Гидравлический расчет трубопроводов или каналов. Исполнительная схема оросительной системы

     4.4. Гидравлический расчет  трубопроводов или  каналов. Исполнительная  схема оросительной  системы. 
 

     Гидравлический  расчет участкового канала сводится к определению параметров поперечного  сечения, скорости движения и глубины  воды в нем. 

     Определяем  параметры сечения участкового  канала и глубину его наполнения (канал трапецеидального сечения).

     Q_у.р = 250 л/с; i = 0,0015; К_ш = 0,0225; φ = 1.

     Для определения параметров поперечного  сечения участкового канала делаем прикидку. Ширину канала по дну b выбираем с учетом орудия, которое будет использовано при строительстве. Величину h принимаем из условия минимальной фильтрации воды из канала.

     h = 0,3 м, b = 0,5 м.

     Площадь живого сечения рассчитываем по формуле:

     ω = h(b + φh) = 0,3(0,5 + 1*0,5) = 0,3 м²

     Смоченный периметр составит:

     P = b + 2h = 0,5 + 2*0,3*1,41 = 1,35 м.

     Гидравлический радиус:

     R = ω + P = 0,3 + 1,35 = 1,65 м.

     Скорость  составит:

      м/с

     Расход  рассчитывается по формуле:

     Q = ω*υ = 0,3*1,67= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4.5. Расчет и подбор  насосно-силового  оборудования для  оросительной насосной  станции 

     Чтобы узнать напор воды в начале напорного  трубопровода, выбирают участок трубопровода от насосной станции до самой удаленной  точки по рельефу или до наиболее удаленного гидранта от насосной станции. Напор расчитываеся по формуле: 

     h_Н = h_гн + h_тн + h_мсп + h_г, 

     где h_гн – разность отметок между самой высокой точкой поверхности орошаемого участка по длине напорного трубопровода и осью насоса, м;

     h_тн – потери напора на трение при движении воды в напорном трубопроводе, м. 

     Для определения потерь на трение используем формулу: 

     

 

     где λ – коэффициент напора, зависит от материала, из которого изготовлены трубы;

     υ – скорость движения воды в трубах, м/с;

       q – ускорение свободного падения, м/с²;

      l и d – длина и диаметр трубопровода, м;

     h_г – свободный напор на гидранте, м. 

     Геодезический напор:

     Н_г = h_в – h_он =  

      м

     h_н =  

     Мощность  насоса:

     

 

     Q – расход воды, брутто л/с;

     ∆ - объемная масса воды (∆=1). 

       

     Подбираем по каталогу напорную станцию (прил.14). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис. 2. Схема соединения насосных станций  в системе оросительной сети. 

     4.6. Составление поперечного  профиля распределительного  трубопровода. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис. 3. Поперечный профиль распределительного трубопровода:

     1 – отметка земли; 2 – диаметр  трубопровода, м; 3 – расстояние от трубы до края траншеи, м; 4 слой песчаной подушки род трубой, м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4.6. Водосборно –  сбросная сеть, дороги, лесополосы, гидросооружения. 

     Дороги бывают четырех видов:

     межхозяйственные, соединяющие хозяйственные участки с районным центром, со станциями железных дорог и пристанями, с элеваторами и т.п.;

     внутрихозяйственные, соединяющие центр хозяйства с бригадами, фермами, полевыми станами, с межхозяйственными дорогами или перечисленные объекты между собой;

     полевые, соединяющие все поливные участки с внутрихозяйственными или межхозяйственными дорогами для вывозки урожая с полей, подвозки удобрений, проезда тракторов и машин на все поля;

     эксплуатационные для осмотра каналов и сооружений на них, для подвозки строительных материалов и оборудования.

     Дороги  располагают по границам поливных участков с минимальным числом мостов и  труб на них. Дороги проектируют так, чтобы при наименьшей их длине  было нормальное сообщение между  всеми полями севооборота и хозяйственным  центром, поэтому различные виды дорог по возможности объединяют. Ширина проезжей части внутрихозяйственных  дорог равна 3,5 м, эксплуатационных – 3 м; ширину земляного полотна внутрихозяйственных  дорог принимают 6,5 м, эксплуатационных – 6 и полевых – до 5 м. Дороги занимают около 1 - 2 % орошаемой площади.

     Проезжую  часть внутрихозяйственных дорог  можно устраивать с покрытием. Переезды через распределительные каналы выполняют обычно в виде труб. Через  реки и большие каналы строят мосты. Ширина проезжей части мостов и переездов, внутрихозяйственных дорог равна 5 м.

     Лесные  полосы.

     Лесные  полосы формируют из высокорастущих пород деревьев с высоким подлеском  продуваемой конструкции ветроломного назначения; они должны пропускать не больше 30 – 40 % ветрового потока.

     Создание  лесных полос на орошаемых землях очень важно и является обязательным условием правильной организации территории. Лесные полосы снижают скорость ветра  над поверхностью почвы на 20 – 60 %, увеличивают относительную влажность  воздуха на 10 – 40 %, уменьшают интенсивность  испарения с водной поверхности  на 10 – 40 % и тем больше, чем ближе  к полосе. Лесополосы сокращают коэффициент  водопотребления сельскохозяйственных культур и повышают их урожай, уменьшают  действие суховеев, затеняют каналы и  уменьшают зарастание их сорняками, способствуют снижению уровня грунтовых  вод, дают прирост древесины до

65 – 75 м³ на 1 га.

     Лесные  полосы снижают, как правило, дву -, реже четырехрядными с каждой стороны канала. На малых постоянных каналах сажают однорядную полосу с каждой стороны. Если канал ремонтируют и очищают от насосов машинами, то деревья располагают с одной, лучше с низовой стороны с удвоенным числом рядов. Вдоль водохранилищ, по границам степных орошаемых участков устраивают 7 – 10 рядные лесные полосы.

     Гидросооружения – это смотровые и распределительные  колодца, колодцы опорожнения и  др.

     Водосборно-сбросная сеть.

     Оросительные  каналы с расходом более 250 л/с оканчиваются не тупиком, а сбросными сооружениями, через которые вода поступает в сбросные каналы.

     Водосборно-сбросная сеть служит для отвода излишних поверхностных  вод.

     Внутрихозяйственные воды отводят воду в хозяйственный  сброс, а последние – в главный. Наименьшее расстояние между сбросными каналами принимают 800 – 1000 м.

     На  крупных межхозяйственных распределителях, магистральных каналах и его  ветвях, кроме концевых сбросов, устраивают аварийные.

     Если  крупные оросительные каналы расположены  поперек естественных склонов, то с  их верховой стороны устраивают нагорные каналы, которые служат для перехвата  поверхностных паводковых и ливневых вод.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5. Определение капитальных  вложений в строительство  орошаемого участка  и их срок окупаемости 

     Эффективность водохозяйственных мероприятий  определяется результатом сельскохозяйственного  производства на мелиорируемых землях – количеством, качеством и себестоимостью получаемой продукции, производительностью  труда и рентабельностью хозяйства.

     Водохозяйственные мероприятия перед осуществлением оцениваются с технической и  экономической сторон. Эффективность  капиталовложений определяется с использованием действующих цен на продукцию  и данных о себестоимости.

     Это дает возможность судить о размерах чистого дохода и рентабельности мелиораций, а также определять срок окупаемости капитальных вложений, что очень важно в условиях самофинансирования.

     Определить  экономическую эффективность строительства  оросительной системы при севообороте, указанном в прил. 2. Капитальные  вложения в строительство оросительной системы и освоение земель составляют             2300 руб./га. Связанные с мелиорацией  эксплуатационные затраты при поливе ДДА-100МА  – 70 руб./га (прил.16). Урожайность  орошаемых культур до и после  мелиорации, реализованные цены и  годовые издержки даны в прил. 15.

     Рассчитываем  срок окупаемости капитальных вложений: 

     

лет 

     где К – размер капитальных вложений на строительство и освоение оросительных систем, руб (по Приволжской ОС – 2300 руб.);

     ω_нетто – площадь орошаемого участка после мелиорации, га;

     ДЧД – дополнительный чистый доход.

       лет

     Рентабельность  севооборотного орошаемого участка  определяется коэффициентом рентабельности капитальных вложений Э_р: 

     

 

     Яровая  пшеница:

      %

     Зернобобовые:

      %

     Люцерна:

      %

     Озимая  пшеница:

      %

     Кукуруза  на силос:

      % 
 
 
 
 
 
 
 
 

     6. Экологичность проекта 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     Орошение  в Поволжье имеет очень большое  значение для повышения урожайности  сельскохозяйственных культур. Оросительные системы и освоение земель требуют  больших материальных затрат, поэтому  в условиях самофинансирования очень  важно, чтобы орошение было рентабельным и срок окупаемости капитальных  вложений был как можно более  коротким. Рентабельность севооборотного орошаемого участка в колхозе  довольно высокая, коэффициент рентабельности составляет , а по отдельным культурам коэффициент рентабельности очень высокая у люцерны %. Низкая рентабельность у яровой пшеницы %. Срок окупаемости капитальных вложений составляет около  лет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы 

     1. Волковский П.А., Розова А.А. Практикум  по сельскохозяйственной мелиорации. М.: Колос, 1980. 239 с.; ил.

     2. Кубанцев А.П. Мелиоративное обеспечение  производства                   продукции /СХИ. Саратов, 1993.