Открытый мелиоративный канал в зависимости от характера грунтов и величин пропускаемого расхода воды чаще всего проектируется трапецеидальной поперечной формы. Крупные каналы с площадью водосбора более чем 150 км2 в неустойчивых грунтах имеют трапецеидально-параболическую или параболическую форму поперечного сечения.
При проектировании каналов трапецеидальной формы сечения учитывают устойчивость грунтов и наличие методов, с помощью которых строят каналы. Обычно каналы в поперечном сечении имеют формы равнобокой трапеции. Боковые стенки или откосы трапеций делают наклоненными. Отношение проекции L/Н называются крутизной или закладыванием откоса и выражаются коэффициентом m
Коэффициент устойчивых откосов, который рекомендуется управлением по осушению лесных земель, зависит от вида грунта, категории каналов и их глубины.
В данном случае для древесно-сфагнового торфа мощностью 1,9 м коэффициент устойчивого откоса для: осушителей – 1,00; транспортного собирателя -1,00; магистрального канала -1,25.
В малоустойчивых грунтах в зависимости от технико-экономических условий можно проектировать или более крутые откосы (лучше всего), или укрепление дна и откосов. Укрепление откосов целесообразно проектировать в местах впадения Тс в МС и МК в водоприемник. Укрепление откосов предусматривается также в малоустойчивых грунтах, когда в целях экономии земляных работ проектируется более крутой откос, чем это принято для данного грунта, или когда на участке наблюдаются размывание скорости. Учитывая слабую механизацию и дороговизну, работы по обустройству укрепления откосов следует избегать для укрепления откосов употребляют разные материалы: жерди, доски, дерен, камни, ж/б плиты и т.д. Высота укрепления принимается равной глубине наполнения при расчетном расходе плюс запас 0,2 - 0,3 м.
|
|
ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ КAНАЛОВ
Основой для построения продольных профилей служит план участка в горизонталях. Проектирование начинается с осушителей, затем составляется профиль собирателя, на котором отмечаются места впадения осушителей и положение их дна, и заканчивается проектированием профиля МК.
Для построения продольных профилей необходимо знать проектную глубину, допустимые уклоны, отметки поверхности и глубину торфа по линии оси канала, план трассы канала с указанием ситуации и закругления, данные по характеристике грунта и т.д.
Построение профилей начинается после того, как в плане уже запроектирована осушительная сеть.
Сначала строят продольный профиль поверхности по оси канала. Затем, приняв во внимание проектную глубину канала и допустимые уклоны, приступают к проектированию линии дна канала. Нужно избегать уменьшения уклонов в низ по течению. для рассчитываемого магистрального канала уклоны должны быть в пределах допустимых. линия дна проектируемого канала должна соответствовать условиям сопряжения младших каналов со старшими.
При вычерчивании продольного профиля каналов проектируемой величинызаполняют и вычерчивают красным цветом, воду - синим, а остальное - черным.
УКЛОНЫКАНАЛОВ
При проектировании осушительной сети всегда учитывается, что канал должен иметь такой продольный профиль, чтобы не было ни размыва дна и откосов канала, ни отложения в ней насосов. Уклоны регулирующих каналов должны иметь и быть близкими к уклону поверхности, но не менее 0,003.
|
|
Максимально допустимый уклон устанавливается так, чтобы скорость течения воды при пропуске расходов весеннего половодья и летне-осенних паводков расчетной обеспеченности не вызвала размыва русла.
При незначительных площадях водосбора максимальный уклон можно повышать до 0,01.
Для проводящих каналов уклоны дна следует выбирать так, чтобы они были плавными по всей длине, чтобы обеспечить равномерную скорость течения воды по длине канала или небольшое ее возрастание по направлению к устью. Место вогнутого перелома уклона желательно делать в местах впадения в канал ближайшего крупного притока. Если такое совмещение невозможно или если уменьшается скорость водного течения на 15-20% и более, то необходимо проектировать отстойники.
В проводящих каналах уклон поверхности воды при прохождении максимального расчетного расхода принимают равным или сближенном к уклону местности, но он не должен превышать максимально допустимого (i max), который вычисляется по формуле:
– допустимая не размываемая скорость, м/с;
– гидравлический радиус сечения канала при его полном наполнении;
– коэффициент Шези;
В данном случае: R=0,78; 
31,5
Отсюда по таблице: 
= 0,40
=0,402/31,52∙0,78=0,0002
3.9 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЫОСУШИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ.
В осушительную сеть с заболоченного участка поступает избыточная вода. Нагрузку по ее отводу с осушительной площади нecyт осyшитeльные, транспортные собиратели, и, особенно магистральные каналы для того чтобы магистральный канал успешно функционировал, то есть вовремя отводил поступающую по нему воду в водоприемник необходимо провести его гидрологический расчет, основной задачей которого является определение расчетного поверочного модулей или расхода воды. Расчетный модуль стока зависит от гидрологических условий и характера использования осушаемой территории. По расчетным расходам определяются размеры поперечных сечений каналов. А по поверочным расходам воды определяется устойчивость русел против размыва и разрушения сооружений, затопления территории.
|
|
В зависимости от значения канала, они рассчитываются на пропуск канала, паводков определенной обеспеченности.
Проверка каналов на устойчивых руслах, на размыв производится на весенних паводках 25% обеспеченности.
При расчете нагорно-ловчих и ловчих каналов к основному расчетному расходу прибавляют в расход поступающих в канал грунтовых вод: 15% при безнапорном и 20% при напорном питании от основного расчетного расхода. Высота крепления русел в неустойчивых грунтах, условия неподтопления устьев каналов и минимальные скорости для проверки каналов на заиление определяют по смежным расходам.
В данном случае каналы будем рассчитывать на пропуск летне-осенних паводков 25% обеспеченности.
Расчетный модуль стока 
= 0,43 л/с га.
Водосборная площадь магистрального канала:
= 2600 га
Отсюда:
расчетный расход:
= 0,43∙2600=1118 л/с или 1,12 м3/с.
После вычисления расчетного расхода с учетом уклонов и допустимой скорости течения проводится гидравлический расчет, суть которого заключается в определении размеров поперечного сечения каналов и его пропускной способности (расхода (
)воды в канале). Расход воды через канал не должен превышать приход, то есть расчетных расходов (
)более чем на 5% или быть его меньше на 2%. Гидравлический расчет для МК ведется для его устья. При этом находятся следующие параметры:
1. Расстояние расчетного горизонта воды от бровки или глубину понижения 
2. Ширину канала по дну 
, зависящую от уклона дна, коэффициента откоса (т) и шероховатости (п)
При расчете на пропуск летне-осенних паводков, в лесах лесохозяйственного значения принимается ниже бровки канала на 0,4-0,5 м.
Гидравлический расчет магистрального канала, в соответствии с расчетным расходом воды, начинают с определения путем подбора ширины его по дну . При этом выбирают такое значение , при котором пропускная способность канала ()равна или приблизительно равна расчетному расходу воды ().
Дано: глубина канала - установившаяся 1,5 м; уклон дна канала i =0,0002; коэффициент откоса т = 1,25; коэффициент шероховатости п = 0,03. Расчетный
модуль стока летне-паводковых вод 0,43 л/с га, площадь водосбора F = 2600 га. В этом случае гидравлический расход воды с водосборной площади равен Qр=1118 л/с или 1,12 м3/с. Учитывая, что разбежка величин ()и () допускается в пределах 5 - 2 %, то в нашем случае необходимо подобрать такое сечение, чтобы его пропускная способность была в пределах. Рабочая глубина МК рассчитывается по формуле:
h=H-h1=1,5-0,4=1,1
где Н - установившаяся глубина канала, м;
- расчетное расстояние от зеркала воды до бровки канала
(0,4 - 0,5 м).
Ширина канала по дну (b) – 1,2 м. Площадь живого сечения (
) определяется по формуле:
при m=1,25
w=(1,2+1,25∙1,1)∙1,1=3,68
Смоченный периметр (х) рассчитывается по формуле:
х = b + 2hp √(l+m2)
при т = 1,25, b=1,2м, hp=1,1 м
имеем: x= 1,2+ 2∙1,1∙√ (1+1,252) = 4,72 м.
Гидравлический радиус R= w/ c=0,78
Скоростной коэффициент 
и модуль скорости 
определяются по таблице 2 приложения 3 и берется в зависимости от величины гидравлического радиуса и коэффициента шероховатости. В данном случае гидравлический радиус - 0,78, а коэффициент шероховатости п, который берется из таблицы 1 приложения, будет равен 0,03. По таблице 2 устанавливаем, что 
= 31,5 и
= 28,17
Расходная характеристика Копредставляет собой отношение расчетного расхода Qpк корню квадратному уклона дна.
К0 = QP/√i = 1,12/√ 0,0002 = 77,78
К = ω∙C√R = 3,68∙28,17 =103,67
Qn = К∙√i = 103,67∙√ 0,0002 = 1,49 м3/с
Таким образом, гидравлический расчет МК закончен.
Таблица 4-Нахождение ширины магистрального канала по дну
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 1,1 | 5,70 | 3,68 | 4,72 | 0,78 | 31,5 | 28,17 | 77,78 | 103,67 |