ПОТЕРИ ВОДЫ ИЗ КАНАЛОВ И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЙ: РЕГУЛИРУЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

В открытых каналах вода теряется на испарение и на фильтрацию в дно и стенки канала. Потери на испарение зависят от климатических условий и площади открытой поверхности, они относительно малы (среднегодовые потери 0,3-0,8 м). Потери на фильтрацию в грунт русла могут достигать 50-60 % полезного расхода. Фильтрация может вызвать подтопление и заболачивание прилегающих площадей, осадку и разрушение сооружения, осадку облицовки, оползни и др [1].

Борьба с фильтрацией из каналов ведется путем образования водонепроницаемого слоя по периметру сечения канала, что может устраиваться путем:

1. Повышения водонепроницаемости грунта русла канала;
2. Покрытием дна и откосов канала облицовкой или одеждой из инородного материала.
3. Повышение водонепроницаемости грунта русла канала.

Кольматаж – естественный, по мере эксплуатации заполнения пор мелкими частицами; - искусственный, введение в воду канала глинистых или илистых частиц и т.д. Стоит отметить, что он эффективен в песчаных и супесчаных грунтах, при небольших скоростях течения.

Искусственное уплотнение – путем укатки, трамбовки позволяет снизить потери в десятки раз.

Искусственное осолонение грунта – путем введения солей CaCl2, NaCl в количестве 3-5 кг на м2 с последующей укаткой. Снижает потери в 9-10 раз, однако снижает и устойчивость канала.

Искусственное оглеение грунта - путем введения в грунт после рыхления органических веществ (соломы, сорняков, отходов подсолнечника, конопли и др.), после разложения повышается пластичность и водонепроницаемость [2].

Нефтевание русла – путем поливки грунта нефтью 4- 15 кг на м2 – метод недолговечен.

Наиболее надежны кольматаж и уплотнение.

Облицовки каналов различают:

1. Защитные, защищают ложе от размывов, льда, плавающих тел;
2. Противофильтрационные.

Выбор типа облицовки определяется техникоэкономическим расчетом и условиями эксплуатации.

Подразделяются на:

1. Грунтовые облицовки (экраны) t – 0,15-0,8 м m = 1:2-1:2,5.

2. Полимерные пленки – используются в качестве «погребенных» экранов m < 1:3.

3. Асфальтные и битумные облицовки t = 5-8 см.

4. Облицовки в виде травяного ковра, стекловолокно, торф, трава.

5. Каменные и гравийные облицовки: - гравийные - t = 0,2-0,3 м; 69 - каменное мощение - t = 0,2-0,3 на подготовке 0,15- 0,2; - каменная наброска – t = 0,4-0,5 на подготовке 0,15- 0,2.

6. Бетонные и железобетонные облицовки: - монолитные бетонные - t = 0,1-0,12 м; - железобетонные облицовки; сборные облицовки.

Типы сопряжений стенок сооружений с откосами каналов по конструкции весьма разнообразны.

С помощью регулирующих сооружений осуществляют забор воды из источника в магистральный канал, подачу воды в каналы младшего порядка, регулирование уровней, опорожнение канала, аварийный сброс. Регулирующие сооружения на каналах могут быть бетонными, каменными, железобетонными и деревянными. Они бывают сборные и монолитные. В монолитных регуляторах наиболее распространенными деталями конструкций являются подпорные стенки, массивная плита флютбета и различные типы сопряжения с берегами каналов [3].

Подпорные стенки бывают трех типов (очертаний).

1. Подпорная стенка;
2. Конструктивный шов;
3. Донная плита (флютбета)

Подпорные стенки делятся на:

1. Лицевая грань вертикальная, наружная наклонная. Устраивается при необходимости размещения затворов и шандор. Наиболее дорогая, обладает большой устойчивостью:
2. Лицевая грань наклонная, наружная вертикальная. По затратам материалов более экономична чем первая, позволяет вести укладку бетона без наружной опалубки и последующей обработкой и засыпкой. Обладает меньшей устойчивостью. Применяется за пределами щитовых и шандорных устройств.
3. Обе грани наклонные. Конструкция наиболее экономичная. Применяется на переходных участках, а при пологих откосах и малых глубинах превращается в облицовку.

Наибольшее распространение в гидротехнике получили регулирующие сооружения сборных конструкций. Особенностью сборных сооружений является наличие в них стыков, от качества заделки которых зависит прочность сооружения, его водонепроницаемость. Швы выполняются с применением высокопрочных синтетических материалов (полиэтиленовых пленок), а также цементируются или заливаются битумом

Достоинства сборных конструкций:

1. Возможность применения поточно-скоростных методов строительства.
2. Увеличение сроков производства работ, в отдельных районах круглогодично.
3. Улучшение качества работ.
4.  Возможность использования типовых конструкций.

Но стоит отметить, что существуют и недостатки:

1. Порча материала при погрузке, транспортировке и разгрузке.
2. Недостатки технологии изготовления и низкое качество работ. Для малых расходов (до 10 м3/с) все сетевые сооружения можно устраивать сборными по типовым проекта.

В мелиоративных системах распределение воды между старшим и младшим каналами осуществляется с помощью сооружений, называемых регуляторами.

В зависимости от функций, выполняемых регуляторами, они подразделяются на три группы:

1. регуляторы расходов воды, с помощью которых вода распределяется между каналами или забирается из источника или старшего канала в младший (головные регуляторы, водовыпуски, сбросные регуляторы);
2. регуляторы уровней воды (подпорные, перегораживающие, автоматические сбросы);
3. регуляторы скорости, предназначенные для отвода вместе с водой наносов (промывные).

Вместо регулятора-водовыпуска на боковом отводе может быть расположен автоматический сброс с отметкой гребня водослива на уровне, максимально допустимом в главном канале.

По конструктивным признакам регуляторы делятся на:

1. Открытые
2. Трубчатые (напорные и безнапорные)
3. Диафрагмовые (с забральной стенкой)

Стоит отметить, что открытый регулятор устраивается в следующих случаях: в отвод забирается значительная доля расхода воды магистрали, в начале магистрального канала (водозаборное сооружение), на преодоление сооружения допускаются небольшие потери напора, колебания уровней воды в старшем канале незначительны, на каналах требуется пропуск плавающих тел, льда, шуги.

Исходя из предоставленной литературы, можно сделать вывод, что в открытых каналах вода теряется на испарение и на фильтрацию в дно и стенки канала. Потери на испарение зависят от климатических условий и площади открытой поверхности, они относительно малы (среднегодовые потери 0,3-0,8 м). Потери на фильтрацию в грунт русла могут достигать 50-60 % полезного расхода, в свою же очередь фильтрация может вызвать подтопление и заболачивание прилегающих площадей, осадку и разрушение сооружения, осадку облицовки, оползни и др.