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

о

Рис. 26. Ход уровней грунтовых вод для систем глубокого (1,5 м) и мелкого (0,9 м) систематического дренажа. 1/Х 1960—31/V 1961 гг. Римейкас.

/ — <=0,9 м; 2 — <=1,5 м.

грунтовых вод в основном происходит не в вегетационный период. Как отмечено выше, летом грунтовые воды как на дренированных, так и на недренированных полях обычно опускаются ниже уровня дрен, вследствие чего возможность активного регулирования дре­ нажем водного режима почв снижается до минимума.

На дренированном поле критическое положение уровня грун­ товых вод имеет место в середине полосы между дренами. Для определения положения уровня в данный период времени за ру­ бежом рекомендуется формула Я. Шильфгарде

Данная зависимость запрограммирована и расчет по ней ве­ дется на вычислительной машине. Как показывают исследования Г. О. Веньёр и Г. П. Джонсон [292], результаты по формуле (62) подтверждаются аналогичными результатами, полученными на со­ ответствующей модели, а также в натуре.

Для определения положения уровня грунтовых вод с заданной обеспеченностью в течение критических декад, исходя из водного баланса дренированной почвы, Р. А. Тумас [142] предлагает сле­ дующую зависимость:

(Л>о — Ё ) - \ - Н 0е~в‘, (63)

78

где Нр — положение уровня грунтовых вод в середине между дре­ нами при заданной обеспеченности осадков Р; Н0— начальное по­

Численные значения В возрастают по мере увеличения сте­

где Н0 и Н — положение уровня грунтовых вод в середине между дренами соответственно при /= 0 и t = t.

Соответствующие формулы для расчета положения уровня грунтовых вод предлагает И. Весселинг [298], А. И. Ивицкий [59] и др.

Степень зарегулированности уровня грунтовых вод переувлаж­ ненных почв сильно зависит от расстояния между дренами Е. С уменьшением Е глубина залегания хронологически соответст­ вующих уровней возрастает, режим их становится более стабиль­ ным, уменьшается продолжительность стояния высоких уровней.

Не меньшее влияние на режим уровней оказывает глубина за­ кладки дрен t. При глубоком дренаже (1,3—1,5 м) на легких су­ глинистых и супесчаных почвах колебание уровней происходит,

вых вод нередко поднимается в пахотном слое и наблюдается продолжительное его затопление этими водами (см. рис. 26).

79

На более интенсивное понижение уровней грунтовых вод при более глубоком дренаже указывают также В. И. Кдипперт [72]идр.

Более глубокое и устойчивое понижение уровней грунтовых вод глубоким дренажем объясняется тем, что при дренаже, имеющем, например, £=1,5 м, в фазе спада паводка происходит постепенное опорожнение от гравитационных вод активного слоя почвы глу­ биной до 1,2 м. Мелкий же дренаж, имеющий £ = 0,9 м, может ак­ тивно повлиять на режим уровней грунтовых вод глубиной не бо­ лее 0,6—0,7 м даже при самой большой густоте дренажной сети. Более глубокое понижение уровня невозможно, потому что осталь-

Рис. 27. Схема осушительного действия мелкого и глубокого дренажа.

t\ и t2 — глубина закладки дрен; Н\ и Н2 — глубина уровня на половине расстояния между дренами; F i и F2— аккумулирующие емкости почвы при мелком и глубоком дренаже.

ные 0,2—0,3 м до глубины дрен служат так называемым началь­ ным напором грунтовых вод, т. е. тем минимальным напором над дренами, при котором дренажный сток начинается, а также пре­ кращается. Таким образом, опорожнению от избыточных вод при глубоком дренаже подвергается примерно в 2—3 раза более мощ­ ный слой почвы, чем при мелком (рис. 27). Кроме того, при одина­ ковом градиенте напора влияние осушительного действия может распространяться значительно дальше от глубоких дрен, чем от мелких.

Глубокое дренирование активного слоя почвы оказывает воз­ действие на режим уровней грунтовых вод в паводковый период. Как отмечено выше, в глубоко дренированном активном слое почвы часть избыточной воды аккумулируется и нисходящие по­ токи этих вод достигают уровня грунтовых вод с некоторым опоз­ данием или вообще не достигают. Вследствие этого при глубоком дренаже уровень грунтовых вод поднимается меньше. Согласно соответствующей теории [3, 27, 56, 62, 77, 105], получается, что глубина закладки дрен на водопроницаемых почвах должна весьма существенно влиять на водный режим почв.

80

Теоретические соображения о более интенсивном регулирова­ нии глубоким дренажем режима уровней грунтовых вод вполне подтверждаются данными натурных наблюдений. Даже в периоды весеннего половодья, являющиеся самыми критическими перио­ дами с точки зрения осушения, глубокий систематический дренаж практически не допускает затопления пахотного слоя и обычно обеспечивает понижение уровня грунтовых вод более 0,5 м от по­ верхности земли (см. рис. 26). Преимущества глубокого дренажа над мелким совершенно очевидны при сравнении глубин уровней в многоводные гидрологические годы (табл. 38).

Таблица 38

Глубина уровня грунтовых вод от поверхности земли (см) в системах глубокого и мелкого дренажа в многоводные годы при Е = 20 м. Римейкас

Средние уровни грунтовых вод. Средние уровни грунтовых вод за определенный период времени (месяц, год) показывают сум­ марное влияние степени дренирования на режим уровней в дре­ нированных почвах. Наиболее правильную оценку этого влияния

мы получаем при сравнении средних уровней не в средние, а в многоводные периоды.

Исследования показывают, что при среднеглубоком дренаже (^=1,2 м) двукратное увеличение расстояний между дренами (от 14 до 30 м) приводит к уменьшению глубины залегания уровней грунтовых вод в многоводные периоды в среднем на 20—25 см.

уменьшение глубины закладки дрен на 0,3 м, т. е. от 1,2 до 0,9 м, приводит к относительно еще большему снижению интенсивности

шение глубины уровня на 24 см. Аналогичные результаты полу­ чены на Малпилском опытном участке [173].

82