- •Брянская государственная инженерно-технологическая академия
- •Гидролесомелиоративная система, размещение элементов системы в плане
- •1.1 Элементы и основные принципы проектирования осушительной системы
- •1.2 Проектирование осушительной сети в плане
- •2. Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости
- •3 Определение расходов воды по сп 33-101-2003
- •3.1 Общие положения и расчетные формулы для определения объема стока.
- •3.2 Определение максимальных расходов воды
- •4. Гидравлический расчет каналов мелиоративной сети
- •5 Определение эффективности лесоосушения и объема работ
- •5.1 Расчет объема земляных работ при строительстве гидролесомелиоративной сети
- •5.2 Составление сметы затрат на строительство мелиоративной сети
- •5.3 Определение эффективности лесоосушения
- •Литература
- •656200 – «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»
- •Часть II. «Осушение лесных земель»
- •241037, Г. Брянск, пр. Станке Димитрова, 3
4. Гидравлический расчет каналов мелиоративной сети
Цель занятия: закрепление знаний по гидравлическим расчетам параметров каналов.
Материальное обеспечение: микрокалькуляторы, персональный компьютер (пакет прикладных программ).
Гидравлические расчеты проводятся для определения размеров поперечных сечений, проверки их устойчивости против размыва и заиления. Для расчетов необходимы следующие данные:
а) расчетные и поверочные расходы воды;
б) уклоны для каналов (по расчетно-графической работе);
в) величины превышения бровки канала над расчетным горизонтом воды;
г) величина допустимых скоростей течения воды, не вызывающих размыва или заиления каналов (по МУ);
д) конструкция поперечного сечения русла (трапециевидная);
е) шероховатость русла.
Расчетные и поверочные расходы воды принимаются на основе гидрологических расчетов, уклоны дна — из продольного профиля канала. Расчетная глубина наполнения каналов на рабочих участках принимается на 0.1 — 0.5 м ниже бровок каналов. Коэффициенты откосов каналов принимаются на основании проработки раздела.
Гидравлический расчет каналов проводится при площади водосбора более 5 км2 .
Для расчета размеров проводящих каналов применяется следующая формула равномерного движения:
Q = ср = с Ri , (4.1)
где Q — расход воды, м3/сек
— площадь живого сечения, м2;
— средняя скорость потока, м/сек (сRi )
С — скоростной коэффициент ;
R — гидравлический радиус, м;
i — уклон дна канала
Скоростной коэффициент С определяется по формуле:
С =, (4.2)
где n — коэффициент шероховатости;
y=при R1.0
y=1.3при R1.0
Коэффициент шероховатости для свежевырытых каналов находится в пределах 0.025 — 0.030.
При принятой в лесоосушении трапецевидной форме земляных каналов гидравлический расчет рекомендуется вести по схеме:
пр пр RпрСпрКпр=Кg ( 1±0,05)
где Кпр и Кg — проектные и действительные модули расхода. Модуль расхода представляет собой расход воды канала, приходящийся на единицу уклона:
Кg=, (4.3) Kпр=пр С R, (4.4)
Cуть гидравлического расчета состоит в подборе поперечного сечения канала, обеспечивающего безопасный пропуск заданного расчетного расхода. В связи с тем, что глубина канала является в данном случае заданной, подбирается необходимая ширина канала. При ручном расчете вычисления желательно представить в табличной форме (табл. 11).
Таблица 11 - Гидравлический расчет канала МК-2 на пикете Пко
Рабочая глубина канала, м (hp) |
Ширина канала по дну, м (b) |
Площадь живого сечения, м2 () |
Смоченный периметр, м () |
Гидравлический радиус, м (R) |
С |
СR |
, м/с |
КПР |
КД |
0,8 |
0,4 |
1,28 |
3,28 |
0,39 |
26,09 |
16,29 |
0,51 |
20,85 |
25,30 |
0,8 |
0,5 |
1,36 |
3,38 |
0,40 |
26,30 |
16,67 |
0,53 |
22,67 |
25,30 |
0,8 |
0,6 |
1,44 |
3,48 |
0,41 |
26,49 |
17,03 |
0,54 |
24,52 |
25,30 |
0,8 |
0,8 |
1,60 |
3,68 |
0,43 |
26,83 |
17,68 |
0,56 |
28,29 |
25,30 |
Примечание: Уклон канала принят равным 0,001; n=0,030; Q=0,8 м3/с; m=1,5
При заполнении таблицы используем следующие формулы:
= (b +mhp)hp, (4.5)
=b +2hр , (4.6)
R =, (4.7)
где m — коэффициент откоса;
b — ширина канала по дну, м.
Расчет считается законченным, если различие между К ПР и К Д не превышает 5 %.
Проверка русла канала на размыв проводится только в том случае, если поверочный расход воды выше расчетного. При необходимости поверки русла канала на устойчивость к размыву рекомендуется поверку выполнять в виде гидравлического расчета. Только ширина канала принимается установленная ранее гидрологическим расчетом, а задаются глубиной воды в канале. Расчет также ведут в табличной форме (табл.12).
Таблица 12 - Проверка устойчивости канала на размыв
Глубина канала, м |
Ширина канала по дну, м |
, м2 |
, м |
R, м |
C |
СR |
Расход воды |
, м/с |
ДОП м/с |
Примечание |
0,8 |
0,6 |
1,44 |
3,48 |
0,41 |
26,49 |
17,03 |
0,77 |
0,54 |
0,60 |
— |
0,9 |
0,6 |
1,75 |
3,84 |
0,46 |
27,18 |
18,37 |
1,02 |
0,58 |
0,60 |
— |
1,0 и т.д. до расчетной глубины канала |
0,6 |
2,10 |
4,21 |
0,50 |
27,83 |
19,66 |
1,31 |
0,62 |
0,60 |
возможен размыв |
Примечание. Максимально допустимая скорость течения взята по песку (табл. 13).
В случае если скорость течения воды в канале превышает максимально допустимую, то намечают крепление дна канала или применение других сооружений (перепады, быстротоки и т.п.).
Таблица 13 - Максимально допустимые скорости воды
в каналах (по Б.В. Бабикову)
Грунт |
Размер фракций, мм или степень разложения торфа |
Скорость, м/сек |
Песок: крупный |
1,0 — 2,5 (90% веса) |
0,60 — 0,75 |
средний |
0,25 — 1,0 (80 %) |
0,45 — 0,60 |
мелкий |
0,05 — 0,25 (80 %) |
0,35 — 0,45 |
Суглинок: тяжелый |
0,01 (35 % от веса) |
0,70 — 1,30 |
средний |
0,01 (22 % от веса) |
0,60 — 1,00 |
легкий |
0,01 (17% от веса) |
0,50 — 0,70 |
Торф: сфагново- пушицевый |
35 |
1,50 |
сфагновый |
55 |
0,65 — 0,75 |
гипново-осоковый |
55 |
0,85 — 0,90 |
осоковый древесный |
70 |
0,40 — 0,45 |
хвощевой |
50 |
0,80 |