vвт. = 450 - 141,75 = 308,25тис.м³

Корисний об`єм ставка може бути використаний на зрошення, водопостачання та iншi цiлi.

При використанні одержаного об'єму води ( Vкор. ) для зрошення, то визначають можливу площу поливу із ставка:

Fзрош = Vкор / Мср, га

де: Мср - середня величина зрошувальної норми сільськогосподарських культур в сівозмінах, яка для умов Сумської області складає 1,0-1,5 тис.м/га

В нашому випадку одержимо: Fзрош =308,25/1,5 = 205,5 га

В нашому випадку одержаного корисного об'єму води буде достатньо для зрошення сільськогосподарських культур на площі 205,5 га

Якщо одержаний об`єм для конкретних умов завеликий, або в результаті акумуляції води в об'ємі Vпов затоплюються якісь площі, що є небажаним чи утворюються великі зони мілководдя, то в цьому випадку можна збiльшити вiрогiднiсть наповнення ставка (Р<sub>ф</sub> > 75%), зменшуючи при цьому величину робочого об`єму (V^фроб. < V⁷⁵роб.) та зону затоплення ( Fнпр. ).

Встановлення рівня високих вод (РВВ)

Під час повені, які викликаються інтенсивним танення снігу або зливами вода вставку тимчасово піднімається вище рівня НПР до відмітки рівня високих вод (РВВ). Перевищення відмітки РВВ над НПР підвищує висоту, а значить і вартість греблі. Однак, при цьому зменшується вартість спеціальної водоскидної споруди, яку називають водозливом, за рахунок зменшення скидних витрат. Це пояснюється регулюючим впливом, оскільки в ньому між НПР і РВВ (в об'ємі регулюючої призми) тимчасово затримується частина об'му повені.

Таким чином, для скидання надмiрної води iз ставка, яка з`являється в бiльш воднi нiж розрахунковi роки, проектують спеціальну споруду -водозлив. Водозкид - це спецiальна споруда, яка забезпечує автоматичне скидання води, якщо рiвень у ставку перевищує нормальний НПР. Цi споруди бувають рiзних конструкцiй i можуть бути: бетоннi, залiзобетоннi, кам`янi, металевi, дерев`янi.

В будь-якому випадку, для того, щоб надлишки води iз ставка скидались автоматично, необхiдна короткочасна, тiльки на перiод повенi, наявнiсть ще одного рiвня води, який називають рiвнем високих вод (РВВ). На невеликих ставках висоту регулюючої призми визначають конструктивно і вона знаходиться в межах 0,50-1,0м (не менше 0,50м).

Тобто рівень високих вод може бути визначений як:

РВВ = НПР + (0,5 - 1,0) м. (14)

У випадку, коли за даними гідрологічних розрахунків витрати дощової (зливової) повені перевищує витрати весняної повені, відмітку РВВ рекомендується визначати із умови рівності зарегульованих витрат від дощу та танення снігу при Р = 1%:

(15)

де: Р - об'єм регулюючої призми, тобто об'єм води між РВВ і НПР, тис.м³;

Q_Д - витрати дощу (зливи) при Р = 1% , м³/с;

Q_Д - витрати від весняного танення снігу при Р = 1%, м³/с;

П_Д - об'єм дощової повені при Р = 1%, тис.м³;

П_В - б'єм весняної повені при Р = 1%, тис.м³;

W_роб - прийнятий в попередніх розрахунках робочий об'єм ставка, тис.м³.

З цієї залежності можна визначити необхідний об'єм регулюючої призми:

, тис.м³ (16)

В нашому випадку маємо: РВВ = 96,3 + (0,5 - 1,0) = 96,8 м

Q_Д = 45,9м³/с, Q_В= 41,3 м³/с, V_роб = 450 тис.м³, П_Д = 1179 тис.м³, П_В = 3964тис.м³.

Із формули 16 необхідний регулюючий об'єм води складе:



Таким чином, об'єм води в ставку при РВВ складе:

W_РВВ = W_НПР + Р = 500,00 + 170,3 = 670,3 тис.м³

Із топографічної характеристики (рис. 4) маємо, що такому об'єму води відповідає відмітка 96,8м, а перевищення між РВВ і НПР складає 0,5м (96,8 - 96,3). Оскільки це перевищення не є меншим за мінімальне значення (0,5м), одержані дані приймаємо для подальших розрахунків. Тобто, в нашому випадку маємо: РВВ = 96,8м.

У випадку, коли в результаті розрахунків одержуємо значення висоти регулюючої призми меншим за 0,5м, то для подальших розрахунків приймається значення 0,5м, а зворотнім шляхом визначається об'єм регулюючої призми.

Встановлення розрахункових витрат води водоскиду

Скидні витрати від дощу (q_Д) з врахуванням регулюючого впливу ставка визначають для найбільш несприятливого випадку, коли на початок дощової повені водоймище уже наповнилося до рівня НПР:

(17)

Скидні витрати від танення снігу встановлюють для випадку, коли на початок весняної повені ставок наповнений до РМО:

 (18)

В нашому прикладі маємо:

Скидні витрати від дощу:

Скидні витрати від танення снігу:

На ці витрати і проводять гідравлічний розрахунок водоскидної споруди

Проектування греблі. Поперечний розріз греблі

Тип земляної греблі застосовують залежно від будівельної якості грунтів, способу виконання робіт та інших умов. В сільському господарстві найбільш поширеними греблями є греблі із однорідних грунтів із замком, коли водотривкі грунти залягають глибоко, або без нього, коли ці грунти доходять до поверхні. Якщо гребля будується із сильно водопроникних грунтів, то для зменшення фільтрації води із ставка через тіло греблі передбачають спорудження глинистого чи суглинистого ядра греблі.

Земляна гребля у поперечному розрiзi має форму трапецiї. У тiлi греблi розрiзняють гребiнь (верхня частина греблi) i схили.

Ширина гребня греблi визначається класом споруди i категорiєю дороги, яка по нiй буде проходити. Мiнiмальне її значення складає 6,0 м. Схил, звернений у бiк водосховища, називається мокрим, а протилежний - сухим. Пологiсть схилiв (m₁ та m₂) залежить вiд висоти греблi i грунту з якого вона споруджена ( додаток , табл.4).

Висота греблi, а значить вiдмiтка її гребня (ГГ), має бути така, щоб вода нi за якими обставинами не могла переливатися через неї, бо це неминуче спричинить розмивання греблi. Перевищення гребня греблi (ГГ) над рiвнем високих вод (РВВ) визначається хвильовими явищами в ставку i залежить вiд найбiльшої її довжини по рiвню високих вод:

ГГ = РВВ + д, м (6)

де: д - перевищення відмітки гребня греблi над рiвнем високих вод (додаток, табл. 5), однак не може бути меншою за 0,5м.

Для нашого прикладу при максимальнiй довжинi ставка по рiвню високих вод - 650м, д = 0,90м.

ГГ = 96,8 + 0,9 = 97,7м.

Поперечний розрiз греблi будують в самому глибокому мiсцi, тобто по тальвегу балки в масштабi 1 : 200 ( рис.5).

врахуванням ширини гребня, проекцiї схилiв, вiдмiтки ГГ ( рис.2 ), що більш детально наведене на рис.6.

Перед насипанням тiла греблi очищають цю площу вiд чагарникiв, дерев, пнiв, камiння, знiмають рослинний шар.

На планi показують всi рiвнi води ( РМО, НПР, РВВ ) i греблю з врахуванням ширини гребеня, проекції схилів, відмітки ГГ ,що більш детально наведено на рис.6.

продольний розріз греблі, ставка та визначення об'єму тіла греблі

Профіль по довжині греблі (рис. 6а) відтворює висотне розміщення основних її елементів. Він будується в масштабах: вертикальний - 1:100, горизонтальний -1:500 - 1:2000. Для побудови профілю місцевості в створі греблі користуються планом ставка (рис. 2). Після цього на профілі показують рівні ГГ з контуром досипки на осадку (5-10% від висоти греблі), рівні води (РМО, НПР, РВВ) та відстані між вертикалями, які проходять через точки перетину горизонталей з профілем місцевості по осі греблі. По кожній вертикалі вказують висоту греблі (рис. 6а).

План греблі (рис. 6б) відображають точно під профілем по осі греблі. При цьому під всіма вертикалями вказують не висоту греблі, а проекцію схилів в метрах. Цей план використовують для розбивки греблі на місцевості.

Профіль ставка по основному тальвегу (рис. 7) з поперечним розрізом греблі відображають для того, щоб переконатися, що ставок при необхідності може бути в повній мірі звільнений від води. Креслять його за даними плану ставка в масштабах: горизонтальний - рівний масштабу плану (1:5000), вертикальний - 1:100. При цьому горизонтальні розміри дамби наводяться схематично.

При визначенні об'єму тіла греблі використовують профіль по осі та план греблі (рис.6а і 6б). Розрахунки проводять в табличній формі (табл. 4), а одержаний об'єм грунту збільшують на 10-13% на осадку греблі та невраховані роботи.

Таблиця 4. Визначення об'єму греблі

Гідротехнічні споруди в ставку

Як вказувалося вище, для пропуску вод весняної повені та зливових (дощових) вод з верхнього б'єфу ставка в нижній будують водоскидну споруду. Згідно нормативних даних для гребель IV класу капітальності водоскиди розраховують на пропуск повені 1%-ої вірогідності перевищення. Згідно проведених в розділі 2.5 скидні витрати водоскиду складають 39,5м³/с.

Водоскиди мають дуже різну конструкцію і є типовими. При будівництві земляних гребель найбільш поширеними є трубчаті водоскиди, які при витратах води більше 15м³/с являють собою дві нитки залізобетонних труб діаметром 120-150 см і укладені зі схилом в непорушену основу плеча греблі. Оскільки цей водоскид є автоматичним, то відмітку вхідного оголовка розміщують на рівні НПР. Вихідний оголовок частіш за все виконують на свайній основі з водогасником.

Для повного опорожнення ставка облаштовують такі споруди як водоспуски. Водоспуски - це, частiш всього, прорiзи у тiлi греблi, перекритi щитами. Щити призначенi для спуску води до будь-якого рiвня. На невеликих ставках ( водосховищах ) водоспускнi споруди роблять у виглядi трубчатих водоспускiв. Він являє собою металевий трубопровід діаметром 200-250мм, який вкладається в непорушену основу греблі. Вхідний оголовок облаштовується захисною решіткою, а вихідний - з задвижкою в колодязі та консольним водоскидом. При проектному використанні води із ставка на зрошення чи водоспоживання будується спеціальна водозабірна споруда, яка називається водовипуском. Конструкція водовипуску може бути різною, вона принципово нічим не відрізняється від водоспуску, а тільки висотним положенням, оскільки оголовок її не повинен бути не нижче РМО, і є типовою. Всі гідротехнічні споруди в ставку облаштовуються до будівництва греблі і по можливості в материкових породах.

Облаштування ставка

Разом з будівництвом водоймища необхідно застосовувати наступні організаційно-господарські та лісотехнічні заходи:

На берегах ставка облаштовують підходи і під'їзди, площадки для напування худоби та ін.

При необхідності на водозбірній площі проводять протиерозійні агротехнічні заходи, які включають в себе обробіток грунту з максимальним збереженням стерні, обробіток грунту поперек схилу, впровадження смугового землеробства, щілювання і кротування, мінімальний обробіток грунту і т.п..

Залуження схилів з крутизною 7-9⁰, які прилягають до яружно-балкової мережі.

У верхів'ях водосховища і в місцях зосередженого надходження талих та дощових вод при необхідності роблять ряди поперечних загат, які знижують швидкість стікаючої води і сприяють осадженню наносів.

При наявності на площі водозбору діючих ярів застосовують спеціальні гідротехнічні заходи та будують споруди: вали-тераси, вали та нагірні канали, головні яружні споруди (перепади, швидкотоки, консольні скиди), руслові і донні споруди і т.п.

Для запобіганню інтенсивному замулюванню і забрудненню ставків навколо них висаджують захисні лісонасадження.

Лісні насадження розміщують вздовж урізу води по рівню високих вод (РВВ), але не ближче ніж за 20м від рівня НПР. Ширина насаджень повинна бути 20-30м, а основними породами в лісостеповій зоні є дуб.

Таблиця. Основні показники проекту ставка

Конструкція водоскиду - Дві нитки залізобетонних труб діаметром 120-150см

Конструкція водоспуску - Металевий трубопровід діаметром 200-250мм

Література

1.Колпаков В.В., Сухарев И.П. Сельскохозяйственные мелиорации. - М.: Колос, 1981. - 328с.

2.Сельскохозяйственные мелиорации / под ред А.И.Безменова. - М.: Колос, 1974. - 578с.

3.Волковский П.А., Розова А.А. Практикум по сельскохозяйственным мелиорациям. М.: Колос, 239с.

4.Ерхов Н.С., Мисенев В.С. Практикум по сельскохозяйственной мелиорации и водоснабжению. - М.: Колос, 1977. - 143с.

Размещено на Allbest.ru