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

    Перегораживающее  сооружение. Основную часть составляет бетонная стенка, расположенная поперек канала, в которой имеются отверстия для пропуска воды, перекрываемые шандорами (рис. 3).

    Шандоры вставляют в пазы бетонной стенки, выполненные из швеллеров. Перед бетонной стенкой русло канала укрепляют одиночной мостовой на длину 1,5 м, ниже сооружения – на 3,0 м.

Рис.3 Перегораживающее сооружение: 1 – бетонная стенка, 2 – шандоры

    Шлюз – регулятор – это лоток прямоугольного сечения, выполненный из блоков Г-образной формы, дно выполнено из монолитного бетона на песчано-гравийной подготовке. Входная часть в виде оголовка из железобетонных плит, перед которой предусматривают крепление откосов и дна канала, каменной наброской. Выходная часть укрепляется железобетонными плитами и каменной наброской.

    Водовыпуски из канала в пруд – это специальные сооружения, обеспечивающие подачу воды из магистрального канала в пруд. Их обычно ставят перед шлюзом-регулятором или перегораживающим сооружением. Водовыпуск должен пропускать расход воды, необходимый для заполнения пруда до расчетной отметки горизонта воды в заданное время. Они бывают различных типов и делают их из дерева, бетона и железобетона (рис. 4).

Рис. 4 Трубчатый водовыпуск

      3.6. Определение НПУ  (нормального подпорного  уровня) воды в  головном пруду

    Так как рыбоводное хозяйство действует  и летом и зимой, то подача воды должна быть обеспечена всё время. Поэтому отметка горизонта воды в головном пруду зависит от уровня воды в летних и зимних прудах, но окончательно выбирается большая отметка горизонта воды в головном пруду.

    Следовательно, для того, чтобы установить отметку  горизонта воды в головном пруду, нужно знать разницу отметок  горизонтов воды в нём и в летних и зимних прудах.

    Разность  отметок горизонта воды дальнего летнего пруда (нагульного в полносистемном хозяйстве и выростного в рыбопитомнике) и головного пруда (Нл) определяют из выражения: Нл = hп + hн + il + hв,

где: h_п – перепад в конце водоподающей системы, т.е. расстояние от дна лотка, подающего воду в дальний пруд, до горизонта воды в этом пруду; для летних прудов эта величина принимается равной примерно 0,2 м;

    h_н – глубина воды в канале во время прохода наибольших расходов (определяется расчётом); в нашем случае она равна 1,5 м;

    i l – падение дна канала вследствие уклона на протяжении всей длины канала, м. В нашем случае i l = 2870 м × 0,001 м = 2,87 м;

    h_в – потеря напора в головном водозаборе магистрального канала; принимается равной не менее 0,1 - 0,2 м., (в нашем случае принята 0,2 м)

    Разность  отметок горизонта воды летних прудов:

Нл = 0,2 м + 1,5 м + 0,2 м + 2,87 м = 4,8 м.

_▼НПУл = 149,1 + 4,8 = 153,9 м.

3.7. Проектирование головной  плотины и фильтрационный  расчет

    Земляная  плотина – это гидротехническое сооружение из однородного или разнородного грунта, которое перегораживает русло водотока и удерживает воду с одной стороны на более высоком уровне, чем с другой.

    При проектировании земляной плотины устанавливают  размеры его основных элементов: ширину гребня, превышение гребня над нормальным подпорным уровнем, уклоны откосов.

    Ширину  гребня плотины назначают исходя из условий эксплуатации сооружения и производства работ. В нашем хозяйстве проектируется плотина с шириной по гребню 10 м т.к. это проезжая плотина, но специальных дорог по гребню не предусматривается.

    Во  избежание переливов воды через  гребень следует назначать его  с учетом возвышения его над расчетным  уровнем воды.

    Возвышение  гребня определяют с учетом ветрового  нагона воды (▲h) и высоты наката ветровых волн (h_н) и необходимого запаса "а" по высоте сооружения по формуле:

d = ▲h + hн  + а,

где: а для плотин в рыбоводных хозяйствах принимается 0,4-0,5 м.

    Высоту  наката ветровых волн (h_н) и высоту ветрового нагона (▲h) определяют по нормативным документам по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям. Высоту ветрового нагона определяют по формуле:

    ▲h = k

,

где k – величина, зависящая от отношения , принимается равной 6*10^-3 (λ – длина волны),

W10 – расчетная max скорость ветра, м/с (принимаем равной 10 м/с);

D – длина разгона ветровой волны, км (принимаем равной 5 км);

Н – глубина воды в водоеме, м (Н = 153,9-145+1,2 = 10,1 м);

g – ускорение силы тяжести, (9,81 м/с²);

α – угол между осью водоема и направлением ветра (90°) =1;

_▲h = ((0,006×100×5)/(3×9,8×10)) ×1 = 0,01 м,

    Высоту  нагона волны на откос h_н определяют по нормам определения волновых воздействий на морские и речные сооружения и берега по формуле:

h_н = К_н×К_ш × h_в,

где К_н – коэффициент, зависящий от коэффициента заложения откоса и отношения длины волны к её высоте; его можно принять равным 1,7; К_ш – коэффициент, учитывающий шероховатость пологого откоса (для гладкого покрытия К_ш = 1, для бетонного покрытия К_ш – 0,9 (таблица 19 Методических указаний); hв - высота волны, м; определяется по графику в соответствии с методическими указаниями и равна 0,8.

    Подставляя  данные проектируемого хозяйства в перечисленные выше формулы, мы получим следующие результаты:

hн = 1,7×0,9×0,75 = 1,15 м.

    Превышение  гребня над НПУ вычисляем по формуле:

d = hн + _▲h + a,

где: а – конструктивный запас, принимаемый в зависимости от класса капитальности сооружения (принимают его равным 0,5 м). Тогда

d = 1,105 + 0,0102 + 0,5 = 1,7 м.

    Теперь  можно узнать отметку гребня плотины (ГП):

_▼НПУ + d = 153,9 + 1,7 = 155,6 м.

     Уклоны  откосов назначают из условий  устойчивости откосов с учетом характера грунта плотины, ее высоты, типа условия производства работ и эксплуатации плотины. Так как плотина проектируется из малонапорного грунта – суглинка, то, пользуясь таблицей 20 (Методические указания, 2007), мы можем принять коэффициент верхового откоса равным 2,5, а низового 1,5. Таким образом, основные характеристики плотины следующие:

    m = 2,5;

    n = 1,5;

    Н (глубина в водоеме) = 10,1 м ;

    Н_пл = Н + d = 10,1 + 1,7 = 11,8 м;

    _▼ГП = 155,6 м;

    ширина  по гребню – 10 м;

    длина плотины – L΄ = 2370 м;

    объем выполненных земляных работ приведен в таблице Приложения 3. 

Фильтрационный  расчет плотины

    Сущность  метода заключается в том, что реальный профиль плотины заменяется расчетным эквивалентным профилем плотины с вертикальным откосом со стороны верхнего бьефа, называемым раздельным сечением.

    Положение раздельного сечения определяют по расстоянию

▲L=ε×m×H,

где: ε – коэффициент, зависящий от рода грунта, равен 0,3;

m – коэффициент заложения верхового откоса, m = 2,5;

Н – напор воды в верхнем бьефе, Н = 10,1 м.

▲L = 0,3×10,1×2,5 = 7,6 м.

    Далее определим нулевую точку ординат кривой депрессии (l):

     l = h₁:2; h₁= 2l=

- L,

где: h₁ – ордината кривой депрессии в месте выхода ее на низовой откос;

     L – расстояние от конца низового откоса дренажной призмы до раздельного сечения. По нашим измерениям L = 30,7 м;

     n – коэффициент заложения низового откоса, n = 1,5;

     Н – напор воды в верхнем бьефе; при отсутствии воды в нижнем бьефе плотины, H - высота воды перед плотиной = 10,1 м.

     х, у – координаты кривой депрессии;

     Подставляя   наши   данные   в   формулы,   получаем   расчет   кривой депрессии:

h₁ = 

м.

l = 1,8/2 = 0,8 м.

     Подставляя  произвольно взятые значения х в полученное уравнение

     у = √2h*x, мы получим значения у:

       

     Откладывая  на схеме фильтрационного расчета значения х и у, и соединяя точки плавной кривой, получим кривую депрессии для данной плотины (Приложение 3).

      3.8. Гидравлический расчет паводкового водосброса

     Водосбросные  сооружения, или водосбросы – сооружения в плотинах для сброса излишней воды из водохранилищ или прудов в нижний бьеф. Водосбросы предназначены для пропуска излишка паводковых вод и также для пропуска льда и шуги в нижний бьеф.

     Тип водосброса выбирают в зависимости  от напора воды у плотины, величин и характера паводковых расходов, топографических и гидрологических условий, условий эксплуатации и производства работ, наличия местных строительных материалов. На хозяйстве строим незатопляемый водосброс с управляемыми затворами.

     Определяем  строительную ширину водосброса

      ,

     где: Н – высота воды над порогом водослива (принимаем равной 3 м);

     n – число сжатий;

     m_б – количество бычков, ставятся через 3-5 м;

     С_б – ширина бычков; 0,6м.

     m_с – количество стоек, ставятся через 1м;

     С_с – ширина стойки; 0,4 м.

     b_сж =Q/M× ³= 8,19 м. Количество стоек – 6, количество бычков-1, следовательно число сжатий – 16

     Зная b_сж, можно определить полную строительную ширину водосброса:

b_стр = 8,19+0,07×16×3+(6×0,4)+0,6=14,55 м.

3.9.1. Рыбосборно-осушительные каналы

прудов  карпового хозяйства

     Рыбоводные  пруды бывают залиты водой определенный отрезок времени. По окончании периода работы вода из рыбоводного пруда должна быть полностью спущена, а ложе его очищено. Для сбора воды с ложа и подвода ее к донному водоспуску, а также для полного ската рыбы на ложе пруда нарезают рыбосборно-осушительные каналы, она зависит от рыбосборно-осушительной системы каналов. В нашем рельефе целесообразно построить лучевую сеть рыбосборно-осушительных каналов на ложе пруда (рис.5).