Гидравлический расчет коллектора 2ГДр-1.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

“САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Кафедра водохозяйственное и гидротехническое

строительство

 

Курсовой проект

 

Тема:

«Осушительная система»

 

 

Выполнил студент

группы з43101/1__________________ Богаченко М.И.

 

Преподаватель__________________ Волкова Ю.В

 

 

Санкт-Петербург

2015г

Содержание.

 

Введение.………………………………………………………………………………....5

1.1Определение междренных расстояний…………………………………….…….....6

1.1 Предпосевной период……………………………………………….………………6

1.2 Вегетационный период……………………………………………………….……..8

2. Гидравлический расчет коллектора…………………………………………………9

3. Проектирование и гидравлический расчет каналов………………………………12

4. Устьевые сооружения……………………………………………………………….17

Список использованной литературы…………………………………………….……19

Приложения…………………………………………………………………….………19

 

Определение междренных расстояний.

Исходные данные:

1. Годовая норма осадков – 720мм.

2. Сельскохозяйственное использование земель - сенокос.

3. Средние уклоны поверхности - 0,001

4. Грунты, вскрытые скважиной:

- торф среднеразложившийся, К₁ =1,3 м/сут, h ₁=0,6 м;

- суглинок легкий, К₂ =0,8 м/сут, h₂ =2,8 м.

Для сенокоса на проницаемых грунтах можно принять следующие нормы осушения (таблица 1):

предпосевной период а’ =40см;

вегетационный период а =60см.

Принимая напор в междренном пространстве по отношению к дну дренажной траншеи Н =0,3 м, получаем необходимую глубину заложения дрен b=а+Н =

=0,6+0,3=0,9 м, что не соответствует требованиям СНиП (1,1-1,3м) для минеральных грунтов. Окончательно принимаем b =1,1м.

Итак, принимаем в качестве основного средства осушения наиболее дешевый гончарный дренаж диаметром 50мм (наружный диаметр около d_н =0,07м, таблица 2) с глубиной заложения b =1,1м.

Вычисляем необходимые междренные расстояния В для двух расчетных периодов работы дренажа.

 

 

Предпосевной период.

Интенсивность инфильтрационного питания (приточность воды к дренам)

q_пр=(Р-Е)_прr+d_пр,

где (Р-Е)_пр - расчетное превышение осадков над испарением при годовой норме осадков 720мм для пашни равно 6 мм/сут (таблица 3);

r - коэффициент инфильтрации воды в почву (торфяник) при уклонах местности меньше 0,01 (таблица 4) равен 1;

d_пр - составляющая водного баланса, учитывающая уменьшение запасов влаги в осушаемом в предпосевной период слое грунта мощностью а^¢ с коэффициентом водоотдачи m за время t_пр;

;

принимаем слой воды, остающийся на поверхности после схода весенних вод h_в =0,01;

m=0,056К^1/2(а^¢)^1/3 =0,056×0,8^1/2×0,4^1/3=0,037;

t_пр =5сут – продолжительность предпосевного периода, в первом приближении

;

q_пр =0,006×1+0,005 =0,011м/сут

 

Расчетный, средний за предпосевной период напор

Н_пр=b-0,6а’ =1,1-0,6×0,4=0,86м

Поскольку глубина заложения дрены (1,1м) больше мощности верхнего слоя (0,6м), дрена попадает в нижний слой, т.е. расчетная схема имеет вид, представленный на рисунке 1.

Принимаем М =h ₁+ h₂ – b = 0,6 + 2,8 – 1,1 = 2,3 м; К=К₂ =0,8м/сут и вычисляем:

Определяем для несовершенной дрены проводимость пласта

Общее фильтрационное сопротивление на несовершенство дрены (сопротивление на неидеальность дрены L_н при ее обсыпке растительным грунтом считаем равным нулю).

 

и необходимое междренное расстояние В.

 

Вегетационный период.

Как и для предпосевного периода, находим

(Р-Е)_вег = 8 мм/сут; r =1; d_вег» 0;

q_вег =0,008×1=0,008 м/сут;

Н_вег=b-0,6а =1,1-0,6×0,6=0,74м;

М = 2,3 м; К = 0,8 м/сут;

 

 

 

Оказывается, что В_пр<В_вег, увеличиваем t_пр до 8 суток и находим новое значение В_пр^¢.

;

q_пр^¢ = 0,006×1+0,0031 =0,0091 м/сут;

 

Учитывая практические рекомендации,видим, что наша дрена лежит вблизи границы раздела слоев, проводимости которых примерно равны: торф подстилается суглинком, из таблицы 5 выбираем «пограничные». В_торф =20-30м, В_{суглинок} =10-15м, принимаем В =20м.

 

Ведомость дрен коллектора 2ГДр-1 (b=1,1м)

№№ дрен	Длина, м	Отметки поверхности земли	Dh, м	DН, м	Db, м	bкон, м	Конечная отметка дна траншеи дрены	Уклон дрены
начало дрены	конец дрены
		90,30	90,25	0,33	0,45	0,12	1,22	89,03	0,003
		90,29	0,04	0,45	0,41	1,51	88,74	0,003
		90,63	90,27	0,36	0,45	0,09	1,19	89,08	0,003
		90,30	0,03	0,45	0,42	1,52	88,75	0,003
		90,71	90,36	0,35	0,45	0,10	1,20	89,16	0,003
		90,39	0,03	0,45	0,42	1,52	88,84	0,003
		90,77	90,41	0,36	0,45	0,09	1,19	89,22	0,003
		90,44	0,03	0,45	0,42	1,52	88,89	0,003
		90,84	90,44	0,40	0,45	0,05	1,15	89,29	0,003
		90,47	0,03	0,45	0,42	1,52	88,92	0,003
		90,88	90,46	0,42	0,45	0,03	1,13	89,33	0,003
		90,48	0,02	0,45	0,43	1,53	88,93	0,003
		90,95	90,53	0,42	0,45	0,03	1,13	89,40	0,003
		90,57	0,04	0,45	0,41	1,51	89,02	0,003
		91,01	90,66	0,35	0,45	0,10	1,20	89,46	0,003
		90,69	0,03	0,45	0,42	1,52	89,14	0,003
		91,03	90,73	0,30	0,45	0,15	1,25	89,48	0,003
		90,76	0,03	0,45	0,42	1,52	89,21	0,003
		91,02	90,77	0,25	0,45	0,20	1,30	89,47	0,003
		90,79	0,02	0,45	0,43	1,53	89,24	0,003
		91,03	90,84	0,19	0,45	0,26	1,36	89,48	0,003
		90,87	0,03	0,45	0,42	1,52	89,32	0,003
		91,03	90,95	0,08	0,45	0,37	1,47	89,48	0,003
		90,97	0,02	0,45	0,43	1,53	89,42	0,003
		91,02	91,01	0,01	0,45	0,44	1,54	89,47	0,003
		91,03	0,02	0,45	0,43	1,53	89,48	0,003
		91,02	91,01	0,01	0,45	0,44	1,54	89,47	0,003
		91,03	0,02	0,45	0,43	1,53	89,48	0,003
		91,03	91,00	0,03	0,45	0,42	1,52	89,48	0,003
		91,02	0,02	0,42	0,40	1,50	89,50	0,003
		91,06	91,00	0,06	0,45	0,39	1,49	89,51	0,003
		91,02	0,02	0,36	0,34	1,44	89,56	0,003
		91,11	91,00	0,11	0,45	0,34	1,44	89,56	0,003
		91,02	0,02	0,30	0,28	1,38	89,62	0,003
		91,16	91,01	0,15	0,45	0,30	1,40	89,61	0,003
		91,03	0,02	0,24	0,22	1,32	89,69	0,003
		91,19	91,02	0,17	0,45	0,28	1,38	89,64	0,003
		91,04	0,02	0,18	0,16	1,26	89,76	0,003
		91,23	91,04	0,19	0,45	0,26	1,36	89,68	0,003
		91,26	91,07	0,19	0,45	0,26	1,36	89,71	0,003
		91,30	91,10	0,20	0,45	0,25	1,35	89,75	0,003

 

На рисунке 4 пояснены принятые обозначения Dh, DН, Db и bкон.•

 

 

Рис.4. К определению отметок дна концов дренажных траншей.

 

Гидравлический расчет коллектора 2ГДр-1.

Строим продольный профиль поверхности земли по трассе коллектора (рис.4.) и, используя данные ведомости дрен, наносим уровни примыкающих дренажных траншей. Поскольку общая длина коллектора (450,0м) превышает 300м, на нем должно быть не менее одного смотрового колодца. Располагаем колодец в месте примыкания дрен 21 и 22. Как видно из профиля, опорными дренами на первом участке являются дрены 27 и 29 с отметками дна траншеи 89,47 и 89,48м. Таким образом, при расстоянии между дренами 27 и 29 - 20м, уклон первого участка:

Для определения расхода в конце первого участка используем зависимость: Q₁=q_др×F_др1

В качестве расчетного модуля дренажного стока q_др принимаем интенсивность инфильтрационного питания в предпосевной периода.

q_пр =0,0091/86400=1,05×10^-7м/с

Ширина осушаемой полосы при длине дрен по150м с учетом радиуса влияния конца дрены (2×0,5В= 2×0,5×20= 20м) составляет 150 + 150+20=320м. Поскольку на первом участке примыкает с одной стороны10 дрен, длина водосборной площади участка равна 10× В =200 м и площадь F_др1 =320×200=6,4×10⁴м².

 

Такимобразом, Q₁ =1,05×10^-7×6,4×10⁴=0,0063м³/с.

Определяем необходимый диаметр гончарного коллектора (n₁ =0,016) по зависимости

Окончательно принимаем для первого участка гончарные трубы (n=0,017) d₁ =200мм.

Принимая перепад в колодце при малых скоростях течения на входе в колодец 5см и опираясь на дрену 7, находим уклон второго участка i₂:

.

расход Q₂=Q₁ +1,05×10^-7×(220×160+0,5×(220+60)×130) =0.011м³/с

Принимаем стандартный диаметр d₂ =200мм.