Оглавление 

   
Анализ природных условий

          Климат Московской области характеризуется резко  выраженной континентальностью, умеренным теплым летом и продолжительной с оттепелью зимой. Теплый период года ориентировочно начинается в апреле и длится до конца октября до начала ноября (205-220 суток), однако заморозки возможны до конца мая и с середины сентября. Растительность зоны смешанные и широколиственные леса. Состав лиственных лесов чаще представлены березой, осиной и ольхой. Сосновые леса размещены на более легких по механическому составу почвы (супеси и песках). Многие леса представлены чаще сосняками. На территории области особо широко представлены подзолистые дерновоподзолистые и болотные почвы. По характеру поверхности территории области представляет собой обширную, местами всхолмленную, равнину. На территории хозяйства рельеф поверхности земли равнинный. Средний уклон i=0,0037. Абсолютные отметки поверхности земли варьируются с 43 до 57. За расчетный год принят год 75%-ой обеспеченности по осадкам. Для расчетного года приняты следующие показатели:

          Осадки за год  – 680мм

          Испарение за год  – 492мм

          Сток за год – 188мм

          Осадки за вегетационный  период – 264,2мм

          Испарения за вегетационный  период – 378,8мм

          Сток за вегетационный  период – 24,44мм.

          Для расчетного года продолжительность вегетации принимается  Т_вег=90сут. Суммарная солнечная радиация за расчетный год составляет 85к.Кл/см². Сумма температур воздуха более 10˚С составляет 1800˚С. Предполагаемое использование территорий шести кормовой севооборот. Коэффициент увлажнения территорий . Коэффициент увлажнения больше единицы следовательно эта территория относится к зоне избыточного увлажнения, для получения проектных урожайностей необходимо проводить осушение. Коэффициент увлажнения за вегетацию будет равен .  Для получения устойчивого гарантированного урожая независящая от обеспеченности, от осадков необходимо производить орошение.

Определение типа водного питания.

          Под типом водного  питания понимают комплекс взаимосвязанных  природных условий, которые характеризуют  основные причины переувлажнения территории. Сюда могут входить следующие причины: рельеф территории геологическое строение почвы, растительный покров, гидротехнические условия и климатические условия. Для определения типа водного питания на нашей территории строим гидрогеологический разрез. Гидрогеологический разрез строится по характерному сечению, строению почвы, грунты слагающие территории и их водные физические свойства, уровень грунтовых вод. Гидрогеологический разрез приведен на рисунке 1. На основании анализов гидрогеологического разреза и природно-климатических условий, средний коэффициент фильтрации грунтов, положение уровня грунтовых вод, соотношение площади осушения и площади внешнего водосбора делаем вывод о типе водного питания i_сред=0,0037; К_ф=2,5; У.Г.В.=0,1м; F_вн=2,8F_ос.

          На нашей территории грунтовый тип водного питания.

Метод, способ и схемы осушения.

          Метод осушения это  принцип воздействия на факторы  переувлажнения территории, с целью  преобразования его в территорию оптимальную для сельскохозяйственного  использования. Метод осушения устанавливают в соответствии с типом водного питания. Для нашего случая (грунтовый) основным методом осушения является понижение уровня грунтовых вод, в качестве дополнительного метода осушения применяют перехват грунтовых вод со стороны водосбора. Схема осушения называется расположением и увязкой элементов осушительной сети в плане и вертикальной плоскости. Выбор схемы осушения заключается в установлении типа регулирующей сети, выбора водоприемников, расположение в плане основных элементов осушительной сети. В состав осушительной системы входят: осушаемая территория, осушительная сеть, водоприемник, гидротехнические сооружения, дороги и сооружения на них. В состав осушительной сети входит регулирующая сеть, проводящая сеть и ограждающая сеть. В качестве регулирующей сети в соответствии с типом водного питания и предполагаемым сельхоз использованием, принимаем закрытую регулирующую сеть. У нас в закрытую регулирующую сеть входят закрытые дреды. В проводящую сеть входят закрытые коллектора открытые каналы и магистральный канал. В качестве ограждающей среды принимают ловчие каналы. Водоприемником служит местный пруд, накопитель, озеро, река, водохранилище, овраг и т.д.. В нашем случае водоприемником служит водохранилище. Основная функция проводящей сети – бесповторный отвод из регулирующей среды. Основная функция регулирующей среды – своевременный сбор воды с территории. Основная функция водоприемника это своевременный прием воды из проводящей сети.

Выбор способа орошения

          Способы орошения назначается  исходя из нескольких условий: наличие водных ресурсов, уклон территории, выращиваемые культуры, возможность заморозков и т.д.. В нашем случае мы принимаем орошение в виде дождевания машин, применяем «Волжанка». К плюсам дождевания относятся: возможность частых поливов малыми поливными нормами, возможность внесения удобрения с поливной водой, равномерность полива и экономия воды относительно поверхностных способов полива. К минусам дождевания относится: необходимость в электричестве и  квалифицированных кадров, дорогостоящее строительство оросительной системы и дождевальных машин, большая зависимость от скорости ветра.

          Поливная норма  – количество воды, подаваемое на единицу  площади за один  полив.

          Относительная норма  это количество воды, подаваемое на единицу площади за весь период вегетации. 

Технические характеристики дождевальной машины

          ДКШ-64 «Волжанка»

          Дождевальная машина Волжанка предназначена для полива дождеванием низкостебельных зерновых, некоторых видов овоще-бахчевых и технических культур, многолетних  трав, лугов и пастбищ.

          Применяют ее во всех зонах орошаемого земледелия на участках с достаточно спокойным рельефом с общим уклоном до 0,02 и со средним  ветровым режимом не более 5 м/с.

          Она состоит из двух поливных крыльев. Перемещение их производится фронтально только с одной стороны трубопровода при помощи бензиновых двигателей от мотопилы «Дружба-4», расположенных на тележке в середине подведенного крыла. Водопроводящий трубопровод поливного крыла, на котором расположены среднеструйные дождевальные аппараты, является осью опорных колес, машина работает позиционно. Оба крыла работают одновременно. Вода подается через гидрант закрытой оросительной сети. Необходимый напор в гидранте создается стационарной или передвижной насосной станцией.

          Технические характеристики:

          Расход воды, л/с— 64

          Напор, м — 40

          Расстояние между  смежными позициями, м — 18

          Ширина захвата, м  — 800

          Расстояние между  каналами или трубопроводами, м — 800

          Коэффициент использования  времени:

               смены — 0,86

               суток — 0,78

               сезона  —  0,75

          Допустимые уклоны — 0,02

          Высота трубопровода над поверхностью земли — 0,89

          Коэффициент, учитывающий  испарение воды и снос ветром — 1,15

          Коэффициент земельного использования (КЗИ) — 0,97

          Обслуживающий персонал, чел — 1 на 3-4 машины

          Скорость движения при поливе км/час — -

          Допустимая скорость ветра, м/с — 5,0

Схема полива машиной «Волжанка».

          1-насосная станция;

          2-напорный трубопровод;

          3-гидранты;

          4-поле;

          5-полевая машина.

Организация территории участка  и проектирование на плане оросительной сети

          Севооборотный участок должен располагаться компактно и как можно ближе к забору воды из водяного источника. Поля севооборота размещаются в соответствии с расположением оросительных каналов, гидро технологических сооружений, рельефа местности и требования к поливочной техники. Поля располагаем вплотную к друг-другу с соотношением сторон не более чем 3:1. Размеры поля увязываем с требованиями дождевальных машин ширина поля, ширина поля 800 м (две ширина захвата машины).     

      Принимаем n΄_гидр=24 

                         L΄_поля= n΄_гидр·18=24·18=432м 

                         F΄_поля=L΄_поля·b_поля=432·800=345600м²=34,56Га 

                         F΄_c/о= F΄_поля·n=34,56·5=172,8Га

Проверка  пригодности дождевальной машины

          Проверку пригодности  ведем по природным и хозяйственным  условиям:

          1. По допустимой  скорости ветра (допустимая скорость  ветра 5 м/с устраивает нашим  условиям)

          2. По допустимым  уклонам местности (устраивает)

          3. По виду выращиваемых сельскохозяйственных культур высота трубопровода от земли 90 см низкие и средние стебельные культуры (устраивает нашим требованиям)

          4. По возможности  размещения полей (по этому  условию машина нас устраивает)

          5. По наличию кадров, электроэнергии и водных ресурсов (машина нас устраивает)

          6. По почвенным  условиям для позиционного работающих  машин в течение всего полива  скорость впитывания воды в  почву должна быть больше или  равна интенсивности дождя, дождевальной  машины.

          Впитывающая способность  почвы зависит от физико-механического состава почвы и времени полива. Впитывающая способность почвы определяется по формуле:

          где К₁ – это коэффициент фильтрации данной почвы на конец первого часа после начала полива;

               t – время впитывания в часах;

               α – коэффициент, характеризующий изменение скорости впитывания во времени;

               β_дож – коэффициент, учитывающий скорость впитывания при дождевании без образования дождевального стока. 

          Расчет скорости впитывания воды в почву, сводим в  таблицу:

          Для расчета интенсивности  дождя дождевальной машины используем формулу:

      где F_поз – это площадь одной позиции дождевальной машины. 

                        F_поз= L_гидр·L_зах=18·400=7200 м² 

          Время полива с одной  позиции зависит от поливной нормы: 

          где m – поливная норма.

Определение расчетных расходов оросительной сети

          При поливе дождеванием  расчетные расходы оросительной сети зависит от расходов дождевальной машины и количество одновременно работающих машин.

          Количество дождевальных машин необходимых для полива всего севооборота определяется по формуле: 

          где F_сез – площадь обслуживания первой машиной за период вегетации. 

          где К_исп – коэффициент, учитывающий потерю воды на испарении и сноса ветром;

               С – коэффициент, учитывающий работу машины в сутки. 

          где t_напр – продолжительность напряженного периода 12 суток;

              F_сут – производительность дождевальной машины в сутки. 

          где t_сут – время работы машины в сутки 21 час;

              m – поливная норма.

          Принимаем две машины,  которые будут обеспечивать полив  и в напряженный период и за весь вегетационный период.

Определение параметров насосной станции.

      Для обеспечения бесперебойной работы дождевальной машины рассчитываем напор  и расход насосной станции. Напор  насосной станции принимается из условия работы дождевальной машины в гидравлически невыгодном  положении. Расход насосной станции вычисляем  для обеспечения работы максимального количества одновременно работающих машин.

          Мощность насосной станции рассчитываем по формуле: 

          где γ – объемная масса воды, т/м³;

              Q – расчетный расход насосной станции, л/с;

          где n_дм – максимальное количество одновременно работающих машин;

                Q_дм – расход дождевальной машины;

                 η_сети – КПД оросительной сети;

               Для оросительной  сети в закрытых трубопроводах  КПД=0,99

               Н_н.с – полный напор насосной станции, м 

                        Н_н.с=Н_г+Н_своб+∑h_w=6+40+20,35=66,35 

          где Н_г – геодезическая высота подъема воды (разница отметок насосной станции и гидравлически невыгодных точек);

                Н_своб – требуемый напор для работы дождевальной машины;

                ∑h_w – суммарные потери в трубопроводе по длине и местные (4-7 длин участка)

Конструкция и параметры осушительной сети

          Для нашего типа водного  питания, природно-климатических условий  и требований сельхоз производства осушительная сеть состоит из: регулирующей сети (закрытые дрены), проводящей сети (закрытые коллектора, открытые каналы и магистральные каналы) и ограждающие сети (ловчий канал).

          Основные показатели для закрытых дрен являются глубина  заложения и расстояние между  дренами. Расстояние между дренами  зависит от водно-физических свойств  грунтов, глубина залегания водного упора, глубины заложения дрен, уклонов местности, нормы осушения и требуемого времени отвода воды с территории. Принимаем расстояние между дренами укрупненным показателям в зависимости от грунта 25-35 м, глубина заложения 1,1-1,4 м, максимальный уклон i = 0,003.

По укрупнённым  показателям принимаем эти параметры:

• глубина заложения – дрены 1,10-1,40 м,

      закрытые собиратели-0,7-1,1 м

• расстояние между дренами для       песок-        30-50 м

              супеси-          25-35 м

  суглинка  легкого – 20-40 м

     суглинка  среднего- 14-20 м

• уклон дрен минимальный  i min =0,003

         Зависимость допустимой длины дрены от уклона                       поверхности земли. 

          Зависимость длины  закрытого коллектора от уклона               поверхности земли. 

Проектирование  осушительной системы  на плане

          МК и крупные  открытые каналы проектируем кратчайшим путем к водоприемнику по самым  низким отметкам местности. Каналы проектируем по возможности прямолинейными, с наименьшим числом поворотов.

          Между открытыми  каналами на осушаемой площади проектируем  закрытую сеть, состоящую из закрытых коллекторов различных проектов и регулирующих элементов.

           В проекте предусмотрена продольная схема орошения:

          В проекте предусмотрены  ЗК одностороннего и двухстороннего действия. ЗК впадают в открытые и закрытые элементы. Ловчие каналы ЛК-1 и ЛК-2 проходят на северо-восток участка.

          Разбиваем участок  на поля. Границы поля проходят по открытым каналам и границе участка. При проектировании закрытой сети соблюдается зона осушительного действия вдоль реки МК и ОК, равна 2В, т.е. 70м.

          Проектируем дороги вдоль МК с твердым покрытием, вдоль ОК – с песчано-гравийным, остальные профилированные грунтовые, а также дороги проектируются по границам поля.

Вертикальное  сопряжение элементов  осушительной сети

          Элементы осушительной – системы располагаются в  вертикальной плоскости таким образом, чтобы своевременно осуществить  сброс избыточных вод с осушаемых  земель без образования подпора. В связи с этим проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости сводится к обеспечения необходимых сопряжений элементов системы и их продольных уклонов. Оно проводится построением продольных профилей по каждому из элементов системы, находящихся во взаимной связи друг с другом. Работа проводится в направлении от младших элементов (дрен закрытых собирателей) к старшим.

          Для сокращения объема работ выбирается вариант с самыми невыгодными условиями, к которым  относятся: малые уклоны поверхности земли, наибольшая длина элемента и наибольшее удаление от устья водоприемника. На плане элементу через 3200м разбит пикетаж.

          Выбор уклона дна  проводится следующим образом. На участках с безуклонной или мало уклонной поверхностью уклон дна i=0,003, как правило, не превышает минимально допустимых значений. Если, средний уклон поверхности земли вдоль трассы элемента больше минимально допустимого уклона дна, то уклон дна принимается равным среднему уклону поверхности земли и глубина выемки по всей длине элемента примерно одинакова. Если оба канала гидравлически не рассчитываемые, то глубина принимающего канала назначается на 0,1…0,2 и больше впадающего (мелкие каналы иногда сопрягаются непосредственно «дно в дно»).

          Закрытые коллекторы сопрягаются с открытыми проводящими каналами таким образом, чтобы низ трубы в устье находился не менее, чем на 0,1 м выше бутового уровня воды в принимающем канале (водоприемнике), но не менее 0,5 м  и выше дна канала.

          Дно коллектора К-3-1 принято на 0,1 м ниже дна дрены. Уклон дна выбран уже известным способом.

          При построении продольного  профиля магистрали канала МК исходной отметкой служит отметка проектного дна устья открытого коллектора ОК-3. равная 139,25.

          Принципы построения продольных профилей во всех случаях одинаковы и основаны на сравнении уклонов поверхности земли вдоль трассы рассматриваемого элемента осушительной системы и минимально допустимых уклонов дна, приведенных в методичке.

          Для устройства закрытой сети применены траншеи. Для открытой сети в курсовом проекте можно ограничиться одной формой поперечного сечения – трапециидальной. Величина заложения откосов m принимается из таблицы.

          Ширина дна каналов  принимается порядка 0,5…0,6 м, что  не меньше ширины ковша экскаватора. Кроме того, ширина дна магистрального канала проверяется гидравлическим расчетом. Так же расчетом определяется глубина воды в канале, после чего она наносится на продольный профиль и поперечные сечения.

          Расчет каналов

          Параметры поперечных сечений осушительных каналов должны быть рассчитаны из условия, обеспечения равномерного движения воды.

          Под расчетным расходом понимается такой расход, на пропуск  которого определяется параметры поперечного  сечения канала (ширина по дну для  трапециидального сечения или по урезу воды для параболического  сечения, глубина наполнения канала и скорость движения воды).