Распределительные проводящие каналы

Распределительные проводящие каналы

Проводящая сеть в открытых оросительных системах состоит из магистрального канала, межхозяйственных, хозяйственных и внутрихозяйственных распределительных каналов (распределителей) различных порядков. Магистральный канал подаёт воду из реки, водохранилища, скважины и др. в межхозяйственные распределители, которые подводят её к отдельным хозяйствам или севооборотным участкам; внутрихозяйственные распределители подают воду к полям севооборота или поливным участкам. В отдельных случаях проводящая сеть не имеет полного состава каналов. Оросительные каналы в плане располагают таким образом, чтобы при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию обеспечить: подачу воды в необходимых количествах и в нужные сроки; максимальный КПД каналов (отношение расхода воды в конце канала к расходу в начале его) и коэффициент использования орошаемой площади; эффективную эксплуатацию каналов и сооружений на них. Необходимым условием работы оросительной сети является командование магистрального канала (превышение уровня воды в нём над уровнем воды в каналах последующих порядков) над орошаемой территории и каналов старших порядков над каналами младших порядков для обеспечения самотечного полива.

Межхозяйственные каналы

Межхозяйственные каналы - каналы, распределяющие воду, подаваемую МК, по всем хозяйствам системы.

В открытой оросительной системе проводящая сеть состоит из магистрального канала, межхозяйственных, хозяйственных и внутрихозяйственных распределителей различных порядков. По магистральному каналу вода подается из источника орошения в межхозяйственные распределители, которые подводят воду к отдельным землепользователям или севооборотным массивам, а внутрихозяйственные – к полям или поливным участкам. Трассы каналов проектируют по границам хозяйств, севооборотных массивов, полей и т. п., чтобы сохранить целостность орошаемой площади.

Межхозяйственный канал является ответвлением (веткой) магистрального канала и распределяет подаваемую из нее воду между отдельными хозяйствами или севооборотными участками. Ветками называют отходящие от магистрального канала наиболее крупные каналы, сопоставимые по значению (расход, обслуживаемая площадь, протяженность) с продолжением основного канала. Каналы-распределители – более мелкие звенья межхозяйственной и хозяйственной оросительной сети.

Трассы оросительных каналов должны проходить по границам хозяйственных, севооборотных участков, полей, чтобы не расчленять орошаемую площадь, магистральный канал — по наивысшим точкам орошаемой территории. Оросительные каналы располагают в выемке, полувыемке-полунасыпи и на косогоре. Для уменьшения потерь воды на фильтрацию дно и стенки каналов уплотняют, покрывают одеждами из бетона, железобетона (монолитного или сборного), применяют экраны из глины и полимерных плёнок.

Хозяйственные каналы

Хозяйственные каналы - каналы, подающие воду каждому хозяйству, а при больших размерах хозяйств – на отдельные крупные поливные участки, не стесняющие механизацию сельскохозяйственных работ и допускающие обработку пропашных культур.

Хозяйственная и внутрихозяйственная оросительная сеть состоит из хозяйственных, внутрихозяйственных и участковых распределителей, а также временной оросительной сети.

Постоянные каналы распределяют воду по площади хозяйства: их проектируют на планах масштаба 1:10000 или 1:5000 с сечением горизонталей через 0,5 м, когда известны площади, состав культур севооборотов, режим орошения и техника полива всех культур.

Сеть начинают проектировать с нанесения на план границ хозяйств и определения валовой и пригодной под орошение площади. Затем намечают трассы хозяйственных и внутрихозяйственных распределителей по самым высоким точкам рельефа с одновременным нанесением границ севооборотов.

Границы севооборотов намечают так, чтобы они совпадали со старшими каналами, дорогами, границами населенных пунктов, естественными границами и с учетом гидрогеологических условий и удобства эксплуатации системы. После нанесения границ хозяйств и ориентировочных границ севооборотных участков, трассировки хозяйственных и внутрихозяйственных распределителей приступают к разбивке на плане полей севооборота и поливных участков в пределах каждого севооборота.

Временная оросительная сеть

Временная оросительная сеть - сеть, регулирующая внутри крупных поливных участков, состоящее из временных, ежегодно устраиваемых оросителей, выводных борозд и поливных борозд и полос, распределяющих воду на полях и переводящая ее при поливе в почвенную влажность, нужной величины; оросительная регулирующая сеть может также состоять из закрытых или передвижных трубопроводов и передвижных дождевальных агрегатов, а при внутрипочвенном орошении – из подземных трубопроводов.

Временные оросители и выводные борозды, расположенные на поливном участке, нарезают и заравнивают тракторными универсальными каналокопателями по мере необходимости.

Вспашку, боронование, посев, культивацию, подкормку, уборку урожая на поливном участке проводят тракторными агрегатами. Так как производительность тракторных агрегатов на вспашке и других работах существенно снижается при длине гона менее 400 м, желательно площадь участка принимать не меньше 400 x 400 м².

Требования, предъявляемые к временной оросительной сети. Временная оросительная сеть состоит из временных оросителей, выводных и распределительных борозд, которые служат для забора воды из участковых распределителей и подачи ее в поливные полосы и борозды при поверхностном поливе и к дождевальным машинам при поливе дождеванием.

Временные каналы должны отвечать следующим требованиям: пропускать расчетные расходы, не размываться, не иметь обратных уклонов, командовать над прилегающей орошаемой площадью, быть прямолинейными, параллельными между собой и по возможности параллельными сторонам поливного участка.

Временные каналы располагают по двум схемам — продольной и поперечной.

При продольной схеме временные оросители располагают вдоль борозд или полос (перпендикулярно горизонталям), а выводные борозды поперек борозд или полос (под острым углом к горизонталям).

Вода из участкового распределителя через водовыпуск поступает во временный ороситель, из него — в выводную борозду, а из выводной борозды с помощью сифонов, трубок и других устройств — в поливные полосы или борозды.

Во избежание размывов временных каналов продольную схему применяют на участках с уклоном не более 0,004 при расходах оросителя до 80 л/с и 0,003 при расходах более 80 л/с, так как при больших уклонах они размываются.

Длину временных оросителей принимают 400-800 м для культур, требующих междурядных обработок, и 400-1500 м для культур узкорядного сева и трав. Расстояние между ними при одностороннем командовании 70-200 м и более, а между выводными бороздами равно длине поливных борозд или полос.

При поливе по длинным бороздам работа временного оросителя допускается до двух суток.

При поперечной схеме временные оросители нарезают поперек поливных борозд или полос с уклоном 0,001-0,002 и воду в поливные борозды или полосы подают непосредственно из временных оросителей. Поперечную схему расположения временных оросителей применяют на участках с уклоном более 0,004.

Расстояние между временными оросителями равно длине поливных борозд или полос. Длину временных оросителей в зависимости от выровненности участка, уклона оросителя, расхода воды, водопроницаемости почвы принимают 400-1000 м. При сложном рельефе и большой водопроницаемости почвы длину оросителей уменьшают.

При поперечной схеме расположения оросителей исключается работа по поделке и заравниванию выводных борозд, увеличиваются КПД временной оросительной сети поливного участка и коэффициент земельного использования.

При поперечной схеме вместо временных оросителей устраивают постоянные каналы с уклоном около 0,0005 на пропуск 200-300 л/с. Вода из постоянного канала через водовыпуски подается в отсеки распределительной однобортной борозды, откуда автоматически распределяется в поливные борозды. При длине канала 1200-1500 м и длине борозд 300-500 м образуется поливной участок площадью 36-75 га, что отвечает требованиям механизации сельскохозяйственных работ. Расходом 200-300 л/с управляет один поливальщик и поливает около 1 га/ч.

Подготовка площадей орошаемых участков к поливу. Она состоит из единовременной строительной планировки поверхности участка; периодической эксплуатационной планировки и выравнивания поверхности поля, нарезки и заравнивания временной оросительной сети (поливных полос, борозд и чеков); установки арматуры на поливной сети.

Капитальную планировку выполняют по проекту при строительстве оросительной системы или при ее реконструкции.

Эксплуатационную планировку проводят, периодически с помощью тракторных волокуш, планеров, длиннобазовых планировщиков, выполняя ее летом или после уборки урожая, или весной до посева поздних, культур.

Поливные полосы делают одновременно с посевом, а широкие — до посева. Поливные борозды нарезают перед поливом.

Выводные борозды и временные оросители нарезают: после посева зерновых культур и трав; перед первым поливом после нарезки поливных борозд; перед каждым очередным поливом, если они частично разрушались в процессе предыдущих поливов и культивации.

До полива готовят и устанавливают поливную арматуру: сифоны, щиты, перемычки, поливные трубки и щитки, водосливы.

Заравнивают выводные борозды и временные оросители после последнего вегетационного полива во всех случаях, исключая поля, занятые многолетними травами; перед культивацией, если оросители затрудняют проход тракторов; после влагозарядкового полива и промывки засоленных земель.

Водоотводная сеть

Водоотводная сеть состоит из каналов различных порядков, куда входят картовые дрены-сбросы, участковые, хозяйственные и межхозяйственные коллекторы. Самым старшим звеном водоотводной сети является главный коллектор, отводящий дренажно-сбросные воды в водоприемник.

Водоотводная сеть на рисовых массивах должна выполнять следующие функции: быстро снижать уровень грунтовых вод на глубину, позволяющую проводить механизированные работы по севу и уборке pиса в условиях засоленных почвогрунтов и минерализованных грунтовых водах выполнять функции рассолительного дренажа; обеспечивать промывку почв зоны аэрации; предотвращать вторичное засоление почв на полях рисового севооборота, не занятых рисом, а также регулировать окислительно-восстановительные процессы в почве зоны аэрации. Периферийные каналы водоотводной сети должны ограждать прилегающие к рисовому массиву территории от подтопления и засоления, а также защищать рисовый участок от притока грунтовых вод и ливневых потоков на территорию рисовой системы извне.

Сбросная сеть

Сбросная сеть служит для удаления с орошаемых площадей излишней поверхностной воды (образуется при опорожнении каналов, при авариях, при ливнях и др.) и располагается по пониженным отметкам орошаемых земель.

Сбросная сеть (в орошаемой зоне) – система каналов и сооружений, предназначенная для приема и транзитного пропуска селевых, аварийных, ливневых вод, а также отвода излишних вод из каналов и с полей; составная часть оросительной системы. В предгорных районах в качестве сбросной сети служат естественные понижения местности (овраги, балки); только в понижениях с большой площадью водосбора (саи) и частыми селями устраивают специальные сбросные каналы, противоселевые сооружения (плотины, дамбы, водовыпуски, сбросы). Местный сброс талых, ливневых и оросительных вод с полей и каналов поступает в естественные понижения, где частично испаряется, фильтруется вглубь земли, а частично поступает в расположенную ниже оросительную сеть. На равнинных и дельтовых мелиоративно неблагополучных землях роль сбросной сети выполняет коллекторно-дренажная сеть.

Сбросная сеть – это система каналов, предназначенных для удаления с орошаемых площадей излишних поверхностных и дренажных вод. Сбросная сеть состоит: из нагорных каналов, предназначенных для перехвата и отвода поверхностных вод; аварийных и концевых сбросов - для опорожнения постоянных оросительных каналов; водосбросов, собирающих и отводящих излишнюю поверхностную воду.

Нагорные каналы располагают выше орошаемых площадей, аварийные и концевые сбросы, а также водосбросы – по пониженным отметкам местности. Трассы сбросных каналов желательно располагать по границам водопользователей и увязывать их с расположением распределительной сети. Сбросные сооружения устраиваются также в особо опасных местах по длине магистрального канала и главных распределителей, для опорожнения их – катастрофические сбросы, которые располагают по возможности против естественных тальвегов. При отсутствии таких сооружений делают сбросные каналы, соединяющие катастрофические сбросы с водоприёмником.

Водосборно-сбросная сеть

Водосборно-сбросную сеть каналов проектируют для организации сбора и отвода с территории оросительной системы: поверхностного стока (ливневых и талых вод); воды из распределителей и оросителей при технологических сбросах, опорожнении и авариях; сбросной воды с полей при поверхностном поливе и дождевании.

Водосборно-сбросная сеть должна обеспечивать своевременный отвод воды в водоприемник без нарушения режима работы сооружений оросительной системы и затопления орошаемых земель, иметь минимальные протяженность и число пересечений с оросительной и коллекторно-дренажной сетью, коммуникациями. Ее проектируют по границам поливных участков, полей севооборотов, как правило, по пониженным элементам рельефа.

Водосборно-сбросная сеть состоит:

из полевых водосборов, собирающих излишки воды на полях;
проводящих водосбросных каналов, отводящих воду из полевых водосборов, от аварийных и концевых сбросных сооружений на каналах;
ограждающих каналов, защищающих орошаемые земли от поступления на них поверхностных вод с вышележащей территории.

Полевыe водосборы обычно представляют собой борозду, нарезанную по нижнему краю поля, выводящую собранную воду в младший сбросной канал, который часто совмещают с кюветом полевой дороги. Сбросная сеть старшего порядка может состоять из каналов в земляном русле, лотков. Для отвода воды из трубчатой сети устраивают сбросные трубопроводы, идущие от сбросных колодцев на оросительных трубопроводах до ближайшего сбросного канала на границе поля.

За расчетный расход воды в каналах водосборно-сбросной сети в зависимости от расположения и порядка канала принимают наибольший из расходов поверхностного стока 10%-й обеспеченности с территории орошаемого участка или поверхностного сброса при поливах.

Расчетный расход аварийного сброса из магистрального канала равен 0,5 Q_max в канале у аварийного сброса.

Расчетный расход водосборно-сбросных каналов принимают не более 30% суммы максимальных расходов одновременно действующих оросительных каналов, сбрасывающих в него воду. Расчетный расход концевых сбросов для каналов в земляном русле принимают 0,25...0,5 максимального расхода постоянного оросительного канала на концевом участке. В некоторых случаях водосборно-сбросные каналы проверяют на пропуск талых или ливневых вод с обслуживаемых ими территорий.

Параметры каналов устанавливают по максимальному расходу при равномерном режиме работы. Пропуск расчетных максимальных расходов по каналу намечают при уровне воды на 15-20 см ниже поверхности земли.

На рисовых оросительных системах обязательно проектируют водоотводящую (сбросную) сеть, для которой устанавливают максимальный и минимальный расход.

Уровень воды в водоотводных каналах всех порядков проектируют на 0,5 м ниже отметки поверхности прилегающего к нему самого низкого чека.

Назначение и расположение водосборно-сбросной сети.

На оросительных системах в понижениях скапливаются поверхностные воды при выпадении ливней, поливе со сбросом, опорожнении каналов после поливов и фильтрации воды из каналов. Они питают грунтовые воды и могут быть местом размножения малярийного комара. Для отвода излишних поверхностных вод строят водосборно-сбросную сеть в виде открытых каналов.

Сбросные каналы располагают по естественным понижениям местности с максимальным использованием тальвегов, по кратчайшему расстоянию до водоприемника, вдоль существующих дорог независимо от кюветов и по кюветам, по границам землепользования и вдоль распределительных каналов. Внутрихозяйственные сбросы отводят воду в хозяйственный сброс, а последние – в главный. Наименьшее расстояние между сбросными каналами принимают 800-1200 м, а при двухстороннем командовании распределителей – вдвое больше.

Оросительные каналы с расходом более 250 л/с оканчиваются не тупиком, а сбросными сооружениями, через которые вода поступает в сбросные каналы.

На крупных межхозяйственных распределителях, магистральных каналах и его ветвях, кроме концевых сбросов, устраивают аварийные. Если крупные оросительные каналы расположены поперек естественных склонов, то с их верховой стороны устраивают нагорные каналы, которые служат для перехвата поверхностных паводковых и ливневых вод.

Конструкция и расчет каналов. Водосборно-сбросные каналы строят в выемке и, как правило, трапецеидального сечения. Элементы поперечного профиля каналов определяют гидравлическим расчетом. Ширину по дну рассчитывают, но принимают не менее 0,3 м, а глубину – 0,8-1 м. Скорости течения воды в каналах должны быть меньше размывающих при пропуске максимальных расходов и больше заиляющих, чтобы каналы не размывались, не заилялись и не зарастали.

Уровни воды в сбросных каналах при расчетных расходах должны быть на 15-20 см ниже поверхности земли, обеспечивая сброс поверхностных вод из самых низких мест. Уровень воды в водосборно-сбросном канале высшего порядка должен быть не менее чем на 5 см ниже уровня в сбросном канале низшего порядка.

Расчетный расход воды концевых сбросов для каналов в земляном русле принимают 0,25-0,5 нормального расхода постоянного оросительного канала на концевом участке. Расчетный расход водосборных каналов принимают до 30% суммы нормальных расходов одновременно действующих оросительных каналов, сбрасывающих воду в данный водосборный канал.

Для опорожнения оросительных каналов от воды в конце распределителей и в местах катастрофического сброса необходимы выпускные сооружения. В местах пересечения сбросных каналов с дорогами строят мосты и трубы, в местах пересечения с оросительными каналами – трубы и дюкеры, в местах крутого падения местности – перепады и быстротоки.

Водосбросная и дренажная сеть

Водосбросную и дренажную сеть создают для защиты от затопления и заболачивания и возможного засоления почвогрунтов на орошаемой территории. В сочетании с оросительной она обеспечивает двустороннее регулирование водного режима почв.

К водосбросной и дренажной сети относятся:

каналы оградительной сети - нагорные, нагорно-ловчие и ловчие, которые не допускают поступления поверхностных и подземных вод на орошаемый участок;
главный водосбросный канал, или коллектор, прокладываемый по самым низким отметкам орошаемой территории и отводящий сбросные и дренажные воды с орошаемого массива;
межхозяйственный водосбросный канал, или коллектор, который принимает и отводит сбросные и дренажные воды с территории хозяйств;
хозяйственный водосбросный канал, или коллектор, принимающий и отводящий сбросные и дренажные воды с территории одного хозяйства;
межучастковый или межбригадный водосбросный канал, или коллектор, который принимает и отводит сбросные и дренажные воды, поступающие с территории, закрепленной за севооборотными или бригадными участками;
участковый или бригадный водосбросный канал, или коллектор, принимающий и отводящий сбросные или дренажные воды, поступающие с территории, закрепленной за одним севооборотным или бригадным участком;
мелкая водосбросная сеть - поливная карта, чек, площадка, устраиваемые на мелких участках.

Искусственные сооружения

Искусственные сооружения представляют собой гидротехнические сооружения на всех каналах для регулирования и управления воды в системе.

Искусственные гидротехнические сооружения на каналах оросительной системы необходимы для регулирования расходов и уровней воды в отдельных частях системы, скорости движения, а также качества подаваемой воды. К водопроводящим сооружениям относятся лотки, туннели, акведуки, дюкеры, быстротоки.

Лотки - искусственные русла различного профиля, дно их располагается в земле или на специальных опорах, эстакадах. Движение воды в них, как правило, безнапорное.

Акведуки - гидротехнические сооружения мостового типа из сборного или монолитного железобетона, образующие искусственные русла для движения воды над пониженными местами (овраги, дороги, дюкеры и т.д.). Самое ответственное место сопряжение акведука с каналом. Здесь легко может начаться размыв, фильтрация и разрушение участка канала. Поэтому на конечных участках акведука устраивают заборные или шпунтовые стенки, врезаемые в дно и откосы на глубину не менее 0,8…1,0 м.

Дюкеры – гидротехнические сооружения, представляющие собой водоводы, служащие для пропуска воды под водотоком или при пересечении глубокой долины, дороги. Напор, необходимый для движения воды, создается за счет разности уровней во входном и выходном отверстиях. Дюкер может быть с одной или несколькими трубами.

Регулирование подачи воды осуществляется шлюзами – регуляторами, они также регулируют горизонты и скорости (оборудуются водомерами). Шлюзы-регуляторы бывают открытого (искусственный канал ограниченный боковыми стенками и снабженный затворами различной конструкции) и закрытого типа (трубы).

Перепады – сопрягающие сооружения открытой или закрытой конструкции для пропуска воды и гашения энергии на коротком расстоянии. Бывают ступенчатые (открытые, полунапорные и напорные) и консольные.

Быстротоки – искусственные каналы, с уклонами больше критических, сопрягающие участки канала с разными уровнями.

К регулирующим сооружениям относятся также водосбросы и водовыпуски. Они устраиваются как в головной, так и в концевой части канала. Предназначены для сброса воды в случае переполнения и опорожнения.

Водосбросы устраиваются на постоянных каналах. Водовыпуски (стационарные и переносные) служат для подачи воды из постоянных каналов во временные оросители.

На закрытой сети размещаются следующие сооружения: распределительные колодцы (для регулирования подачи воды) с ручным или автоматическим управлением; гидранты-водовыпуски; сбросные колодцы (в пониженных местах); вантузы (в наиболее высоких точках трассы); гасители гидроудара (на напорном трубопроводе после задвижки, через 2-3 км по длине трубопровода). Искусственные сооружения на оросительной сети

Для регулирования, учета и управления воды на оросительной сети устраивают следующие гидротехнические сооружения: водовыпуски, водоподпорные, сопрягающие, водопроводящие.

Гидротехнические сооружения на оросительной сети делятся на монолитные, сборные и комбинированные.

Монолитные сооружения строят из бетона, железобетона, камня, дерева, а сборные – из отдельных блоков, изготовленных на заводах.

Комбинированные сооружения возводят на месте, а отдельные детали монтируют из ранее изготовленных блоков.

Сооружения на каналах бывают закрытыми (трубчатые) и открытыми.

Водовыпуски (регуляторы) сооружают в голове постоянных оросительных каналов (распределители) и на временных оросителях. Водовыпуски строят с переездом и без переезда. Если трасса канала имеет большой уклон, то водовыпуски совмещают с перепадами или быстротоками. Для регулирования уровня и расхода воды водовыпуски оборудуют плоскими или сегментными затворами. Трубчатые водовыпуски обычно имеют круглое, но иногда квадратное или прямоугольное поперечное сечение.

Водоподпорные (перегораживающие) сооружения устраивают на межхозяйственных и крупных хозяйственных каналах. Назначение этих сооружений – поддерживать в каналах необходимый уровень воды при пропуске расходов менее Q_норм.

Сопрягающие сооружения устраивают там, где уклон трассы канала значительный. Скорости течения воды в земляном русле будут превышать допустимые скорости на размыв. В качестве сопрягающих сооружений применяют быстротоки, консольные и шахтные перепады.

Водопроводящие сооружения строят в местах, где необходимо транспортировать воду через какие-либо препятствия и где технически трудно или экономически нецелесообразно строить земляные каналы. К таким препятствиям относятся балки, овраги, реки, глубокие долины, каналы, дороги и др. К водопроводящим сооружениям относятся дюкеры, акведуки, лотки, водопропускные трубы, тоннели.

Дюкер – это напорный трубопровод, сооружаемый в месте пересечения канала с естественными или искусственными препятствиями. Он состоит из входного и выходного оголовка и напорного трубопровода. Чаще всего для дюкеров используют железобетонные трубы заводского изготовления, реже асбестоцементные или стальные. Дюкеры при большой пропускной способности сооружают обычно из монолитного железобетона. Число очков или ниток дюкера делают в зависимости от пропускаемого расхода воды. На входном оголовке дюкера обычно устанавливают рабочие или ремонтные затворы, а также сороудерживающие решетки. Скорость движения воды в дюкерах изменяется от 1 до 4 м/с, она должна превышать заиляющую скорость и среднюю скорость потока.

Акведук – это лоток на опорах. Он состоит из входного и выходного оголовка и лотка с опорами. В настоящее время лотки акведука обычно выполняют из монолитного или сборного железобетона. В качестве опор используют сваи, стоечные рамы с фундаментами, береговые устои и др. Скорость движения воды в акведуках назначают в пределах 1,0-2,5 м/с. При пересечении оросительным каналом насыпей дорог или каналов устраивают водопропускные трубы круглого сечения, железобетонные, изготовленные заводским способом.