Проектирование сельскохозяйственных прудов комплексного назначения

10

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Агрономический

Кафедра: Кормопроизводство и плодоводство

Специальность: Агрономия

Форма обучения: очная

Курс, группа: 3,АГ – 301,

Бикметов Рустем Рафитович

(Фамилия, имя, отчество студента)

Курсовая работа

«Проектирование сельскохозяйственных прудов комплексного назначения»

«К защите допускаю»

Руководитель: доц.Андрианов Д.А

(ученая степень, звание, Ф. И. О.)

_________________________

                        (подпись)

“___”__________________20___г.

Оценка при защите 

_________________

_________________

(подпись)

“___”________20___г.

Уфа  2010 г.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...3

1.  Водохозяйственные и гидрологические расчеты………………………..4

1.1   Выбор места под строительство пруда……………………….…..4

1.2   Расчет притока воды в пруд……………………………………….5

1.3   Определение размеров пруда…………………………………..….5

1.4   Режим работы пруда……………………………………………….9

1.5   Проектирование плотины……………………………………...…12

1.6   Подсчет объема земляных работ по насыпке тела плотины…...15

1.7   Расчет водосбросного канала и трубчатого водоспуска, максимального расхода воды в весенний паводок……………..16

2 . Режим орошения………………………………………………………....18

2.1   Водно-физические свойства чернозема выщелоченного………19

2.2   Климатические условия…………………………………………..20

2.3   Биологические особенности культур………………………..…..22

2.4   Расчет оросительной нормы…………………………………..…24

2.5   Поливная норма и их количество…………………………….….25

2.6   Сроки и продолжительность полива…………………………….26

2.7   Режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте………………………………………………..………28

3 . Техника полива сельскохозяйственных культур…………………...….31

4 . Подбор диаметров труб и выбор насосного оборудования…………...34

Заключение…………………………………………………………………….....36

Библиографический список……………………………………………………..38

Введение.

Отдельные природные факторы по площади земного шара распространены неодинаково и неравномерно. В одних природно-климатических зонах имеется достаточно благоприятное сочетание внешних условий для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Для эффективного использования почв необходимо соответствующее экономически выгодное сочетание отраслей и внедрение наилучшей структуры посевных площадей, а также замена малоценных культур высокоурожайными. В других условиях требуется регулировать природные факторы путем мелиорации.

Слово «мелиорация» происходит от латинского слова «melioratio», что означает лучший, а мелиорация – улучшение. Мелиорация- это наука о способах коренного улучшения земель и изменения неблагоприятных условий среды с целью повышения плодородия почвы и создания оптимального режима для роста и развития сельскохозяйственных растений.

Задача мелиорации заключается в улучшении свойств и плодородия почв, повышении производительности труда и обеспечении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур независимо от капризов природы. Мелиорации позволяют расширить площади сельскохозяйственных угодий за счет освоения новых земель, расположенных в неблагоприятных природных условиях, и получать на них высокие урожаи, а также обеспечивать гарантированную продукцию на значительно меньшей площади и при меньших общих затратах труда.

1 Водохозяйственные и гидрологические расчеты

Водохозяйственными расчетами устанавливают характерные объемы и уровни воды пруда в соответствии с его основным назначением – орошение прилегающего участка земли на базе местного стока путем его сезонно-годичного регулирования.

1.1 Выбор места под строительство пруда

Место для будущего пруда выбирается в зависимости от его хозяйственного назначения, топографических, геологических, гидрологических, гидрогеологических и эксплуатационных условий данного района.

Створ плотины выбирается по следующим признакам:

      Плотину следует располагать в самом узком месте водотока балки;

      Откосы балки должны быть не очень пологими и не крутыми: крутые откосы оползают, а при пологих – затапливается большая площадь сельскохозяйственных угодий и резко увеличивается испарение с поверхности воды;

      Уклоны дна балки должны быть в пределах 0,006-0,01;

      Основание под плотиной должно быть достаточно прочным, а грунт в основании и ложе водохранилища слабо водопроницаемым;

      На 1м3 грунта, уложенного в тело плотины, должно приходится 6-10 м3 воды, задержанной этой плотиной;

      Водохранилище должно иметь достаточную площадь водосбора;

      При наличии ключей плотину располагают ниже их выхода;

      Нельзя строить пруды ниже скотомогильников и кладбищ;

      Пруды, предназначенные для орошения, лучше всего создавать вблизи орошаемого участка и стараться обеспечивать самотечную подачу воды на поля;

      Пруды, предназначенные для целей водоснабжения, должны располагаться выше населенных пунктов.

1.2 Расчет притока воды в пруд.

Расчет притока воды в пруд определяется по объему весеннего стока. В весенний сток включается сток паводков, вызванных оттепелями и дождями в течение всего весеннего периода. Выпадающие в остальное время года осадки, за исключением сильных ливней, стока, как правило, не дают, вследствие просачивания воды в сухой грунт и быстрого испарения.

Объем весеннего стока определяют по формуле:

W=1000* Fв * hс*kp% * α,

где W – объем весеннего стока с заданной обеспеченностью, м3;

hс – слой или высота весеннего стока (при 75% обеспеченности), мм;

Fв – площадь водосбора (принимается равной 20-25 км2);

Kp% - модульный коэффициент стока расчетной обеспеченности равен для

Лесостепной зоны – 0,742;

Предуралья – 0,534;

Зауралья – 0,476.

α – коэффициент уменьшения весеннего стока за счет применения агроприемов, его можно принять около 0,8 – 0,9.

Wв= 1000*20*100*0,476*0,8=749700 м3=761,6 тыс. м3.

1.3 Определение размеров пруда

После того, как место для постройки плотины выбрано, определен приток воды в пруд – приступают к расчету размеров пруда. Объем воды в пруде определяется, как сумма обемов отдельных горизонтов (толщиной 1 м) воды в нем.

Для этого берем план водохранилища (рисунок 1) в масштабе 1:5000 с горизонталями через 1 м и на месте плотины проводится осевая линия плотины, перпендикулярно к горизонталям. Далее с помощью планиметра или палетки определяется площадь, заключенная между осью плотины и каждой горизонталью. Это будет площадь зеркала пруда (F) при различном ее наполнении. Зная (F) вычисляется объем слоя (V) между каждой парой соседних горизонталей по формуле: для нижнего слоя между горизонталями 185 и 186

V1=2/3*h*F,

а для остальных слоев:

V2 =1/2*(Fm+ Fn)*h,

где V – объем между соседними горизонталями, тыс.м3;

Fm и Fn – площади, ограниченные соседними горизонталями, тыс.м3;

h – расстояние между горизонталями по вертикали, м.

Таким образом, вычисляются объемы и остальных слоев. Суммируя по порядку все промежуточные (частные объемы), начиная с первого, получаем нарастающие объемы водохранилища при различном его наполнении. Последняя сумма дает полный объем пруда, т.е. его емкость.

Среднюю глубину пруда вычисляем по формуле:

hср=W/F, м

где W – емкость чаши, тыс.м3;

F – площадь зеркала, тыс.м2.

Критерий литоралли определяем по формуле:

Kl=(Fn-Fn-1)/Fn .

Таблица 1. Определение объема воды в пруде

Проектируемый водоем должен отвечать всем потребностям хозяйства в воде. Гидрологический расчет сводится к определению весеннего стока (W), мертвого (Wм.о.), полезного (Wпол) объемов воды в водоеме, отметки форсированного подпертого (ФПУ), нормального подпертого (НПУ) уровней и высоты плотины.

При проектировании водоема и его эксплуатации строят кривые, отражающие связь между уровнем воды у плотины, площадью затопления и объемом воды в водоеме. Для построения таких кривых используют данные таблицы 1.

По вертикали в масштабе 1:100 откладывают отметки горизонталей в произвольном масштабе – емкость (W) и площадь зеркала (F) пруда.

По данным граф таблицы 1 наносят ряд точек на график, соединив которые плавной линией получаем нужные кривые. Эти графики топографической характеристики дают возможность решать самые разнообразные задачи при проектировании и эксплуатации пруда.

1.4 Режим работы пруда

Для определения режима работы пруда необходимо знать приток воды и расходование ее на хозяйственные нужды, потери воды на испарение и фильтрацию и так называемый мертвый объем пруда. Нормальный подпертый уровень НПУ – расчетный уровень устанавливаемый водохозяйственным расчетом, максимальный паводковый уровень – ФПУ, выше НПУ, до которого допускается временное затопление части территории во время весеннего паводка; уровень мертвого объема УМО – самый низкий уровень, до которого допускается опорожнение пруда. Объем воды, заключенный ниже УМО, называется мертвым объемом. Этот запас остается как бы неприкосновенным и сохраняется в пруду ежегодно на зиму.

Количество воды, которое можно взять из пруда на хозяйственные нужды (орошение), называют полезной водоотдачей пруда:

Wп.в.= Wор. +Wвод.;

где Wп.в. – полезная водоотдача пруда, м3;

Wор. – объем воды на орошение, м3;

Wвод. – объем воды для водоснабжения.

Значительные потери воды из прудов составляют испарение и фильтрация. Потери определяют при среднем объеме пруда (Wср).

Wср.= (Wм.о.+ WНПУ)/2, м3   ,

где Wм.о. – мертвый объем пруда м3;

а мертвый объем пруда определяют по формуле:

Wм.о. = β*R*T, м3    ,

где R – годовой объем наносов с водосбора, м3/год;

T – срок заиления мертвого объема;

β – коэффициент учитывающий задержание в водоеме ила.

Потери воды на испарение и фильтрацию определяют для всего года или периода, когда в водоеме есть вода. Испарение зависит от географического положения проектируемого объекта, площади водной поверхности водохранилища.

Потери воды на испарение с водной поверхности зависит от температуры воды и воздуха, влажности воздуха и скорости ветра. Для предварительных водохозяйственных расчетов слои испарения с учетом осадков за вегетацию может быть принята в зависимости от района строительства в следующих пределах:

для северо-восточной лесостепи – 300 мм;

для северной и южной лесостепи – 400 мм;

для степной зоны – 500мм.

Потери на фильтрацию в зависимости от водопроницаемости грунтов, слагающих дно и берега водохранилища.

Wисп. =10*Fср*kисп;

Wфильт = 10*Fср *kфильт, м3

Годовой объем наносов с водосбора, поступающих в водоем, равен:

Rв=(k*ρ*W(1+r))/γ*106, м3/год.

Rв =761600*6*400*(1+0,02)/0,8*106=2330.495 м3

НФПУ=10-0.5-0.15-0.15-0.1=9.1м;

ННПУ= 9.1-0.8=8.3м;

FФПУ=276.5 тыс м2;

WФПУ=1044 тыс м3;

FНПУ=239.5 тыс м3;

WНПУ=834 тыс м3;

WУМО=45.82 тыс м3;

НУМО=2 м;

FУМО=37.3 тыс м2;

Wср=(834000+34957.44)/2=434.4 тыс м3;

Нср=189,8 м;

Fср=162.2 тыс м2;

Wфильт=10*500*16.22=81.1 тыс м3;

Wисп. =10*400*16.22=64.8 тыс м3;

Wпотери=81100+64.880=145.9 тыс м3;

Wраб=834000-34957.44-81100-64880=653.1 тыс м3;

Wхоз=(15*653.1)/100=97.9 тыс м3;

Wназ=653.1-97.9=555.2 тыс м3;

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2. водохозяйственные расчеты.