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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

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

p -

/ ' +

- S

- =

 

( 2 0 2 )

 

 

V =

2,94a lg - ^ - ;

 

(203)

т][=2,94а1lg

- ;

 

(204)

a — расстояние до водоупора; a\ — мощность

однородного

грунта

ниже дрен; р — расчетный расход инфильтрации.

 

Определение Е производится путем подбора.

почвах

Для определения параметров

дренажа

на торфяных

в Эстонской ССР рекомендуется пользоваться следующими форму­ лами У. Томберга [140]:

а)

для полевого севооборота и пастбищ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я (ft —0,50)

 

 

 

 

 

 

Е= .3750р /

 

 

 

10'

(h — 0,50) •

10"

(205)

 

 

 

 

2,3a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

для лугов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£=4000Р

/

А!др

 

10е (*—°>45) _ 1

- (h — 0,45) •

10-“* , (206)

 

V

щ .

2,3а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(207)

Кто — коэффициент

фильтрации торфа, определенный

на

глубине

т0 метров, см/с;

К№— коэффициент фильтрации торфа

на глубине

дрен в середине междренного расстояния, см/с;

h — глубина дрен

после осадки торфа, м;

а — мощность слоя торфа (после осадки)

ниже

дна дрен,

м;

q — средний многолетний

модуль

годового

стока, л/(с-км 2);

|3 — поправочный коэффициент в зависимости от

высоты напора в середине полосы между дренами

(hi) (табл. 138).

 

 

 

 

 

 

Таблица 138

 

 

Значения поправочного коэффициента р

 

 

h \ ................

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

................

0,56

0,68

0,77

0,84

0,91

0,95

0,98

Полученные на основании этих формул значения Е приведены в табл. 139.

300


Таблица 139

Расстояния между дренами (м) на низком болоте со степенью разложения торфа 30*/о на сенокосах и пастбищах (в скобках)

Глубина закладки дрен, м

Мощность торфяного слоя до осадки, м

до осадки

после осадки

 

1,5

 

2,0

2,5 и более

1 , 2 5

0 , 8

24

(2 0 )

30

(2 4 )

32

(2 6 )

1 ,5 0

1 ,0

28

(2 4 )

38

(3 2 )

42

(3 2 )

1 ,7 5

1 ,2

 

42

(3 6 )

48

(3 7 )

Для определения расстояний между дренами Е на болотах на­ порного питания при залегании дрен на водоупоре в Белоруссии [72] разработана следующая зависимость:

Е = 2

k T ( h + Ah)2 ~ h 2

(208)

2'{ЪН

 

 

где Т — время, в течение которого необходимо понизить уровень грунтовых вод на проектную глубину; Н —высота сработки грунто­ вых вод; ho — высота нависания; /г+Д/г — подъем депрессионной кривой при напорном питании на расстоянии Е/г от дрены; б — коэффициент водоотдачи.

В Голландии и в некоторых других странах Западной Европы для расчета основных параметров дренажа широко пользуются формулами С. Хоогхауд и Л. Эрнст. Формула Хоогхауд, применяе­ мая при расчете дрен, укладываемых в однородный грунт или на границе двух слоев разной водопроницаемости, имеет вид [190]:

Е 2= 8k2 d(]H 4- AhH2 ■,

(209)

где q — интенсивность инфильтрационного питания,

м/сутки; ki и

kz — коэффициенты фильтрации верхнего и нижнего слоев грунта, м/сутки; Н — высота горизонта грунтовых вод в середине междренного расстояния над уровнем дрен, м; do — толщина «эквивалент­ ного слоя», зависящая от Е, радиуса дрен г и мощности водонос­ ного пласта под дренами Т. Эта величина характеризует искрив­ ление горизонтальных линий тока на расстояниях, меньших 0,7Т от дрен. Для расчета do применяются формулы:

d0

Е

 

( £

- 1 , 4 7 ) 2

 

8 ( Rn + R r )

'х/г

8ТЕ

 

 

 

 

0,77"

(210)

Г

 

301


П ри Т > 0 ,2 5 Е р ек ом ен дуется ф ор м ул а

,0,39£

“о-------

(211)

in —

1

где х = яг.

Определение Е проводится методом подбора или при помощи соответствующих таблиц и номограмм.

Формула Л. Эрнста, согласно работам [266, 267], имеет вид

Е = 8 (k\D \ + k^Dj)

_i_

q

E

h — q

m

q In

(212)

Tx

где «

•смоченный

периметр

дрен; а — коэффициент, зависящий

 

 

 

 

 

от £

и диаметра

дрен.

Другие

777Ш Ш Ш ?77Ш Ш 5777Ш 7Ш Ш 577ЯШ ;Г7ГК!777&773777^777^77&7П

обозначения см. на рис. 98.

 

 

 

 

 

 

Для практических расчетов по

 

 

 

 

 

формуле (212) составлены соот­

 

 

 

 

 

ветствующие номограммы-

 

 

 

 

 

 

I

Ж. Гийон [237] предлагает

 

г

г

 

следующую формулу для опреде-

 

к,

 

ления Е в условиях Франции:

 

d

а,

 

 

Е=

Щ Н % - - а) Г~.

(213)

 

 

 

 

 

 

 

 

Ж

 

 

где

k — водопроницаемость

поч­

 

 

 

 

 

вы,

м/сутки;

Н — максимальный

Рис. 98. Расчетная схема дренажа

напор грунтовых вод, м;

d — по­

 

по формуле Л.

Ернста.

 

нижение

уровня

грунтовых

вод

 

 

 

 

 

(м) за период времени Т (сутки);

 

 

 

 

 

ц — активная

пористость.

 

 

В результате совместного анализа нескольких теоретических

зависимостей и данных полевых опытов Б.

И. Френчи Дж. Р .О ’Кэ-

леген

[232] установили, что

наиболее

совершенной

является

фор­

мула Я. Шильфгарде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е = З А [- K {d + mt) (d + ffz0) A;

 

 

 

(214)

 

 

 

 

2f d

( Щ — Щ )

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

МЧ-£Л

 

 

 

 

(215)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d — расстояние

между осью

дрены и

водонепроницаемым

слоем;

M = t 10; to— начальное время понижения уровня грунтовых вод; t — любое время после U; то — максимальный подъем кривой деп­ рессии над осью дрен при to; mt — то же, при t; fd— порозность дренируемого слоя почвы; К — коэффициент фильтрации.

302


В СССР наиболее признанной является формула С. Ф. Аверья­ нова, которая может быть написана в виде

(21б)

где h — максимальный подъем кривой депрессии над уровнем дрен; остальные обозначения см. в главе II.

Кроме упомянутых, предложен еще ряд аналитических зависи­ мостей для определения Е [35, 150, 219, 232, 234, 239, 267].

Гидромеханический метод расчета дренажа в практике проек­ тирования в Прибалтике пока используется сравнительно мало. Одной из причин этого является сложность более или менее точ­ ного определения некоторых параметров расчетных формул, в том числе глубины залегания водоупора, коэффициента фильтрации и др. Кроме того, в гидромеханических решениях не учитываются или недостаточно учитываются гидрологические, гидрогеологичес­ кие и климатические факторы, а также влияние рельефа и др., в значительной мере обусловливающие степень и продолжитель­ ность переувлажнения дренируемого участка.

Недостатком существующих гидромеханических расчетов дре­ нажа является то, что до сих пор эти расчеты охватывают лишь фазу спада паводочного цикла действия дренажа, т. е. когда

“ г< 0 . Между тем, как отмечено в главе I, этот цикл имеет также

и фазу подъема. В этой фазе происходит наполнение влагой слоя почвы, находящегося выше уровня грунтовых вод. Объем, созда­ ваемый в предыдущий период, обычно тем больше, чем больше степень дренирования, т. е. чем больше t и меньше Е. Пренебре­ гая в расчетах фазой подъема цикла действия дренажа, частично исключается благоприятное влияние повышенной степени дрениро­ вания на водный режим почвы в предыдущий период, т. е. исклю­ чается одно из основных преимуществ более частого и глубокого дренажа. Кроме того, в расчетах не принимаются во внимание упо­ мянутые в главе I различия в процессе формирования дренажного

стока при - ~ - < 0 и

dT

Надо напомнить, что при одинаковой

dT

 

величине в фазе подъема паводочного цикла величина q может быть в несколько раз больше, чем в фазе спада, и что в этих фа­ зах форма кривой депрессии и, следовательно, коэффициенты деп­ рессии значительно различаются. Таким образом, произведя рас­ чет по какой-то «стационарной» форме кривой депрессии (эллипсу, параболе и др.), как это часто делается, можно получить лишь ориентировочные результаты.

Из сказанного, однако, не следует делать вывод, что гидроме­ ханические расчеты дренажа мало полезны. Гидромеханический метод расчета следует усовершенствовать. В принципе он является теоретически наиболее обоснованным методом определения рас­

303