Особенности проектирования оросительной сети на просадочных землях
Просадочные явления распространены при освоении новых, ранее не орошаемых земель, сложенных лессовыми грунтами.
Просадочные свойства грунтов проявляются при их увлажнении, что обуславливается расклинивающим и смазывающим действий молекул воды, проникающих в места контактов частиц грунта, разрушением структурных агрегатов и сопровождается уменьшением прочности пород и их доуплотнением. Вдоль каналов образуются террасы и трещины глубиной 12-15 м и шириной до 1м. Опускание поверхности земли достигает 2-2,5 м. Каналы теряют командование, затрудняется распределение воды.
Для устранения просадочных явлений при строительстве оросительной сети на лессовых грунтах предусматриваются защитные мероприятия в соответствии с «Временными указаниями по проектированию оросительных систем на просадочных грунтах» (ВСНУ-66).
Борьба с просадками ведется двумя способами: предупреждается возможность проявления просадок устройством каналов-лотков или закрытой оросительной сети; ускоряется процесс просадки с наименьшим ущербом для сооружений.
Основным мероприятием на каналах, проходящих в земляном русле, является предварительная замочка по трассе канала. Для этого сечение канала выполняется неполным профилем и пропускается вода, что вызывает просадки. Места просадок уплотняются, трещины засыпаются, дамбы и подушки отсыпаются из пригодного для этих целей грунта.
Строительство оросительной сети в лессовых грунтах проходит со значительным увеличением объемов земляных работ.
Плановое водораспределение в пределах оросительной системы осуществляется с помощью гидротехнических сооружений, строящихся на оросительных каналах.
По своему назначению сооружения разделяются на три основные группы:
- регулирующие (водовыпуски, перегораживающие, водомерные, вододелители и сбросные);
- сопрягающие (перепады, быстротоки, консоли);
Сооружения подразделяются на типовые, возводимые из унифицированных сборных элементов и отличающихся друг от друга только размерами, и индивидуальные. Первые строятся по типовым проектам, а вторые - по индивидуальным, учитывающим особенности местных условий.
Регулирующие - предназначаются для обеспечения требуемых режимов водораспределения и водоотведения.
Водовыпуски. Это наиболее распространенные сетевые сооружения, предназначенные для регулирования поступления воды из каналов старшего порядка в младшие с одновременным измерением количества подаваемой воды. Водовыпуски устанавливаются в головах постоянных каналов и временных оросителей. По конструкции водопропускной части сооружения подразделяются на открытые и закрытые (трубчатые).
Открытый регулятор представляет собой лоток прямоугольного или трапецеидального сечения, снабженный затвором и подъемным механизмом. Применяются они преимущественно на каналах с расходом воды более 20 м3/с, работающих круглый год в условиях шуговых и ледовых явлений, при незначительных гидравлических перепадах от 0,1 м и менее, при использовании в качестве перегораживающих сооружений и установке автоматического водо-действующего затвора. Водовыпуски строятся с переездом и без него.
Трубчатые водовыпуски устраиваются в виде горизонтальной или наклонной трубы прямоугольного или круглого сечения, как одно - и многоочковые сооружения. Проектируются они на пропускную способность до 20 м3/с на каналах, запроектированных в глубоких выемках с гидравлическими перепадами от 0,05 до 0,5 м и более, а также при совмещении с трубчатыми переездами.
При больших уклонах местности по трассам каналов водовыпускные сооружения совмещаются с перепадами или быстротоками. Они используются и для опорожнения каналов.
Перегораживающие сооружения. Конструктивно они выполняются так же, как и водовыпуски. С помощью щитовых затворов, перекрывается водный поток и тем самым регулируется уровень воды в канале.
На внутрихозяйственных каналах они располагаются практически за каждым водовыпуском. На крупных каналах (МК, МХР) перегораживающие сооружения располагаются на значительных расстояниях, а зона их влияния устанавливается построением кривой подпора способами, предложенными Б.А. Бахметьевым, В.И. Черномским, Р.Р. Чугаевым и др. В целях удобства эксплуатации оросительной сети и удешевления строительства, отдельные сооружения на каналах объединяются в узлы-вододелители. Наиболее часто - водопроводящие (акведуки, дюкеры, трубчатые переезды, тоннели).
В узлы объединяются водовыпуски и перегораживающие сооружения.
Сбросные сооружения. Предназначаются для сбрасывания излишней воды сверх допустимого уровня или полного опорожнения каналов. Они подразделяются на головные, аварийные и концевые. Устанавливаются они в местах, где повышение расходов и уровней воды опасно и может повлечь аварию. Сбросные сооружения представляют собой водовыпуски со щитовыми затворами, порог которых располагается на отметке дна сбросных каналов.
Сопрягающие сооружения. Применяются в тех случаях, когда по трассам каналов наблюдаются участки со значительными перепадами отметок поверхности земли (крутые скаты, обрывы).
Водопроводящие сооружения. Предназначаются для транспортирования воды на участках пересечения каналов с естественными препятствиями (балками, оврагами, реками, глубокими долинами, водоразделами) или искусственными (каналами, дорогами, насыпями).
Выбор типа сооружения осуществляется на основе технико-экономического сравнения вариантов.
Наиболее распространенными сооружениями на лотковой оросительной сети являются: водовыпуски из каналов в лотки, вододелители, угловые колодцы (поворот лотка под углом 900), трубчатые переезды в виде дюкеров, водовыпуски во временные оросители (клапанные и дроссельные), перегораживающие сооружения клапанного типа, концевые сбросы колодезного типа, перепады. На лотковых каналах с уклонами больше критического устраиваются, в основном, сооружения колодезного типа с перепадом уровней на входном лотке и переходным участком на выходе или с отбором воды через донные отверстия. Конструкции сооружений принимаются по типовым проектам.
