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

где Р — количество осадков, мм; г| — коэффициент поглощения1* (изменяется в пределах от 0,4 до 0,9); р — потенциальная влагоемкость данной почвы (обычно 0,7—0,85 от полной скважности почвы); г — начальная влажность почвы; Н — глубина дренируе­ мого слоя, м; р — коэффициент, зависящий от скорости просачива­ ния воды в почву при данной степени дренирования и от темпов снижения грунтовых вод; а —-дренажный коэффициент просачива­ ния, определяемый по формуле

10# (р - г )

(49)

Рп

Коэффициент а зависит от времени года, т. е. от начальной влажности почвы и от влагоемкости данной почвы; р — средняя суточная интенсивность осадков или интенсивность снеготаяния

(>Ч):

Для вычисления величины расчетного модуля дренажного стока рекомендуется исходить из средней наибольшей суточной интенсив­ ности просачивания воды в почву за критический период года. Для этого следует определить:

а) среднюю наибольшую суточную интенсивность осадков для разных месяцев;

б) среднюю наибольшую суточную интенсивность снеготаяния; в) значения коэффициентов поглощения ц и просачивания

осадков а, которые изменяются по времени.

Затем для каждого месяца должны быть установлены макси­ мальные значения р, ц, а, из которых наибольшее по абсолютной величине принимается расчетным.

Предлагаемые А. И. Ивицким [60] расчетные формулы имеют вид:

а) при залегании дрены на водоупоре

Ack(h2 — hT)

фильтрации k выражается в м/с); h — максимальная ордината депрессионной кривой (h = t — и)- t — глубина закладки дрен; и — первоначальная глубина грунтовых вод на середине между дренами (значения и принимаются в пределах от 0 до 20 см); /г0 — ордината депрессионной кривой у дрены; Е — расстояние между дренами.

1 Коэффициент поглощения и зависит от многих факторов, в том числе от интенсивности испарения. (Прим, ред.)

'68

Для условий инфильтрационного питания величину дренажного стока можно определить исходя из формулы С. Ф. Аверьянова [3]

расстояние между дренами, м; L=E/2\ Т — расстояние от дрены до водоупора; Hi = T + d\ Яг — подъем уровня грунтовых вод над водоупором в середине полосы между двумя дренами.

Надо отметить, что движение грунтовых вод при наличии дре­ нажа более или менее изучено лишь для отдельных наиболее про­ стых случаев. Поэтому определение расчетного модуля дренажного стока аналитическим путем на основе динамики грунтовых вод не всегда оправдывается на практике. Некоторые авторы аналитиче­ ских методов расчета даже рекомендуют при определении расчет­ ного модуля по возможности пользоваться фактическими наблюде­ ниями за стоком дрен [77, 198].

Вследствие отсутствия данных натурных наблюдений за гидро­ логическим действием дренажа, на основании практического опыта разработаны рекомендации, в которых дается величина расчетного модуля дренажного стока в зависимости от определенных природ­ ных условий. Так, в условиях ФРГ в зависимости от количества го­ довых осадков рекомендуются следующие расчетные модули дре­ нажного стока (табл. 28). Несколько меньшие расчетные модули дренажного стока предлагаются для Литовской ССР.

Таблица 28

Расчетные модули дренажного стока (л /(с-га)) (по немецкой инструкции DIN 1185)

69

Расчетный дренажный сток, рекомендованный учеными СевНИИГиМ для северо-западной зоны РСФСР, приведен в табл .29.

Таблица 29

Расчетные модули дренажного стока для северо-западной зоны РСФСР

В большинстве случаев расчетный модуль дренажного стока определяется в зависимости от суммы годовых осадков. Такой под­ ход критикует С. М. Перехрест [101]. Он предлагает определить расчетный сток в зависимости от содержания песчаных фракций (>0,05 мм) в осушаемой почве и необходимого срока осушения.

К. Башкис, К. Дабужинскас и В. Марченас [20] отмечают, что распределение расчетных норм модуля дренажного стока в зависи­ мости от среднегодовой суммы осадков является недостаточно обо­ снованным, так как основным фактором формирования дренажного стока весной является не годовая норма осадков, а запасы воды

вснеге к началу снеготаяния.

Вамериканских нормах по дренированию [201] вместо расчет­

ного модуля дренажного стока применяется так называемый ко­ эффициент дренажа, который трактуется как скорость отвода избы­ точных вод, обеспечивающая необходимую защиту растений от пе­ реувлажнения. Переходя от размерности коэффициента дренажа (дюймы слоя воды в сутки) на размерность модуля дренажного стока (л/(с>га)), получаем очень большие значения расчетных мо­ дулей дренажного стока (табл. 30).

70

Надо отметить, что среди европейских стран наибольшие рас­ четные модули при проектировании дренажа применяются в Шве­ ции— д о 7 л /(с -га ) [269].

В 1950-х годах было высказано мнение, что поскольку дренаж является гидротехническим сооружением, он должен рассчиты­ ваться по принципу расчета других гидротехнических сооружений [112]. Следовательно, расчетный модуль дренажного стока должен определяться по принципу определения расчетного расхода осталь­ ных гидротехнических сооружений, т. е. нужно установить сток дрен оптимальной обеспеченности, который и принять за расчетный. При таком подходе требуются данные о фактическом дренажном стоке.

Учитывая резкие колебания дренажного стока, его расчетная величина может быть значительно меньше максимальной, так как для понижения уровня грунтовых вод требуется некоторое время, в течение которого дрены могут работать отнюдь не полным сече­ нием. Правильный, по нашему мнению, принцип определения рас­ четного q по методу определения расчетного расхода других гидро­ технических сооружений был, например, использован А. М. Янго-

лем [198].

Приведенные выше результаты наших исследований гидрологи­ ческого действия дренажа в различных районах Латвийской ССР показывают, что режим дренажного стока в значительной мере за­ висит как от степени дренирования (Е и t), так и от уклона поверх­ ности земли и фильтрационных свойств почв, а также от степени водности данного района. Характерно, что в некоторых западных и южных районах Латвийской ССР фактический максимальный дре­ нажный сток весьма редко и на очень короткое время достигает и превышает 0,6—0,7 л/(С"га). В то же время в районах, располо­ женных в северной и средней частях республики, максимальный дренажный сток часто превышает 2—3 л/(с-га)- (табл. 31). В райо­ нах, где среднее количество годовых осадков различается на 20— 30%, величина фактического дренажного стока в паводковые пе­ риоды может различаться в 2—3 раза и более. В нормах проекти­ рования, составленных без учета фактического дренажного стока, это явление учитывается явно недостаточно. Дело в том, что отдель­ ный климатический фактор сам по себе не может характеризовать

Таблица 31

Модули дренажного стока в зависимости от места расположения объекта исследований (£=20 м, <=1,2 м)

71