5. Расчеты, необходимые для проектирования осушительной системы.

5.1. Расчет расстояний между дренами

где Н – глубина закладки дрены, м;

Z – норма осушения, м;

T –продолжительность понижения уровня грунтовых вод, сут.

K – Коэффициент фильтрации, м/сут;

C – коэффициент водоотдачи, %.

Д = 17,3∙√(1∙5∙1,4∙(1,4-0,7))/(10∙0,7) = 14,47 м

Длина дрены не должна превышать 200-250м, а уклон должен быть не менее 0,002.

5.2. Водосборная площадь коллектора равна площадь поля деленное на 2

F_колл = S/2, га

F_коллI-IV = 27/2 = 13,5 га

F_{коллV-VIII} = 23/2 = 11,5 га

5.3. Гидрологические расчеты

а) расчет модуля поверхностного стока (q_пов):

q_пов = 3,8/5,55176 = 0,68 л/с с 1 га

б) расчет объема притока воды с водосбора:

Q_вод = S_вод × q_пов, л/с

Q_вод = 950 × 0,68 = 646 л/с

в) расчет модуля дренажного стока:

q_дрен = (А×μ×ν)/8,64, л/с с 1 га

q_дрен = (16 × 0,5 × 0,7)/8,64 = 0,65 л/с с 1 га

г) расчет объемов дренажного стока:

- с водосборной площади всего участка:

Q_колл = F_колл × q_дрен, л/с

Q_коллI-IV =13,5 × 0,65 = 8,8 л/с

Q_{коллV-VIII} = 11,5 × 0,65 = 7,5 л/с

- с водосборной площади всего участка:

Q_{уч.др.ст} = ∑Q_колл = S_уч × q_др.ст., л/с

Q_{уч.др.ст} = (27 × 4 + 23 ×4) × 0,65 = 130 л/с

д) расчет потребной пропускной способности магистрального канала:

Q_{мк потр} = Q_вод + ∑Q_колл, л/с

: 1000 л/м³ = м³/с

Q_{мк потр} = 646 + 130 = 776 л/с : 1000 л/м³ = 0,776 м³/с

5.5. Гидравлический расчет размеров магистрального канала (∆h_мк) для отвода объема воды с поверхностного и дренажного стока с 5-процентным запасом:

Q_{мк расч} > Q_{мк потр} на 5%

Расчет следует вести методом подбора глубины и ширины живого сечения канала по формулам:

1) h = ∆h_мк – дополнительная глубина в устье магистрального канала, необходимая для отвода воды, м;

h = 0,7 м – легкий суглинок.

2) m = J × h – заложение откоса, м

J – коэффициент заложения откоса (1,5)

m = 1,5 × 0,7 = 1,05 м

3) b – ширина канала по дну, равна ширине ковша экскаватора = 0,4 м;

4) а = 2m + b – ширина канала по верху, м;

а = 2 × 1,05 + 0,4 = 2,5 м

5) n = √h² + m² – длина откоса, м;

n = √(о,7)² + (1,05)² = 1,26 м

6) P = 2n + b – смоченный периметр, м;

P = 2 × 1,26 + 0,4 = 2,92 м

7) F = (a + b)/2 × h – площадь поперечного сечения канала, м²;

F = (2,5 + 0,4) /2 × 0,7 = 1,015 м²

8) R = F/P – гидравлический радиус, м;

R = 1,015 / 2,92 = 0,35 м

9) C = 87/(1 + ν/√R) – скоростной коэффициент Базена, где ν = 1,5 коэффициент шероховатости русла канала;

C = 87/(1 + 1,5/√0,35) = 24,58

10) V = C × √R × i_мк – скорость течения воды в канале, м/с;

i_мк = (H_в – H_н) / L

i_мк = (112,8 – 109,5)/(23,5 × 50) = 0,0028

V = 24,58 × √0,35 × 0,0028 = 0,7695 м/с

11) Q_{мк расч} = F × V – расчетный расход магистрального канала, м³/с;

Q_{мк расч} = 1,015 × 0,7695 = 0,781 м³/с

Q_{мк расч} > Q_{мк потр} на 6%

Вывод: При этом значении h достигается необходимый расход магистрального канала.

6. Построение продольных профилей дрен, коллектора, транспортирующего собирателя и магистрального канала.

Требуется вычертить продольные профили:

а) двух дрен, впадающих в начале и в конце коллектора;

б) одного основного коллектора, принимающего воду по всей длине непосредственно из дрен и впадающего в смотровой колодец;

в) четырех транспортирующих коллекторов, передающих воду от колодца к колодцу и в магистральный канал;

г) магистрального канала.

Построение профилей следует вести с увязкой их в вертикальной плоскости на одном листе миллиметровой бумаги, шириной 0,3 м и длиной 1,0 м, с одной вертикальной шкалой отметок поверхности земли и одним основанием, включающем показатели:

1. отметок поверхности земли;

2. отметок глубины траншеи (выемки);

3. отметок дна траншеи (канала);

4. уклонов;

5. расстояний;

6. пикетов;

7. планов.

Сначала, развернув лист длиной стороной по горизонтали, в нижней части его вычертить шкалу, состоящую из 7 строк по 1 см шириной и длиной во весь лист.

Отступив от края слева 7 см и сверху 2 см провести вертикальную линию до низу.

Слева от вертикальной линии вверху указать масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:50 с расшифровкой, что 1 см на профиле = 0,5 м на местности, а 1 мм на профиле = 0,05 м на местности, чтобы все построения на профиле в вертикальной плоскости выполнять с точностью до 1 мм, а на местности – до 0,05 м.

Внизу листа разместить показатели шкалы в указанной выше последовательности, оставив слева 2 см для подшивки листа в проект.

В самом верху в центре листа написать «Продольные профили», а строкой ниже – «Дрен», «Коллектора», «Транспортирующего коллектора», «Магистральног канала». (Эти надписи сделать после построения профилей).

Отступив от шкалы показателей на 8 см вверх, нанести слева от вертикальной линии отметки поверхности земли вдоль магистрального канала, начиная от самой нижней до самой верхней на расстоянии 1 см с интервалами отметок 0,5 м.

Построение начать с профилей поверхности земли всех элементов с интервалом 1 см.

В строке «Планы» отложить общие длины дрен, коллектора, транспортирующего коллектора и магистрального канала с интервалами 1 см и указать места пересечения элементов с горизонталями.

В строке «Пикеты» указать номера пикетов, начиная с нуля в начале каждого элемента в возрастающем порядке против каждого пересечения элемента с горизонталями и конечный пикет в конце каждого элемента. Каждый новый элемент начинать с нулевого пикета.

В строке «Расстояния» против каждого пикета нанести поперечные отрезки, а между ними вписать расстояния в метрах.

В верхней строке записать отметки поверхности земли, соответствующие каждому пикету.