Реконструкция мелиоративных систем (стр. 5 )

Остальные обозначения прежние.

Сменная производительность (ωсм, га):

  (3.8)

где tсм – продолжительность смены, ч;

Ксм. пл – плановый коэффициент использования сменного времени, учитывающий затраты времени на смену позиции, техническое ежесменное обслуживание, устранение поломок.

Суточная производительность (ωсут, га):

  (3.9)

где Км – коэффициент, учитывающий возможные потери времени по метеоусловиям (при скоростях ветра, превышающих критические). Ориентировочно Км принимается для среднеструйных машин 0,90…0,95, для дальнеструйных – 0,85…0,90;

Ксут – коэффициент использования рабочего времени суток, определяемый из соотношения

  (3.10)

где  n – число рабочих смен;

Ксут. пл – плановый коэффициент использования рабочего времени суток при круглосуточной работе.

Сезонная производительность (или предельно допустимая сезонная нагрузка Fпр, га) – это та площадь, на которой дождевальное устройство может обеспечить требуемый поливной режим в течение наиболее критического (расчетного) интервала времени Тmin:

  (3.11)

где Тmin – минимальный межполивной интервал расчетной обеспеченности, сут;

Кб – коэффициент, учитывающий потери времени за счет перебазировки дождевальной техники на исходную позицию.

Коэффициенты К см. пл, Ксут. пл и Кб приведены в приложении 18.

Количество одновременно работающих дождевальных устройств, необходимое для полива площади участка Fi в течение расчетного интервала Тmin,  определяется из соотношения

  (3.12)

где Fi – часть площади участка, орошаемая i-ым видом техники с производительностью F iпр,  га. Сумма величин Fi должна соответствовать Fнт всего участка.

Полученное число ni каждого вида техники округляется до целого в большую сторону. В курсовом проекте следует учитывать, что около 60…70 % общей площади должно поливаться широкозахватными машинами, 30…40 % – остальными видами дождевальной техники.

Окончательно принятое в проекте число машин (установок, агрегатов)  может быть больше рассчитанного по формуле (3.12) и уточняется при их проектировании на плане с учетом графика работы дождевальной техники.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ  РЕКОНСТРУКЦИИ

ОРОСИТЕЛЬНОЙ  СИСТЕМЫ

Проектирование реконструкции оросительной системы выполняется с использованием топографического плана участка в масштабе 1:5000 с сечением рельефа через 0,5 м и с учетом сохранившихся элементов построенной ранее оросительной системы. Параллельно с плановым расположением оросительной сети составляются продольные профили ее трубопроводов.

4.1. Проектирование  оросительной  сети

в  горизонтальной и  вертикальной  плоскостях

Проектирование новой оросительной сети базируется на обоснованных ранее режиме и технике орошения участка земель и составляет основную инженерно-техническую часть курсового проекта.

Приступая к проектированию, необходимо изучить конструкции современных оросительных систем с сооружениями на них и методику их расчета, изложенные в литературе [1–5, 10, 11].

В курсовом проекте разрабатывается закрытая (трубчатая) напорная оросительная сеть. Как правило, она состоит из магистрального или главного трубопровода (МТ или ГТ), распределительных трубопроводов различных порядков (РТ-1, РТ-2, РТ-1-1 и т. д.) и полевых трубопроводов (ПТ).

По расположению в плане трубчатая оросительная сеть может быть тупиковой или закольцованной, с одно - или двусторонним ответвлением младших трубопроводов относительно старших [1, 3, 4]. При выборе конкретной схемы оросительной сети учитываются вид и схема работы дождевальной техники, размеры, конфигурация и рельеф участка, организация его территории и наличие ситуации. Предпочтение следует отдавать тупиковой схеме с двусторонним расположением РТ и ПТ. Целесообразно также двустороннее командование полевых трубопроводов и использование полной длины крыльев дождевальных машин. При этом на повышенных уклонах дождевальные крылья широкозахватных машин следует располагать поперек общего уклона поверхности, тогда полевые и распределительные трубопроводы разместятся соответственно вдоль и поперек уклона.

В итоге при выборе оптимальной плановой схемы расположения оросительной сети необходимо стремиться к наименьшей суммарной длине трубопроводов, наибольшему коэффициенту земельного использования и минимальной сумме капитальных затрат. Примеры наиболее типичных схем оросительной сети для отдельных видов дождевальной техники содержатся в литературе [3, 10, 11].

Проектирование оросительной сети в вертикальной плоскости проводится во взаимоувязке с ее плановым размещением и заключается в построении продольных и поперечных профилей по трассам стационарных трубопроводов (рис. 4.1). С помощью профилей проектируются допустимые уклоны дна траншеи, их глубина, производится вертикальная увязка всех элементов сети, намечаются необходимые сооружения, подсчитываются объемы работ.

Укладка трубопроводов проектируется по рельефу местности с соблюдением уклона к месту опорожнения сети на зимний период не менее 0,001 (в отдельных случаях уклон может быть уменьшен до 0,0005). Глубина закладки трубопроводов принимается от 0,6…0,8 до 1,5…2,0 м считая от поверхности земли до верха труб.

При минимальной глубине закладки, определяемой обеспечением сохранности труб от механических повреждений, необходимо предусматривать обязательное опорожнение сети от воды до наступления зимнего периода. Глубина закладки с учетом промерзания грунта для условий Республики Беларусь составляет 1,3 – 1,5 м.

Рис. 4.1.  Продольный профиль трубопровода и поперечное сечение траншеи

Ширина траншеи по дну принимается на 0,3 – 0,8 м больше диаметра трубы в зависимости от используемых механизмов, длины, диаметра и материала труб [4,13].

Для закрытых оросительных систем применяют трубы из различных материалов: железобетонные, асбестоцементные, стальные, чугунные, пластмассовые [4,5,11]. В основном рекомендуются неметалли

ческие трубы, среди которых наиболее широко применяются железобетонные со стальным сердечником марки ТНС. Стальные трубы используют лишь в отдельных случаях, например, при пересечении трубопроводом различных преград, а также на участках с рабочим давлением более 1,5 МПа. При выборе труб для стационарных и разборных трубопроводов используется литература [4,11] и приложение 20.

Схема оросительной сети разрабатывается на выданном плане участка и окончательно выполняется на чертежной бумаге. Продольные профили по магистральному трубопроводу вычерчиваются на миллиметровой бумаге по примеру, приведенному на рис. 4.1. Вертикальный масштаб профиля – 1:100, а горизонтальный соответствует масштабу плана. Для одного из пикетов выполняется поперечное сечение траншеи (рис. 4.1) с указанием ее параметров.

4.2. Гидравлический расчет закрытой оросительной сети

Гидравлический расчет закрытой оросительной сети состоит в подборе оптимальных диаметров трубопроводов, соответствующих их расчетным расходам при соблюдении допустимых скоростей движения воды, а также в определении потерь напора в сети для установления рабочего напора насосной станции.

Для выполнения расчетов следует вычертить схему гидравлического расчета оросительной сети, на которой показываются взаимное расположение всех трубопроводов и места подключения дождевальных устройств. Далее намечаются участки сети, отличающиеся количеством обслуживаемых дождевальных устройств (т. е. величиной расхода воды), их границы обозначаются (нумеруются) на схеме. Кроме того, для определения расчетных расходов необходимо составить график работы проектируемой дождевальной техники.

При построении графика по вертикальной оси откладывают расход воды дождевальных устройств, а по горизонтальной – время их работы (полива участка) в сутках. В случаях одновременной работы нескольких устройств суммируются их расходы.

При последовательной работе нескольких дождевальных устройств суммируется продолжительность полива.

Параллельно с построением графика работы дождевальной техники на плане окончательно проектируются наиболее рациональные участки полива каждой машины (установки, агрегата), их принятое число и последовательность работы. При этом время полива (Тп. сут) своего участка (F1, га) отдельным дождевальным устройством уточняется по формуле

  (4.1)

Основная цель составления графика работы дождевальной техники состоит в максимальном снижении и выравнивании во времени суммарного расхода насосной станции при соблюдении общего расчетного времени полива в пределах Тmin.

Определение расчетных расходов отдельных трубопроводов сети выполняется далее в соответствии с указанным графиком. Расчеты начинаются с тупиковых участков сети в направлении к насосной станции, т. е. от младших трубопроводов к старшим. Расход полевого трубопровода (Qпт, л/с) определяется суммарным расходом одновременно работающих на нем дождевальных устройств с учетом КПД трубопровода:

  (4.2)

где ∑Qi – суммарный расход одновременно работающих дождевальных устройств, л/с;

  ηпт  – коэффициент полезного действия, равный 0,98.

Далее аналогично рассчитываются расходы распределительных (Qрт, л/с) и магистрального (Qмт, л/с) трубопроводов:

  (4.3)

  (4.4)