16.1 Определение расходов для постоянной и периодически действующей оросительной сети в увязке со способами и техникой полива

Расходы в оросительных каналах через определенные промежутки времени колеблются вследствие изменения во времени расходования воды на транспирацию и испарение, а также периодичности проведения поливов. Для проектирования оросительной сети устанавливаются расчетные расходы, которые требуется пропустить по каждому из каналов сети. Существует следующая номенклатура расходов, м³/c или л/с: максимальный расход - ; минимальный расход - и форсированный расход .

Основным расчетным расходом оросительных каналов является максимальный расход, по которому выполняется гидравлический расчет каналов, устанавливаются поперечные размеры каналов и ведется проверка на устойчивость в отношении размыва и заиления.

По минимальному расходу производится проверка командования уровней воды в каналах старшего над уровнями воды в каналах младших по порядку, принимается . Если командование не обеспечивается, то проектируется подпорное сооружение на старшем канале, устанавливается их количество и место.

В отдельные периоды эксплуатации системы приходится подавать по каналам повышенные расходы (например, в том случае, когда изменяется режим орошения или при изменившихся климатических условиях: для средне-сухого года было два полива по 600 м³/га, а год оказался сухой и требуется еще два полива). Форсированный расход находится умножением коэффициента форсировки на максимальный расход.

Коэффициент форсировки принимается в зависимости от максимального расхода, при менее 1 м³/с - =1,20; от 1 до 10 м³/с - = 1,15; от 10 до 50 м³/с - =1,10; от 50 до 100 м³/с - =1,05; и при максимальном расходе более 100 м³/с равен 1.

Каналы внутрихозяйственной сети, работающие периодически, не форсируются, а если надо пропустить больший расход, чем максимальный, то открывается 2 или 3 канала одновременно.

Расчетные расходы нетто устанавливаются для каналов, работающих постоянно и периодически, лотков и трубопроводов.

Расчетный расход каналов нетто определяется в зависимости от потребностей растений в воде, но при этом не учитываются потери воды на фильтрацию из каналов.

Основным расчетным расходом канала является расход, подаваемый на севооборотный участок. Он вычисляется по формуле, м³/с :

(1)

где - расчетная ордината графика гидромодуля, л/с га;

- площадь севооборотного участка нетто, га.

Определение расчетных расходов производится последовательно от младших каналов к старшим. Расчеты выполняются для самого невыгодного случая работы каналов по расчетной трассе, имеющей большую протяженность. При самотечном поверхностном орошении на расчетной трассе показываются только одновременно действующие временные оросители, каналы, лотки, а при дождевании - трубопроводы, их длина, расходы, потери на фильтрацию для каналов в земляном русле (рисунок 1).

Расчетный расход нетто участкового распределителя , л/с, равен:

(2)

где - расход временного оросителя, л/с.

Чтобы получить расход брутто участкового распределителя , л/с, нужно добавить к расходу нетто потери на фильтрацию:

где - потери воды на фильтрацию по длине участкового распределителя, л/с.

(4)

где - удельный % потерь от расхода на 1 км;

- расход канала, нетто, м³/с;

- длина канала, км.

Дальнейшими расчетами определяются потери во внутрихозяйственной и хозяйственной распределительной сети.

Расчетный расход хозяйственного распределителя (нетто) , м³/с, или внутрихозяйственного равен сумме расходов брутто , м³/с, (не округленных до стандартного значения) одновременно работающих участковых распределителей:

(5)

(6)

Потери определяются по зависимости (4), но берется и для хозяйственного распределителя.

Хозяйственные распределители форсируются, поэтому определяются форсированный и минимальный расходы.

Расчетные расходы межхозяйственных распределителей и магистрального канала устанавливаются по участкам (рисунок 2).

Расчетный расход в голове каждого участка равен сумме расходов брутто младших каналов, одновременно получающих воду из данного старшего канала на этом участке плюс потери воды на фильтрацию на этом участке.

Расходы брутто для лотков , м³/с, и трубопроводов , м³/с, рассчитываются по формуле:

, (7)

где , - коэффициент полезного действия лотка, трубопровода.

Определение расчетных расходов при поливе затоплением

На рисовых оросительных системах (каналах) существует следующая номенклатура расходов:

- максимальный расход, соответствующий периоду создания слоя воды на рисовом поле, м³/с. По нему определяется пропускная способность каналов.

- минимальный расход соответствует периоду поддержания слоя воды на рисовом поле, м³/с.

Максимальный расход , м³/с, определяется по зависимости:

(8)

где - площадь нетто, обслуживаемая каналом, га;

- ордината гидромодуля севооборотного участка, л/с га;

- коэффициент полезного действия;

- коэффициент водооборота. Он определяется как:

(9)

где - время первоначального затопления рисовых карт на всей оросительной системе, сут.;

- время первоначального затопления обслуживаемой данным каналом площади, сут.

Значение принимается по инструкции по проектированию рисовых оросительных систем.

Продолжительность затопления всех посевов риса на рисовой системе должна быть не более 20 суток.

Минимальный расход , м³/с, определяется как:

, (10)

где - минимальная ордината гидромодуля, соответствующая периоду поддержания слоя воды на рисовом поле, л/с∙ га.

При заливе устанавливается расход воды на чек , л/с:

, (11)

где - удельный расход при заливе чеков, принимается 12-30 л/с∙га.

Расход на весь севооборотный участок , л/с, определяется по зависимости:

, (12)

где - площадь рисового севооборотного участка, га.

При орошении дождеванием максимальный расход оросительного трубопровода брутто определяется суммарным расходом одновременно работающих дождевальных машин , л/с, обслуживаемых этим трубопроводом, с учетом коэффициента полезного действия трубопровода:

(13)

где - расход дождевальной машины, л/с;

- количество одновременно работающих дождевальных машин на оросительном трубопроводе, шт;

- коэффициент полезного действия трубопровода, =0,98.

При работе дождевальных машин ДДА-100 МА и ДДН-100 забор воды производится из временных оросителей, коэффициент полезного действия которых равен =0,93, а при работе дождевальной машины «Кубань» из открытых облицованных каналов =0,95.

Максимальный расход временного оросителя и облицованного канала-оросителя определяется расходом дождевальной машины с учетом коэффициента полезного действия, так как на одном оросителе работает одна дождевальная машина, или по формуле (13), при n=1.

Максимальный расход брутто распределительного трубопровода любого порядка , л/с, равняется сумме максимальных расходов одновременно работающих оросительных трубопроводов с учетом коэффициента полезного действия системы этого распределителя:

(14)

где - расход в голове оросительного трубопровода, или в голове распределительного трубопровода младшего порядка, нетто, л/с;

- число оросителей или распределителей младшего порядка, одновременно работающих, подсоединенных к распределительному трубопроводу старшего порядка, шт;

- коэффициент полезного действия системы распределительного трубопровода, =0,97-0,98.

При заборе воды из временных оросителей дождевальными машинами ДДА-100 МА, ДДН-100 и из каналов-оросителей дождевальной машиной «Кубань» =0,90-0,93.