Режим работы и расчетные расходы

Режим работы оросительных каналов характеризуется тем, что расходы в них через определенные промежутки времени колеб­лются вследствие изменения во времени расходования воды на транспирацию и испарение и периодичности проведения поливов. По многим каналам и особенно по внутрихозяйственным распре­делителям младших порядков вода подается периодически. В зим­ний период в большинстве случаев подача воды по каналам пол­ностью прекращается. Расходы каналов изменяются не только в течение года, но и по годам при изменении влажности года, водо­носности источника орошения, при смене культур на полях и др.

Расход по длине канала уменьшается, поскольку он распреде­ляется между младшими каналами. В пределах участка между от­водами (младшими каналами) расход тоже уменьшается из-за по­терь воды на фильтрацию, испарение и утечки на данном участке. Расход в конце участка канала принято называть расходом нет­то, а в голове участка — расходом брутто, который равен:

Q_бр = Q_нт + Q_потери

Для всего канала

Q_нт = ∑Q_отв,

где ∑Q_отв — сумма расходов, одновременно забираемых из данного кана­

ла в младшие каналы;

∑Q_потери — сумма потерь воды на фильтрацию, испарение и утечки на всех участках канала.

Расход Q_бр для всего канала равен расходу в голове его Q_гол.

Для канала, схема которого показана на рисунке 58, расходы в различных сечениях по его длине составляют:

на участке I

Q_нт = Q_1’-1’ =Q₁ + Q₂; Q_бр = Q_1-1 = Q₁ + Q₂ + Q_{потери(1)};

на участке III

Q_нт = Q_3’-3’ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q_{потери(1)} + Q_{потери(II)};

Q_бр = Q_гол = Q_3-3 = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q_{потери(1)} + Q_{потери(II)} + Q_{потери(III).}

Рис. 58. Схема к определению расходов в различных сечениях

канала с отводами.

При проектировании каналов устанавливают расчетные расхо­ды: нормальный Q_{норм.бр}, минимальным Q_{min бр}, форсированный Q_{форс бр}. По этим расходам определяют размеры поперечного се­чения каналов на различных участках.

Основной расчетный расход — нормальный. По нему подбирают все гидравлические элементы канала. По форсированному расходу находят отметки верха дамб и отметки берм, а по минимальному — местоположение водоподпорных сооружений.

Внутрихозяйственные распределители, работающие периодичес­ки, рассчитывают только на нормальный и минимальный расходы. Расчетные расходы межхозяйственных каналов определяют, исхо­дя из предположения, что вода в хозяйства в течение всего вегета­ционного периода подается в соответствии с расчетными графика­ми водоподачи.

Расходы Q_{норм.бр} и Q_{min бр} в каком-либо сечении межхозяйст­венного канала рассчитывают следующим образом:

Q_{норм.бр} = q_0max F_нт + ∑Q’_потери = Q’_пол + ∑Q’_потери ;

Q_{min бр} = q_0min F_нт + ∑Q’’_потери = Q’’_пол + ∑Q’’_потери ,

Где F_нт - орошаемая площадь нетто, на которую подается вода, прохо­

дящая через рассматриваемое сечение канала;

q_0max и q_0min –­­­ наибольшее и наименьшее значения гидромодуля для площади F_нт;

Q’_пол и Q’’_пол - наибольшее и наименьшее значения поливного рас­хода;

∑Q’_потери и ∑Q’’_потери - сумма потерь воды из всех одновременно рабо­тающих каналов (включая временные оросители), располо-

женных ниже рассматриваемого сечения, при Q’_пол и Q’’_пол.

В связи с тем, что при пропуске по каналам расходов, зна­чительно меньших Q_{норм.бр}, существенно увеличиваются относи­тельные потери на фильтрацию и затрудняется обеспечение необ­ходимой высоты командования, Q_{min бр} рекомендуется принимать не менее 0,4 Q_{норм.бр}.

В те же периоды, когда q_0min <0,4q_0max, вода между каналами и хозяйствами может распределяться путем введения водооборота. Под водооборотом понимается такое распределение воды, когда каналы или хозяйства получают воду не непрерывно, а в порядке определенной очередности. При водообороте часть каналов совер­шенно исключается из работы, а по другим подаются соответст­венно увеличенные расходы.

Оросительные каналы рассчитывают на пропуск не только нормальных, но и более высоких, так называемых форсированных расходов. Необходимость подачи по каналам таких расходов обу­словливается рядом причин: изменением поливных площадей или состава культур на площадях, обслуживаемых теми или иными каналами; отклонением в сроках и нормах полива от принятых при расчете водопотребления; возможностью перерыва в подаче воды из-за аварий на системе, большого содержания наносов в источ­нике орошения и др. Подача форсированного расхода позволяет также ускорить проведение поливов.

В соответствии с СНиП И-52—74 форсированные расходы опре­деляют умножением Q_{норм.бр} на коэффициент форсировки k_форc, который при Q_{норм.бр}<1 м³/с принимается 1,3—1,2, при Q_{норм.бр}=1—10 м³/с—1,2—1,15 и при Q_{норм.бр} >10 м³/с — 1,15—1,1.

В связи с тем, что внутрихозяйственные каналы или сами рабо­тают периодически, или подают воду в периодически действую­щие каналы, расчетные расходы для них устанавливаются на ос­новании схем распределения воды в хозяйствах.

Расход (л/с), поступающий на севооборотный участок для полива какой-либо культуры:

Q_пол = ,

или

Q_пол = q_0к F_нт.хоз,

где m — поливная норма, м³/га;

F_к — площадь, занимаемая данной культурой, га;

t — продолжительность полива, сут;

q_0к — ордината графика гидромодуля для рассматриваемого полива;

F_ит.хоз — поливная площадь в хозяйстве.

Если к поливному расходу прибавить потери воды из временных оросителей, то получается суммарный расход нетто всех одновременно работающих участковых распределителей:

∑Q_{нт.у .р}. = Q_пол + ∑Q_{потерн в.о}.

Исходя из принятой схемы разбивки полей на бригадные участ­ки и придерживаясь изложенного выше порядка распределения во­ды, можно установить поливные расходы отдельных участковых распределителей для различных поливов и расходы внутрихозяйст­венных распределителей.

Расход внутрихозяйственного распределителя на каждом из расчетных участков равен сумме расходов одновременно работаю­щих в данный момент времени участковых распределителей, рас­положенных ниже рассматриваемого участка:

Q_нт.вх.р ⁼⁼ ∑Q_бр.у.р.

Если вода подается в хозяйство по одному хозяйственному кана­лу, то расход в голове этого канала:

Q_бр.x.р ⁼ q₀ F_нт + ∑Q_потери , (35)

где q₀ — ордината графика гидромодуля;

F_нт — поливная площадь в данном хозяйстве (включая земли, заня­тые под приусадебные участки и отдельные угодья — сады, виноградники, лесонасаждения и др.);

∑Q_потери — потери воды в хозяйственном канале и во всех одновременно работающих внутрихозяйственных и участковых распредели­телях.

Расчетные расходы на головном участке определяют по форму­ле (35) при q₀ = q_0max и при q₀ = q_0min.

Расход хозяйственного распределителя Q_нт.х.р на каком-либо расчетном участке слагается из суммы расходов, одновременно за­бираемых из него во внутрихозяйственные распределители, и по­терь воды на нижележащих участках канала:

Q_нт.х.р = ∑Q_{бр .вх.р} + ∑Q_потери .

Минимальный расчетный расход хозяйственных и внутрихозяй­ственных распределителей принимается не менее 0,4 Q_норм.