ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Расчеты систематического дренажа При нестационарной фильтрации

Нестационарный характер фильтрации к дренажу проявляется в периодических подъемах грунтовых вод в периоды инфильтрации осадков или оросительных вод и в последующей их сработке под влиянием испарения и дренажа. Определенную сложность пред­ставляет обоснование критериев расчета нестационарной фильтра­ции к дренам, соответствующих оптимальному мелиоративному ре­жиму, или, другими словами, выбор мелиоративных критериев дре­нирования.

В общем случае, мелиоративные критерии дренирования выра­жаются условиями создания оптимального теплофизического ре­жима (прежде всего, режима влажности), а также концентрации питательных и токсичных веществ в почвенном растворе корнеоби - таемой зоны. Для гумидной зоны такие критерии могут быть обоснованы уровенным режимом грунтовых вод и соответственно режимом влажности с приближенной оценкой ожидаемого содержа­ния питательных вешеств в почве. Такого же рода критерии ока­зываются существенно важными и в случаях автоморфного мелио­ративного режима в аридной зоне. При обосновании осушительного дренажа для гумидной зоны принятое за критерий расчета дре­нажа при нестационарной фильтрации время сработки tcp уровня грунтовых вод в первом приближении можно задавать от оконча­ния таяния снега до выхода на поля сельскохозяйственной тех­ники. При этом подразумевается снижение уровня грунтовых вод до глубины z = 0,5—-0,7 м, обеспечивающей нормальную работу сельскохозяйственной техники в весенний период. Поскольку при
таянии снега уровень грунтовых вод обычно приближается к днев­ной поверхности, для ориентировочного расчета междудренных расстояний можно использовать следующую зависимость, получен­ную из решений задачи сработки напоров в междудреньи, пред­ставленных в работах [18, 25] для характерных схем однородного, двухслойного и двухпластового строения:

Ltt 2v;

(3.70)

Йкрй/Ср

•V-

Где hKV = zg — 2Kp; zg — глубина заложения дренажа от поверхно­сти земли; а — коэффициент уровнепроводности пласта, соответ­ствующий коэффициенту водоотдачи р, Е; vt - и Л/ — безразмерные параметры, определяемые в зависимости от строения пласта.

Для однопластовой системы при однородном строении водонос­ного пласта [19] Aj — A, v/ = v, причем А и v — безразмерные па­раметры, зависящие от Гд, определяются по табл. 37.

При двухслойном строении водоносного пласта [25J

V ТтПп V

Aj-

■A, Vj:

Д/1 + ev2 knL2 '

Строения водоносного комплекса [36]

В случае

Двухпластового =0,96/1,

(3.72)

Vi —V 2-

(3.72а)

1 +ІП Лі

5(1-в") + 2L'A+Q"f (Ь)

Где

V/ ____ Т2_

Ті 4 Т2

2 L'

Ьд== ——?—безразмерный параметр гидродинамического несовер­шенства дренажа в первом пласте,

J L, (3.73)

HrV -

J_ . _1 ГI + Г2

IlL /к0

(3.73а)

ТАБЛИЦА 37 Значения величин А и v

**

0

0,05

0,1

0,2

0,5

І

2

5

10

Оо

А

1,27

1,27

1,26

1,24

1,18

1,12

1,07

1,03

1,02

1

V

1,57

1,43

1,33

1,16

0,88

0,67

0,49

0,31

0,22

0

Характерные значения функции: /(&) = 0,46 при b— 1, f(b) — 0,38 при 5 = 2; f (б)= 0,3 при 5 = 3;/ (&) при Ъ>3.

Вместе с тем при расчетах осушительного мелиоративного дре­нажа следует иметь в виду неопределенность задания коэффи­циента гравитационной емкости (водоотдачи) при залегании грун­товых вод вблизи поверхности земли, так что достоверность расче­тов нестационарного режима дренирования в каждом случае тре­бует обоснования путем его изучения на опытных участках дре­нажа.

Наиболее сложной представляется оценка рассматриваемых критериев для условий гидроморфного и полугидроморфного ре­жимов в аридной зоне, для которых характерно близкое к дневной поверхности залегание уровня грунтовых вод. В этом случае ос­новным критерием эффективности дренажа является оптимальный солевой режим почвенного раствора, рассматриваемый для условий нестационарной фильтрации, когда учитываются процессы сниже­ния уровня грунтовых вод после поливов под влиянием суммар­ного испарения и дренажа, сопровождающиеся накоплением со­лей в зоне аэрации.

В конце полива над свободной поверхностью грунтовых вод скапливается избыточная влага, которая расходуется на суммар­ное испарение (в верхней части зоны аэрации) и на стекание к грунтовым водам (в нижней части). При этом возможно и неко­торое расходование собственно грунтовых вод на питание растений и транспирацию (особенно, при гидроморфном режиме). После расформирования избыточной влаги в процессы испарения вовле­каются восходящие (в зону аэрации) токи грунтовых вод. Про­цессы накопления солей в этих условиях также носят достаточно сложный характер, что обусловлено прежде всего неоднородностью строения зоны аэрации.

В такого рода случаях (гидроморфный и полугидроморфный режимы) соленакопление в межполивной период регулируется за счет интенсификации снижения уровня грунтовых вод дренажем, в результате чего возрастает объем влаги, поступающей из зоны аэрации в грунтовые воды, снижается расход грунтовых вод в зоне аэрации и, следовательно, уменьшается количество испарившейся влаги. В общем случае для обоснования расчетов мелиоративного дренажа может быть установлен характер изменения поверхности с нулевым потенциалом влаги (уровень грунтовых вод), опреде­ляемый условиями создания оптимальной концентрации почвен­ного раствора (по одному характерному компоненту или сумме токсичных солей). Для приближенного решения нестационарных задач удобнее всего использовать в качестве исходного параметра расчетное время (^р) снижения уровня грунтовых вод до расчет­ной глубины (zp), соответствующей предупреждению засоления почвогрунтов.

В качестве одного из наиболее эффективных путей оценки кри­териев дренирования целесообразно использовать анализ форми­
рования мелиоративно-гидрогеологической обстановки на орошае­мых массивах-аналогах, несмотря на некоторую условность обосно­вания природно-хозяйственных аналогов. Данные натурного опыта необходимо использовать, по крайней мере, для качественной оценки создаваемого мелиоративного режима.

Разработка теоретических предпосылок обоснования критериев расчета нестационарной фильтрации к мелиоративному дренажу, предупреждающему засоление земель, связана со значительными трудностями, обусловленными главным образом сложностью опи­санных выше процессов, развивающихся в зоне аэрации в межпо­ливной период. Эта задача заслуживает обстоятельного исследова­ния на основе теоретических представлений о закономерностях вла­гопереноса в зоне аэрации, рассмотренных в гл. 2.

Vi

В общем случае для расчетов горизонтального и комбинирован­ного дренажа в условиях нестационарной фильтрации небходимо совместно учитывать периоды полива и межполивные периоды, так как в конце полива еще не наступает стабилизация инфильтраци - онного бугра на междудреньи. При этом расчетные зависимости имеют достаточно сложный вид, неудобный для практического применения. В частности, для одного периода полива и межполив­ного периода, когда можно интенсивность испарения считать мало изменяющейся во времени, выражение для напора в однопластовой системе посередине между дренами будет иметь вид [25]

{f « - 'п) - / (О + ~ [0,5 - f - 2Lg— f (t — t„ — /i))]J, (3.74)

Где

Расчеты систематического дренажа При нестационарной фильтрации

(3.74а)

Wn — средняя интенсивность инфильтрации в период полива; wH — средняя интенсивность расходования грунтовых вод на испарение и транспирацию в межполивной период; tn—продолжительность полива; t0 — время от начала межполивного периода, за которое испаряется влага только из зоны аэрации.

Расчетные зависимости целесообразно рассмотреть для двух случаев: а) при мало изменяющейся во времени интенсивности разгрузки грунтовых вод на испарение; б) при интенсивности этой разгрузки, линейно зависящей от глубины до уровня грунтовых вод, что нередко удовлетворительно соответствует натурным наб­людениям.

Для случаев а) и б) зависимости для определения L имеют вид:

Расчеты систематического дренажа При нестационарной фильтрации

А) при = const

(3.75)

Б) при W~ = Wo^l--------

V wn(0,4 + 2Lfl) fip=^ms-zp, p=vf+ «,,

Расчеты по формулам (3.75) и (3.76) проводят подбором, так как тр, Ьж, Vi и р зависят от L.

При двухпластовом строении водоносного комплекса эти зави­симости могут быть использованы в случаях, когда выполняется условие (3.52).

Расчеты систематического вертикального дренажа для условий нестационарной фильтрации представляют меньший практический интерес, так как вертикальным дренажем создаются значительные понижения уровня грунтовых вод и учет его относительно неболь­ших колебаний за цикл полив—межполивной период становится менее существенным.

ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Квалифицированные услуги в области геологического обследования участка

Невозможно начать возведение дома без начального изучения геологического изыскания. Строительные нормы, используемые при возведении стен, напрямую зависят от полученных результатов изучения почвы. Что такое геология для строительства и как получить …

Инженерная геология в Киеве

Геологические исследования играют большую роль при масштабном строительстве домов, несущих конструкций и производственных мощностей. Среди большого спектра услуг инженерная геология занимает почетное место в потребительском рейтинге на рынке. Компания «Геоплан» …

Геологические исследования

Анализ состояния грунта - это один из самых важных этапов перед началом строительства. Данный спектр исследований позволяет всесторонне и объективно оценить положение дел на строительной площадке, чтобы конструктор мог правильно …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua