Проектування споруд водоподавальної та водоскидної системи, Гідравлічний розрахунок магістрального
Водопостачальні споруди служать для подачі води від джерела водопостачання до ставків (водойми, річки, водосховища та озера) до каналу, ставка або іншого водогосподарського об'єкта. Вони складаються з каналів, трубопроводів, лотків та регулюючих споруд на них.
Канали для водопостачання рибоводних ставків є штучне земляне русло трапецеїдального поперечного перерізу.
Гідравлічний розрахунок магістрального каналу
Вода з головного ставка в заплавні ставки може подаватися трубами-лотками або каналами. Пристрій земляних каналів - найдешевший і найпоширеніший спосіб водоподачі. Магістральний канал - основний елемент водоподавальної системи рибного господарства. Його мають вище рівня води в ставках. Можливо, один або два магістральні канали, якщо ставки розташовують по обидва боки річки. Найкращий грунт для будівництва каналів - суглинок. Земляний канал має трапеціїдальний переріз. Коефіцієнт закладання укосу залежить від характеру ґрунту. Для глинистих та суглинистих - 1,5. Для піщаних - 2,0-2,5. Розташовують канал у виїмці, насипу та напіввиїмці - напівнасипу. Якщо канал розташовують у виїмці, вийнятий грунт йде на будівництво греблі та гребель. При розміщенні в напіввиїмці - напівнасипу об'єм вийнятих грунтів повинен дорівнювати обсягу насипаного, щоб здешевити будівництво. Щоб здешевити будівництво каналу, його прагнуть розташувати у виїмці. При цьому зменшуються втрати води на фільтрацію. Ухил дна каналу має бути 0,001-0,003. При меншому ухилі, ніж 0,001, він замулюватиметься, при більшому, ніж 0,003 - розмиватися, особливо в місцях поворотів. Нагадаємо, що ухил, наприклад, 0,001 означає, що через I км шляху дно каналу будерозташовуватися нижче на 1 м, через 100 м - на 10 см. Розміри каналу залежать від величини витрати води, що пропускається.
Для зменшення фільтрації через укоси та дно каналу застосовують:
- Облицювання бетоном, залізобетоном.
- Екрани із глини, суглинку, полімерних матеріалів.
- Кольмотаж - заповнення проміжків між частинками ґрунту дна та укосів наносами шляхом напуску в канал води, багатою глиною.
Якщо канал проходить по косогору, то схил нижче каналу нарізають сходами для кращого сполучення стінок каналу зі схилом і запобігання обсипання грунту. При цьому обсяг витягнутого ґрунту повинен дорівнювати обсягу насипаного. Останній спосіб досить ефективний і найдешевший із перерахованих. Для регулювання витрати води в каналі, аж до повного припинення руху потоку, будують споруди, що перегороджують. Це потрібно, якщо заплавних ставків не один, а кілька.
Перегороджуюча споруда являє собою бетонну стінку завтовшки до 0,5 м, розташовану впоперек каналу. У стінці є прямокутний отвір, що перекривається шандорами, які вставляють у пази зі швелера. Такий перегороджувальний пристрій може пропускати до 250 л/с при натиску 0,5 м. Подачу води з магістрального каналу в ставки здійснюють за допомогою водовипусків, які дозволяють регулювати витрату води, необхідну заповнення ставка до розрахункової позначки в заданий час.
Найбільшого поширення набув трубчастий водовипуск. Такий водовипуск складається з вхідної ділянки, азбоцементної або пластикової труби, укладеної в греблі, та зливної ділянки, укріпленої бетонною плитою. З боку каналу обладнають трубу затвором, який може бути виконаний як плоска металева засувка або як шандорна споруда. Утрубчасті водовипуски при витратах до 200 л/с застосовують труби діаметром 386 мм, при 100 л/с - 291 мм, при менших витратах труби меншого діаметра.
Гідравлічний розрахунок каналу зводиться до визначення глибини води в каналі, ширини по дну, будівельної глибини та будівельної ширини.
При гідравлічному розрахунку застосовують два основних рівняння рівномірного руху води:
Q = V W, м 3 / с;
де Q - розрахункова витрата води за графіком водоспоживання, м3/с;
V – швидкість руху води, м/с;
W - площа живого перерізу каналу, м 2;
С – коефіцієнт Шезі;
R - гідравлічний радіус, м;
J – поздовжній ухил дна каналу.
Трасування каналу називається нанесення осі каналу на план із заданим ухилом. Трасування каналу здійснюють зазвичай на план великого масштабу з горизонталями місцевість та починають з найбільш віддаленого ставка в рибоводному господарстві. Трасування виконують окремими ділянками завдовжки 100 метрів, після чого визначають позначки кінцевих точок цих ділянок. Усі відмітки наносяться на план. Таким чином, прокладають вісь каналу до головної греблі.
Позначку початкової точки каналу призначається наступним чином: до максимальної позначки горизонту води в ставку (у нашому випадку вона дорівнює) додають величину перепаду в кінці водопостачання і глибину наповнення каналу (з гідравлічного розрахунку магістрального каналу вона дорівнює 3.0 м). Підставивши наші дані ми отримаємо першу точку каналу, вона дорівнює 3.65м.
Оскільки трасування виконується ділянками по 500 метрів, ми можемо обчислити решту точок каналу аж до головної греблі.