Донные водоспуски
Super Sait-1

Донные водоспуски предназначены для полного осушения рыбоводного водоема с целью вылова выращенной рыбы, освежения воды при сложном гидрохимическом режиме пруда, для ремонта рыбосборных канав на дне водоема и очистки его от иловых отложений. Донные водоспуски позволяют регулировать уровень воды в прудах. Они при плотинах высотой до 6 м и небольших паводковых расходах выполняют роль паводковых водосбросов. Иногда водоспуски совмещают с водосбросами. В прудах с плотиной более 6 м и больших расходах воды в период паводка или во время ливней водоспуски выполняют вспомогательную роль водосбросов.
Водоспуски устраивают в самом низком месте водоема под его плотиной или дамбой. При их устройстве в пойме реки их располагают не в русле реки, а в стороне от него. Для этого прокладывают траншею с учетом дна водоема.
По конструктивному решению их делят на открытые и закрытые (трубчатые).
Открытые водоспуски сооружают при плотинах высотой не более 5-6 м и напоре 3-4 м. В этом случае они выполняют и роль водосбросов. Открытый водоспуск представляет собой прорезь в теле плотины с боковыми бетонными или железобетонными стенками с пазами, в которые вставляют шандоры или щит. Порог такого водоспуска находится на уровне дна водоема перед плотиной. Открытые водоспуски устраивают редко из-за сложности устройства (рис. 44).

Донные водоспуски

Закрытые (трубчатые) водоспуски бывают 4 типов: напорные, безнапорные, башенные, сифонные.
Напорные водоспуски создают в том случае, когда затвор находится в концевой его части, перед рыбоуловителем (рис. 45). Затвор чаще выполняют в виде вентиля по диаметру трубы. Он позволяет регулировать расход воды при осушении пруда. В таких водоспусках применяют металлические сбросные трубы. Асбоцементные трубы в этом случае нежелательны, так как в их стыках, при осадке грунта в теле плотины, могут быть трещины, ведущие к аварийным ситуациям.
Донные водоспуски

Безнапорные водоспуски имеют донную трубу, закрывающуюся в начале. Это может быть щит или захлопка (рис. 46).
Донные водоспуски

Донные трубы применяют и асбоцементные. Такие водоспуски рассчитаны на небольшой напор.
Башенные водоспуски - наиболее распространенный тип в прудовых хозяйствах. Они состоят из горизонтальной трубы (лежак) и вертикальной трубы (стояк). Лежак выполняют из любого материала, чаще из железных труб (рис. 47).
Донные водоспуски

Сифонные водоспуски устраивают на нагульных прудах, плотины которых по разным причинам нельзя разрушать, или для последующего устройства донного водоспуска (рис. 48). Их применяют в небольших прудах (до 10 га).
Донные водоспуски

Проведение всякой трубы под земляной плотиной сопряжено с опасностью возникновения фильтрационных токов воды вдоль наружной ее поверхности. Развитие подобной фильтрации во времени приводит сначала к вымыванию грунта, затем к образованию более или менее значительных токов воды и в конечном счете к появлению сквозного отверстия в теле плотины.
Вне зависимости от типа трубчатых водоспусков главное внимание при их проектировании и устройстве обращают на надежность сцепления донной трубы и грунта тела плотины. Для этого вокруг лежака грунт тщательно трамбуют. Устраивают поперечные ребра - диафрагмы из бетона, железобетона или железа. Это удлиняет путь фильтрации на 15-20%. Размер ребра диафрагм зависит от напора и колеблется от 0,4 до 1 м. При пересечении ядра плотины в нем на трубе дополнительно сооружают диафрагму, что увеличивает путь фильтрации на 30-40%.
Наиболее часто сооружают в прудовых хозяйствах башенные водоспуски. Башня (стояк) состоит из вертикальной трехстенной бетонной, железобетонной коробки, установленной на бетонном фундаменте. Стояк располагают в начале основания мокрого откоса плотины или в его нижней трети.
В заднюю стенку стояка на уровне порога заделывают конец лежака. В боковые стенки заподлицо с внутренней стороны их поверхности заделывают швеллеры, образующие пазы для шандор. Нижние концы швелеров на 0,3-0,4 м заделывают в фундамент. Верхние концы связывают поперечной распоркой из уголкового железа. При небольшом напоре поперечную распорку не делают.
Открытую переднюю часть стояка, обращенную к пруду, перекрывают одним или двумя рядами шандор.
Бетонные стенки стояка при незначительной высоте (2-3 м) делают по всей высоте одинаковой толщины (25-30 см). При большей высоте стояка толщину стенок ближе к основанию увеличивают уступообразно.
Стенки стояка из железобетона выполняют толщиной 15-20 см по всей высоте.
Ширина коробки стояка изменяется в зависимости от диаметра трубы лежака, а длина почти во всех случаях одинакова (табл. 11).
Донные водоспуски

Фундамент стояка устраивают толщиной 0,6-1,0 м. В противофильтрационных целях, при слабофильтрующих грунтах, и когда стояк вдвинут более чем на половину мокрого откоса, в основании фундамента, по линии задней стенки, забивают шпунтовый ряд из досок толщиной 7-10 см на глубину 2-3 м. Верхнюю часть шпунта заделывают в фундамент на 15-20 см. Гребень шпунта перед возведением фундамента обкладывают слоем битума для допуска при осадке фундамента. При устройстве стояка в конце мокрого откоса при плотном основании (плотные суглинки) его устанавливают на фундамент без шпунта. Гашение фильтрации в этом случае происходит за счет длины лежака и диафрагм на нем.
Вертикальное расположение бетонного или железобетонного стояка при плохом исполнении фундамента зачастую ведет к его наклону в разные стороны и даже падению. В связи с этим стояк можно укладывать на мокрый откос (рис. 49).
Донные водоспуски

К стояку приделывают оголовок из стенок (бетон, железо) в виде двух треугольников. Оголовок предохраняет лежак от грунта, оползающего с мокрого откоса.
Высота стенок у стояка 0,5-1,5 м, у конца - 0,2-1 м. Это зависит от вдвижения стояка в плотину. Длина стенок 1-2 м.
В последние годы вместо железобетонных стояков их устраивают из железных труб большего диаметра.
В этом случае стенка трубы выполняет роль первого ряда шандор. Второй ряд шандор, регулирующий уровень воды в пруду, вставляют в пазы, образованные швеллерами. Железные стенки с одним рядом шандор выполняют для выростных и нерестовых прудов. Применяют трубы 0,3-0,5 м.
Определенный интерес представляют донные водоспуски из полимерных труб (рис. 50). Их сооружают при напоре 2,0-3,0 м.
Донные водоспуски

Лежак представляет собой металлическую или асбоцементную трубу. Ее укладывают в траншею на основание из мятой глины или из бетона слоем 15-20 см. Трубу диаметром до 40 см обкладывают глиной слоем 30-40 см, а диаметром более 40 см - слоем 70 см. Иногда трубу обкладывают средним суглинком мелкими слоями с тщательной трамбовкой. Полезно перед укладкой трубу смазать горячим битумом с обсыпкой мелким глинистым песком. Это обеспечивает хорошее сопряжение грунта со стенками трубы. Диафрагмы обязательны.
Откосы и дно магистрального канала осушительной сети пруда возле стояка на длине 1,5-2,5 м крепят каменной кладкой или бетоном. Выходной конец лежака заканчивается входом в рыбоуловитель.
С гребня плотины на стояк укладывают служебный мостик для наблюдения за расходом воды и поднятия и опускания шандор.
При малых расходах воды, обычно в прудах, расположенных в суходольных балках, оврагах, донные водоспуски совмещают с паводковым водосбросом.
Гидравлический расчет донных водоспусков. По технологическим условиям выращивания рыбной продукции, водоем осушают в нужное время и рыбу отлавливают. Для проведения таких работ в сжатые сроки составляют график осушения прудов с таким расчетом, чтобы после облова одного пруда сразу приступить к вылову рыбы из следующего, не затрачивая времени на ожидание сброса основной массы воды.
В некоторых случаях донный водоспуск играет роль вспомогательного (дополнительного) паводкового водосброса.
Во всех этих случаях необходимо знать пропускную способность донного водоспуска.
Расход воды через донный водоспуск зависит от напора воды перед трубой (лежак) донного водоспуска, площади сечения трубы, условий входа и выхода воды из трубы и т.д. В общем виде расход воды через донный водоспуск определяют по формуле
Донные водоспуски

где Q - расход воды, м3/с;
Ms - коэффициент расхода системы;
ω - площадь сечения трубы, м2;
g - ускорение силы тяжести, 981 м/с2;
H — действующий напор для данного сооружения, м.
В связи с тем, что расход воды через трубу донного водоспуска зависит от напора воды, а он при осушении пруда постоянно уменьшается, для определения расхода воды вычисляют средний напор (Hh - H0).
Для более точных вычислений разбивают пруд на несколько горизонтальных сечений и определяют расход воды для каждого сечения. Ho для определения времени сброса воды по каждому сечению надо знать объем сечения.
Самым сложным в приведенной выше формуле является расчет коэффициента расхода системы (Ms). Он зависит от коэффициента сопротивления системы (Ks), который, в свою очередь, находится в зависимости от длины трубы, коэффициента трения, диаметра трубы и др.
Коэффициент сопротивления системы (Ks) определяют по следующему выражению:
Донные водоспуски

где Kl - коэффициент трения по длине трубы;
Кi - коэффициент сопротивления при местных потерях.
Коэффициент трения по длине трубы определяют по уравнению
Донные водоспуски

где λ - коэффициент, зависящий от материала трубы (стальные и чугунные трубы - 0,02, асбоцементные и железобетонные - 0,0222);
L - длина трубы, м;
D - диаметр трубы, м.
Коэффициенты сопротивления при местных потерях (Ki) зависят от конкретных условий устройства донного водоспуска: характера входного отверстия, выхода трубы в колодец, канала с водой или без воды, поворота трубы и т.д. Например, вход в трубу без закругления кромки 0,5, при хорошо округленной кромке - 0,1, вход трубы в канал с водой - 1,0, резкий поворот трубы - 1,25-1,5 и т.д.
Подставляя определенные значения в формулу расчета коэффициента сопротивления системы (Ks), получим:
Донные водоспуски

В целом коэффициент расхода системы (Ms) примет следующий вид:
Донные водоспуски

В связи с тем, что в хорошо спроектированных и построенных прудах лежак донного водоспуска находится примерно на уровне воды в рыбоуловителе, труба прямая, оголовок хорошо закруглен, можно сделать некоторые допуски при определении суммы (Σ Ki), приближенная формула определения Ms примет следующий вид:
Донные водоспуски


Super Sait-1