10 Водоподающая система

10.1 Водоподающие каналы

Основным элементом водоподающей системы является магистральный канал. Канал проводит воду к прудам. При схеме хозяйства с двусторонним расположением прудов - устраивают два магистральных канала по двум сторонам поймы реки и в начале каждого магистрального канала строят водозаборное сооружение. Для подвода воды к отдельным прудам (группам прудов) предусматривают ответвления [3, 7].

Формы живого сечения каналов могут быть различными, например земляные каналы имеют трапецеидальное поперечное сечение.
Нижнее основание трапеции называется дном канала, ширина этого основания b - шириной канала по дну. Глубиной канала называется расстояние по вертикали от поверхности земли до дна – h1 глубиной воды в канале h - расстояние от поверхности воды до дна. Линия пересечения поверхности земли с плоскостью откоса канала называется верхней бровкой. Уровень воды в канале должен быть на 0,2-0,5 м ниже верхних бровок.
Откосы канала имеют неодинаковые уклоны, величина которых зависит от рода грунта. Уклоном откоса называется отношение глубины канала h1 к заложению откоса d (проекция откоса на горизонтальную плоскость).
При d = 0,5h1 откосы называются половинными и на чертеже обозначаются 1:0,5, при d = 1h1 откосы называются одиночными (1:1), при d = l,5h1 - полуторными (1:1,5), при d = 2h1 - двойными (1:2).

 

Крутизна откоса обозначается отношением 1:m, где т - коэффициент заложения откоса.
Расположение канала зависит от рельефа местности и от соотношения отметок уровня воды в канале и поверхности земли. Если отметка уровня воды в канале ниже отметки поверхности земли, каналы делают в выемке, если выше - в насыпи. Расположение канала в выемке уменьшает потери на фильтрацию и стоимость строительства. При расположении канала на крутом косогоре его делают в полувыемке-полунасыпи.
При проектировании каналов в земляном русле допускаются небольшие скорости (0,5-1,5 м/с), при которых каналам придаются малые уклоны, и грунт не размывается.
При проектировании каналов определяют: глубину воды в канале, ширину по дну, уклон канала, скорость течения воды. Величины этих элементов выбирают так, чтобы русло канала не подвергалось размыву, не заилялось, чтобы не было больших потерь на фильтрацию и обеспечивалась максимальная пропускная способность канала. Величины неразмывающих скоростей различны и зависят от грунтов и рода крепления откосов и дна.
Для борьбы с фильтрацией воды из водоподающих каналов применяют экраны из суглинка и глин, экраны из полимерных пленок, кольматаж, механическое уплотнение, облицовку канала бетонной, железобетонной и асфальтобитумной одеждой. Выбор противофильтрационного устройства зависит от рельефа местности, физико-механических свойств грунта, гидрогеологических условий и наличия местных строительных материалов, пригодных для уменьшения фильтрации.
Экраны из глины или суглинка. Экраны из глины и суглинка покрывают защитным слоем из песчано-гравелистого грунта. На дно и откосы канала укладывается слой глины или суглинка. Толщина экранов из глины не менее 10-15 см, из суглинка - не менее 20-25 см [5, 11].
Экраны из полимерных пленок (полиэтиленовые и полихлорвиниловые пленки) применяют на каналах с пропускной способ ностью до 3 м3/с.
Пленку укладывают как непосредственно на откосы и дно каналов, так и с устройством защитного слоя из грунта для предохранения их от механического повреждения и от воздействия климатических факторов. Пленочные экраны с защитным слоем, так называемые погребенные экраны,
устраивают трех типов: траншейный, периметрический и комбинированный. При траншейной схеме по оси будущего канала роют траншею, на дно и откосы которой укладывают пленку и одновременно с укладкой экрана траншею засыпают грунтом, и в насыпанном грунте канавокопателем или экскаватором роют канал.
При периметрической схеме поперечное сечение канала делают больших размеров, чем расчетное, на глубину защитного слоя (в мягких грунтах) или на глубину защитного слоя и толщину слоя подготовки основания под экран (при гравелистых, галечных и щебенистых грунтах).
При комбинированной схеме укладывают пленочный экран с защитным слоем грунта, а верхнюю часть откоса укрепляют железобетоном.
При строительстве каналов с пленочными экранами в супесчаных, песчаных и суглинистых грунтах дно и откосы канала выравнивают, остатки корней и другие предметы убирают и поверхность дна и откосов уплотняют.
При строительстве каналов в щебенистых, гравелистых или галечниконых грунтах поверхность дна и откосов выравнивают и делают подготовку из слоя мягкого грунта, прикрывающую все выступающие камни.
Экраны сваривают из отдельных полотнищ пленки, создавая полотнища нужных размеров. Полотнища на канале раскатывают вручную вдоль оси и затем растягивают по откосам вверх с закреплением его на бровках. Если в полевых условиях пленку сварить нельзя, то оба конца пленки (25-30 см) свертывают в трубку и присыпают защитным слоем грунта. В целях сохранности экран из пленки после укладки сразу же засыпают грунтом.
Кольматаж, или кольматирование - заполнение промежутков между частицами грунта дна и откосов канала наносами путем напуска в канал богатой ими воды. При кольматировании на участок канала, где обнаружена сильная фильтрация воды, впускают воду с растворенной в ней глиной и закрывают шлюзы или перегораживающие сооружения в начале и конце участка. При этом скорость воды уменьшается, и глинистые частички осаждаются на дно и стенки канала, закупоривая поры в грунте, что сильно уменьшает фильтрацию воды из канала [20].
Механическое уплотнение грунта - уплотнение откосов и дна канала укаткой или трамбованием резко снижает фильтрацию воды из каналов в неплотных суглинистых грунтах. Уплотнение грунта повторяют по мере его уменьшения.
Облицовка бетонной или железобетонной одеждой осуществляется сборными железобетонными плитами, сборными бетонными плитами и монолитным бетоном.
Крепление каналов монолитным бетоном применяют в устойчивых грунтах. Бетон укладывают на спланированную поверхность по слою песчано гравийной подготовки (0,05 м). Расстояние между температурно-усадочными швами принимают 2-4 м. Без введения соответствующих добавок в бетон не следует применять крепление на оползневых участках, в засоленных грунтах, при агрессивных по отношению к бетону водах.
Асфальтобитумную одежду выполняют из смеси просушенного грунта с битумом, укладываемой в пластичном состоянии на спланированную, очищенную от растительного покрова и разрыхленную на глубину 3 см поверхность. После укладки смесь разравнивают деревянными гладилками, уплотняют трамбовками или укатывают катками и посыпают тонким слоем песка.
Выбор типа противофильтрационного устройства основывается на технико-экономическом расчете.