Файл: Чайлдс Э. Физические основы гидрологии почв.pdf

отсутствуют, т. е. М — 0. Разрез подобной системы в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси канавы, показан на рис. 16.19. Допускается также, что уровень воды в канаве не поднимается выше ее дна. Осадки, попадающие непосредственно в канаву, не учиты­ ваются, поскольку они сразу же стекают, не проникая в почву.

Решение представлено на рис. 16.20 в форме кривых, изобража­ ющих зависимость c]L от q]K для различных отношений d]L. Как

полпути между смежными канавами. Здесь наличие капиллярной каймы не учитывается, но полученные в предыдущем разделе резуль­ таты можно как-то использовать и в данном случае. Иначе говоря,, если давление входа воздуха, определяющее границу капиллярной каймы, равно Hf, то можно приближенно оценить высоту границы каймы, рассчитав с в отсутствие каймы и прибавив к полученной величине слой, равный 80% абсолютной величины Hf.

16.5. Водоупоры, залегающие на промежуточных глубинах

Когда любой водонепроницаемый слой, который встречается в поч­ венном профиле, залегает так глубоко, что может рассматриваться как находящийся на бесконечно большой глубине, к решению дре­ нажных задач применимы результаты, полученные в параграфах 16.3—16.4. С другой стороны, когда такой слой настолько близок к поверхности, что дрены проходят сквозь него или залегают на нем,, хорошие результаты дает приближенная теория Дюпюи—Форхаймера_

приближенных формул, поэтому приходится либо довольствоваться итеративными численными или аналоговыми методами, описанными в параграфах 15.1—15.2, либо разработать более пригодные прибли­ женные формулы.

Прежде всего следует выяснить, какие глубины залегания водо­ упора могут считаться промежуточными. Решения дренажных задач аналоговыми методами для равноотстоящих параллельных закрытых дрен показывают, что когда водоупор находится под дренами на глубине, превышающей 1/6 расстояния между смежными дренами, т. е. когда глубина его залегания р превышает 0,3L, то с практиче­ ской точки зрения можно считать, что он находится на бесконечно большой глубине. Как показывает изучение гидродинамических се­ ток, причина этого состоит в том, что не более 10% поверхност­ ных осадков, а именно те осадки, которые попадают на средние 10% водосбора, проникает на глубины, превышающие 0,3L, хотя эти слои и являются доступными. Поэтому водоупор, залегающий на

будем считать промежуточными глубины, превосходящие глубину за­ ложения дрен, но меньшие, чем х]6 расстояния между дренами. Удобно выражать р в долях p]L\ тогда промежуточными мы будем считать глубины, для которых p]L лежит между нулем и 0,3 (все отсчеты делаются от уровня дрен).

Выявить влияние глубины залегания водоупора можно путем со­ поставления высот уровня грунтовых вод в предельных случаях ну­ левой и бесконечной большой глубин при различной интенсивности осадков (табл. 3). Для первой из указанных глубин залегания водо­ упора можно использовать уравнение (16.51) теории годографа без учета капиллярной каймы, а для последней — уравнение (15.16) теории Дюпюи — Форхаймера. Как показывает табл. 3, различие особенно велико для наименьших интенсивностей осадков, что и сле­ довало ожидать, поскольку различие в толщине зоны, доступной для течения, в этих предельных случаях максимально при наимень­ шей высоте уровня грунтовых вод. В табл. 3 с обозначает высоту стоя­ ния грунтовых вод в среднем сечении между дренами в отсутствие капиллярной каймы и при оптимальном размере дрен, иначе говоря,

Рисунок 16.21 из работы Коллис-Джорджа и Янгса [45] иллюстри­ рует влияние глубины залегания водоупора на высоту уровня грун­ товых вод при десятикратном изменении интенсивности осадков по данным модельных опытов на электрических и гидравлических ана­ логах. Высота стояния грунтовых вод Z на этом рисунке относится к медиальной плоскости между параллельными дренами, иными словами, обозначает Zm. Эта величина выражена через отношение Z/Zœ, где ZQQ есть высота стояния грунтовых вод, когда водоупор

находится практически на бесконечно большой глубине. Как уже от­ мечалось, все кривые асимптотически стремятся к единице, и при p]L, превышающих 0,3, отли­

{ ( Z / Z œ ) p = 0 - 1 }

при одном и том же p/L приблизительно одно и то же. Поэтому их можно свести к одной кривой, выражающей зависимость этого без­ размерного отношения от p]L. При таком преобразовании благодаря указанному ранее свойству можно использовать вычисленную вели­ чину (Z/Zoo)p_0. Было установлено, что эта приведенная безразмер­ ная зависимость достаточно хорошо удовлетворяет эмпирическому уравнению

Как можно видеть на рис. 16.22, точки, взятые с рис. 16.21, укла­ дываются весьма близко к прямой, построенной по уравнению (16.56).

Таким образом, на основе, теории годографа можно найти вели­ чину (ZJL)„уДля данного значения q]K. В зависимости от того, что удобнее, эту величину можно получить либо в виде c]L из рис. 16.15,