Файл: Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

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

регулярно понижается (срабатывается) уровень минерализо­ ванных грунтовых вод. Систематическому обновлению пресной подушки способствуют промывной режим орошения, дренированность почвы, достаточная водоотводящая сеть и водопри­ емник.

Рис. 31. Глубина закладки дрен и разное положение напора грун­ товых вод:

z — начальная глубина от зеркала грунтовых вод до поверхности земли; z 0 —про­ ектная норма осушения; Н х — максимальный действующий напор; Н н 0 —напор в момент достижения нормы осушения; —минимальный напор.

§ 23. Приток воды к дренам и расстояние между дренами

Определяя приток воды к дренам, А. Н. Костяков рассма­ тривает три принципиальные схемы: 1 ) дно дрены расположено на водоупоре; расстояние от дна дрены до водоупорного слоя а = 0 (рис. 32); 2) водоупор занимает промежуточное поло­ жение, т. е. он расположен от дна дрены на расстоянии

а < -у-; 3) водоупорный слой залегает бесконечно глубоко'

от дна дрены, при этом а >

где L — расстояние между

дренами. Первый и третий расчетные случаи являются част­ ными случаями общей схемы расположения дрены в водонос­ ном слое ограниченной мощности. Каждая схема рассматри­ вается для двух типов питания грунтовых вод — местного (а) и внешнего (б). Внешнее питание грунтовых вод на орошае­ мых землях встречается очень редко. Под внешним питанием следует понимать приток грунтовых вод со стороны, напри­ мер: фильтрационные потери из оросительных каналов, с уча­ стков, расположенных на более высоких отметках, чем рас­ сматриваемый массив. При внешнем питании грунтовых вод приток к дрене в любом сечении от дрены будет постоянным.

Величина притока к дрене при местном питании грунтовых вод будет переменной—она может либо нарастать, либо убы­ вать. При местном питании грунтовые воды пополняются за счет инфильтрации поверхностных вод в зоне действия дрены

87

Рис. 32. Схема притока воды к дренам:

] —местное питание; 2 — внешнее питание.

Р\ и поступления напорных грунтовых вод Р2. Значение Рг определяется, как разница между суммой водоподачи и атмос­ ферных осадков и суммарным испарением и транспирацией И. Величина Р2 будет только в случае, когда грунтовые воды

напорные (Голодная степь, Ферганская долина, межгорные теснины).

О п р е д е л е н и е п р и т о к а к г о р и з о н т а л ь н о й д р е ­ не, л е ж а щ е й на в о д о у п о р е (а = 0 ), и при м е с т н о м

88

п и т а н и и (рис. 33).

Считая,

 

что поступление воды в грун­

 

товые воды' в зоне действия

 

дрены

будет

равномерным,

 

можем принять следующий за­

 

кон распределения инфильтра-

 

ционного расхода ах= Р(1—х).

 

Так как линиц, равных напоров

 

представляют

собой

концен­

 

трические окружности, то при

 

близком

залегании вопоуцора

Рис. 33. Горизонтальная дрена на во-

(а = 0 ) кривизну линии

можно

доупоре (первый случай).

не учитывать,

и тогда

линия

 

равного напора является перпендикуляром, длина которого равна ординате у.

При расположении дрены на горизонтальном водоупорном слое и местном питании, для установившегося движения грун­ товых вод, можно написать следующее дифференциальное уравнение:

 

P V - x ) - - y K %

(4.2)

где

= Р(I — х) — поступление

инфильтрационных

вод

на

 

участке

I — х\

 

 

 

 

9х = у .А г£ -п р и то к

в сечении на расстоянии х

от

оси

 

дрены;

слой

просачивающейся

воды с

 

Р — средний

 

единицы поверхности почвы в единицу

 

времени, х?'\сутки\

 

 

 

I — половина расстояния между дренами;

 

 

•"х = У! к х • ~^х = ^х»

 

 

 

К — коэффициент фильтрации, м\сутки.

 

 

 

Количество воды, проходящее

через сечение х, qx = шхт;Х!

принимаем равным количеству воды, просачивающейся с по­

верхности почвы: Р{1 — х), так

как движение установившееся,

т. е.

Н — const.

 

 

 

 

 

Интегрируя дифференциальное уравнение (4.2) при усло­

вии, что у изменяется в пределах

от h0 до

у, а х от 0

до х,

получим:

 

 

 

 

 

 

К(У2~ Ь 2о) =

Р х \l — Y

 

(4.3)

 

 

2

 

 

 

 

где h0— слой воды в

дрене;

при

х — /; у = Н можно напи-'

сать:

К (Н 2 — /ф = РР-,

значение

притока

грунтовых

вод к

89

P(L*I

Рис. 34. Горизонтальная дрена в про­ межуточном положении (второй слу­

чай).

дрене

на единицу ее длины

с двух

сторон:

 

2Р1

2Л" ( I P — Лд)

 

/

 

 

 

 

Поскольку 2PI = <7, а

/ = -g—1 имеем:

 

при местном

питании

 

 

■4К(№-А*)

(4.4)

«:= —

г — 1 :

 

при внешнем питании

 

 

2K (fP -h l)

(4.5)

 

 

 

П р и т о к

к д р е н е при

п р о м е ж у т о ч н о м з а л е ­ та н и и в од о у п о р а: а <

<(рис. 34). Приток грунтовых вод в дрену с одной сто­

роны из области, лежащей ниже дна дрены, равен: q"x = чоГ -vx

„

п а

V ,

К

dj_. п" — — V /г л±

Шх ~

ЭО*'

 

х ' Ч* 9 0 X A djc'

Приток из зоны, лежащей выше дна дрены q’x — о /■vx\

0)

г,-И

V .

К-

аУ.

к dA

 

90' ’

 

 

d x ’

90X ’А ' dx'

При местном питании грунтовых вод можно написать сле­ дующее дифференциальное уравнение для притока с одной стороны:

Р(1 — X)

( а +

if аУ

 

 

 

2 I

90

 

 

Проинтегрировав

это уравнение

в пределах: х от у дол:=/,

и у от h0, до у = Н,

получим следующую расчетную формулу

притока воды в дрену с двух

сторон

при местном питании:

 

(а -I- (5\

 

Ло) .

 

 

* * Г 9 Г ) (// -

(4.6)

 

1п-

 

 

 

 

 

 

а

90 : ? ( l + 0 , 8 l n i ) ;

где а угол, определяющий площадь притока грунтовых вод из зоны ниже дна дрены;

90

Р — угол, определяющий се­ чение притока грунтовых вод из зоны выше дна дре­ ны.

Остальные буквенные обозначения 4 показаны на рис. 35.

При внешнем питании приток воды в дрену пос­ тоянен и с двух сторон бу­ дет равен:

П р и т о к К д р е н е При

Рис. 35. Горизонтальная дрена при

г л у б о к о м з а л е г а н и и

глубоком залегании (третий случай).

в о д о у п о р н о г о

слоя:

 

а > у (рис. 35). Для определения притока грунтовых вод в

сечении, расположенном на расстоянии л; от оси дрены, задаем­ ся гидродинамической сеткой движения грунтовых вод. При­ нимаем схему радиального потока, т. е. линии равных напо­ ров — концентрические окружности, а линии токов — радиусы этих окружностей. Приняв величину коэффициента фильтра­ ции К постоянной по всей области фильтрации, получим:

где тх — площадь притока в сечении х.

С

некоторым допущением значение площади притока в се­

чении х (на 1

пог. м дрены) можно принять равным шх —

«= кх

и vx = К

подставим эти значения в формулу расхода

qx = iox -vx. Получается простое дифференциальное уравнение:

qx = kxK'Q

или qx Ц = кК dy.

Величина х изменяется

в пределах от ^ (радиус дрены)

до / (наибольшая дальность действия дрены — половина меж-

дудренного

расстояния).

Величина

у изменяется

в пределах

от 0 до И

(наибольший

действующий напор

на

расстоянии

I от оси дрены).

 

уравнение

и

подставляя

Интегрируя дифференциальное

пределы, получим:

 

 

 

 

q\n L — кКН,

~1

91

Смотрите также файлы