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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

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

дренажного стока q равнялся 0,530 л /(с-га). Максимальная вы­ сота подъема кривой депрессии h при Зтом значении q была 25 см. В последующие сутки имело место уменьшение q, но высота подъ­ ема кривой депрессии в это время до 7/1 включительно была больше, чем 2/1. Так, 4/1 величина h равнялась 52 см при значи­

тельно меньшем q

(0,205 л /(с -га )).

Аналогичные результаты

по­

q л/(с-га)

лучены на других дренажных системах

на

минеральных

почвах

[170] и

на

торфяни­

 

ках низинных болот, а также при модели­

 

ровании действия дренажа в грунтовом

 

лотке.

 

 

данные не

подтверждают

 

Приведенные

 

принятое

в

теории

предположение,

что

 

в данной дренажной системе определенном у

 

h соответствует

определенное

значение q.

 

Оказалось, что одинаковой величине мо­

 

дуля дренажного стока q в различных фа­

 

зах паводкового цикла действия дренажа

 

соответствуют

две

 

различные

 

величины

 

подъема кривой

депрессии

h.

При

этом

 

в фазе возрастания q со временем Т, кото­

 

рому на рис. 34 соответствует ветвь АВ,

 

величина подъема кривой депрессии при

 

определенном значении q всегда меньше,

 

чем в фазе снижения q (ветвь ВС).

 

 

 

Для более подробного изучения законо­

 

мерностей

между

модулями

 

дренажного

 

стока и положением кривой депрессии

(на­

 

пором грунтовых вод) целесообразно ис­

 

пользовать

кривые

 

зависимости

q = f(h),

 

т. е. кривые модуля дренажного стока.

 

 

 

Рис. 34. Календарный график модулей дренажного

 

стока для среднеглубокого (1,2 м) систематического

декабрь 1958г.

дренажа (£ = 20

м)

в цикле

действия

дренажа

с

18

 

 

по 29/ХИ

1958

г. Кокнесе.

 

 

 

Кривая модуля дренажного стока. Кривые зависимости между дренажным стоком и напором грунтовых вод, или кривые модуля дренажного стока q = f(h), начал изучать X. А. Писарьков [102]. Он установил следующую формулу для этой кривой:

q= Ch\

(85)

где С — коэффициент, зависящий от свойств грунта,

расстояния

между дренами и других условий.

 

Позже формула была дана в виде

 

q — Chn.

(86)

98


Ж- Гийон [237] предложил следующую зависимость между ве­ личинами <7 и h:

 

 

 

 

 

 

 

 

q=Ah?-\-Bh,

 

 

(87)

где А и В — параметры,

зависящие от коэффициента фильтрации,

расстояния между дренами и диаметра дрен.

q = f(h)

получили

Аналогичную

зависимость

для

кривой

Г. Я-

Гоффман и Г. О. Шваб [239].

q = f(h)

занимались

многие

В 50-х годах

изучением

кривой

ученые [78, 112, 113, 139, 192, 198],

однако принципиальные изме­

нения

в

вышеприведенные

h см

 

 

 

 

 

уравнения не были внесены,

 

 

 

 

 

 

 

потому

что

анализирова­

 

 

 

 

 

 

 

лись

q = f(h)

только

для

 

 

 

 

 

 

 

фазы

 

спада

паводкового

 

 

 

 

 

 

 

цикла

действия

дренажа

 

 

 

 

 

 

 

или же не разделяя фаз

 

 

 

 

 

 

 

спада и подъема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автор анализировал кри­

 

 

 

 

 

 

 

вые

q = f(h)

для

всего

па­

 

 

 

 

 

 

 

водкового

цикла

действия

 

 

 

 

 

 

 

дренажа, строго разграничи­

 

 

 

 

 

 

 

вая

фазы

подъема

 

и спа­

 

 

 

 

 

 

 

да.

Оказалось,

что кривая

 

Рис. 35. Кривая модуля дренажного стока

модуля

дренажного

 

стока

 

q = f(h)

в

общем

случае

 

q=f(h)

для систематического

дренажа

 

(£=20

м) в цикле действия дренажа с 15

не

является

параболиче­

 

 

по 29/XII

1958 г. Кокнесе.

 

 

ской, а состоит из двух ха­

 

 

 

 

 

 

 

рактерных ветвей

(фаз)

и в общем случае для одного цикла дей­

ствия дренажа имеет петлеобразную форму

(рис. 35). Ветвь АВ

кривой

q = f(h)

соответствует

возрастанию

модулей

дренажного

стока q

во времени

(

^

> 0j , а ветвь ВС — уменьшению q

во

времени /

dq

гЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Восходящую ветвь

(А В )

кривой

модуля дренажного стока

на­

зовем фазой подъема кривой модуля дренажного стока и обозна­

чим ее

через qn= fi(h), нисходящую

ветвь (ВС) — фазой спада

кривой

модуля дренажного стока и

обозначим через qCn= f2(h).

Из рис. 35 следует, что во время одного цикла действия дренажа одинаковый по величине дренажный сток формируется при различ­ ных напорах грунтовых вод.

Форма кривой модуля дренажного стока q = f(h) в некоторой степени аналогична форме известных в гидрологии петлеобразных

кривых расхода рек <2р = /(Я )

для паводкового периода (Qp— рас­

ход реки, Я — уровень воды).

<3Р = /(Я ) можно

характеризовать

Форму кривых q = f(h)

и

максимальным взаимным

сдвигом (отклонением)

отдельных фаз

7*

99



этих кривых, или так называемой шириной петли. Максимальные относительные расхождения фаз подъема и спада кривой модуля дренажного стока q = f(h) значительно больше максимальных рас­ хождений соответствующих фаз кривой Qp = /(# ) . Так, если ве­ личина максимального расхождения фаз подъема и спада кривой

расхода реки Qv = f(H)

не превышает 15—25% наибольшего рас­

хода

реки [10, 106], отклонения соответствующих фаз кривой мо­

дуля

дренажного стока

q = f(h) могут достигать и даже превы­

шать 70% величины максимального модуля дренажного стока, наблюдаемого в данном цикле действия дренажа.

К см

Рис. 36. Кривые модуля

дренажного

стока

q=f(h)

для

цикла действия дренажа

с

15 по 29/ХП

1958 г. Кокнесе.

/ — £=20 м, t=1,2 м;

2 £=14

м, <=1,2

м;

3 —

£ = 25 м,

<=

1,2

м; 4 — £=30 м,. £=0,9

м.

 

 

 

На рис. 36 совмещены кривые q = f(h) различных вариантов дренажа с различными расстояниями между дренами и глубинами закладки дрен. Из этих кривых видно, что в зависимости от сте­ пени дренирования меняются как размеры и форма, так и поло­ жение кривой q = f(h) в координатной системе. Однако независимо от степени дренирования при одних и тех же напорах грунтовых вод значения модулей дренажного стока в фазе подъема значи­ тельно больше соответствующих значений модулей в фазе спада.

Все приведенные кривые связи между стоком и напором со­ ставлены для точек измерения уровней грунтовых вод в середине между двумя дренами. Но известно, что во время действия дре­ нажа в полосе между двумя дренами на различных расстояниях от них уровень грунтовых вод не находится на одинаковой высоте, т. е. формируется кривая депрессии. Возникает вопрос, какой ха­ рактер имеет связь между q и напорами грунтовых вод для точек

100


измерения уровней, находящихся на любом расстоянии от левой

или правой дрены.

 

 

 

q = f(hi)

для точек кривой де­

На рис. 37 приведены кривые

прессии,

находящихся

на

различных расстояниях от дрены.

Из рисунка следует, что

при

различных расстояниях точек кривой

депрессии от дрены

кривые

модуля дренажного стока подобны,

но не

одинаковы.

Они

также

имеют

петлеобразную форму,

но с уменьшением расстояний точек от дрены уменьшаются раз­ меры (ширина) петли. Это объясняется более стабильным гидрав­ лическим режимом вблизи дрен.

hi см

Рис. 37. Кривые модуля дренажного стока q=f(h) для точек измерения напора, находящихся на расстояниях 1, 3 и 7 м от дрены (соответственно 1, 2, 3), наблюдаемые при среднеглубо­ ком (1,2 м) систематическом дренаже (£=14 м). Кокнесе.

Соответствующие исследования показывают, что форма и по­ ложение кривых q=f (h) в координатной системе для различных циклов действия дренажа различные. Взаимные сдвиги (отклоне­ ния) фаз подъема и спада этих кривых могут меняться в довольно широких пределах. Кривые q = f (h), составленные для различных паводковых циклов одного варианта дренажа, могут полностью или частично охватывать одна другую [165]. Амплитуда взаимного сдвига фаз подъема и спада кривых обычно тем меньше, чем чаще циклы действия дренажа следуют один за другим.

Форма петлеобразных кривых q = f(h), в основном зависящая от инфильтрационных условий в фазе подъема паводкового цикла, весьма разнообразна. Так, если циклы действия дренажа происхо­ дят в зимний или зимне-весенний период при повторных оттепе­ лях, соответствующая кривая является зубчатой. До сих пор не написано уравнение, удовлетворяющее всем положениям и конфи­ гурации этой кривой.

Следует отметить, что явление гистерезиса дренажного павод­ кового стока, наблюдаемое в полевых условиях, подтверждается результатами расчетов, проводившихся литовскими учеными К. Башкис и К. Дабужинскас [19] на гидравлическом интеграторе В. С. Лукьянова.

101