8276

2

УДК 631.67

Проектирование оросительной системы лесного питомника. Учебно-

методическое пособие по выполнению курсовой работы для обучающихся по дисциплине «Системы орошения на объектах ландшафтной архитекту-

ры» по направлению подготовки 35.03.10 Ландшафтная архитектура.

– Нижний Новгород: Издание ННГАСУ, 2016. – 44 с., ил.

В методических указания кратко представлены основные этапы про-

ектирования элементов оросительной системы лесного питомника: гидро-

технических сооружений гидроузла, образующего водохранилище для оро-

шения, магистрального и оросительных каналов, подводящих воду к выра-

щиваемым культурам. Даны рекомендации по выбору требуемого количест-

ва дождевальных машин для полива и определению режима их работы.

Ил. 13, табл. 8, библиогр. назв 11.

Составитель: профессор, к.т.н., Февралев А.В.;

ст. преподаватель, Хохлов Д.Н.;

ст. преподаватель, Сидоров Н.П.

© Коллектив авторов, 2016 © ННГАСУ, 2016

3

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

5.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОРОСИТЕЛЕЙ И МАГИСТРАЛЬНОГО

4

ВВЕДЕНИЕ

Студенты, получающие образование по направлению подготовки

35.03.10 Ландшафтная архитектура, изучают дисциплину «Системы ороше-

ния на объектах ландшафтной архитектуры. В рамках этой дисциплины предусмотрено выполнение курсовой работы «Проектирование системы орошения лесного питомника». Настоящее методическое пособие является руководством для данной работы. Указания могут использоваться при вы-

полнении выпускной квалификационной работы.

В методических указания кратко представлены основные этапы про-

ектирования элементов оросительной системы лесного питомника: водо-

хранилища, являющегося источником воды для орошения, магистрального и оросительных каналов, подводящих воду к выращиваемым культурам.

Даны рекомендации по выбору требуемого количества дождевальных ма-

шин для полива и определению режима их работы.

Исходные данные, необходимые для выполнения курсовой работы,

выдаются руководителем работы.

5

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Естественный водный режим почвы не всегда совпадает с требуемым для выращивания в питомниках лесонасаждений по времени и насыщенно-

сти водой. Поэтому необходимо искусственно создавать и поддерживать благоприятный водный режим почвы путем орошения в периоды недостат-

ка влаги.

Целью работы является расчетное обоснование и проектирование ос-

новных элементов оросительной системы лесного питомника. В состав про-

ектируемой оросительной системы входят водохранилище, являющееся ис-

точником воды для орошения, магистральный и оросительные каналы, под-

водящие воду к орошаемым участкам. Для подачи воды к орошаемым куль-

турам используются дождевальные машины.

6

2. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ РАСЧЕТЫ

Для орошения лесного питомника требуется источник воды. В качест-

ве него могут быть естественные источники – реки, озера, грунтовые воды или искусственные –пруды и водохранилища. Последние устраиваются в тех случаях, когда возможен недостаток воды на орошение из естественных источников в маловодный период года.

Водохранилищем называется искусственный водоем, образованный водоподпорным сооружением на водотоке с целью хранения воды и регули-

рования стока. Мелководное водохранилище с площадью водной поверхно-

сти не более 1 км2 называется прудом.

Водохранилища могут использоваться для нескольких целей: ороше-

ния, водоснабжения, выработки электроэнергии и др.

В курсовой работе в качестве источника орошения проектируется во-

дохранилище, образованное гидроузлом, состоящим из глухой земляной плотины и водосбросного сооружения.

2.1. Определение расчетного годового стока реки

Задачей гидроузла является надежное обеспечение потребителей во-

дой при изменяющейся год от года водности реки. При этих условиях худ-

шие возможности гидроузла возникают в маловодные годы, когда среднего-

довой расход воды в реке ниже среднемноголетнего расхода Q0.

Поскольку маловодных лет в процессе эксплуатации гидроузла может быть несколько, из них необходимо выбрать год, сток которого соответст-

вует определенной надежности водоснабжения потребителей. Эта надеж-

ность может быть охарактеризована некоторой обеспеченностью годового стока. Опыт показывает [4], что указанная обеспеченность должна быть в пределах 90…95 %.

7

Для расчетов стока маловодного года задаются модульным коэффици-

ентом Kрасч (пункт 7 задания) и определяют соответствующий ему среднего-

довой расход по формуле

2.2 Определение расхода воды на орошение

Количество воды, требуемое для орошения выращиваемых культур,

определяется биологическими особенностями растений, климатическими,

почвенными и гидрогеологическими условиями орошаемых земель, а так же способом полива. Объем воды необходимый для орошения лесного питом-

ника Wор может быть определен по формуле

где F – площадь орошаемого питомника, м2, определяется по зависимости

F a b, м2 , (2.4)

в которой а, м, и b, м, размеры орошаемого питомника, принимаются по за-

данию (пункт 13 задания);

η – коэффициент полезного действия оросительной системы, можно принять (0,6 – 0,8) [1];

М – оросительная норма – количество воды, подаваемое на 1 га оро-

шаемой площади за вегетационный период [9], может быть определена по формуле 2.4

в которой n – число поливов за оросительный сезон (пункт 4 задания);

8 m – поливная норма, представляет собой количество воды, которое подается за один полив на 1 га орошаемой культуры, определяется по фор-

муле

где γ – объемная масса почвы, т/м3, (пункт 15 задания); h – глубина промачивания почвы 0,2–0,3 м;

βппв и β0 – предельная полевая и – предполивная влагоемкости почвы, % от массы (пункт 16 задания). Более точные расчеты оросительной нормы можно выполнить по рекомендациям [9].

2.3 Водохозяйственные расчеты

Эти расчеты выполняются с целью:

а) выяснить необходимость создания водохранилища;

б) определить тип водохранилища;

в) установить основные параметры водохранилища: объемы – мерт-

вый, полезный, полный; уровни – нормальный подпорный (НПУ), уровень мертвого объема (УМО).

2.3.1 Определение типа водохранилища

Необходимость в водохранилище возникает в условиях, когда в неко-

торые периоды времени расходы реки оказываются меньше потребляемых расходов на орошение Qор (см. п. 4).

Для выяснения необходимости создания водохранилища нужно уста-

новить внутригодовое распределение стока маловодного года, имеющего среднегодовой расход Qрасч. Внутригодовое распределение стока сравнива-

ется с расходом на орошение Qор. Поскольку данные о внутригодовом рас-

9

пределении стока отсутствуют, считается, что расход на орошение Qор

больше расходов реки в период летне-осенней межени. При таких обстоя-

тельствах для орошения в межень нужно годичное перераспределение стока реки с помощью водохранилища годичного регулирования. Это возможно,

если Qрасч > Qор. В противном случае нужен другой источник воды.

2.3.2 Определение мертвого объема водохранилища

Одно из основных назначений мертвого объема Wм – аккумулирование речных наносов. Отсюда минимальное значение мертвого объема не должно быть меньше, чем объем наносов Wнс, отложившихся в водохранилище за период его эксплуатации [4]. В первом приближении:

где δ0 – среднемноголетняя мутность воды (пункт 5 задания); ρнс = 0,7…0,9

т/м3 – плотность донных отложений; mσ = 0,1…0,15 – доля влекомых нано-

сов в отложениях; τэкc =30…50 лет – расчетный срок эксплуатации гидроуз-

ла; λ – доля наносов, сбрасываемых в нижний бьеф (для русловых водохра-

нилищ λ =0,9, для других водохранилищ λ ≈0).

который УМО′, определяемый по рисунку 1. Этот уровень необходимо про-

верить по санитарно-техническим требованиям:

а) средняя глубина воды при УМО′ должна быть больше 2,5 м [5]. Эта

глубина определяется по формуле:

где F – площадь зеркала водохранилища при УМО′.

м

10

б) площадь мелководья с глубиной менее 2 м должна быть не более

15…20% площади F [5]. Площадь мелководья определяется по рисунку 1

м

при уровне воды, соответствующим глубине 2 м.

Если при УМО′ названные требования не соблюдаются, необходимо назначить такой УМО, при котором эти требования будут выполняться, и

определить по рисунку 1 мертвый объем Wм и площадь зеркала Fм , соот-

ветствующие назначенному УМО.

2.3.3 Определение полезного объема водохранилища

Полезный объем водохранилища – это тот запас воды, который необ-

ходимо накопить для компенсации дефицита воды на орошение. Дефицит может возникнуть в период года, когда расходы в реке меньше расхода на

орошение. При годичном регулировании таким периодом является межень.

Таким образом, полезный объем может быть определен по формуле:

где Qсп – санитарный расход в нижний бьеф (пункт 2 задания); Тмеж – сред-

няя продолжительность межени в году с января по март и с июля по де-

кабрь; Wмеж – средний объем стока межени, приближенно определяется как

ствует нормальный подпорный уровень НПУ′, а также площадь зеркала F .

п

Определенное по формуле (2.9) значение является предварительным,

т.к. не учитывает потери из водохранилища, которые складываются из по-

терь на дополнительное испарение и потерь на фильтрацию.