ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
Расчётно-графическая работа по дисциплине инженерное обустройство терртитории
1. Проектирование пруда и определение режима его работы
1.1. Выбор места створа плотины
1.2. Расчет притока воды в пруд
1.4. Оросительная способность водохранилищ
2.1. Определение размеров элементов плотины
2.2. Составление поперечного и продольного профилей плотины
2.3. Составление плана основания плотины
1.3. Определение объемов пруда и режима его работы
Полный объем водохранилища (пруда) определяют как сумму полезного объема (Wполезн.), мертвого объема (Wумо) и объема потерь воды на испарение и фильтрацию (Wпот.).
Полезный объем складывается из объемов воды на орошение и водоснабжение.
Сумма полезного объема и объемов потерь воды на испарение и фильтрацию определяется как рабочий объем. Полный объем воды в пруду определяется как сумма объемов отдельных горизонтов воды в нем.
Для этого на план водоема в масштабе 1:5000 или 1:2500 с горизонталями через 1 м (Рис. 2 и 3) наносят ось плотины и определяют все площади, заключенные между осью плотины и каждой горизонталью.
Рис. 2. План участка водоема
М 1:5000
Сечение рельефа – 1 метр
Рис. 3. Определение объемов воды в пруду
Объемы по каждому слою равны:
W1 =
W2 = и т. д.
Объем последнего слоя, заключенного между последней горизонталью и ложем пруда, получают по формуле:
Wn = 1/3 ·Fn ·h ;
где: F1, F2 , Fn – площади водного зеркала ограниченные горизонталями, м2;
h - глубина воды (сечение горизонталей).
Сумма всех послойно определенных объемов дает общий (полный) объем водохранилища (пруда).
Все вычисления заносим в таблицу 2.
Таблица 2
Определение объема воды в пруду
Отметка уровня воды у плотины Н, м |
Площадь водного зеркала F, м2 |
Средняя площадь Fср, м2 |
Высота слоя воды между соседними горизонталями h, м |
Объем воды в слое W, м3 |
Объем воды при соответствующей отметке горизонтали W, тыс. м3 |
99.4
100.0
101.0
102.0
103.0
104.0
105.0
106.0
107.0
108.0
109.0
110.0 |
0
1025090
1745833
2764583
4219583
5363750
6450833
8271875
10100000
13728123
15225000
18138500 |
512545
1385461
3128262
3492083
4791666
5907291
7361354
9185937
11914062
14476562
16681750 |
0.6
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0 |
307527
1385461
3128262
3492083
4791666
5907291
7361354
9185937
11914062
14476562
16681750 |
0
307.5
1692.9
4821.2
8313.3
13104.9
19012.2
26373.6
35559.5
47473.6
61950.20
78631.9 |
Рис. 4. График зависимости объемов воды и площадей водного зеркала от глубины наполнения пруда
По оси ординат в масштабе 1:100 откладывают отметки уровней воды Н, по оси абсцисс - площади водного зеркала F и объемы W в произвольном масштабе.
На графике отмечаются три нормативных (характерных) уровня:
УМО - уровень мертвого объема;
НПУ - нормальный подпорный уровень;
ФПУ - форсированный {максимальный) подпорный уровень.
Глубина мертвого объема сельскохозяйственного пруда обычно принимается равной 1....2 метра. В нашем примере примем 1.8 м, тогда:
НУМО = 99.4 + 1.8 = 101.2 м
На графике такой отметке соответствует объем 3302 тыс. м3, и площадь водного зеркала FУМО = 1976 тыс. м2.
Отметка нормального подпорного уровня − это отметка, до которой поднимается вода в пруду при его расчетном наполнении. В нашем примере расчетное наполнение – 87120 тыс. м3. Такому наполнению соответствует отметка 109.6 м на графике, по которой площадь водного зеркала составит:
FНПУ = 16692 тыс. м2
Форсированный подпорный уровень для сельскохозяйственных прудов выбирается на 1 метр выше ННПУ. Таким образом, НФПУ = 110.6 м.
Такой отметке на графике соответствует WФПУ = 84000 тыс. м3 и площадь водного зеркала FФПУ = 19750 тыс. м2.
В нашем примере рабочий объем пруда:
Wраб. = Wполн. – WУМО = WНПУ – WУМО = 70725 тыс. м3 – 2475 тыс. м3 = 68250 тыс. м3
Для определения полезного объема первоначально определяют потери воды на испарение и фильтрацию.
Фильтрационные потери принимаются в зависимости от водопроницаемости грунтов, слагающих дно и берега пруда, и определяются как произведение слоя фильтрации на среднюю площадь зеркала пруда.
В нашем примере, при слабоводопроницаемых грунтах объем потерь воды на фильтрацию составит:
Wф = м3
Потери на испарение определяются по формуле:
Wисп.= Fисп · hисп. ;
где hисп - слой потерь на испарение;
hисп = 0.0018 ·(25 + t)2· (100 – а), мм/месяц;
где t - среднемесячная температура, °С;
а - среднемесячная относительная влажность воздуха, %
В условиях Самарской области слой потерь на испарение составляет приблизительно 0.4 м/год для северных и центральных районов и 0.5 м/год для южных районов.
В нашем примере:
Wисп. = тыс. м3 в год.
Общий объем потерь:
Wпотерь = Wф + Wисп. = 4530,5+ 4084,4 = 8614,9 м3
Полезный объем пруда:
Wполезн. = Wраб. – Wпотерь = 83818 – 8614,9 =75203,1 м3
Таким образом, из пруда для орошения и прочих хозяйственных нужд можно взять 75203,1 м3 воды в год.
1.4. Оросительная способность водохранилищ
Оросительная способность водохранилищ и прудов определяется делением полезной емкости водохранилища на средневзвешенную норму орошения брутто.
Fга =
М брутто. ср. =
где: M1, М2...Мn - оросительные нормы нетто культур севооборота м3/га;
α1; α2…αn - доли площади занимаемой культурами в севообороте (находится делением площади занимаемой культурой на площадь севооборота, а при условиях равновеликих полей - делением числа полей занимаемых культурой на общее число полей севооборота);
ηсист. - КПД оросительной системы (можно принять = 0.7).
В нашем примере предполагаем (т.к. пример расчета оросительных норм мы не приводим из-за простоты методики), что оросительные нормы культур пятипольного севооборота составляют:
яровая пшеница - Мор = 2800 м3/га;
люцерна - Мор = 4300 м3/га;
озимая пшеница – Мор = 1600 м3/га
кукуруза - Мор = 2000 м3/га
при этом люцерна занимает два поля в севообороте.
Тогда:
Мбр.ср. = м3/га
Fга = га
Таким образом, из запроектированного пруда можно оросить 73 га.
ЗАДАНИЕ: На плане водоема в масштабе 1:5000 определить полный объем пруда, вычертить график зависимости W = f(Н) и F = f(Н). На графике и плане водохранилища отметить УМО, НПУ и ФПУ.
Рассчитать рабочий, полезный и мертвый объемы пруда, потери воды на испарение и фильтрацию. Определить оросительную способность пруда - водохранилища (Оросительные нормы культур севооборота приведены в приложении 7).