Гидравлический расчет коллектора

4.6. Гидравлический расчет коллектора.

Расчетный расход в коллекторе определили по формуле:

Q_кол. = qF + S q_nF_n

где: q - расчетный модуль дренажного стока, л/га, q=0.5л/с га;

F - площадь водосбора, F=65га;

q_n - расчетный модуль поверхностных вод, л/с га;

F_n - площадь водосбора поверхностных вод, обслуживаемая

колодцами-поглотителями, га, Fn = 10га.

Объем надмерзлотной воды в пахотном слое, подлежащей удалению в течение расчетного периода /= 20 сут./ , определяется по формуле:

V = (m h_n х 10³ + р - е ),

Рассматривая поглотительные колодцы как систему вертикальных скважин при установившемся режиме фильтрации воды из пахотного слоя, средний приток надмерзлотных вод к колодцу-поглотителю / м³/сут / за расчетный период можно определить по формуле Дюпюи:

 pКn(Н² - h²)

Q = ln R

r₀

где: Кn - коэффициент фильтрации пахотного слоя, м/сут;

Н - действующий напор над колодцем-поглотителем

/над кровлей мерзлоты/, принимается 0,6 hn / hn -

мощность оттаявшего пахотного слоя /, м;

R - радиус слияния колодца-поглотителя, м;

r₀ - приведенный радиус колодца-поглотителя, м;

h_о - слой воды на «пороге перетока» в колодец-поглотитель

/в нашем случае можно принять нулю/, м.

Принимая длину колодца-поглотителя равной 2м и ширину: h=0,5м, найдем значение приведенного радиуса:

b + h' 2 + 0.5

r₀ = П 3,14 = 0,8 м

с учетом допущений / h_о = 0, H = 0.6h_n R = 3r₀ /:

 pK_П h²_П 3,14 1,81 /0,5/²

Q = 0.36 ^Х 1,25 = 0,36 1,25 2,4 = 0,46 м³/сут

 460 30

Q_КОЛ = 0,5 65 + 86400 = 32,5 + 0,16 = 32,66 л/сек

Для коллекторов из пластмассовых труб во избежание размыва грунта у водоприемных отверстий максимальная скорость воды должна быть не более 1,5 м/с.

Скорость течения воды в коллекторах при пропуске расчетных расходов и полном заполнении их водой следует принимать не менее 0,3 м/с.

Таким образом площадь сечения коллектора будет:

 Q 32.66

W = V = 15 = 2,177 дм² = 217,7 см²

Для пропуска расчетного расхода принимаем трубу диаметром 20 см.

4.7. Проверка работы закрытого дренажа и коллектора в период

снеготаяния.

1. Расчет коэффициента фильтрации засыпки из крупнозернистого песка в мерзлом состоянии выполнен по формуле А.И.Климко, В.И.Штылова /Методические указания по проектированию засыпок закрытых дренажей в зоне сезонного промерзания Л.,1980г/:

Км = Ко

где: Wс - содержание прочносвязанной влаги в почвогрунте по массе,

за которую принимается влажность, соответствующая коли-

честву незамерзшей воды в грунте при температуре воды -8С

/примерно соответствует максимальной молекулярной вла-

гоемкости/; h - m

i - объемная льдистость i = i₀ + i¢ (i = 0,917 , где h - объёмная пористость, m - коэффициент водоотдачи;

/0,458 l₀ + 0.175¡₀ + 1,013 Wm/t  ,

i¢ = 73,2

где t - абсолютная величина средней отрицательной температуры

мерзлого слоя грунта;

¡₀ - объемная масса грунта в сухом состоянии, г/см3;

Wm - содержание в массе в мерзлом грунте незамерзшей воды

при 0⁰ С, в долях.

По кривой гранулометрического состава крупнозернистого песка определяем: d₁₀ = 0,035 см; d₁₇ = 0,041 см; d₆₀ = 0,058 см; h = ------ = 1,66. Пористость 0,39; i₀ = 1,65 т/м³; коэффициент водоотдачи - 0,01; минимальная температура мёрзлой засыпки в момент инфильтрации талых вод - 8^оС /t = 8/;

 0,39 - 0,01

i_о = 0,917 = 0,414

i¢ = 5 х 10^-3 8 = 0,4 К_m

По графику при i = 0,913, n = 0,39 и h 1,66 находим a₁₇ = 4,8 х 10^-3. Таким образом К_м = 0,7 м/сут.

2. Расчет времени оттаивания грунта до верха хорошо фильтрующей засыпки по формуле:

4l_T2E E + 0,5Cг Br  ,

h = Cг t Cг b E

где: l_T - коэффициент теплопроводности грунта в талом состоянии,

кДж/м сут град;

Сг - теплоемкость талого грунта, отнесенная к единице объема;

кДж/м3 град;

t - время, сут;

b - тангенс угла наклона осредняющей прямой

хода среднесуточных температур поверхности грунта, град/сут

/для Тюменского р-на b = 0,21/

Исходные данные: грунт - суглинок. Объемная масса 1450 кг/м³, объемная льдистость грунта - i = 0,4; пористость - n = 0,45; общая влажность грунта - W = 29%; D = 334 кДж/кг; ¡л = 917 кг/м³.

Теплоемкость суглинка в сухом состоянии:

Cг = ¡_о /С_ск + С_в W/ = 1450 /0,837 + 4,21 0,29/= 2980 кДЖ/м³

По рис. 7 для ¡_о = 1,45 т/м³ и W = 29% определим l_Т = 110,6 кДж/м сут град.

Сг  2980

а = 4 lт = 4 110,6 = 6,75; Е = i х D х ¡_л = 0,4 х 334 х 917 = 122500 кДж/м³

2Е  2 122500

Р = Сг = 2980 0,21 = 390.

По графику рис.6 с учетом слоя оттаивания /h = 0,35 м/, величины параметров Р = 390 и а = 6,75 определен срок оттаивания, который составил t = 16,8 сут. Таким образом, средний срок оттаивания льдонасыщенной засыпки из перемещенного грунта - конец первой декады мая. С этого момента времени предлагаемая конструкция засыпки закрытого дренажа обеспечит эффективное осушение пахотного слоя независимо от времени полного оттаивания грунта засыпки и междренья.

Похожие работы

Технология отработки пласта выемочного участка шахты

Скачать

166768

35

1

... мощность разрабатываемых пластов; угол падения (залегания) угольных пластов; строение пластов; крепость и вязкость угля; обводненность месторождений и т.д. Системой разработки данного выемочного поля является технология отработки пласта по простиранию длинными столбами. Система разработки длинными столбами отличается независимым ведением подготовительных и очистных работ. К началу очистной ...

О мелиоративном состоянии орошаемых земель и проблемах орошаемого земледелия Согдийской области Таджикистана

Скачать

23107

14

0

... положение дел в этом направлении несколько ухудшилось из–за отсутствия оборудования на мелиоративных скважинах. Из 1106 мелиоративных скважин в настоящее время работает около 300. Одним из высокоэффективных приемов сохранения и улучшения ме­лиоративного состояния орошаемых земель является сокращение ороси­тельных норм и рационального использования водных ресурсов, для чего необходим комплексный ...

Совершенствование управления на предприятиях АПК

Скачать

35646

26

0

... За материальный ущерб, причинённый колхозу в результате неправильного руководства. Раздел 7. Расчёт экономической эффективности совершенствования управления. Исходная таблица экономической эффективности совершенствования управления. Показатели Годы 00 01 Отклонения Базовый После соверш. Стоимость валовой проду

Проектирование системы кондиционирования воздуха

Скачать

93771

4

15

... ). 1.5.7 Теплоутилизаторы При проектировании вентиляции и кондиционирования для экономии тепла и холода целесообразно использовать тепловые вторичные энергетические ресурсы, такие как: • тепло воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции кондиционирования воздуха и местных отсосов, когда рециркуляция воздуха недопустима; • тепло и холод технологических установок, пригодные для ...