Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2010 удк ббк рецензент

Местным стоком называют воды временных поверхностных водотоков, образующихся от весеннего снеготаяния и ливневых дождей, или малых рек, не имеющих самостоятельного хозяйственного значения без регулирования. Для местного стока характерны сильная изменчивость во времени и кратковременность больших расходов. Задержание поверхностного стока в периоды максимальных расходов снижает пик половодья в реках, выравнивает их режим, уменьшает опасность эрозии почв и роста оврагов. Создание водоемов улучшает ландшафт, имеет хозяйственное и оздоровительное значение. Оросительные системы, работающие на местном стоке, обычно бывают небольшие - несколько сотен гектаров.
Для регулярного орошения местный сток задерживают и накапливают в водохранилищах сезонного и многолетнего регулирования. Плотину и водохранилище целесообразно устроить в узком месте речной долины, в балках, оврагах, чтобы уменьшить длину плотины и площадь затопления. Фильтрационные потери из водохранилища будут меньше, если по его дну и под плотиной залегают слабопроницаемые грунты. Возможно также покрытие ложа водохранилища и верхового откоса плотины противофильтрационными материалами, под плотиной - устройство противофильтрационных стенок и завес, а в теле плотины - экрана или ядра. Для уменьшения затопленной площади и мелководий водохранилище может быть ограждено дамбами.
Расчетную обеспеченность стока при проектировании систем обосновывают технико-экономическим сравнением вариантов по стоимости системы, размерам орошаемой площади, получаемой продукции, экономической оценке затопленных земель, стоимости защиты подтопленных земель.
Гидрологические наблюдения и расчеты позволяют определить объем стока, собираемого в водохранилище в год расчетной обеспеченности, который составит полный объем водохранилища.
Полный объем ирригационного водохранилища сезонного регулирования состоит из мертвого, рабочего и регуляционного объемов.
Мертвый объем водохранилища зависит от высоты всасывания насосов при машинном водоподъеме, рыборазведения, санитарии и заиления. Последние два условия являются определяющими. По санитарным условиям глубина воды в водохранилище при мертвом объеме не должна быть менее 2 м.
Мертвый объем водохранилища определяют из условия его заиления за срок службы (30-50 лет): за период эксплуатации объем отложившихся наносов не должен превышать мертвый объем.
Рабочая вместимость водохранилища равна стоку заданной обеспеченности или части его, задержанному в водохранилище:
V_раб=S_р=К_рS_о; (3.3.11)
гдеS_p – расчетный сток;
S_о – средний весенний сток
Регуляционной вместимостью называют объем водохранилища между НПУ и ФПУ.
Полезная вместимость водохранилища равна разнице между рабочей вместимостью и объемом потерь. Ее устанавливают, исходя из потребности воды на орошение, водоснабжение, рыбоводство и прочие нужды.
Потребление воды зависит от характера использования водоема. При комплексном использовании его устанавливают в соответствии с нормами для водоснабжения населенных мест, нужд животноводства и потребности рыбного хозяйства.
Водопотребление на орошение определяют с учетом режима орошения сель­скохозяйственных культур.
Потери воды на испарение относят к площади зеркала водо­хранилища.
К непроизводительным относят потери воды на фильтрацию через тело плотины и ложе водоема, которые зависят от геологического строения подстилающих пород, их гранулометрического состава и фильтра­ционных свойств.
Для уменьшения фильтрации применяют следующие приемы:
- уплотнение грунта - уменьшает потери в 15-30 раз, грунт укатывают послойно или уплотняют ударами на глубину 0,5-1 м;
- солонцевание – внесение в поверхностный слой грунта ложа водохранилища поваренной соли, сверху укладывается слой песка, фильтрация уменьшается в 1,5-2 раз;
- кольматаж (в поток вводятся глинистые или илистые частицы) - в 10 раз;
- оглеение грунта, т. е. создание условий для образования так называемого глея – слоя почвы, формирующегося в результате жизнедеятельности анаэробных бактерий. Органические вещества вносятся в виде соломы, камыша, которые укладываются на откосы и дно водоема под слой грунта. В результате образуются газы, растворимые вещества, спирты, кислоты. Водонепроницаемый слой увеличивается в течение нескольких лет в 4-5 раз. Коэффициент фильтрации снижается в десятки и сотни раз. В южных районах процесс оглеения происходит наиболее полно и быстро.
Потери на льдообразование (V_лед, м³) определяют в зависи­мости от площади водоема в начале ледостава и толщины льда по формуле
V_лед = 0,9(F₁-F₂)h_л; (3.3.12)
где 0,9 - удельная масса льда;
F₁ -площадь зеркала водоема в начале ледостава, м²; F₂ — площадь зеркала водоема в конце ледостава, м²; h_л— максимальная толщина ледяного покрова для данного района, м.
Таким образом, общие потери V_потерь, м³ составляют:
V_потерь = V_ис+ V_ф + V_лед, (3.3.13)
где V_ис- потери на испарение;
V_ф- потери воды на фильтрацию; V_лед —потери на льдообразование.
Объем воды на орошение площади (V_ov, м³) определяют по формуле
V_ор= ; (3.3.14)

где М_ср.взв- средневзвешенная оросительная норма (м³/га), определяемая по формуле

; (3.3.15)

где M₁, М₂.....М_n- оросительные нормы отдельных сельскохозяйственных культур, вычисленные для года 75%-ной обеспечен­ности по влажности;

α₁, α₂, α_n„ - процент площади, занимаемой данной сельскохозяйственной культурой в се­вообороте на орошаемом участке;
- орошаемая площадь, га;
η- КПД оросительной системы.
Объем воды, потребный для водоснабжения и обводнения,
(V_bод, м³) равен:


; (3.3.16)
где п - количество водопотребителей;
Q- норма водопотребления, м³/сут;
Т- продолжительность периода потребления воды из водоема, сут.
Пример системы орошения на местном стоке показан на рис.3.3.18. Она включает два орошаемых участка: с открытой оросительной сетью при поверхностном поливе и с трубчатой сетью при дождевании.