Зрошення посівного відділення лісорозсадника

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Кабінет Міністрів України

Національний університет біоресурсів і природокористування України

Навчально-науковий інститут лісового і садово-паркового господарства

Лісогосподарський факультет

Кафедра лісової меліорації і оптимізації

лісоаграрних ландшафтів

Курсовий проект

З дисципліни «Основи гідротехнічної меліорації лісових земель»

на тему:

«Зрошення посівного відділення лісорозсадника»

Виконав: студент ІІ курсу 1 групи

лісогосподарського факультету

Карпенко О.Ю

Керівник: Дударець С.М.

Київ - 2012



Зміст

Вступ

Розділ 1. Природні умови об'єкту проектування та основні показники проект

1.1 Коротка характеристика природних умов об'єкту проектування

1.2 Основні показники проекту (паспорт)

Розділ 2. Характеристика елементів зрошувальної системи та їх розміщення на плані

Розділ 3. Розрахунок режиму зрошення посівного відділення лісорозсадник

3.1 Визначення строків поливу і поливних норм для сіянців

3.2 Зрошення зайнятого пару

Розділ 4. Визначення ємкості балки під ставок та зрошувач об'єму ставка

4.1 Місце розташування греблі

4.2 Визначення ємкості балки вище греблі

4.3 Побудова графіків об'ємів та площ балки

4.4 Розрахунок об'єму ставка

Розділ 5. Розрахунок параметрів греблі. Визначення потужності насосної станції

5.1 Обґрунтування типу греблі та її параметрів

5.2 Визначення об'єму греблі

5.3 Технології побудови греблі

5.4 Визначення потужності насосної станції

Список використаної літератури

зрошення посівний лісорозсадник гребля

Вступ

Гідротехнічна меліорація - це наука, що вивчає способи докорінного поліпшення земель шляхом зміни гідролітичного режиму територій. Осушення надмірно зволожених земель і зрошення у зоні недостатнього зволоження в комплексі з лісівничими і лісокультурними заходами є могутніми засобами підвищення продуктивності лісових земель та існуючих лісових насаджень.

Меліорація - це комплекс гідротехнічних, культуртехнічних, хімічних, агротехнічних, агролісотехнічних, та інших меліоративних заходів, що здійснюються з метою регулювання водного, повітряного, теплового, і поживного режимів ґрунтів, збереження і підвищення їх родючості та формування екологічно збалансованої раціональної культури угідь.

Перспективи розвитку гідротехнічної меліорації в Україні базуються на тому, що: значні площі зрошувальних земель підлягають реконструкції у зв'язку з неефективним їх використанням або припиненням їх діяльності; значна частина нині оброблювальних земель, які знаходяться в посушливих районах, можуть бути зрошені із застосуванням сучасних вітчизняних та зарубіжних технологій та відповідної техніки; загальна площа боліт, заболочених і перезволожених земель, які потребують осушення в нашій країні сягає біля 4 млн. га, а зрошення - 3,5 млн. га.

Зрошення застосовують у тих районах, де відчувається нестача вологи у ґрунті протягом всього вегетаційного періоду або в окремі періоди розвитку рослин. Під час зрошення докорінно змінюється водно-сольовий, повітряний, тепловий, поживний, мікробіологічний режими ґрунту, а також поліпшується мікроклімат приземного шару повітря. Зрошення виступає могутнім фактором зміни навколишнього середовища і у поєднанні з агротехнічними, лісомеліоративними та іншими заходами істотно підвищує продуктивність лісових земель та насаджень.

Зрошувальне зрошення застосовують для уникнення дефіциту води в ґрунті.

Зрошувальна вода, яка подається на поля лісорозсадників, ділянки лісових культур або садів, знижую температуру повітря і ґрунту в денні години і зменшує її коливання вподовж доби. В умовах зрошення ефективніше і інтенсивніше поглинається сонячна радіація, що дозволяє рослинам у степовій зоні за оптимального поєднання чинників їх життєдіяльності в декілька разів більше акумулювати сонячної енергії в своїй біомасі, порівняно з її кількістю за відсутності зрошення.



Розділ 1. Природні умови об'єкту проектування та основні показники проекту

1.1 Коротка характеристика природних умов об'єкту проектування

Проектований об'єкт розташований у степовій зоні, клімат якої характеризується малою кількістю атмосферних опадів (425 мм/рік) та досить великою випаровуваністю (750 мм/рік).

Характеристика кліматичних умов району наведена у табл. 1.

№ п/п	Назва показника	Одиниці виміру	Величина	Дата
1	Середня річна температура	°С	+8
2	Середня температура січня	°С	-6
3	Середня температура липня	°С	+23
4	Середня річна кількість опадів	мм	425
5	Сума опадів протягом вегетаційного періоду	мм	295
6	Тривалість без морозного періоду	діб	170-190
7	Глибина снігового покриву у період розтавання	см	15
8	Густина снігового покриву у період розтавання	г/см3	2,3
9	Найбільш пізні весняні заморозки			15.05
10	Перші осінні заморозки			29.09
11	Глибина промерзання ґрунту	см	30-40
12	Тривалість сухого періоду			1.07-15.09

Варто зазначити, що основна маса опадів випадає у вигляді злив, тому ґрунт не має можливості поглинути всю вологу.

Влітку буває 2-3 зливи з інтенсивністю опадів до 40 мм/год. Баланс вологи становить 0,57. З-поміж інших елементів клімату, котрі впливають на врожайність сільськогосподарських культур, велике значення мають вітри.

Переважаючі вітри східних румбів дуже сухі та тривалі. При цьому вони завдають суттєвої шкоди не лише навесні та влітку, а й узимку, коли вони здувають сніговий покрив, висушують оголений ґрунт та збільшуючи цим самим можливість вимерзання коренів молодих рослин та сільськогосподарських культур, зокрема озимої пшениці. Ці ж самі вітри навесні видувають верхній родючий шар ґрунту, оголюючи кореневу систему дерев і повністю заносять або видувають посіви та молоді насадження.

Дані про вітровий режим наведені у табл. 2. та проілюстровані на мал. 1.

Напрям		ПнС	С	ПдС	Пд	ПдЗ	3	ПнЗ
Повторюваність вітру, %	- 5	4	8	9	6	7	6	4
Середня швидкість вітру, м/с	7	4	4	4	3	3	3	3
Середній дефіцит вологи, мм	: Н	16	26	27	23	19	11	14
Добуток	490	256/	832	972	414	399	198	168

Малюнок 1. - Роза вітрів

З наведених таблиці та рисунка можна зробити висновок, що переважаючими вітрами є вітри східного та південно-східного напрямків.

Ґрунти - чорноземи звичайні малогумусні. Материнською підстилаючою породою є лесовидні суглинки. Ґрунти багаті на мінеральні речовини, проте бідні на вологу. За умов наявності достатньої кількості вологи на таких ґрунтах добре розвиваються як сільськогосподарські, так і лісові культури.

Малюнок 2. - Структура профілю грунту.

Но - гумусовий горизонт потужністю 40-45 см. Забарвлення темно-сіре. Структура дрібнозерниста. Нр- гумусовий перехідний горизонт потужністю 30-40см. Нрк- ущільнений горизонт бурувато-палевого кольору потужністю до 15 см. По тріщинах горизонту є затоки гумусового шару. Р - горизонт підстилаючої породи - лес потужністю 35 см.

Рк - темно-палевий глинистий лес. На глибині 180-200 см з'являються кристали гіпсу. Потужність - 50-70 см.

1.2 Основні показники проекту (паспорт)

I. Ставок

Призначення: для зрошення та риборозведення.

Площа водного дзеркала при нормальному підпірному рівні (НПР)_____________ га.

Об'єм ставка при НПР_____________ тис. м3.

Максимальна глибина ставка__________ м.

Довжина ставка при НПР_________ м.

Середня ширина ставка при НПР____________ м.

II. Гребля

Довжина______________ м.

Максимальна проектна висота__________ м.

Коефіцієнти укосів: верхнього(мокрого)___________

нижнього(сухого)___________

Ширина гребеня_____________ м.

III. Лісорозсадник та зрошувальна система на ньому

Площа посівного відділення лісорозсадника__________ га.

Джерело зрошення: ставок.

Забір води із ставка_____________ тис. м3.

Поливна витрата_____________ л•с-1 (м3• с-1 ).

Спосіб поливу: дощуванням.

Марка дощувальної машини (агрегату)____________________

Потужність насосної станції___________кВт.



Розділ 2. Характеристика елементів зрошувальної системи та їх розміщення на плані

Дощувальною системою називається сукупність технологічно пов'язаних між собою технічних засобів, призначених для транспор-тування та розподілу води по зрошуваній території у вигляді дощу.

Дощувальна система призначена забезпечувати:

? подачу розрахованої поливної норми в задані строки;

? потрібну рівномірність розподілу води по зрошуваній площі;

? раціональне використання поливної води і виключення непродук-тивних витрат на фільтрацію, випаровування і скиди;

? збереження структури ґрунту і запобігання ерозійних процесів;

? збереження довкілля;

? високі коефіцієнти земельного використання, корисного викорис-тання води та корисної дії.

До складу дощувальної системи входить насосна станція, магістральний та розподільчий трубопровід, дощувальні машини, запірнорегулювальна арматура. Розташування трубопроводів дощувальної системи, а також зрошуваних площ значною мірою визначається параметрами і технологіями роботи дощувальних машин та межами полів лісорозсадника. Відстань між поливними трубопроводами кратні ширині захвату дощувальних машин .

Насосна станція призначена для забору води з джерела зрошення і подавання її до магістрального трубопроводу і далі - до розподільчого трубопроводу, з якого живляться дощу-вальна машина.

Тиск насосної станції контролюється манометрами, а витрати води - витратомірами.

Для заливу насосів, запобіганню виникнення в дощувальній системі гідравлічних ударів і для діагностики щільності трубопроводів стаці-онарні насосні станції обладнують водоповітряними резервуарами (казанами).

Джерело зрошування повинно забезпечити забір необхідного об'єму води належної якості в установлені строки для зрошення деревних культур. Джерелом зрошування виступає штучна водойма.

Забір води в насосну станцію з насосами, які розташовані вище рівня води в джерелі зрошування, здійснюється за допомогою всмок-тувального трубопроводу із зворотнім клапаном.

Для очищення поливної води від механічних часток, які можуть викликати забруднення окремих елементів дощувальних систем і зменшити надійність і ефективність їх роботи, застосовуємо фільтри різних конструкцій. За конструкцією фільтри поділяють на сітчасті, дискові та піщано-гравійні. Фільтруючі елементи фільтрів можуть бути замінні і самоочисні.

При використанні для поливу води з ставка застосовуємо сітчасті фільтри з піщано-гравійною засипкою.

Магістральні та розподільчі трубопроводи дощувальних систем призначені забезпечувати постачання води від насосної станції до дощувальних машин під тиском і в об'ємах, які забезпечують оптимальне функціонування дощувальних машин. Основними вимо-гами до магістральних і розподільчих трубопроводів є стабільність їх гідравлічних характеристик і витоків (втрат) води на протязі всьо-го строку експлуатації. Зміна гідравлічних характеристик трубо-проводів відбувається в зв'язку із зміною шорсткості або діаметру прохідного отвору, пов'язаною із замуленням та заростанням дрейсеною (молюском, який потрапляє до трубопроводів у стані личинки, причіпляється до стінок трубопроводів і утворює колонії, які розрос-таючись, можуть повністю вивести трубопровід з ладу). Зміна витоків води з трубопроводів пов'язана з порушенням їх герметичності.

Під час експлуатації трубопроводів дощувальних систем необхідно періодично проводити контроль змін гідравлічних характеристик і герметичності за існуючими методиками.

Після закінчення поливів, перевірки гідравлічного опору і очищення трубопроводів, зрошувальна система повинна бути підготовлена до зимового зберігання. Роботи по консервації мережі на зиму повинні включати спорожнення від води зі всіх елементів мережі, осушення оглядових і кінцевих водовипускних колодязів, демонтаж частин устаткування, не пристосованих до зберігання в умовах мінусових температур і т.п.

Поливи в дощувальних системах здійснюють дощувальними маши-нами фронтальної і кругової дії, а також дощувальними установками і машинами барабанного типу.

Дощувальна машина - це машина, що забирає воду із закритої чи відкритої зрошувальної мережі і подає її на поле у вигляді штуч-ного дощу.

Дощувальна машина фронтальної дії - дощувальна машина, яка переміщується по полю під прямим кутом до лінії розподільного трубопроводу і зрошує прямокутну ділянку. ДФ-120 «Дніпро».



Розділ 3. Розрахунок режиму зрошення посівного відділення лісорозсадника

3.1 Визначення строків поливу і поливних норм для сіянців

Під час вирощування сіянців ці величини визначають за фенологічними періодами.

1 період - від сівби до появи масових сходів. Цей період для більшості деревних культур становить 21-25 днів. Основна маса коріння в цей період знаходиться у верхніх 10-сантиметровому шарі ґрунту.

2 період - зміцнення сходів, триває від масових сходів до заглиблення кореневої системи сіянців у грунт на 18-20см. Цей період триває становить один місяць.

3 період - формування сіянців. Початок цього періоду відноситься до першої половини до першої половини червня , а закінчиться - до початку другої декади серпня . Глибина активного шару ґрунту в цей період приймається рівною 30см

Таблиця 3.1.

Примірні строки і число поливів

Групи порід	Періоди	Число поливів	Приблизні строки поливів
			1 полив	2 полив	3 полив	4 полив	5 полив
1	2	3	4	5	6	7	8
I	1	4-5	Через 2дні після сівби	Через 3 дні після 1 поливу	Через 4 дні після 2 поливу	Через 5 дні після 3 поливу	Через 6 дні після 4 поливу
I	2	2-3	Через 7днів після 4-го або 5-го поливу I періоду	Через 8 дні після 1 поливу	Через 10 дні після 2 поливу	-	-
I	3	2-4	Середина червня	Початок липня	Початок серпня	-	-
II	1	2	Через 5 дні після сівби	Через 7 дні після 1 поливу	-	-	-
II	2	2	З початку періоду	Через 10-15днів 1 поливу	-	-	-
1	2	3	4	5	6	7	8
III	1	2	Через 8 дні після сівби	Через 10 дні після 1 поливу	-	-	-
III	2	1	Середина Червня	-	-	-	-
III	3	1	Середина Липня	-	-	-	-

Перш ніж визначати строки поливу, потрібно знати поливну норму. Поливну норму - це кількість води, яку необхідно подати на 1га за один полив визначаєтеся за формулою :

m=100HЧб (V пв - V врк )

Де: m - поливна норма , Ч; Н - глибина промочування ґрунту під час поливу (залежить від потужного шару ґрунту по періодах) , м ; б - об'ємна маса ґрунту ( табличне значення, яке становить для важкого суглинку - 1.6) т ; V пв - вологість ґрунту у %, яка відповідає його поливній вологоємності ( табличне значення, яке становить для важкого суглинку -33%) ; V врк - вологість ґрунту %, перед поливом, що відповідає вологоємності розривів капілярних зв'язків ( приймається рівною 70% від польової вологоємності ґрунту , для важкого суглинку становить - 23%).



Допустимі верхня і нижня межі вологості ґрунту, % (для шару ґрунту 0,3 м)

Показники	Ґрунт
	Середній суглинок
Верхня межа - польова вологоємкість Vпв	28
Нижня межа - 70% від польової вологоємкості (ВРКЗ)	20

Розрахунок поливної норми на три періоди розвитку ( m 1 , m 2 , m3)

m 1 =100*0,1*(28-20)=124

m 2 =100*0,2*(28-20)=248

m3 =100*0,3*(28-20)=372

Після того як визначили поливні норми , потрібно визначити тривалість одного поливу. Який буде визначатись за формулою:

n=

де: n= загальна кількість годин поливу одного поля; = поливна норма,Ч; = площа поля, га ; = полива витрата(яку берем з таблиці « Основні показники технічних характеристик дощувальних машин» і витрата становить - 120 лЧ) , лЧ; = час поливу поля в добах( прийнято за одиницю).

Розрахунок поливів (n1, n2, n3 )

n1 == 3,5год - тривалість поливу 1-го поля;

n2 = =7 год - тривалість поливу 2-го поля;

n3 = =10,7 год - тривалість поливу 3-го поля;

n4 = = 14.4год - тривалість поливу 4-го поля.

Зробивши розрахунки поливної норми і визначили тривалість поливів, можна приступати до розрахунків таблиці. Одержану кількість діб поливу поля і кількість годин поливу за добу заносяться до таблиці режиму зрошення. З цього ми маємо:

3.2 Зрошення зайнятого пару

На полі, яке відноситься під зайнятий пар, спочатку розраховуємо режим зрошення для парозаймаючої культури (вікомішанка). Після її збирання і переорювання поля, в кінці липня проводимо провокаційний полив (полив для провокації сходів бурянів). Поливну норму при цьому розраховуємо так, як і для поливу сіянців, тільки глибину промочування ґрунту приймаємо 0,4- 0,3 м.

m4=100*04*1.55*(28-20)=496

m 4=100*0.4(28*20)=496

Порода	Період розвитку	Площа поля,га	№ поливу	Полтвна норма м3*га-1	Строки поливів	Тривалість одного	Поливна Витрата
					Початок	Середина	Кінець	діб	Годин
В'яз дрібнолистий	1	12,5	1	124,0	6,4	6,4	6,4	1	4	120
	1		2	124,0	9,4	9,4	9,4	1	4	120
	1		3	124,0	13,4	13,4	13,4	1	4	120
	1		4	124,0	18,4	18,4	18,4	1	4	120
	1		5	124,0	24,4	24,4	24,4	1	4	120
	2		1	248,0	1,5	1,5	2,5	2	7	120
	2		2	248,0	10,5	10,5	11,5	2	7	120
	2		3	248,0	21,5	21,5	22,5	2	7	120
	3		1	372,0	15,6	16,6	17,6	3	11	120
	3		2	372,0	1,7	2,7	3,7	3	11	120
	3		3	372,0	1,8	2,8	3,8	3	11	120
Клен польовий	1	12,5	1	124,0	9,4	9,4	9,4	1	4	120
	1		2	124,0	16,4	16,4	16,4	1	4	120
	2		1	248,0	4,5	5,5	5,5	2	7	120
	2		2	248,0	4,5	5,5	5,5	2	7	120
	3		2	372,0	15,6	16,6	17,6	3	11	120
	3		2	372,0	15,7	16,7	17,7	3	11	120
Бук лісовий	1	12,5	1	124,0	12,4	12,4	12,4	1	4	120
	1		2	124,0	22,4	22,4	22,4	1	4	120
	2		1	248,0	15,6	15,6	16,6	2	7	120
	3		1	372,0	15,7	16,7	17,7	3	11	120
Зрошувальний пар	4	12,5	1	496,0	1,7	2,7	3,7	3	14	120

Об'єм води на зрошення лісорозсадника визначаємо за формулою:

Wзр=Mбр1• S1+Mбр2• S2+ Mбр3• S3+ Mбр4• S4

Wзр - об'єм води на зрошення, м3; Mбр - зрошувальна норма брутто, м3•га-1; S - площа зрошення поля, що зайняте однією культурою, га; Зрошувальну норму брутто визначаємо за формулою 5:

Mбр =

де ? - коефіцієнт корисної дії системи (при поливі середньостуменевими установками ?=0,8-0,9). Мнетто - норма зрошення (норма зрошування) - кількість води, яку дають на 1 га за вегетаційний період (без втрат води по дорозі до поля та при поливі), м3•га-1. Мнетто визначається як сума поливних норм, які дають на 1 га поля за період вегетації тієї чи іншої конкретної культури.

Мнетто =m1Чn1+m2Чn2+m3Чn3Чm4

Мнетто1=5*124+3*248+3*372=2480

Мнетто2 = 2*124+2*248+2*372=1488

Мнетто3 = 2*124+1*248+1*372=868

Мнетто4 = 1*496=496

Загальний об'єм води

Wбр1 =2480/0,8=3100

Wбр2=1488/0,8=1860

Wбр3=868/0,8=1085

Wбр4=496/0,8=620

Wзр=3100*12,5+1860*12,5+1085*12,5+620*12,5=83312,5тис.м3



Розділ 4. Визначення ємкості балки під ставок та розрахунок об'єму ставка

4.1 Місце розташування греблі (вибір місця під греблю)

У зв'язку з тим, що ставок проектується не тільки для зрошення лісорозсадника, а й для риборозведення, вирощування водоплавної птиці та побутових і рекреаційних цілей, під час вибору місця під греблю керуються такими вимогами:

Ставок повинен розміщуватися таким чином, щоб до нього не потрапляли побутові стоки та стоки тваринницьких ферм.

Чаша води повинна вміщати об'єм води, який забезпечує перелічені потреби з урахуванням всіх втрат і санітарних вимог.

При розведенні риби оптимальна площа ставка повинна досягати 50-100 га; середня глибина 1,3-2,2 м; площа мертвого запасу повинна бути не менша 30% від площі повного запасу, а глибина до 0,5 м допускається на 10% площі ставка.

Створ греблі слід вибирати в найвужчому місці балки, щоб гребля була мінімальної довжини і щоб була спряжена з корінними берегами балки.

Ґрунти, що складають дно й укоси балки, повинні бути маловодопроникливі, у протилежному випадку вода в ставку триматись не буде. Ділянок з піщаним дном і виходами крейди слід уникати.

Щоб об'єм ставка був якомога більшим, нахил дна балки вище греблі повинен бути якомога менший (менше 0,005), а сама балка вище греблі по можливості повинна розширятись.

Ставок повинен мати достатню водозбірну площу для наповнення весняною водою.

Знайшовши місце розташування греблі на плані, потрібно провести створ греблі, частина якого стане її віссю. Він проводиться поперек балки (перпендикулярно до горизонталей на її берегах). Для спрощення подальших розрахунків його можна провести у вигляді дотичної до горизонталі по дну балки.

4.2 Визначення ємкості балки вище греблі

Наближено ємкість балки можна визначити як об'єм піраміди, приймаючи дно балки біля греблі за параболу, а висоту піраміди рівною довжині ставка при різних глибинах наповнення балки водою. У цьому випадку ємкість балки вище греблі визначаємо за формулою 6:

W=

де В - ширина уявного ставка біля греблі, м; H - уявна глибина води біля греблі, м; L - довжина уявного ставка, м.

W(1) = Ч230Ч1Ч260= 13 ТИС. м3

де В=230 м; H=1 м; L=260 м;

Для детального розрахунку цю формулу доцільно використовувати тільки при заповненні балки водою на глибину 1м (біля створу греблі). При подальшому заповненні балки на глибину 2, З м і більше, ємкість її визначаємо як об'єми між сусідніми горизонталями за формулою:

W=

де W - об'єм балки між двома сусідніми горизонталями, м3; S1 - площа, обмежена віссю греблі і горизонталлю №14; S2 - площа, обмежена віссю греблі і горизонталлю №15; Площа цих контурів визначаємо планіметром або палеткою.

S1=25000=2,5 га;

S2=210000=21га;

S3=975000=97,5 га;

W1=*100*1*250=5.6 тис. м3;

W2= = =117.5 тис. м3;

W3 = 592.5м3

W1+ W2+ W3= 5,6+117,5+592,5=715,6 м3;

4.4 Розрахунок об'єму ставка

Розрахунок об'єму ставка проводимо за формулою:

Wст. = Wм + Wзр + Wгосп + Wвип + Wфільт ,

де Wм - мертвий об'єм води в ставку, м3. Його визначаємо за графіком об'ємів по заданій глибині води біля греблі. При розведенні риби, глибина повинна бути такою, щоб площа водного дзеркала мертвого запасу становила біля 30% площі ставка при НПГ і щоб глибина води в кінці сезону біля греблі була не менше 1,5 м. Мертвий запас не повинен замулюватися не раніше ніж за 25-30 років.Wзр - об'єм води на зрошення, м3. Wгосп - об'єм води на господарські витрати, м3 (напування худоби, технічні та господарські потреби господарства). Приймаємо у розмірі 10% від об'єму води потрібного на зрошення лісорозсадника. Wзр та Wгосп складають корисний об'єм води в ставку. Wвип - втрати води на випаровування із ставка, м3. Цей об'єм визначаємо за формулою:

Wвип = K•Sвип



де К - сумарне випаровування із ставка, м3•га-1;Sвип - площа випаровування, га (визначаємо за графіками об'ємів і площ по сумі трьох запасів (Wм+ Wзр+ +Wгосп). Одержану суму запасів відкладаємо на графіку об'ємів. Із відкладеної точки проводимо перпендикуляр до кривої із точки перетину з кривою проводимо перпендикуляр на вертикальну вісь графіка. Одержану глибину ставка переносимо на графік площ, де і визначається площа випаровування. Наближені величини сумарного випаровування 90%-ї забезпеченості для Ізмаїлу становить 5600м3/га.

Об'єм втрат на фільтрацію визначаємо за формулою:

Wфільт = Kфільт • (Wм + Wзр + Wгосп + Wвип)

де Kфільт - коефіцієнт фільтрації. Враховуючи, що механічний склад ґрунту - середній суглинок і глибина залягання водотривкого горизонту - більше 5 м, то Kфільт = 0,10.

Розрахунок об'єму ставка:

Wст. = Wм + Wзр + Wгосп + Wвип + Wфільт ,

Wм=55 тис. м3 - беремо з графіку об'ємів при h=1,5 м;

Wзр =83,3 тис. м3;

Wгосп=10% * Wзр =10%*83,3тис. м3;

Wвип= K•Sвип

W'= Wм + Wзр + Wгосп=60+80,6+14,1=154,7 тис. м3;

Wвип=5000•30=150 тис. м3;

Wфільт= Kфільт • (Wм + Wзр + Wгосп + Wвип)

Wфільт=0,1•(55+83,3+8,3+150)=29,7 тис. м3;

Wст. =55+83,3+8,3+150+29,7=326,3 тис. м3;



Розділ 5. Розрахунок параметрів греблі. Визначенняпотужності насосної станції

Під час спорудження ставків, будують глухі земляні греблі. Залежно від механічного складу ґрунту та гідрологічних умов балки вони бувають прості однорідні, однорідні з ядром, однорідні із замком (або із замком та шпунтовим рядом), з дренажем, з екраном, з понуром. Бувають і різнорідні земляні греблі, коли вони відсипаються із різним за механічним складом грунтів[4].

5.1 Обґрунтування типу греблі та її параметрів

У нашому випадку будуємо однорідну греблю із замком. У зв'язку з тим, що водотривкий горизонт знаходиться на глибині до 5-ти метрів від дна балки. Ширина замка по верху залежно від глибини залягання водотривкого горизонту приймається в2-3 м, а по дну - 1 м. Замок врізається у водотривкий горизонт на 0,5 м і ще крім замка використовуємо шпунтовий ряд.

Гребля складається з таких елементів: гребеня, основи(підошва гребеня), мокрого і сухого укосів. Ширину гребеня греблі визначаємо за формулою:

b=2+ ,

де: b -- ширина гребеня греблі, м; Нгр - висота греблі, м. Якщо гребля проектується з дорогою, то ширина гребеня збільшується до 8 м (ширина полотна дороги - 4,5 м плюс дві обочини по 1,75 м кожна). У всіх випадках ширина гребеня не може бути меншою 4 м.

Висота греблі визначається за формулами:



Нгр =НМПР+d+hос,

НМПР= ННПР+Дh,

де Нгр - висота греблі, м; НМПР - глибина води біля греблі під час повені, м (МПР - максимально підпертий рівень води в ставку); ННПР -- глибина води біля греблі при нормальному підпертому рівні, м (беремо із графіка об'ємів); Дh - глибина зливної призми, м (шар води між МПР і НПР, який зливається або витікає через водозлив греблі: для спрощення розрахунків Дh приймаємо 1,0 м); d - перевищення греблі над МПР. Останній показник визначаємо за формулою:

d=hнаг+hнак+hк

де hнаг -- висота нагону води вітром до греблі, м (при довжині ставка до 1км і швидкості вітру до 18 м•с-1 hнаг приймається 0,05 м, а при довжині ставка >1км та швидкості вітру до 20 м•с-1 hнаг = 0,06- 0,07 м. hнак - висота накату хвилі на греблю, м. hнак визначається за формулою:

hнак=3,2•K ,

де К - коефіцієнт шорсткості укосів греблі, коливається від 0,77 при кам'яній відсипці укосу до 1,0 при захисті укосу тинком із живих вербових кілків та верболозових прутів; т - коефіцієнт мокрого укосу греблі; h - висота хвилі, м (для спрощених розрахунків приймаємо за 1,0 м).

Коефіцієнт мокрого укосу греблі залежить від механічного складу грунту. Мокрим називається укіс греблі, повернутий до ставка, а протилежний укіс називається сухим.

hк - конструктивний запас (перевищення гребеня греблі над водою в ставку за наявності хвиль, які накочуються на мокрий укіс). Для ставків довжиною біля 1 км це перевищення приймаємо за 0,5 м. hос - висота усадки новозбудованої греблі, визначаємо за формулою:

hос=0,1•( НМПР+ d)

Проводимо розрахунки параметрів греблі:

hнак=3,2•0,77=1 м - висота накату хвилі на греблю;

d=0,06+1+0,5=1,56 м - перевищення греблі над МПР;

НМПР=2,5+1=3,5 м - глибина води біля греблі під час повені;

hос=0,1•(3,5+1,56)=0,51 м - висота усадки новозбудованої греблі;

Нгр =3,5+1,56+0,51=5,57 м - висота греблі;

b=2+=4,36 м - ширина гребеня греблі;

5.2 Визначення об'єму греблі

Об'єм греблі визначаємо за формулою:

Wгр= •H•l,

де Wгр - об'єм греблі, м3 ; B - максимальна ширина основи греблі, м; b - ширина гребеня греблі, м; l - довжина греблі, м. Максимальну ширину основи греблі визначаємо за формулою:

B=H•m1+b+H•m2,

де H - максимальна висота греблі, м; m1 - коефіцієнт мокрого угосу; m2 - коефіцієнт сухого укосу.

Проводимо обрахунки:



Wгр= H•l,

B=H•m1+b+H•m2,

H=5,57м;

m1=2,0;

m2=1,5;

B=5,57•2+4,36+5,45•1,5=23,7 м.

l=2100 м;

Wгр=5,57•2100=164,1 тис. м3.

Довжину греблі визначаємо на плані в горизонталях за отриманою раніше максимальною висотою греблі. У зв'язку з тим, що при будь-яких грунтах вода фільтрується через тіло греблі, після розрахунку її об'єму виконуємо перевірку розмірів греблі на фільтрацію. Розміри повинні бути такими, щоб лінія депресії не виходила на сухий укіс, а закінчувалась б у тілі греблі не ближче 3-4м від підошви сухого укосу (лінією депресії називається верхня межа фільтраційного потоку).

У важкому суглинку при доброму ущільненні грунту лінія депресії утворює кут з лінією НПР води в ставку до 35°(рис.4).

Рис. 4. Поперечний профіль греблі із замком: І - гребінь; 2 - водопроникна основа; 3 - мокрий (верховий укіс); 4 - сухий (низовий) укіс; 5 - лінія депресії; б - виїмки рослинного шару; 7 - замок із глини; 8 - водотривкий горизонт; Н - висота греблі.

Крім перевірки на фільтрацію, виконуємо перевірку греблі на зсув під дією гідростатичних сил. Однак у зв'язку з тим, що гребля відноситься до низько-напірних споруд, розрахунок їх та зсув не проводимо.

5.3 Технологія побудови греблі

Перенос греблі починаємо із проведення створу (осьової лінії, яка йде по довгій осі греблі і помічається рядом вишок), потім помічається створ та траса майбутнього водозливу, а також вимітка ширини гребеня та основи греблі по дну та берегах балки.

Так, щоб попередити затоплення місця робіт стікаючою по балці водою, вище греблі влаштовуємо перемичку із грунту, вибраного під основою греблі, або навіть тимчасовий відвідний канал.

Гребля повинна протистояти зсуву (видавлювання водою ставка) та фільтрації води під її основою. Щоб запобігти цим явищам на площі під основою греблі по дну балки, знімаємо рослинний шар ґрунту на глибину 30-35 см. Потім цю площу оремо і розпушуємо важкими боронами на глибину до 18 см.

Тіло греблі з берегами балки з'єднуємо по похилих площинах з короткими уступами. Водотривкий горизонт знаходиться на глибині, більшій за 3 м, то поперек балки (уздовж бровки майбутнього гребеня греблі) риємо канаву для спорудження замка, який може бути від 0,5 до 3,5 м і шпунтового ряду.

Побудову замка проводимо шарами із глини товщиною 10-15 см. Кожний шар трамбуємо і перед тим, як насипати новий шар, поверхню нижнього шару розпушуємо боронами. Тіло греблі насипаємо шарами 20-30 см. Для кращого трамбування насипаний і розрівняний шар грунту зволожуємо.

Оптимальна вологість грунту під час насипання греблі для важкого суглинку становить - 17-18%.

Перед насипанням нового шару поверхню нижнього коткуємо, а потім боронуємо. Запроектовані відкоси (із заданим коефіцієнтом) виконуємо за допомогою шаблонів. Ядро робимо одночасно з насипанням греблі. Побудову (насипання) греблі при мінусових температурах не проводимо.

5.4 Визначення потужності насосної станції

Потужність насосної станції визначаємо для того, щоб за каталогом підібрати тип і марку насоса. Потужність насосної установки визначаємо за формулою:

N= ,

де N - потужність насосної установки, кВт; - продуктивність насоса в л•с-1, яку приймаємо рівною прийнятій найбільшій поливній витраті; - коефіцієнт корисної дії насоса, що коливається в межах 0,60-0,92 (найчастіше приймається 0,7...0,8); Н - повний або манометричний напір в метрах (висота подачі води з урахуванням втрат напору), що визначається за формулою 20.

Н=НГ+НТр+НМ+Н0,

де НГ - геодезична різниця між відміткою подачі води (з урахуванням висоти дощувальної машини) і найнижчою відміткою забору води; НТр - втрати напору на тертя в трубопроводі, що визначаємо з виразу:



НТр = л• ,

де л - коефіцієнт, що враховує стан трубопроводу і дорівнює:

? для зварюваних і стальних груб - 0,020;

? для бетонних і залізобетонних труб - 0,022;

? для азбестоцементних труб - 0,025;

- довжина трубопроводу, м; - діаметр трубопроводу, м; - швидкість течії води в трубопроводі, що приймається в середньому рівною 1 м•с-1'; - прискорення, що дорівнює 9,81 м•с-2; НМ - місцеві втрати в трубопроводі, які наближено дорівнюють 10% від втрати на тертя; Н0 - вільний напір в м, з яким вода подається до гідрантів. Беремо із характеристики машин.

Довжина трубопроводу приймаєм рівною довжині всіх трубопроводів зрошувальної системи (сітки) плюс довжина крила дощувальної установки.

Діаметр трубопроводу визначаємо за формулою 22:

d = 1.13,

де, - витрата, яка приймається по продуктивності (витраті) дощувальної машини (установки), м3•с-1; V - швидкість течії води в трубопроводі, м•с-1 (орієнтовно приймається рівною 1 м•с-1).

Пересувна насосна станція, як і стаціонарна, проектується по урізу води в ставку по нормально підпертому рівню (НПР) за 100 м від греблі.

Проводимо обрахунки:

N= ,

=120 с•л-1;

=0,75;

Н=НГ+НТр+НМ+Н0,

НГ=4,8 м;

НТр = л• ,

л=0,020;

=2240 м;

=1 м•с-1;

=9,81 м•с-2;

НМ=0,1• НТр=0,58 м

Н0=4 м;

d = 1.13,

d = 1.13=0,39 м;

НТр =0,020 •=5,86 м ;

Н=4,8+5,86+0,58+4=20,24м;

N==31,9 кВт;



Список використаної літератури

Гідротехнічні меліорації лісових земель / [В.Ю. Юхновський, О.В. Шевченко, С.М. Дударець, Б.І. Конаков.]. - К.: Арістей, 2007.-314 с.

Агроклиматический сптавочник, по Днепропетровской области. / [Н.Н. Акимович]. Гидрометеоиздание. Ленинград 1958.

Южное отделение Васхнил. Украинский научно-иследовательський інститут почвоведения и агрохимии имн. А.Н. Соколовского. Атлас почв Украинской ССР. К.: Урожай, 1979.

Гідротехнічна меліорація. Методичні вказівки для студентів
лісогосподарського факультету / [Ю.А. Василенко,В.Ю. Юхновський, С.М. Дударець. О.М. Козяр.]. - К.: Ред.-вид. відділ НАУ, 1999. -43 с.

Сучасний стан, основні проблеми водних меліорацій та шляхи їх
вирішення / За ред. П.І. Коваленка. - К.: Аграрна наука. 2001. - 215 с.

Размещено на Allbest.ru