3.3. Определение коэффициента земельного использования (кзи).

Определение КЗИ производится после того, как запроек­тирована оросительная, сбросная, дорожная сеть, лесополо­сы и установлены (или предварительно приняты) размеры поперечного сечения каналов всех порядков. Коэффициент земельного использования определяется по зависимости:

КЗИ = F^нетто / F^брутто

КЗИ =0,8

K3И определяется и для каждого поля, и для севообо­ротного участка в целом.

Необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент зе­мельного использования был высоким. Он должен быть для оросительной системы с открытой сетью каналов не менее 0,80-0,85.

4. Гидравлический расчет оросительной сети.

Целью гидравлического расчета является определение пропускной способности каналов, их гидравлических и строи­тельных параметров и высотная привязка каналов.

4.1. Определение расходов воды в каналах.

В учебном проекте нет необходимости определять расхо­ды воды в каждом из каналов, запроектированных на орошаемом участке. Достаточно установить расходы в каналах расчетной трассы, за которую принимают последовательную цепочку каналов, соединяющих место водозабора с наиболее удаленным поливным участком орошаемого массива. В об­щем виде в расчетную трассу входят хозяйственный канал (как правило, второго севооборотного участка), участковый распределитель, к которому подвешено крайнее поле сево­оборота, и временный ороситель, последний на данном поле.

На схеме расчетной трассы указываются все имеющиеся водовыделы в каналы младшего порядка и длины отдельных каналов, входящих в расчетную трассу.

Определение расходов начинают с установления расхода на севооборотный участок. Обычно для этого пользуются гра­фиком водоподачи на севооборотный участок. В учебном про­екте можно воспользоваться графиком гидромодуля. Тогда расход нетто на севооборотный участок, л/с, определяется следующим образом:

Q_сев.уч.^нетто = q_max.ук.*F_сев.уч.^брутто*КЗИ (12)

Q_сев.уч.^нетто= 0,48*60*6*0,8=138,24 л/с

где q_max.ук - максимальная ордината укомплектованного графика гидромодуля, л/(с га);

F_сев.уч.^брутто - площадь севооборотного участка брутто, га;

КЗИ - коэффициент земельного использования.

Расход, подаваемый на севооборотный участок, в зависи­мости от его величины пропускают по одному или по двум участковым распределителям. Если расход Q_сев.уч.^нетто меньше 300 л/с, его обычно не дробят на несколько участковых распределителей, а пропускают по каждому участковому по очереди. Расход воды во временном оросителе, л/с, определяется следующим образом:

Q_в.о.^брутто = Q_сев.уч.^нетто/ (2*n*η_в.о.) (14)

Q_в.о.^брутто=138,24/(2*0,95)=72,75 л/c

если одновременно работают два участковых распредели­теля,

где η_в.о. - коэффициент полезного действия временного оросителя; принимается равным 0,95;

n - количество одновременно действующих вре­менных оросителей. Оно принимается кратным общему количеству временных оросителей, подвешенных к участковому распределителю.

Например, если из участкового распределите­ля получают воду 8 временных оросителей, то число одновременно действующих временных оросителей может быть 2, 4, 8, 1 в зависимо­сти от того, какова величина расхода Q_сев.уч.^нетто.

Необходимо помнить, что не рекомендуется сильно дро­бить расходы и увеличивать протяженность одновременно работающей сети. Поэтому расход воды во временном оро­сителе желательно принимать не менее 60 л/с. Так, если Q_сев.уч.^нетто = 250 л/с и количество временных оросителей, беру­щих воду из каждого участкового распределителя, равно 8, наиболее рационально принять число одновременно дейст­вующих временных оросителей равным 4. Если же принять 2 одновременно действующих временных оросителя, то рас­ход в каждый будет более 120 л/с, что уже не рекомендует­ся для временного оросителя. Определив расчетом расход во­ды во временном оросителе, округляем его до ближайшего большего стандарта.

Нормальный расход воды в участковом распределителе, л/с, определяют следующим образом:

Q_у.р.^нетто = n*Q_в.о.^брутто (15)

Q_у.р.^нетто=2*72,75=145,5 л/c

где Q_в.о.^брутто - расчетный (не округленный до стандартно­го) расход воды во временном оросителе, л/с;

n - количество одновременно работающих вре­менных оросителей.

Нормальный расход воды брутто в участковом распреде­лителе определяется так:

Q_у.р.^брутто = Q_у.р.^нетто + S_у.р. (16)

Q_у.р.^брутто=145,5+0,03=145,53 л/с

где S_y.p. - величина потерь расхода на фильтрацию по длине участкового канала, л/с; определяется по зависимости:

S_у.р. = (δ*l_у.р.*Q_у.р.^нетто) / 100 (17)

S_у.р.=(0,03*0,76*145,5)/100=0,03

где δ - относительная потеря воды в канале, выраженные в процентах от расхода нетто на длине канала в 1 км;

l_у.р - длина участкового распределителя, км

Q_у.р.^нетто - расход нетто участкового распределителя, л/с.

Величина δ, % на 1 км, определяется по формуле акад. А.Н.Костякова:

δ = A / (Q_у.р.^нетто*m) (18)

δ=1,9/(145,5*0,4)=0,03

где Q_нетто – расход нетто участкового распределителя, м³/с;

А и m – коэффициенты, учитывающие фильтрационные свойства почвогрунтов при слабой, средней и сильной водопроницаемости. Принимаются по таблице 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов А и m.

Водопроницаемость грунтов	А	m
Слабая	0,7	0,3
Средняя	1,9	0,4
Сильная	3,4	0,5

Полученный по расчету нормальный расход брутто участ­кового распределителя округляется до ближайшего больше­го стандарта: 150, 200, 250, 300, 350, 400 л/с.

Нормальный расход нетто хозяйственного (внутрихозяй­ственного) распределителя, м/с, определяется так:

Q_х.р.^нетто = n* Q_у.р.^брутто

Q_х.р.^нетто=2*145,53=291,06

где Q_у.р.^брутто - фактический (не округленный) расход брут­то участкового распределителя;

n - количество одновременно работающих уча­стковых распределителей (один или два).

Нормальный расход брутто хозяйственного распределителя определяется аналогично тому, как это делалось для участкового распределителя:

Q_х.р.^брутто = Q_х.р.^нетто + S_х.р.

Q_х.р.^брутто=291,06+0,28=291,34

где S_х.р. - потери расхода воды па фильтрацию по длине хозяйственного распределителя, л/с:

S_х.р. = (δ*l_х.р.*Q_х.р.^нетто) / 100

S_х.р.=(0,03*3,15*291,06)/100=0,28

где l_х.р - длина хозяйственного распределителя, км;

Q_х.р.^нетто - расход нетто хозяйственного распределителя, л/с;

δ – так же, как для участкового распределителя.

Полученный по расчету нормальный расход брутто хозяй­ственного распределителя округляется до ближайшего боль­шего стандарта: 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600 и т. д. через 50 л/с до 1,0 м³/с, а затем стандарт идет с интервалом в 100 л/с, т. е. 1,1; 1,2; 1,3 м³/с и т. д.

В проекте необходимо определить, кроме нормальных, и минимальные расходы. Минимальные расходы устанавлива­ются для участкового и хозяйственных распределителей. Методика расчета та же, что и для нормальных расходов. В общем виде минимальный расход любого ка­нала внутрихозяйственной сети по такой методике определя­ется так:

Q_min = Q_норм.*(q_min ^ук. / q_max ^ук.)

Q_{min в.о}=72,75*(0,38/0,48)=57,47 л/c

Q_{min у.р.}=145,53*(0,38/0,48)=114,96 л/c

Q_{min х.р.}=291,34*(0,38/0,48)=230,15 л/c

где Q_min - расчетный минимальный расход капала, л/с;

Q_норм. - расчетный нормальный расход этого же ка­пала, л/с;

q_{min ук.} - минимальная ордината укомплектованного графика гидромодуля, л/(с га);

q_{max ук.}- максимальная ордината укомплектованного графика гидромодуля, л/(с га).

Минимальные расходы не стандартизируются.

Участковые и хозяйственные распределители, имеющие расход 0,5 м³/с и выше, оборудуются концевыми сбросами. Расчетный расход воды концевых сбросов для каналов в со­ответствии со СНиПом II 52-74 (п. 2. 17) должен приниматься не более половины нормального расхода постоянного оросительного канала на концевом участке. В проекте сброс­ные каналы гидравлически не рассчитываются, а их размеры принимаются конструктивно.