Проектирование гидротехнических сооружений

Водозадерживающие валы применяют преимущественно для задержания поверхностного стока выше вершин оврагов. При этом допустимая площадь водосбросов не более 15 га при уклоне склонов 0,03; 8га – при уклоне 0,06 и 5 га – при уклоне 0,10. При большей площади водосбора необходимо применение валов-канав в сочетании с водоотводными валами. Водозадерживающие валы также создаются для защиты террасированных склонов, склонов с засыпанными или выположенными оврагами и т.д.

Последовательность расчетов земляных гидротехнических сооружений следующая.

Объем стока с водосбора определяется по формуле:

Q – объем стекшей воды, м³;

F – площадь водосбора, га

y – слой стекающих осадков, мм

10 – коэффициент, учитывающий размерность F и y при переводе их в метры ()

σ – коэффициент стока, зависящий от целого ряда факторов, в частности от механического состава и влажности почвы, от растительного покрова (зерновые, многолетние травы, зябь и т.д.). Приближенно коэффициент стока равен: для супесчаных почв – 0,3-0,5, суглинистых – 0,6-0,8, глинистых – 0,8-0,9.

Сток с 1 м² поверхности равен:

Необходимая длина водозадерживающих валов составит:

где,

L – общая длина валов, для задерживания вода на водосборе, м

g – объем прудка (кол-во воды, задерживаемое 1 пог. м вала, м³)

g ₁ – объем воды, задерживаемый 1 пог. м вала

g ₂ – объем воды, задерживаемый 1 пог. м канавы

Приближенно (без расчета объема мокрого откоса, который очень мал по сравнению с объемом прудка) g ₁, равен:

h _р – рабочая высота водозадерживающего вала, м

tg α – угол наклона.

a₁ – ширина канавы по верху, м

b₁ – ширина канавы по дну, м

h₁ – глубина канавы, м

Тогда

Расстояние между задерживающими валами равно:

l – горизонтальное проложение между осями двух соседних канав, м

Разность отметок между осями двух соседних валов (ΔH) равна:

Количество валов (n) на площади водосбора будет равно:

где, H₁ – отметка наивысшей горизонтали водосбора, м

H₂ – отметка наинизшей горизонтали, м

Длина шпоры для предупреждения размыва вала определяется шириной прудка (лимана) выше водозадерживающего вала и рассчитывается по формуле:

где, l’ – длина шпоры, м

Минимальное количество шпор равно двойному числу шпор.

Первый водозадерживающий вал должен размещаться от укрепляемой вершины оврага на расстоянии, которое рассчитывается по формуле:

где, B – высота обрыва у вершины, м

K_з – коэффициент естественного откоса (для лессов – 1,2, суглинков – 0,9, песчаных почв – 0,6).