Файл: Шкинкис, Ц. Н. Проблемы гидрологии дренажа.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 108

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

кого дренажа. Поэтому в первом случае, по сравнению со вторым, модули дренажного стока при малых значениях обеспеченности (Р < 1,0%) обычно меньше. Исключение бывает только тогда, когда почва перед большими паводками имеет влажность, близкую к наи­ меньшей (полевой) влагоемкости. В этом случае дренажный сток при мелком дренаже может быть меньше, чем при глубоком, неза­ висимо от величины обеспеченности (рис. 15).

При обеспеченности Р > 10% глубокий дренаж, как правило, дает значительно больший сток, чем мелкий (табл. 23).

Таблица 23

Модули дренажного стока (л/с -га)) в зависимости от глубины закладки дрен —20 м). Римейкскии опытный участок

Гидроло­

Глубина

 

 

 

Обеспеченность Р%

 

 

 

закладки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гический

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дрен,

0,3

0,6

1,0

2,0

3,0

5,0

7,0

10,0

15,0

20,0

год

м

1958-59

0,9

1,19

0,96

0,78

0,50

0,35 0,22 0,15

0,09

 

1,5

0,80

0,74

0,69 0,58 0,46 0,32 0,27

0,22

1959-60

0,9

3,20

2,28

1,06

0,21 0,12 0,10 0,07

0,04

_

_

 

1,5

0,50

0,40

0,32 0,21 0,17 0,13 0,10

0,08

1960-61

0,9

1,30

0,76

0,62

0,48

0,40 0,30

0,25

0,21

0,16

0,12

 

1,5

1,00

0,57

0,47

0,37

0,32

0,27

0,24

0,21

0,18

0,15

1961-62

0,9

3,20

2,25

1,60

1,12

0,91

0,69

0,58

0,47

0,32

0,21

 

1,5

2,00

1,68

1,23

0,90

0,76

0,62

0,53

0,43

0,33

0,24

1962-63

0,9

0,70

0,59

0,50

0,37

0,30

0,20

0,16

0,10

0,06

0,04

 

1,5

0,62

0,59

0,52

0,35

0,28

0,23

0,20

0,15

0,14

0,12

1963-64

0,9

1,28

0,86

0,56

0,20

0,09

0,04

0,01

0,0

0,0

0,0

 

1,5

0,94

0,82

0,63

0,38

0,29

0,21

0,16

0,13

0,09

0,07

1964-65

0,9

1,26

0,94

0,78

0,57

0,43

0,26

0,19

0,13

0,07

0,04

 

1,5

1,44

1,00

0,73

0,46

0,37

0,28

0,24

0,18

0,14

0,10

1965-66

0,9

1,55

0,80

0,52

0,36

0,30

0,23

0,18

0,12

0,06

0,03

 

1,5

2,34

1,46

0,97

0,66

0,50

0,31

0,23

0,16

0,12

0,10

1966-67

0,9

2,00

1,67

1,33

0,80

0,61

0,44

0,33

0,23

0,15

0,09

 

1,5

1,69

1,53

1,35

0,86

0,57

0,43

0,35 0,27

0,20

0,15

1967-68

0,9

1,49

1,10

0,82

0,54

0,43

0,30

0,23

0,15

0,06

0,00

 

1,5

1,42

1,17

0,95

0,67

0,54

0,40

0,34 0,37

0,18

0,12

Среднее

0,9

1,72

1,22

0,86

0,52

0,39

0,28

0,22

0,15

0,11

0,06

 

1,5

1,27

0,99

0,79

0,54

0,43

0,32

0,27

0,22

0,17

0,13

Зависимость между дренажным стоком в системах, имеющих различные степени дренирования. Связь между годовым дренаж­ ным стоком для систем среднеглубокого дренажа, имеющих раз­ личные расстояния между дренами Е, показана на рис. 15. Видно, что точки ложатся довольно близко к прямой. Связь между величи­ нами годового стока для этих двух систем определена, используя теорию корреляции.

55


q л/(с-га)

Рис. 14. Связь между равнообеспечен­

Рис. 15. Связь между годовым дренажным стоком

Q для средне-

ными модулями дренажного

стока

и

глубокого дренажа (1,2 м), имеющего различные расстояния между

густотой дренажной сети |.

1961-62

г.

дренами

Е. 1957— 1968 гг. Кокнесе.

 

Римейкас.

 

 

 

 

 

 

 

 

Корреляционная связь между годовым дренажным стоком для

мелкого

(0,9

м)

и

глубокого

(1,5

м)

систематического дренажа

(£ = 20

м)

Римейкского опытного участка

видна

на рис.

16. При­

мерно такая же корреля­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ционная связь существует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

между годовым дренаж­ 600Г

 

 

 

 

 

 

 

 

ным

стоком

для

мелкого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и глубокого

разреженно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го дренажа

при £ = 36

м.

500

 

 

 

 

 

> / \ /

 

Установлено,

что

для

 

 

 

 

 

 

 

дренажных

систем,

име­

 

 

 

 

 

<

f / A

5

 

ющих различную степень

 

 

 

 

 

V

/ &

 

 

Ш

 

 

 

 

Л

 

 

 

дренирования

и /),

но

 

 

 

 

 

 

 

 

одинаковые

почвенные

и

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

гидрологические

условия,

 

 

 

 

 

i

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

связь между годовым сто­

 

 

 

У

 

 

 

 

ком тесная,

коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корреляции г>0,9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хорошая корреляцион­

200

 

;

/

 

 

 

 

 

ная связь существует так­

 

 

V

 

 

 

 

 

 

же между средними су­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точными

модулями

дре­

100.

/

о----------

300

400 С£=й9ммм

нажного стока для дре­

 

 

100

 

200

нажных систем,

имеющих

Рис.

16. Связь между годовым дренажным сто­

различные расстояния ме­

ком Q для глубокого (1,5

м) и мелкого (0,9

м)

жду

дренами

(рис.

17),

систематического

дренажа

при

£= 20

м.

а также для

 

систем,

име­

 

 

1958—1968 гг. Римейкас.

 

 

ющих различные глубины закладки дрен. В обоих случаях величина коэффициента корреля­ ции больше 0,9 (табл. 24).

Таблица 24

Характеристика корреляционной связи между средними суточными модулями дренажного стока при различных Е и t

Опытный

Е

м

участок

t

м

Ю

О'

Число член ряда

!

Средняя Уравнение регрессии ошибка уравне­

ний регрессии

Коэффициент

корреляции

Е'

по Е"

Е " по Е'

 

 

и t '

по /"

и t" по V

со

 

 

 

со

Кандава

Е '

=

14

м

80

0,908+0,014

ЧЕ' =

qE„ =

±0,46 ±0,08

 

t

=

1,2м

 

=

5, \2(fgr/ — =

0 ,16?£, +

 

 

£ " = 4 0

м

 

 

- 0 ,1 0 7

+ 0,051

 

 

t

=

1,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Римейкас

Е =

0,9

м

85

0,931+0,010

Яг =

qt„=

±0,15 ±0,11

 

£

= 2 0

м

 

=

1 .1 8 ? ,,- =

0 ,73?,,+

 

 

Г =

1,5 м

 

 

- 0,071

+0,108

 

 

£

= 2 0

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57


Чв'=и, л/Сс-га) Из приведенных данных следует, что показатели дренажного стока одной дре­ нажной системы могут быть использо­ ваны при прогнозировании стока в си­ стеме с другими Е и t.

2. Максимальный дренажный сток

Максимальный дренажный сток в зависимости от степени дренирова­ ния. Максимальный дренажный сток ха­ рактеризует способность дренажа отво­ дить избыточную воду в период наиболь­ шего притока. По величине максималь­ ного стока можно судить о водопроницае­ мости и водоотдаче почвы. Однако дан­ ных о максимальном стоке в литературе довольно мало.

На иловато-суглинистых почвах опыт­ ной станции Мидовланд (США) после интенсивного и продолжительного дождя (70 мм) И. Ниел [102] наблюдал макси­ мальный дренажный сток величиной 4,7 л/(с>га). По данным Флодквист, в Швеции наблюдался максимальный дре­ нажный сток величиной до 6,0 л/(с*га).

Особенно большие значения модулей дренажного стока, наблюдавшиеся в 1931 г. на опытном поле Фридрихштейна, приводит И. Роте [279]: 28/IV — 3,38 л/(с • га), 7/1V — 5,19 и 9,13 л/(с • га), 28/IV — 12,10 л/(с-га).

Рис. 17. Связь между средними суточными моду­ лями дренажного стока q для среднеглубокого дренажа (1,2 м), имеющего различные расстояния между дренами (£ '= 14 м и £"= 40 м). 1961-62 г.

Кандава.

По данным А. А. Ксензова

[80],

на тяжелых

почвах Карелии

срочные модули дренажного

стока

достигают

10—12 л /(с-га),

а максимальные средние суточные — 5,75 л/ (с • га). Исследователями отмечается, что большой дренажный сток яв­

ляется кратковременным (лишь несколько часов). Но, к сожале­ нию, не приводится более подробная характеристика условий фор­ мирования стока, а также данные о водопроницаемости и других водно-физических свойствах почвы.

58

Характерно, что величина

максимального дренажного

стока

<7макс меньше в тех областях,

где меньше значение дренажного

стока в водном балансе почв.

По данным А. Н. Леушева [84],

в Бе­

лорусской ССР <7макс наблюдался в 1962 г., когда его величина при

f= 1 0

м

была 1,566 л/(с-га), при £ = 1 5 м — 1,200 л/(с-га), а при

£ = 20

м — 1,008 л/(с • га).

Данные полевых наблюдений, полученные на легких суглинис­ тых и супесчаных почвах Латвийской ССР, показывают, что вели­ чина наибольших модулей дренажного стока в условиях атмосфер­ ного питания может превысить 5 л /(с • га), а в условиях смешанного питания даже 8 л/(с>га) (табл. 25; 26; 27). Отмечается, что наи­ больший дренажный сток, как правило, формируется весной во время снеготаяния, т. е. перед оттаиванием почвы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 25

 

Характерные наибольшие модули дренажного стока на Кокнесском

 

 

 

 

 

опытном участке

 

 

 

 

Расстояние Гдубина

 

q л/(с*га)

 

Глубина

Глубина

 

 

 

1958

 

I960

промерзания

снегового

между

 

закладки,

 

почвы,

см

покрова,

см

дренами,

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

м

 

15/1V

16/IV

12/IV

1958

I960

1958

1960

 

 

Атмосфер ное питан ие

14

1,2

> 5 , 0

> 5 , 0

> 5 , 0

 

 

20

1,2

> 5 , 0

> 5 , 0

5 .2

 

 

20

0 ,9

> 5 , 0

> 5 , 0

1.2

5 - 1 0

5 0 - 6 0 3 6 - 4 0 3 0 - 3 2

 

 

 

Смешанное питание

 

 

14

0 ,9

> 1 0 , 0

> ю , о

2,4

 

 

30

0,9

3,5

4,3

1,°

 

 

25

1,05

4,1

9,5

 

 

 

За период наших исследований наиболее значительный весен­ ний дренажный сток с характерными резкими суточными его коле­ баниями, вызванными суточным колебанием температуры воздуха, наблюдался весной 1958 и 1960 гг. (рис. 18). При этом в 1958 г. сток проходил при незначительной, а в 1960 г. — при значительной глубине промерзания почвы. Так, на Кокнесском участке в первом случае глубина промерзания была 5—10 см, а во втором — 50— 60 см. Однако в обоих случаях в период наиболее интенсивного снеготаяния отводящие дрены железобетонных контрольных колод­ цев на опытных системах оказались не в состоянии отвести все притекающие дренажные воды (см. рис. 18), несмотря на то, что при проектировании этих систем был принят завышенный в не­ сколько раз расчетный дренажный сток. Надо подчеркнуть, что даже при глубине промерзания почвы более 0,5 м величина макси­ мального дренажного стока превысила 5,0 л/(с-га). Из этого сле­ дует, что мерзлый слой дренированных легких суглинистых и

59



Таблица 26

Характерные наибольшие модули дренажного стока (л /(с -га )) в весенний период 1965 г. в системах поперечного и продольного дренажа. Вестиена

(£=20 м; t= 1,2 м)

Дата

Час

Поперечный

Продольный

дренаж

дренаж

16/IV

9

0,800

1,005

 

17

1,815

2,410

17/ IV

9

1,180

1,260

 

13

1,574

1,727

 

17

2,650

3,255

18/IV

9

1,747

2,910

 

13

1,815

2,210

 

17

> 3 ,0 0 0

> 5 ,0 0 0

19/ IV

9

1,686

2,910

 

13

2,145

3,685

 

17

1,522

4,250

20/IV

9

1,048

1,845

 

17

0,964

2,210

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 27

Характерные

наибольшие модули дренажного стока в зависимости от вида

 

 

 

 

водного питания. Римейкас

 

 

 

 

 

 

1959

 

1960

 

 

1962

 

 

t

М

2 /111

З/Ш

12/1V

13/IV

14/IV

4/1V

5 /IV

12/VII 13/IX

 

 

 

 

 

 

 

Атмосферное питание

 

 

 

36

0,9

0,22

0,22

0,75

1,71

1,25

1,36

0,98

1,08

20

0,9

0,52

0,52

2,84

3,20

1,53

2,32

1,22

3,01

12

0,9

1,42

1,21

1,79

4,00

1,65

3,08

2,27

5,02

20

1,5

0,65

0,59

0,03

0,14

0,13

> 2,00

1,46' > 2,00

 

 

 

 

Смешанное питание

 

 

 

12

0,9

3,67

2,69

> 8,00 > 8,00 > 5,00 > 8,00 > 8,00 > 8,00

20

1,5

1,22

1,15

1,62

2,18

2,10

1,69

1,38

4,04

супесчаных почв имеет значительную водопроницаемость. Об этом свидетельствуют и данные, полученные на опытном участке Римей­ кас (см. табл. 27). Здесь весной 1969 г. при средней глубине про­ мерзания почвы 0,6—0,7 м в системах атмосферного питания вели­ чина дренажного стока достигала 4,0 л/(с • га).

Как и можно было ожидать, величина максимальных модулей дренажного стока уменьшается по мере увеличения расстояний

60