Заиление оросительных каналов и водохранилищ

Заиление оросительных каналов и водохранилищ

ЗАИЛЕНИЕ ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ И ВОДОХРАНИЛИЩ, постепенное отложение в них частиц ила - явление, понижающее КПД и долговечность ирригационных систем, получающих воду из рек, богатых наносами.

При проектировании оросительных каналов наиболее важным условием является придание течению воды в них надлежащей средней скорости. При чрезмерно больших скоростях каналы размываются и превращаются в овраги, пользование водой из которых становится очень затруднительным; при скоростях же чрезмерно малых наносы, попадающие из реки в канал, осаждаются на его дне и откосах, вызывая большие непроизводительные расходы на их извлечение при чистке. Так, на некоторых ирригационных системах Средней Азии с недостаточной скоростью течения воды в каналах расход на очистку от наносов достигает в продолжение ирригационного периода 100 р. на 1 га. Осаждение наносов происходит в том случае, если скорость течения воды в канале ниже определенной критической величины, при которой частицы наносов находятся во взвешенном состоянии и не выпадают на дно канала. Определение значения этой критической скорости м. б. сделано по следующей формуле Кеннеди:

Формула Кеннеди

где h - глубина канала в м, v - скорость воды в канале в м/сек. Эта формула выработана эмпирическим путем для индийских каналов при коэффициенте шероховатости n = 0,0225 и диаметре опасных для заиления наносов около 0,25 мм. В тех случаях, когда вода очень мутна и наносы крупны, значение критической скорости, определяемое по этой формуле, надо увеличить в 1,1—1,3 раза.

Если же вода, поступающая в канал, очень светлая, то значение критической скорости м. б. уменьшено на 10—20%. При большой шероховатости русла это значение должно быть соответственно повышено. Профессор Н. Е. Жуковский дал для критической скорости следующую формулу:

Формула Жуковского

Здесь v и h - скорость и глубина воды; А и В - коэффициенты, зависящие от шероховатости дна канала, размера неосаждаемых частиц и свойств воды. Для средних условий и метрических мер можно принять A = 0,24 и В = 3,5. В общем формула Жуковского дает результаты, сходные с формулой Кеннеди.

Значения минимальной скорости при разных глубинах воды (по Кеннеди)

Отсюда видно, что критическая скорость увеличивается с глубиной канала, причем увеличение скорости идет медленнее, чем глубины. При глубине воды в канале, превышающей 3 м, критическая скорость доходит до того предельного значения, при котором начинается уже опасность размыва грунта. Поэтому оросительные каналы с земляными руслами не следует делать глубже 3—3,5 м, и для пропуска больших расходов воды приходится увеличивать ширину канала. Иногда требование, чтобы скорость воды в канале была выше критической, заставляло давать каналу такой уклон, который не м. б. осуществлен на данной ровной местности. Это особенно часто имеет место при назначении поливных каналов мельчайшей оросительной сети. Поэтому для таких каналов иногда приходится отступать от требования незаиляемости и сознательно идти на необходимость периодической очистки их от наносов.

Особо важное значение имеет вопрос заиления при устройстве водохранилищ в верховьях рек. Водосборные площади таких рек в засушливом климате б. ч. бывают бедны растительностью, и потому каждый паводок сносит с них огромные количества песка и ила. Наносы эти неизбежно отлагаются в водохранилищах и иногда заносят их совершенно в очень короткий срок. Так, было занесено в несколько лет на 9/10 объема водохранилище Джидиуйя в Алжире, рассчитанное для орошения около 3000 га.

Для борьбы с заилением водохранилищ принимаются следующие меры: а) в начале половодья, когда река несет много наносов, воду пропускают сквозь особые отверстия в плотине, которые закрывают, когда вода станет несколько чище; б) вокруг водохранилища устраивают особые обводные каналы, по которым направляются воды реки мимо водохранилища при проходе больших наносов; в) водохранилище устраивают не в русле реки, а в соседней низине, куда вода направляется при помощи питающих каналов, берущих более чистую воду в конце паводков. Если все эти меры оказываются неприменимыми, водохранилище устраивают в русле реки очень большого объема, с таким расчетом, чтобы оно вполне окупало себя до заполнения наносами; после же этого устраивают новое водохранилище в другом месте.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 8 - 1929 г.