Противофильтрационные мероприятия

Потери воды в каналах, питая грунтовые воды, спо­собствуют заболачиванию и засолению ценных орошае­мых земель, снижают КПД системы,следовательно, уве­личивают водозабор, размеры головного сооружения, каналов и сооружений на них, а при машинном ороше­нии — и затраты энергии; увеличивают строительные и эксплуатационные затраты. Поэтому с потерями воды из каналов ведут систематическую борьбу.

Эксплуатационные мероприятия: круглосуточный по­лив без сброса воды из каналов и на полях; непрерывная работа каналов или тактами в таком сочетании, при ко­тором суммарные потери воды наименьшие; своевременный ремонт и очистка каналов от наносов и сорной растительности; работа каналов без излишней форсировки расходов и без больших подпоров.

При правильной организации водопользования, недо­пущений потерь воды на полях и введении круглосуточ­ных поливов (T=t) КПД системы зависит от потерь во­ды в одновременно работающих каналах.

Строительные мероприятия: максимальное сокраще­ние длины каналов; устройство каналов, поперечное се­чение и продольный профиль которых дают минимальные потери воды; уменьшение коэффициента фильтрации грунта ложа и каналов; устройство антифильтрацион­ных одежд и водонепроницаемых экранов, закрытых и лотковых оросительных сетей.

Противофильтрационные мероприятия. Применяют их для уменьшения потерь воды на фильтрацию из оро­сительных каналов, когда КПД оросительной системы оказывается ниже заданного или каналы проходят в грунтах с высоким коэффициентом фильтрации (более 0,1 м/сут).

Для борьбы с фильтрацией воды из каналов служат: противофильтрационные одежды каналов из монолитно­го бетона, железобетонных плит, асфальта, камня, гли­ны; водонепроницаемые экраны под каналами из поли­мерных пленок (пленочно-грунтовые, бетонно-пленочные и др.), глины и суглинка, бентонитовых глин и др.; умень­шение коэффициента фильтрации путем естественной и искусственной кольматации канала, глубокого и мелкого уплотнения грунта, нефтевания, солонцевания, оглеения и механического диспергирования грунта и т. п.

Противофильтрационные мероприятия выбирают в зависимости от сочетания гидрогеологических условий, протяженности канала, фильтрационных свойств грунта, величины требуемого снижения потерь и наличия мест­ных материалов. Принятые противофильтрационные ме­роприятия обосновывают технико-экономическими рас­четами.

Эффективность противофильтрационных одежд опре­деляется: количеством сэкономленной воды; сроком службы; возможностью механизации строительства; за­тратами денежных, материальных и трудовых ресурсов; сложностью и стоимостью эксплуатации, ремонта и восстановления; улучшением мелиоративного состояния зе­мель; увеличением сбора сельскохозяйственной продук­ции в результате роста орошаемой площади или повы­шения водообеспеченности и улучшения мелиоративного состояния земель; улучшением условий эксплуатации системы; уменьшением объема работ по очистке каналов и устройству дренажа; возможным уменьшением объема земляных работ; сокращением числа сопрягающих со­оружений на оросительной сети.

Бетонные и железобетонные одежды наиболее широ­ко применяют для борьбы с потерями воды на фильтра­цию из каналов всех размеров, предохранения русла от размыва и зарастания. Для их устройства используют гидротехнический бетон, приготавливаемый на портланд­цементе пластифицированном, гидрофобном, стойким, марки не ниже 400. Толщина монолитных бе­тонных одежд зависит от условий их применения и сос­тавляет 10…25 см.

В каналах с расходом 1…10 м3/с заложение откосов для монолитной бетонной облицовки принимают 1,5, для сборной — 1…1.5.

Основание облицовки должно быть достаточно устой­чивым и надежным. В зависимости от гидрогеологичес­ких условий его подготавливают путем замачивания присадочных и неплотных грунтов, уплотнения насыпных и материковых грунтов, планирования откосов и дна, уст­ройства специальных подготовок и дренажа, обработки грунтов гербицидами.

Дренирующие подготовки под бетонные одежды уст­раивают в наиболее опасных местах: на косогорах, рас­положенных вблизи населенных пунктов, крупных пред­приятий и ответственных сооружений и на оползневых участках. Толщину дренирующего слоя делают не менее 10 см.

Сборные железобетонные плиты применяют в одно­слойных и многослойных противофильтрационных одеж­дах, если применение сборного железобетона целесооб­разно по данным технико-экономических обоснований; если требуется облицовка повышенной долговечности; при строительстве в безводных районах с высокими тем­пературами, где устройство качественных облицовок из монолитного бетона трудно; при наличии баз строитель­ной индустрии и для ликвидации сезонности строитель­ства; при строительстве в труднодоступных и малоосво­енных районах.

При устройстве экранов из полимерных пленок целе­сообразно в качестве защитного слоя использовать грунт или железобетонные плиты, которые укладывают по во­донепроницаемой пленке.

Многослойные одежды с гидроизоляционным слоем применяют на ответственных участках канала, где не допускается увлажнение грунтов и одновременно требу­ются повышенные запасы устойчивости и прочности.

Для сборной одежды каналов служат плоские тонко­стенные плиты преимущественно из напряженного желе­зобетона длиной 4…9 м, шириной 0,6…3 м.

Швы однослойных сборных одежд каналов делают жесткими и гибкими. Качество их определяет величину фильтрационных потерь.

Для сокращения швов целесообразно применять пли­ты возможно больших размеров, чтобы одна плита пере­крывала откос по всей его высоте. Зазоры между плита­ми оставляют 10 см для жестких швов и 4 см для температурных.

В качестве материала для заполнения швов можно ис­пользовать битумную мастику, герметик на основе жид­ких тиоколов, герметик на эпоксидно-тиоколовой основе, применение которого обес­печивает водонепроницаемость швов и необходимую эла­стичность стыков для бетонных и железобетонных плит.

Одежды из битумных материалов делают в виде по­верхностной облицовки каналов и скрытых экранов. По­верхностные облицовки устраивают в виде сплошного покрытия на дно и откосы канала слоем асфальтобетона (толщиной 3…8 см), нагретого до 140°, с последующим уплотнением его до объемной массы 2,2 т/м3.

Для облицовки применяют битумы нефтяных марок.

Экраны из полимерных пленок толщиной 0,2…0,6 мм применяют в грунтах, в которых необходимо выполнять противофильтрационные мероприятия. Пленочные экраны устраивают только закрытыми по траншейной, пери­метрической и комбинированной схемам.

Траншейную схему применяют в связных и песчаных грунтах; периметрическую — при укладке экрана на откосы в любом грунте, причем па щебенистых грунтах пленку укладывают на подготовку из мелкозернистого грунта; комбинированную схему ис­пользуют для крупных каналов, где волны мо­гут разрушать откосы.

Грунтовые одежды из глин и суглинков применяют в тех случаях, когда ложе канала сложено из супесчаных, песчаных, гравелистых, галечниковых и других грунтов, водопроницаемость которых выше, чем водопроницае­мость одежды.

Грунтовые одежды делают в виде открытой облицов­ки каналов и в виде скрытых экранов, покрытых защит­ным слоем из местного грунта.

Уменьшение коэффициента фильтрации канала до­стигается также снижением активной пористости грун­та путем естественной и искусственной кольматации, глу­бокого и мелкого уплотнения, солонцевания, оглеения и других мероприятий.

Тема 10:

«конструкция оросительных каналов»

Конструкции оросительных каналов

При обосновании конструкции канала определяют высотное положение уровня воды по отношению к поверхности земли, форму поперечного сечения, материал покрытия и экрана. Возможные случаи высотного положения канала показаны на рисунке 2.46.

Сечение в неглубокой выемке применяют, когда не требуется командование уровня воды в канале над поверхностью земли. Taкие условия бывают на холостых участках магистральных и межхозяйственных каналов и на открытой сети при поливе дождеванием. Сечение в полувыемке-полунасыпи устраивают для рабочей части оросительных каналов при поверхностном способе полива, требующем командования уровня воды в канале над поверхностью земли. Сечение в насыпи необходимо для создания командования канала на малоуклонных местностях и при пересечении каналом пологих понижений. Сечение в глубокой выемке характерно для головных участков магистральных каналов и при пересечении каналом небольших возвышенностей, холмов. Канал на косогоре устраивают при поперечном уклоне местности. Для повышения yстойчивости таких каналов требуется крепление низовой дамбы и перехват поверхностных вод с верхнего склона.
Форма поперечного сечения каналов в земляном русле может быть различной (рис. 2.47). Ее выбирают из условий устойчивости русла, экономичности сечения, возможности механизированного строительства и ремонта. Наиболее распространено трапецеидальное сечение. Для крупных каналов применяют параболические и сложные сечения. В слоистых грунтах возможно полигональное сечение; для временной сети иногда применяют треугольное сечение.

Каналы в земляном русле имеют наименьшую стоимость строительства, но у них есть существенные недостатки: неустойчивость русла, размывы дна и откосов, обрушения и оползания откосов, большие потери воды на фильтрацию в грунт. Поэтому экономически и экологически целесообразно применять на каналах защитные покрытия и экраны или применять искусственные русла. Покрытием, облицовкой, одеждой канала называют слой защитного материала, уложенного на дно и откосы канала. В зависимости от материала покрытия оно может укреплять русло, снижать фильтрацию воды из канала или выполнять сразу обе функции. Экраном называют слой непроницаемого материала, уложенного по периметру сечения под небольшим слоем грунта, защищающего экран. Экраны устраивают для снижения фильтрации воды из канала.
Крепление русла позволяет увеличить скорость течения воды и соответственно уменьшить площадь поперечного сечения канала; сделать откосы более крутыми, уменьшить ширину канала по верху и площадь отчуждений под канал. Поперечное сечение облицованных и экранированных каналов выполняют часто трапецеидальной формы по условиям производства работ. Выбор защитного материала для канала зависит от его стоимости, прочности, долговечности, степени надежности и защиты, наличия местных материалов.
Иногда технически и экономически целесообразно применение лотков (рис. 2.48). Их применяют для уменьшения фильтрации воды из канала; на участках в насыпи; на скальных грунтах; на неустойчивых, просадочных, пучинистых грунтах; на косогорах; при повышенных скоростях воды в канале; для устройства быстротоков и акведуков.
Лотковые каналы представляют собой сборные железобетонные конструкции, состоящие из отдельных лотковых звеньев дли ной 5...8 м, установленных на опорах (см. рис. 2.48). Достоинства лотковой сети: малые потери воды, отсутствие размыва и зарастания русла, возможность обеспечить командование, индустриальные методы строительства. Недостатки лотковых каналов: трудности транспортирования лотков, их хрупкость, несовершенство стыков между лотками, отсутствие средств механизации для очистки каналов от наносов.

Поиск по сайту: