Конструкции и размеры каналов.

Поперечное сечение и продольный профиль канала должны обеспечивать бесперебой­ную подачу воды на поля, неразмываемость и незаиляемость их русла, минимальную фильтрацию, возможность строительства су­ществующими машинами и механизмами. Уровень воды в стар­ших каналах должен командовать над уровнем воды в младших, а во временных оросителях при поверхностном способе полива - над поверхностью орошаемого поля.

Конструкция каналов в земляном русле определяется: расходом канала; требуемой величиной командования канала; характером грунта, в котором он прокладывается; назначением канала и рас­положением его на местности; формой поперечного сечения; га­баритами рабочего органа механизмов, применяемых для про­кладки каналов.

Форму поперечного сечения каналов выбирают в зависимости от их размеров, характера грунтов основания и способа произ­водства работ. Формы каналов показаны на рис. 2.47.

 

Рис. 2.47 - Формы поперечного сечения каналов:

а - трапецеидальная; б - прямоугольная; е- полигональная; г- параболи­ческая; д, е- составная; ж - треугольная; з - ложбинообразная

 

Каналы средней и малой пропускной способности, как прави­ло, имеют трапецеидальную форму.

Каналы прямоугольного сечения с креплением дна и стенок проектируют редко (например, на косогорах, в сыпучих или силь­но фильтрующих грунтах).

Каналы глубиной более 4... 5 м часто строят с полигональ­ной формой сечения, устойчивой и гидравлически более выгодной, чем трапецеидальная.

Сечения параболической формы неудобны для выполнения, но во всех других отношениях являются наилучшими.

Сечения составной формы целесообразны в тех случаях, когда по каналам в течение краткого периода времени пропускаются большие расходы, а в остальное время - малые.

Треугольная форма сечения характерна для выводных борозд и временных оросителей. Этим же каналам для удобства прохо­да через них сельскохозяйственных машин может придаваться ложбинообразный профиль.

По условиям производства работ с учетом рельефа каналы разделяют на четыре типа: в выемке, полувыемке-полунасыпи; в насыпи; на косогоре.

Каналы в выемке (рис. 2.48). На участках, где не требуется обес­печения командования над поверхностью земли, а также в случаях, когда уклон канала принимают меньше, чем уклон мест­ности по его трассе, каналы предпочтительнее строить в выемке.

 

Рис. 2.48 - Сечения каналов в выемке: 1 - кавальер; 2 - берма

 

Каналы в полувыемке-полунасыпи приведены на рисунке 2.49. При прохождении каналов в глубоких выемках для предупреждения случайных деформаций откосов и возможности механизиро­ванной очистки канала устраивают бермы. Ширину бермы прини­мают равной d=(t-H)/2, где t-H ~ глубина выемки над бер­мой, но не менее 1м.

 

Рис. 2.49 - Поперечные сечения каналов в полувыемке-полунасыпи:

1 - выемка; 2 - насыпь с послойным уплотнением; 3 - отвал или кавальер; 4 - срез­ка растительного слоя; 5 - наружный резерв; 6 - внутренний резерв

 

Каналы в насыпи (рис. 2.50) применяют, когда трасса канала проходит по пониженным местам рельефа или по плоскому без­уклонному рельефу и требуется обеспечить командование над орошаемой территорией.

Рис. 2.50 - Сечения каналов в насыпи: а - без насыпного дна; б - с насыпным дном

Расстояние между подошвой откоса дамбы и бровкой внешнего резерва грунта должно быть не менее 1,5 м при глубине резерва до 0,5 м и не менее 3 м при глубине резерва 0,5 м и бо­лее. Воду из внешних резервов отводят в водосбросную сеть.

Канал на косогоре (рис. 2.51). При проектировании каналов на косогорах с крутизной ската до 20° поперечное сечение канала, проложенное в глинистых грунтах, необходимо принимать таким, чтобы поверхность земли проходила через точку пересечения от­коса с форсированным уровнем воды в канале. Для повышения устойчивости дамбы рекомендуют придавать ступенчатое очертание линии сопряжения тела дамбы с основанием. При этом с верховой стороны косогора предусмотрена берма шириной не ме­нее 1 м.

Рис. 2.51 - Сечения каналов на косогорах

 

При устройстве каналов на косогорах с крутизной ската 20° и более поперечное сечение канала надлежит принимать полностью в выемке с устройством с верховой стороны косогора бермы шири­ной не менее 3 м.

Откосы постоянных каналов оросительных систем заклады­вают с учетом устойчивости откосов существующих каналов, эк­сплуатируемых в аналогичных условиях. При отсутствии таких аналогов величины заложения откосов каналов глубиной до 5 м принимают в соответствии с данными, приведенными в табл. 2.8, а более глубоких каналов - на основании расчетов в соответствии с рекомендациями СНиП.

Фильтрация воды из трапецеидальных каналов, работающих без подпора, будет минимальной при наиболее выгодном соот­ношении между шириной канала по дну b и его глубиной h, оп­ределяемой по формуле .

Наибольшей пропускной способностью при заданной площади поперечного сечения обладают каналы, имеющие гидравлически наивыгоднейшее сечение.

Таблица 2.8 - Заложение откосов каналов H<5м

Грунт, в основании русла	Подводные	Надводные
Канала	откосы	откосы
Скала: невыветрившаяся	0,1..0,25
выветрившаяся	0,25..0,5	0,25
Полускальный водостойкий
грунт	0,5...1,0	0,5
Галечник и гравий с песком	1,25...1,5	1,0
Глина, суглинок твердый и полутвердый	1,0...1,5	0,5... 1,0
Суглинок мягкопластичный,	1,25...2,0	1,0..1,5
Супесь	1,25...2,0	1,0..1,5
Песок:
мелкий	1,5...2,5	2,0
пылеватый	3,0..3,5	2,5

 

Для предварительного выбора размеров канала необходимы: глубина наполнения: , где А - коэффициент, равный 0,7...1,0; отношение ширины по дну к глубине наполнения:

, (2.59)

где т — коэффициент заложения откоса.

В практике принимают: b= (l...2) h при Q<1 м³/с; b= (1... 3) h при Q = l...3 м³/c и b= (2...6) h при Q = 3...5 м³/с.

Ширину канала по дну стандартизуют и принимают: 0,4; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 2,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 м и т. д.

Источники орошения

Источниками воды для орошения и обводнения могут быть реки в естественном и зарегулированном состоянии, местный поверх­ностный сток, подземные, сточные, дренажно-сбросные и морские воды.

К водоисточникам предъявляют такие требования: вода долж­на быть пригодна для орошения, а при обводнении - для обес­печения бытовых и хозяйственных нужд; запасы и расход ее в водоисточнике должны полностью удовлетворять нуждам оро­шения.

Пригодность воды для орошения определяется взаимодействи­ем различных факторов. Важнейшие из них следующие: общее содержание солей в воде; химический состав воды; механический состав и водно-физические свойства почвы, содержание и состав солей в почве; дренированность территории. Для большинства сельскохозяйственных растений безвредна вода с минерализацией до 1 г/л.

Источник орошения должен обеспечивать потребность в воде в течение всего поливного сезона. Если в отдельные периоды водо­источник имеет меньший расход, чем требуется для полива, то его режим следует согласовать с режимом орошения путем регу­лирования, приспособления режима орошения культур к режиму водоисточника, одновременного регулирования водоисточника и изменением режима работы оросительной системы.

Оросительную способность водоисточника (F, га) определяют по формуле

, (2.60)

где W - объем воды, забираемой для орошения, м³; η - КПД оросительной системы; - средневзвешенная оросительная норма, которую находят как:

(2.61)

Здесь M₁, M _2,..., - оросительные нормы брутто отдельных культур, входящих в севооборот, м³/га; α₁, α₂,..., α _п - содержа­ние культур в севообороте, %.