Судың каналдан сүзілуі. 5 Каналдаы су шыыны жне онымен кресті жобалау
 Скачать 0.73 Mb.
|
|
5.9. Каналдағы су шығыны және онымен күресті жобалау Суғармалы жерлердегі ең көп көңіл бөлетін жайт- каналдардағы су шығыны. Кейбір жерлерде бас сағадан алынған судың 40-42% суғармалы жерге жетпей жол бойы жоғалып отырады. Су шығыны көп жағдайларда мыналарға байланысты, атап айтқанда: - суғармалы жердің топырақ құрамына; - жер асты суының деңгейіне; - каналға түсетін тасынды қоқымының құрамына; - каналдың техникалық жағдайына, ұзындығына, суғару технологиясына және каналдағы су деңгейіне т.б. Суғару жүйелеріндегі су шығынынын үш топқа бөлуге болады: 1. канал түбіне сіңу( сүзілу)-30-35%; 2. техникалық ( ұйымдастыру)-10-15%; 3. булану( эвапотранспирация)-2-3%. Суғармалы жүйелерді пайдалану жұмысын дұрыс ұйымдастырып жүргізген жағдайда, су шығынының соңғы екі түрінің мәнін төмендетуге болады. Қазіргі кезде су шығыны өте жоғары. Мысалы, Қазақстанда-50%, АҚШ-та-30-40%, Индияда-40-50% құрайды екен. Су шығыны тұрақты жұмыс істеп тұратын каналдарда мезгілді жұмыс істейтін каналға қарағанда төмен болады. Жаңа салынған каналда су шығыны көп болады да, кейінгі жылдары төмендей бастайды. Каналдағы су шығынын көрсету үшін пайдалы әсері коэффициентін қолданған жөн. ПӘК= Qнт / Qбр, (5.10) Бұл жерде: Qнт – каналдын соңындағы таза су өтімі,  /с;Qбр –каналдың басындағы брутто су өтімі, /с.Ал суғармалы жердің пайдалы әсер коэффициенті ПӘК =Wп/Wбр, (5.11) Бұл жерде: Wп- таза пайдаланған су мөлшері, ;Wбр- жалпы су көзінен алынған су мөлшері, .Сонымен қатар суғармалы жерлердің ПӘК коэффициентін сол жердегі жекеленген каналдардың ПӘК-ін біріне –бірін көбейту арқылы да табуға болады. ПӘК= ПӘКмаг* ПӘКшар* ПӘК уч (5.12) Каналдағы су шығынын анықтау үшін әр түрлі тәсілдер қолданылады. Каналдағы су шығынын пайыз (%) түрінде анықтау: Qш=  (5.13)Бұл жерде:  -1км канал ұзындығындағы су шығыны, %; оның мәнін мына теңдеумен табады: (5.13)Бұл жерде, А және  коэффициенттері топырақ құрамына байланысты.Өте аз су өткізгіш топырақта-А=0.7: =0.3.Орта су өткізгіш топырақта -А=1.9: =0.4.Өте көп су өткізгіш топырақта-А=3,4: =0,5. - каналдың басындағы су өтімі, /с. - каналдың ұзындығы, км.Каналдың көлденең қимасының көрсеткіштері белгілі болса, Павловскийдің теңдеуін пайдаланады.  1км каналдың ұзындығына (5.15)Бұл жерде:  – топырақтың су фильтрациялық коэффициенті; - каналдың таза су өтімі, /с;В-каналдағы су деңгейінің ені,м; Һ- каналдағы судың тереңдігі, м. Топырақтың су фильтрациялық коэффициентінің мәні төмендегідей қабылданады: -ауыр салмақты топырақта- =0.01-0.05м/тәулік;- орта және жеңіл салмақты топырақта- =0.05-0.1м/тәулік;- құмдық топырақта- =0.1-0.25м/тәулік;- құм- =0.5-1.0м/тәулік.Каналдағы су шығынының ең аз мәні гидравликалық радиус R=1 болғанда және су ағу жылдамдығы көбірек юолғанда байқалады. Танап каналдағы су шығыны көбінесе суғару жұмысын ұйымдастыруға байланысыты болад. Танап каналының ПӘК-ін мына теңдеумен анықтайды: Ƞ=  , (5.16)Бұл жерде:  1 км канал юойындағы су шығыны, ; - бір мезгілде жұмыс істеп жатқан танап каналдардың ұзындығы, км.Каналдағы судың буланып ұшып кететін шығыны. E=0.016*h*I (a+2φ), /с, 1 км канал ұзындығына,Бұл жерде: h- каналдағы судың тереңдігі, м; I- буланып ұшу, м/тәулік; φ – канал қабырғасының ұзындығы, м; Каналдан судың сүзілуі. Сүзілу дегеніміз- жер бетінен төмен қарай түтікшелер арқылы грунттың табиғи бойына ағуын айтады. Сүзілудің екі түрі болады: еркіндік сүзілу және тежеулі сүзілу. Каналдағы судың төмен қарай сүзілуі грунт түріне, жерасты суының жатқан деңгейіне байланысты және каналдың жұмыс істеу мерзіміне жібереді. Судың сүзіліп жоғалуы канал құын жоғарылатып жібереді. Себебі қандай жағдай болса да есепті суды беру керек. Сонымен қатар айналаға зақым тигізуі мүмкін.( екінші рет тұздану, батпақтану). Еркінді су сүзілуі. Тынымсыз жұмыс істеп тұратын каналдар үшін су жоғалуды төмендегі теңдеулермен есептейді: b/h<4  ;b/h>4  ;Парабола немесе полигональді каналдар үшін.  (5,18)Бұ теңдеулерде:  - сүзілген су өтімі, /с, 1 км канал бойына;К – грунттың сүзілу коэффициенті, м/тәу; В,в,һ-каналдағы су бетінің ені, түбінің ені, су тереңдігі, м  – өзгеру коэффициенті. Оның мәні төмендегідей қабылдайды.
А- канал бүйірінен сүзілген су ағыны. Оның мәнін 5,22- кесте бойынша анықтайды. 5.22-кесте. Канал пішініне байланысты оның бүйірінен сүзілген су ағыны коэффициенті.(А)
5.23-кестеде Канал қаптауына байланысты грунттан су сүзілу коэффициенті келтірілген. 5.23- кесте. Грунттың су сүзілу коэффициенті.
Грунт көп қабатты болып келсе сүзілу коэффициенті мына теңдеумен анықталады. K=  (5.19)Мұнда:  ,  -грунттың сүзілу тегінің қалыңдығы және сүзілу коэффициенті; - сүзілу тегінің саны;Қапталған каналдардан сүзілген суды( оның қапталу қалыңдығына байланысты  ) мына теңдеумен анықтайды. , (5.20)Мұнда:  -экранның су сүзгіштік коэффициенті, м/тәулік; - қабырға көлбеуі. 5.7-сурет. Қапталған каналдан су сүзілуді есептеу схемасы.  -экран қалыңдығы; h-сүзілу тереңдігі, Т- су орналасқан деңгейдің қалыңдығы. 5.10. Каналдағы судың топыраққа сіңуін азайту шаралары Мелиоративтік каналдарды жобалау кезінде әр каналмен қанша су шығындалады және оны болдырмайтын шара қарастырылады. Төменде сондай шаруалардың біразын айтып кетуге тура келіп отыр. Каналмен ағып келе жатқан судың топыраққа сіңіп жоғалуы көптеген зиян келтіреді: су жоғалады; суғармалы егістіктің мелиоративтік жағдайы нашарлайды; канал бойы арам шөпке толып кетеді т.б. Осының салдарынан каналдың пайдалы әсер коэффициенті төмендейді. Мұндай су жоғалуды азайтудың екі жолы бар: топырақтың су сүзгіштігін азайту және канал қабырғаларын су өткізбейтін жапқыштармен қаптау. Топырақтың су сүзгіштігін азайту үшін канал қабырғаларын тығыздайды, тұз жалатады, тұнба заттармен түтікшелерді бекітеді, битум қоспасымен нығыздайды, мұнай қалдықтарын жағады, борсытады, ал су өткізбейтін жабылғылар: асфальтпен қаптау, бетонмен қаптау, батпақ пен, темір-бетонмен және т.б. Топырақты тығыздау. Канал периметрі бойынша топырақты ауыр салмақты механикалық тығыздаушымен тығыздайды. Бұл әдіс байланысы бар топырақта жүргізіледі. Құм, құмдық топырақта тығыздау жұмысы жүргізілмейді. Тығыздалған кезде топырақтың борыстығы, су сіңіргіштігі азаяды, топырақ тығыздалып жуып шайылуға қарсылық білдіреді. Терің тығыздалғанда топырақтың 0,25-0,5 метрлік қабаты тығыздалады. Ал саяз тығыздалғанда 0,25 метрлік қабаты тығыздалады. Үш-төрт жылдан соң тығызданған топырақ қабаты бірде кеуіп бірде ылғалдану ылғалданудың қыста қатып, көктемде ерудің салдарынан, өсімдік тамырларының әсерінен бұзыла бастайды да жұмыс жасау қабілетін жоғалтады. Оған қарамастан бұл тиімді және арзан жұмысқа жатады. Топырақ түйіршіктерін бекіту дегеніміз арнайы жасалған батпақ ерітінділерін топырақ түйіршелеріне енгізу. Мұндай әдіспен құм, құмдақ топырақтарды да бекітуге болады. Жақсы бекіту үшін батпақ ерітінділерінің диаметрі топырақ түтікшелерінің диаметрінен 10-20 есе аз болу керек. Түтікшелерге батпақ ерітінділерінің енуі 5-30 см арасында болады. Батпақты тұнбаларды екі тәсілмен беруге болады: ағынды және ағынсыз. Ол үшін каналмен батпақ ерітіндісінің тынымсыз ағызып отырады, немесе каналдың әр бөлімшесін ертінді батпағы бар суға толтырамыз. Су топыраққа сіңген кезде батпақ түйіршіктерде топыраққа еніп отырьады Сіңген кезде батпақ ұнтақтары да түтікшелерге еніп отырады. Қажетті батпақ мөлшері мына теңдеумен анықталады. p= 10ДS, (5.21) бұл жерде: p - батпақ мөлшері, кг; Д - ұнтақтың диаметрі, мм; S - жұмыс ауданы, м² Батпақты және батпақ бетонды жабылғы немесе экран. Бұл жұмыста батпақтың су өткізгіштік қабілеттігі, жұмсақтығы және арзандығы еске алынады. Бірақ мына кемшілік кемшіліктері бар: мықтылығы және жуылып шайылуға қарсылығы аздау. Батпақты жабылғыны тынымсыз жұмыс істейтін каналдарда пайдаланбаған жөн. Егер каналдың су өтімі 10м³/с- тан кем болса онда жабылғы қалыңдығы 5-10см шамасында болады. Егер канал аңда саңда және уақытша жұмыс істейтін болса, канал қабырғасынан батпақты экран жасалады, немесе батпақты сабанмен араластырып қалыңдығы 4-6 см экран жасайды. Егерде жабылғыны батпақ бетонмен жасаса ( батпақ, құм, қиыршық тастан жасайды) ол өте мықты болады. Батпақты бетонда батпақ саны 20-30%, құм 40-45%, тас қиыршық 30-35%, ( ірілігі 30-20 см) ерітіндінің тығыздығы 2,2-2,3 т/м³. Бетонды және темір бетоннан жасалған жабылғы. Бұл қазіргі кездегі ең мықты жабылғы: Бұлар ұзақ уақытқа шыдайды. Мұндай жабылғылар арматурасы жоқ немесе аздап арматурасы бар бетоннан жасалады. Оның 2 түрі бар, Тез жиналатын бетон немесе құйылған бетон жабылғылар. Құйма бетон жабылғы жарылмас үшін олардың арасында көптеген жалғағыш белдер болады. Ондай белдерден су топыраққа сіңіп кетуі мүмкін. Мұндай белдердің ара қашықтығы 2,5-4м қалыңдығы 10-15см. Белдеулерге асфальт, битум құйылады. Су сүзгіштігіне қарсы жасалатын жабылғалардың жұмыс істеу тиімділігін каналда жабылғы жасалмай тұрған кезге қарағанда неше пайызға су сіңгіштігі азайту бойынша анықтайды, яғни:  100% (5,22)бұл жерде  - жабылғы орнатқаннан кейінгі су жоғалу. - жабылғыға дейінгі судың жоғалуы.Жабылғысы жоқ каналдар үшін  (5.23)Жабылғысы бар каналдар үшін  (5.24)Жабылғысы бар каналдарда да су топыраққа сүзіледі. Оны төмендегі 5.8- суреттен байқауға болады және су сүзілу өтімін мына теңдеумен анықтауға болады: егер t◄h болса,  (5.25) 5.8 –сурет. Жабылғысы бар каналдан судың сүзілу сұлбасы (есеп үшін) 1-жабылғы, 2-сүзілу шекарасы. Бетон немесе асфальтты- бетон жақсы жасалып құйылған кезде, су сүзілу h және t мәні азая түседі. Су шығынын азайтуға арналған күрделі шаралар. 1) Бетонмен және темір- бетонмен қаптау. Каналдың барлық қабырғасын, түбін 10-15 см бетонмен немесе темір бетонды(25х50х70)-(750-200-9см) плиталармен қаптайды. 2) Темір бетонды науа канал салу. Науа каналдың "ЛР-40", "ЛР-60", "ЛР-80", "ЛР-100", "ЛР-120" маркалары бар. Олардың ұзындығы 4-6 метр болады. 3) Толық темір бетонды. Асбестоцементті немесе пластмасса құбырлар арқылы салынады. Су шығынына қарсы шаралардың қажет ететін қаржысы шамамен төмендегідей: Батпақтан экран жасау - 0,5-2,2 доллар 1м² Бетонды экран - 0,8-1,5 доллар 1м² Таптау - 0,15-0,2 доллар 1м² Бетонмен қаптау - 1,3- 1,7 доллар 1м² Асфальтпен қаптау - 1,5-1,7 доллар 1м² 1 км канал бойын қаптауға кететін қаржының құнын Костяков теңдеуімен анықтаған жөн. C=86.4*Q* *A*t/Pe*r, теңге  (5.26)бұл жерде: Q- каналдағы су өтімі, м³/с; - 1 км канал бойындағы су шығыны, %;A -1км³ судың бағасы, теңге/м³; t - каналдың жыл бойындағы жұмыс істеу мерзімі, тәулік; Ре- каналдың ылғалданған ауданы, м²; r- жөндеуге, амортизацияға жұмсалатын қаржы, % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1
, м/тәулік