Проектирование прудового рыбоводного полносистемного карпового хозяйства общей площадью 240 га в I зоне рыбоводства

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРЦИИ

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное  образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

"Астраханский  государственный  технический университет"

Дмитровский филиал

Кафедра аквакультуры 
 

Направление (специальность)

110901.65.04

«Управление водными биоресурсами и рыбоохрана»  
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

«Проектирование прудового рыбоводного полносистемного карпового хозяйства общей площадью 240 га в I зоне рыбоводства" 
 
 
 
 

Работа  выполнена студентом 4 курса

Сергеевым Святославом Вячеславовичем

(Фамилия, имя, отчество) 
 

Руководитель  работы

к.б.н., доцент, Мамонтова  Р.П.

   (должность,  Ф.И.О.) 
 
 
 

«__» _________2011 г.                                                             _____________

                                                                                                                                       (подпись студента) 

пос. Рыбное, 2011 г. 
Содержание

Введение

    Гидротехника - это наука, изучающая вопросы  использования водных ресурсов для  нужд народного хозяйства, а также вопросы борьбы с водной стихией при помощи строительства специальных инженерных сооружении, причем сооружения, возводимые для указанных целей, называются гидротехническими. Гидротехника связана с такими науками, как гидрология и гидравлика, геология и гидрогеология, геодезия, строительная механика, строительные материалы, строительные материалы и конструкции и др.

    Гидротехника, применяемая в различных областях рыбоводства, называется рыбохозяйственной. Рыбохозяйственная гидротехника в рыбоводстве решает достаточно много вопросов:

    В прудовом:

    -   выбор участка под прудовое  рыбоводное хозяйство;

    -   составление проекта прудового  рыбного хозяйства;

    - выбор конструкции и назначение мест расположения гидротехнических сооружений в рыбоводных прудовых хозяйствах;

    -      строительство гидротехнических сооружений;

    -  уход за сооружениями в различные периоды года и ремонт сооружений в период эксплуатации.

    В естественных водоемах и водохранилищах:

    -    исследование промысловых водоемов;

    -  назначение необходимых работ и сооружений для улучшения режима водоема как среды обитания рыб;

    - проектирование и строительство гидротехнических сооружений рыбоводного завода, нерестово-выростного хозяйства и озерного хозяйства;

    -  проектирование и строительство рыбопропускных сооружений для обеспечения нереста в естественных условиях;

    - проектирование и строительство рыбозащитных и рыбозаградительных сооружений и устройств;

    -   эксплуатация сооружений.

      Глава 1. Характеристика района строительства полносистемного карпового прудового хозяйства

    Проектируемое прудовое карповое полносистемное хозяйство  находится в Тверской области, что соответствует I зоне рыбоводства.

      Количество дней с температурой  выше 15 градусов в данной зоне составляет 60-75. Естественная рыбопродуктивность – 70 кг/га.

      1.1. Характеристика источника  водоснабжения

    Проектируемое хозяйство располагается в пойме реки Дедуша.

    Располагается река Дедуша в 22 км по левому берегу реки Тихвина. Бассейновый округ реки: Верхневолжский, относиться к речному бассейну: (Верхняя) Волга до Куйбышевского водохр (без бассейна Оки), и речному подбассейну: Волга до Рыбинского водохранилища.

    Длина водостока: 24 км. Водосборная площадь: 146 км².

    Площадь озер, в % площади водосбора 10. Площадь болот, в % площади водосбора 15.

    Данное  хозяйство, в соответствии с современными требованиями является полносистемным со всеми категориями прудов. Пруды  пойменного типа с независимым водоснабжением. Самотечное водоснабжение прудов осуществляется открытым магистральным каналом. Водозабор из реки Дедуша оборудован рыбозащитными решетками.

      1.1.1. Определение максимального  расхода воды от  весеннего снеготаяния

      Для определения максимальных расходов воды используют формулу Соколовского:

       ,

      где: Q – максимальный расход воды, м³/с;

      М – максимальный модуль стока, м³/с;

      F – площадь водосбора, км²;

       – коэффициент, учитывающий влияние озер и болот на величину весеннего стока;

        – коэффициент, учитывающий влияние заселенности в бассейне на

      величину  весеннего стока.

      Максимальный  модуль стока определяют по формуле:

        ,

где: А – параметр, характеризующий сток в районе данного бассейна (мм/ч), его находят по карте изолиний; чтобы выразить величину этого параметра (в м/с), надо значение найденное по карте умножить на 0,278;

      F - площадь водосбора, км².

      Коэффициент озерности и заболоченности вычисляют  по формуле:

       ,

      где: – площадь озер, в % от площади водосбора;

        – площадь болот, в % от площади водосбора;

      Коэффициент лесистости определяется по формуле:

       _,

      где – отношение площади бассейна, покрытой лесом ко всей ее площади.

      Определяем модули стока. Для Москвы параметр А = 8,5 км/ч (Методические указания, 2011,  таблица 1).

    Определение коэффициента озёрности и заболоченности:

     = 0.3

где α - площадь озер, в % площади водосбора;

    β - площадь болот, в % площади водосбора.

    α=10%  β=15% 

    Определение коэффициента лесистости:

δ′ = 1 - 0,3γ = 1 - 0,3۰0,08 = 0,97

    где γ = 10%/ 100% = 0,1

    Вычисление  максимального весеннего расхода (м³/с):

Q = M۰F۰δ۰δ′ = 0,679۰146۰0,3۰0,97 = 28,84 м³/с

      1.1.2. Определение среднемноголетнего  расхода воды (Q75%)

      в источнике водоснабжения  и его внутригодовое  распределение

Определение среднемноголетнего расхода воды (Q_75%) в источнике водоснабжения и его внутригодовое распределение

    Q ср.мног. = М ср.мног. * F,

Q_{ср.мног.} = 5,9*146*0,8=689,1 /с*км²

    М ср.мног. - среднемноголетний модуль стока 1 км2 (л/с км2);

             F - площадь водосбора, км²

    Среднемноголетний модуль стока определяем по табл. 2.

      (Методические  указания, 2011,  таблица 2).

    Вычисляем коэффициент вариации С_v по формуле Д.Л. Соколовского:

    C_v = а – 0,063 lg (F+1),

    где  C_v - коэффициент вариации - безразмерная величина, характеризующая изменчивость отдельных рядов; а - географический параметр, определяемый для центра бассейна источника водоснабжения по данным ближайшей реки – аналога (таблица 2); F – площадь водосбора, км².

    C_v= 0.55-0.063*2.167=0.41

    При а=0.55

    Определяем  коэффициент асимметрии С_s, безразмерная величина, характеризующая степень несимметричности ряда:

С_s = 2 C_v.

С_s= 2*0.41=0.82

    Далее  определим расход 75%-ной обеспеченности (Q_75%). Для этого нужно вычислить модульный коэффициент К_75% – безразмерную величину, представляющую собой отношение значения какого-либо члена ряда к среднему арифметическому этого ряда и определить Q_75% по формуле:

Q_75% = Q_{ср. многол.}∙ K_75%.

Q_75%= 689,1*0.71=489,3 л/с

Модульный коэффициент 75% обеспеченности определяем по табл. 3.

      (Методические  указания, 2011,  таблица 3).

    Средние расходы источника водоснабжения  в л/с за каждый месяц вычисляем  из выражения:

    Q_ср.мн. = Q_75%× k

k определяем по табл. 5.

      (Методические  указания, 2011,  таблица 5).

Таблица 1 – Расходы воды на каждый месяц, л /с

Рисунок -1 Q_ср.мн источника водоснабжения 

      Глава 2. Рыбоводно-биологическое обоснование

      Проектируемое прудовое хозяйство полносистемного типа с двухлетним оборотом и естественным нерестом в прудах. Прудовой фонд хозяйства рассчитан в соответствии с Практикумом по аквакультуре (Баранов, 2007) и представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Прудовой фонд хозяйства

      Глава 3. Гидротехническая часть

      3.1. Выбор створа плотины  и компоновка прудов  на плане

    Створ головной плотины располагают в  самом узком месте поймы реки, где берега находятся близко один к другому.

    Компоновка  прудов на плане производится после  того, как рыбоводными расчетами  установлена площадь всего хозяйства  и площадь отдельных категорий  прудов (таблица 2).

     При размещении прудов придерживались определенного порядка расположения прудов (см. Приложение 1).

      3.2. Определение отметок уровня воды в прудах

    Для получения отметки горизонта  воды в летних прудах (нерестовых, маточных, выростных, карантинных) нужно к  отметке ложа пруда в самом  пониженном месте (обычно у донного  водоспуска) прибавить рекомендуемую наибольшую глубину данного пруда ( УВ = min + h_max). При установлении отметки горизонта воды в зимовальных прудах надо к отметке дна прибавить глубину воды и толщину льда.

    Расчет  ведется для всех категорий прудов отдельно. Полученные данные заносятся в таблицу (таблица 3).

Таблица 3 – Характеристика прудов

      3.3. Определение средней глубины в нагульном пруду Н-1

    Среднюю глубину пруда определяют по выражению:

    где: h_ср – средняя глубина воды в пруду, м;

    W – объем воды в пруду, м³;

    F – площадь зеркала воды в пруду, м².

    Полный  объем воды в пруду (W) складывается из объемов W₁, W₂, W₃, W₄,…W_n, заключенных между отдельными горизонтальными плоскостями, проходящими по горизонталям плана пруда, т. е.

    W=W₁+W₂,+W₃,+W₄…+W_n и т. д.

    Отдельные объемы определяют по следующему выражению:

    где: W₁ – объем, заключенный между верхней и нижней горизонтальными плоскостями, м²;

    F_н – площадь, заключенная между нижней горизонталью и оградительной дамбой, м²;

    F_в – площадь, заключенная между верхней горизонталью и оградительной дамбой, м²;

    h – сечение горизонталей плана пруда (расстояние между верхней и нижней горизонталями по вертикали), м.

    План  и разрез пруда Н-1 выполнен в соответствии с Генеральным планом хозяйства (см. Приложение 1), площади между соответствующими горизонталями определяли планиметром.

    Вычисляем объемы, заключенные между верхними и нижними горизонтальными плоскостями (план и разрез нагульного пруда представлен в Приложении 2): Средняя глубина в м: hср = W/F =612512,5/521500 = 1,17 м. Полученная средняя глубина близка к рекомендуемым величинам средних глубин нагульных прудов.

      3.4. Водохозяйственный расчет

    Водный  баланс хозяйства – это определение расходов воды в водоисточнике, на котором строится хозяйство и сопоставление его с количеством воды, которое необходимо для обеспечения нормальной работы прудов всего хозяйства.

    Количество воды, которое необходимо для обеспечения работы хозяйства, складывается из следующих величин: расхода воды при наполнении прудов в определенные сроки, на насыщение ложа прудов, на фильтрацию через плотину и дамбы и на пополнение потерь, на испарение с водной поверхности пруда, на водообмен в зимних прудах

(Q = Q_нап. + Q_насыщ. + Q_потерь + Q _{водообм}).

    Определение расхода воды на наполнение прудов вычисляется по формуле:

    где: Q_нап – расход воды на наполнение прудов (л/с);

    F – площадь пруда, га;

    V – объем данной категории, м³;

    t_нап – время наполнения прудов данной категории, сут, принимается по таблице 9 (Методические указания, 2011). Для систематизации расчетов данные вносятся в таблицу (таблица 4). Сроки работы прудов принимаются по таблице №10 (Методические указания, 2011).

Таблица 4 – Расход воды на наполнение прудов

    Расход воды на насыщение ложа прудов определяют исходя из объема воды и времени насыщения зоны аэрации грунтов, которое может быть приближенно или равным наполнению пруда, по формуле:

    где: Q_нac – расход воды на насыщение ложа прудов, л/с;

    µ – коэффициент недостатка насыщения грунта, определяется по таблице № 12 (Методические указания, 2007);

    F – площадь зеркала воды пруда, м²;

    h_гр – средняя  глубина залегания грунтовых вод от дна пруда, м;

    t_нас – время насыщения грунтов ложа пруда, сут.

    Значения  µ и h_гр определяются по таблице № 12 (Методические указания, 2007),

    Для систематизации расчетов данные вносятся в таблицу 5.