Розрахункові витрати води

Гідрологічні розрахунки зводять до визначення модулів стоку і витрат води у річках і каналах, що мають водозбірну площу понад 5 км², для встановлення розмірів поперечного перерізу каналів, отворів споруд і розрахунку режиму зволоження.

Витрати води у річках і каналах формуються як за рахунок поверхневих, так і за рахунок ґрунтових вод. Співвідношення між ними залежить від пори року, гідрологічних умов і характеру осушення. На більшості рівнинних річок, що протікають по заболочених територіях, максимальні витрати проходять у періоди весняного сніготанення і літньо-осінніх дощів. У літні бездощові періоди за рахунок ґрунтових вод формуються побутові або меженні витрати. Графік коливання протягом року витрат води у природних водотоках зображений на рис. 2.22.

При проектуванні осушувальних систем розрахункові періоди і розрахункові витрати, що їм відповідають, призначають залежно від сільськогосподарського використання осушуваних земель (від тривалості вегетаційного періоду і строків проведення основних сільськогосподарських робіт) та критичних періодів надлишкового зволоження.

При використанні осушуваних земель під посів багаторічних трав, ярих зернових, овочевих та технічних культур розміри поперечного перерізу осушуваних каналів недоцільно розраховувати на максимальні витрати від весняних вод, і осушувальна територія може затоплюватись на строк до 10…25 діб. Багаторічні трави таке затоплення витримують, а для інших сільськогосподарських культур вегетаційний період ще не розпочався. Таке затоплення не шкідливе, а часто і корисне, оскільки заплава удобрюється муловими часточками.

 

 

 

 

Рис. 2.22. Типовий графік коливань витрат рівнинних річок і осушувальних каналів:

 

1 – весняний максимум; 2 – посівні витрати; 3 – літньо-осінні паводки; 4 – побутові витрати.

 

Проте період початку посівних робіт і витрата, яка йому відповідає, на вітці спаду весняного паводка є найважливішими у роботі осушувальних систем. Посівну дату слід визначати за нагромадженням суми середньодобових позитивних температур повітря у середньому для різних зон від 60 до 200°, рахуючи від дати сходження снігу або стійкого переходу температур повітря до плюсових.

У період літньо-осінніх злив потрібно забезпечити своєчасне відведення паводкових вод. Але враховуючи, що більшість сільськогосподарських культур у вегетаційний період витримує короткочасне {до 0, 5...1, 5 доби) затоплення, осушувальні канали розраховуються не на миттєві літньо-осінні паводкові витрати, а на середньодобові їх значення, або так звані високі літні витрати.

У вегетаційний період найчастіше спостерігаються побутові (меженні) витрати. Перевіряють спряження осушувальних каналів у вертикальній площині саме за цими витратами.

Тому при використанні осушуваних земель під посів багаторічних трав, ярих зернових, овочевих та технічних культур розміри поперечного перерізу осушувальних каналів розраховують на пропуск посівних, високих літніх і побутових (меженних) витрат.

Максимальні весняні витрати визначаються лише для встановлення розмірів отворів гідротехнічних споруд і осушувальних каналів при використанні земель під сади та озимі зернові. Розрахункові витрати для будь-якого періоду, м³/с, визначають за формулою:

 

(2.24)

 

де - розрахунковий модуль стоку, л/(с-км²); - площа водозбору каналу або річки у розрахунковому створі, км².

Якщо на даній річці проводились спостереження за горизонтами і витратами води, то розрахункові модулі стоку визначаються або безпосередньо за даними натурних спостережень (якщо спостереження проводились не менше 20...30 років), або шляхом зведення їх до багаторічних характеристик за допомогою річок-аналогів (якщо спостереження нетривалі).

На невеликих річках і осушувальних каналах за відсутності на нихгідрометричних спостережень розрахункові витрати і модулі стоку визначають за емпіричними формулами. Розрахункові створи, в яких визначаються витрати води, призначаються в гирлах і верхів'ї водотоків і в місцях різкої зміни водозбірної площі (вище і нижче притоків, що впадають). При плавній зміні величини водозбірної площі призначаються додатко­ві створи там, де водозбірна площа змінюється на 10...20 %.