Избыточная  грунтовая вода поступает в трубки через стыки между ними.

    Чтобы трубки не заилялись стыки между  трубками защищают фильтрующими материалами. Кроме того, в целях предотвращения закупорки дрен, длина дрены не должна быть более 200-250 м, а уклон ее не менее 0,002. При уклоне осушаемого участка менее 0,002, дрены проектируются с искусственным уклоном.

          Расположение дрен в плане должно обеспечивать максимальный перехват почвенно-грунтовых и поверхностных вод.

          На участках грунтового водного питания дрены следует  располагать поперек грунтового потока.

    На  участках атмосферного питания дрены  располагают параллельно горизонталям, но с небольшим уклоном в сторону принимающего канала – это поперечная схема.

          Если уклон поверхности  почвы не превышает 0,005, то дрены  располагают по уклону местности - это продольная схема.

          Глубина заложения  дрен зависит от водопроницаемости  почв, глубины проникновения корневой системы растений и от нормы осушения.

    Норма осушения - это глубина, на которой должен находиться уровень грунтовых вод от поверхности земли посредине между дренами для нормального произрастания растений (табл.3). 

    Таблица 3 - Средняя норма осушения за вегетационный  период (м) 

 

    Максимальная  глубина дрены в устье не должна превышать 1,8 м, а на песчаных почвах не более 1,5 м.

    Минимальная глубина дрены в истоке должна быть не менее 0,7 м из условий промерзания почвы.

    Средние глубины дрен приведены в таблице 4.

Таблица 4 -Средняя глубина заложения дрен в зависимости от сельскохозяйственного использования осушаемых земель и водопроницаемости почв (м) 

 

    Меньшие значения принимаются на более водопроницаемых  почвах. 

5.1 Расчёт  расстояния между дренами 

      Расстояния между дренами при  безнапорном питании принимаются  по данным практики и, рекомендациям научно - исследовательских учреждений (табл.5).

Таблица 5 – Расстояния между закрытыми дренами при  грунтовом питании (м) 

 

    Примечание: 1. Большие расстояния следует принимать при осушении минеральных земель с лучшей проницаемостью грунтов, а при осушении болот в случае подстилания торфа проницаемыми грунтами.

    2. При напорном водном питании  расстояния между дренами следует  уменьшать на 10-25%.

    Расстояния  между закрытыми дренами, приведенные  в таблице 5, можно проверить по формуле академика А.Н.Костякова.

    

    где  Н - глубина закладки дрены, м (Н=1,1);

            Z - норма осушения, м (Z=0,5);

            Т - продолжительность понижения  уровня грунтовых вод на норму  осушения, сутки (16 суток);

            К - коэффициент фильтрации почвы, м/сут. (К=0,5);

            С - коэффициент водоотдачи грунта, % (С=5);

=25 м. 
 
 
 
 
 

    6. Гидрологический расчет проводящих каналов 

    При проектировании осушительной сети необходимо определить расчетные расходы воды, которые должны пропускать проводящие каналы в различные критические периоды года.  

    1) Модуль поверхностного стока вычисляется по формуле:

Q _пов =

= =0,64  л/с с 1 га

    2) Количество воды, поступающее в проводящую сеть с водосборной площади, определяется по формуле:

    Q_{вод =}F_{вод *} q_пов=1200 га* 0,64 л/сек = 774,8 л/с

    где F _вод – водосборная площадь, га;

           q _пов – модуль поверхностного стока, л/с с 1 га.  

    3) Количество дренажной (грунтовой)  воды, отводимое одним закрытым  коллектором, вычисляется по формуле:

    Q_колл =F_уч * q_дрен =5,3956 л/с

    где F_уч - площадь участка, га

           q _дрен- модуль дренажного стока, л/с с 1га. 

    4) Диаметр коллектора рассчитывается  по формуле:

d _колл =

= 0,13 м

        где Q_колл - количество дренажной (грунтовой) воды, отводимое одним закрытым коллектором, м³;

               i_{колл –} уклон дренажного коллектора. 

    5) Модуль дренажного стока вычисляем по формуле:

    q _дрен =

л/с с 1 га

    где: А – расчетные атмосферные  осадки, мм/сутки;

            μ – коэффициент поглощения  воды почвой;

            ν – коэффициент дренажного  стока. 

7.Определение расхода магистрального канала

 

    Общий расход воды в магистральном канале будет скапливаться из следующих величин:

= 774,8 л/с+242,775 л/с=1017,575 л/с=1,017 м³/сек

    где Q _вод – количество воды, поступающее с водосбора;

            ∑Q_колл – суммарное количество грунтовой воды, поступающее из всех коллекторов в проводящую сеть. 

Гидравлический  расчёт

    Гидравлическим  расчетом определяются размеры поперечного  сечения проводящих каналов, и проверяется скорость движения воды в канале.

    Через устье магистрального канала должно пройти следующее количество воды:

Q_мк  = Q _вод  + ∑Q_колл = 774,8 + 242,775= 1,017 м³/сек

    Нам требуется определить размеры поперечного  сечения устья магистрального канала.

    Пропускная  способность канала равна:

Q_мк  = F * V = 2,6*0,4=1,04 м³/сек

    где: F – площадь поперечного сечения канала;

            V – скорость течения воды в канале.  

    Поперечное  сечение магистрального канала

b – ширина канала по дну, м

h – глубина воды в канале

J=m/h – показатель крутизны откоса, коэффициент заложения откоса

    b = 1 м

    h_мк = m = 1 м

                         а = 2 m + b = 2*1+ 1 = 4 м.

    Площадь живого сечения:

2,6 м

    Скорость  течения воды в открытых руслах и  водотоках определяется по уравнению Шези: 

м/сек

    где: с – скоростной коэффициент;

            R – гидравлический радиус канала;

             i_мк – уклон магистрального канала.

    Гидравлический  радиус -  это соотношение площади поперечного сечения канала к его смоченному периметру (дно канала + два откоса);

= 2,6/4,28=0,61 м

    Смоченный периметр канала

    P=2n+b=4,28

    n=

= 1,3

    Скоростной  коэффициент вычисляется по уравнению  Базена:

 =29,78 

    Скорость  течения воды в каналах должна быть такой, чтобы, с одной стороны, каналы не заилялись, а, с другой стороны, чтобы каналы не размывались. Скорости течения воды в каналах зависят от уклона.

    Наименьшая  допустимая скорость, принимаемая из условий незарастания осушительных каналов должна быть не менее 0,3 м/сек.

     Максимальные скорости течения воды, не вызывающие размыва грунта, приведены в таблице 6. 

 Таблица 6 - Средние скорости, не вызывающие размыва грунта в канале при гидравлическом радиусе R=1