Реконструкция мелиоративных систем (стр. 6 )

где ∑Qпт, ∑Qрт – соответственно суммарные расходы одновременно работающих полевых и распределительных трубопроводов, л/с;

ηрт, ηмт – их КПД, равные 0,98.

Полученные расходы отмечаются на схеме и записываются в расчетную таблицу по всем участкам сети.

Диаметры трубопроводов (D, мм) на участках сети выбираются по их расчетным расходам и оптимальным скоростям движения воды:

  (4.5)

где Q – расчетный расход участка трубопровода, м3/с;

V0 – оптимальная скорость движения воды в трубопроводе, м/с (принимается в пределах 1 – 2 м/с).

Далее с использованием приложения или литературы [4] подбираются ближайшие к расчетным стандартные диаметры труб, которые принимаются окончательно в проекте. На схеме отмечается длина расчетных участков и принятые диаметры.

Потери напора по длине отдельного участка сети (h, м) определяются по таблицам (1984 г.), соответствующим им номограммам [3] или рассчитываются по формуле

  (4.6)

где – расчетная длина трубопровода, м;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления, приближенно определяемый по зависимости

  (4.7)

Для труб марки ТНС потери напора по длине можно определить по формуле

  (4.8)

где  i – потери напора на 1 м длины трубопровода, м;

Q – расход трубопровода, м3/с;

D – диаметр трубопровода, м.

Требуемый напор на насосной станции (Нн. с., м) определяется, как

  (4.9)

где hг – геодезическая высота подъема воды, определяемая как разность отметок диктующей (расчетной) точки на сети и горизонта воды в  водоисточнике, м;

∑h – сумма потерь напора по длине расчетной трассы сети, соединяющей насосную станцию с диктующей точкой, м;

∑hм – местные потери напора по расчетной трассе, равные (0,05…0,10) ∑h, м;

Нсв – требуемый свободный напор на гидранте, совпадающем с диктующей точкой сети, м.

Диктующей точкой сети является та, для которой величина Нн. с., рассчитанная по формуле (4.9), получается наибольшей. Следует отметить, что в отдельных случаях наиболее высокая и удаленная точка сети может не являться диктующей ввиду более существенного влияния в формуле (4.9) величины Нсв. Поэтому для определения диктующей точки проводятся расчеты Нн. с по формуле (4.9) для различных вариантов трасс сети. За расчетный принимается вариант с наибольшим значением Нн. с..

На основании полученных значений, головного расхода магистрального трубопровода (Q, м3/с) и рабочего напора (Нн. с, м) рассчитывается потребная мощность насосной станции (N, кВт):

  (4.10)

где γ – плотность воды, γ = 1 т/м3;

ηн – КПД насоса (для центробежных насосов ηн = 0,77…0,88);

ηд – КПД двигателя, равный 0,80.

При наличии в проекте открытых оросителей (для ДДА-100МА или МДЭФ «Кубань-Л») их параметры принимаются конструктивно в соответствии с литературой [10,11].

4.3. Сооружения на оросительной сети и дороги

Для обеспечения нормального функционирования закрытая оросительная сеть оборудуется необходимыми сооружениями на ней и арматурой. К основным из них относятся:

– гидранты-водовыпуски, находящиеся на полевых трубопроводах для подключения к ним дождевальных устройств;

– распределительные (смотровые) колодцы с задвижками для регулирования подачи воды в полевые и распределительные трубопроводы (устанавливаются в начале каждого трубопровода и на границах ремонтных участков сети);

– сбросные колодцы для опорожнения сети в конце поливного периода и при ее ремонте, размещаемые в пониженных точках продольного профиля трубопроводов;

– вантузы для выпуска воздуха, расположенные в верхних точках перелома продольных профилей трубопроводов и в их концах при положительных уклонах;

– клапаны для выпуска воздуха при опорожнении трубопроводов, находящихся в повышенных точках рельефа;

– гасители гидравлического удара (предохранительные клапаны), устанавливаемые за выходной задвижкой или обратным клапаном магистрального трубопровода, перед задвижками распределительного узла сети, на концах тупиковых трубопроводов и перед центральной опорой ДМ «Фрегат»;

– регуляторы давления для поддержания постоянного расчетного напора в сети, располагаемые в голове полевых трубопроводов;

– анкерные упоры на поворотах трубопроводов.

Арматура закрытой оросительной сети может устанавливаться как в колодцах, так и вне их. В колодцах размещают задвижки, компенсаторы, обратные клапаны, индукционные расходомеры и регуляторы давления.

В курсовом проекте предусматриваются все необходимые сооружения и арматура, которые кратко описываются и показываются на плане оросительной системы и продольных профилях (условные обозначения даны в приложении 21). Выполняются также чертежи одного-двух наиболее типичных для проекта сооружений, приведенные в литературе [1,3,10,11].

На оросительных системах проектируются различного назначения эксплуатационные, полевые, внутрихозяйственные и межхозяйственные дороги. Дорожная сеть устраивается согласно СНиП по проектированию автомобильных дорог, как правило, по границам полей севооборота и вдоль оросительных трубопроводов. Ширина дорожного полотна должна обеспечивать проезд сельскохозяйственных машин и быть не менее 6 м.

4.4. Природоохранные мероприятия при проектировании

орошения дождеванием

Охрана природы является неотъемлемой составной частью проектов мелиоративных систем и должна разрабатываться в соответствии с литературой [1,5,10]. Главными объектами мелиоративного воздействия на природу при орошении дождеванием являются почвенный покров, водные ресурсы, растительный и животный мир, воздушная среда.

Мероприятия по охране почв должны заключаться в сохранении целостности почвенного покрова и повышении плодородия почвы. При проектировании оросительных дождевальных систем основными факторами, вызывающими разрушение почвы и снижение ее плодородия, являются: уплотнение почвы и уменьшение ее впитывающей способности (особенно пастбищ), неравномерность полива и образование поверхностного стока, сопровождающиеся смывом почвенных частиц и эрозией, разрушение почвенной структуры и снижение ее плодородия по трассам напорных трубопроводов и при планировке поверхности участка.

В связи с этим необходимо сравнить требуемые поливные нормы для увлажнения расчетного слоя (рассчитаны в п. 2.2) с допустимой поливной нормой, при которой на поверхности почвы не образуются лужи и сток, а также не нарушается структура почвы. Величины допустимых поливных норм приведены в литературе[1,5,7]. Если это условие не выполняется, то можно предусмотреть одно из следующих мероприятий: применение различных агротехнических и агромелиоративных мероприятий по увеличению впитывающей способности почв (рыхление, щелевание, штифтование, устройство прерывистых борозд, система обработки почвы и т. д.), внесение поливной нормы в несколько приемов. Необходимо предусмотреть также восстановление плодородия почвы по всем трассам напорных трубопроводов и на участках планировки.

Важное значение для охраны вод и почв имеет равномерное распределение воды по орошаемому полю. Агротехнически допустимый коэффициент эффективного полива равен 0,75. Поэтому, используя литературу [1,4], следует рассчитать коэффициент эффективного полива и сравнить его значение с допустимым. Если это требование не выдерживается, то необходимо предложить технологические меры по его обеспечению [1,4]. Значительная часть воды теряется на испарение в воздухе при полете струи и унос ветром за пределы орошаемого поля. С целью снижения этих потерь необходимо наметить наиболее благоприятное время полива в течение суток [1,2,4].

В курсовом проекте необходимо предусмотреть создание лесополос. Основное назначение лесополос на орошаемых участках – снижение скорости ветра, уменьшение испарения с поверхности почвы, ослабление действия суховеев. Лесополосы располагают по границам орошаемого поля, как правило, вдоль дорог, прудов, каналов, берегов рек. Деревья при этом высаживают рядами с расстоянием между ними 1,5–3,0 м.

В курсовом проекте необходимо конкретно указать, какие природоохранные мероприятия намечены и какие рекомендации даются по их соблюдению при эксплуатации оросительной системы.

4.5. Объемы основных работ по реконструкции

оросительной  системы

При освещении данного вопроса используется план оросительной системы с запроектированными мероприятиями и необходимые расчеты, выполненные ранее. В курсовом проекте представляется возможным учесть лишь основные виды работ и их объем. Необходимый перечень основных видов работ и их количественная характеристика приводятся в табличной форме, пример которой дан в литературе [3] и приложении 22. С учетом выбора самого студента указывается перечень арматуры, необходимой для устройства распределительного колодца, гидранта, сбросного колодца и вантуза. Приводятся также сведения об объеме земляных работ (выемке грунта) при укладке подземных трубопроводов и объеме планировочных работ в случае их необходимости.

На основании результатов проектирования и выполненных расчетов необходимо составить паспорт оросительной системы (табл. 4.1), в который включаются основные показатели.

Паспорт оросительной системы помещается в начале расчетно-пояснительной записки проекта сразу после задания на проектирование.