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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

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

ционных свойств водоносных пород. Линейная (заградительная) схема, при которой скважины располагаются в один-два ряда по периферии массива применяется при защите территории от подтопления ее потоком грунтовых вод, идущим с вышерасположенных участков. При равномерном расположении скважин на осушаемой территории с целью снижения уровня грун­ товых под на определенной площади скважины могут быть размещены в вершинах равностороннего треугольника или квадрата.

На выбор схемы расположения скважин влияют следующие факторы: 1) назначение скважин (для орошения, осушения, рассоления); 2) гидрогеологические и мелиоративные условия; 3) экономические условия (стоимость бурения, источники энер­ госнабжения и т. д.); 4) конструкция скважин; 5) требуемый режим откачки; 6) наличие или отсутствие регулирующей емкости (на поверхности).

Число скважин при площадном размещении:

J V = ~ ;

(6.36)

при линейном (заградительном) размещении:

 

N =

(6.37)

где S — осушаемая площадь, га\

м;

R — радиус действия

скважины,

Ь — длина периметра

массива,

защищаемого от подтоп­

ления.

 

 

Если причиной заболачивания территории является под­ земный приток воды со стороны, то дренажные колодцы, как уже отмечалось, располагают вдоль границы защищаемого массива в один-два ряда с учетом радиуса влияния каждого колодца.

Если подъем уровня грунтовых вод происходит в резуль­ тате местного (территориального) характера питания, то дре­ нажные колодцы размещают равномерно по всей осушаемой территории либо по вершинам равностороннего треугольника, либо по вершинам квадрата.

При расположении дренажных скважин кустами изменяет­ ся мощность и размещение силовой станции, снабжающей насосы электрической энергией.

 

Насосы и двигатели для вертикального дренажа

Успешная работа дренажных колодцев в

значительной

мере

зависит от правильного подбора насосов

и двигателей.

Вертикальные колодцы для откачки грунтовых

вод оборуду­

ются

глубинными высокопроизводительными насосами, кото-

157


Рис. 65. Погружной насос 12-НА про-

Рис. 66. Схема устройства

изводительностыо 42 л!сек, напор до

насоса АТН-14Р.

88 м.

 

158

рые в состоянии откачивать воду с глубины 100 м и ниже с расхо­ дом не менее 50—100 л/сек.

Вшахтных колодцах насос по­ мещается в колодце, а двигатель на поверхности земли. Более удо­ бен вертикальный центробежный насос, погруженный под воду в ко­ лодце. Иногда насос и двигатель находятся в шахте колодца.

Втрубчатых колодцах поршне­ вые и глубинные вертикальные (турбинные) центробежные насосы опускают в трубу колодца. Диа­ метр труб 30 — 75 см, производи­

тельность 40 — 400 M3j4.ac, напор до 120 м (рис. 65).

Дренажные колодцы могут обо­ рудоваться насосами и двигателями так, как изображено на рис. 66. Конструкция глубинных насосов показана на рис. 67.

Техническая характеристика артезианских насосов приводится в Баводских инструкциях и специаль­ ных каталогах.

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1.Расскажите о конструкции и дейст­ вии вертикальных дрен.

2.Назовите условия и районы приме­

нения вертикального дренажа.

3.В чем достоинства и недостатки вертикального дренажа?

4.Как производится расчет фильтров вертикальных дрен?

5.В чем сущность графо-аналитиче­ ского метода расчета вертикальных дрен?

6.Как определяют оптимальное рас­ стояние между скважинами, оптимальную глубину откачки?

7.Как определяют дебит скважин при

одиночном и групповом расположении их? 8. Какие вы знаете варианты распо­ ложения скважин вертикального дренажа?

Рис. 67. Конструкция глубин­ ных насосов.

15S


ГЛАВА VII

ПРОВОДЯЩАЯ ОСУШИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ И ВОДОПРИЕМНИКИ ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ

§ 36. Модуль дренажного стока и расположение проводящей осушительной сети

Назначение проводящей осушительной сети — своевремен­ но отводить с орошаемой территории в водоприемник излиш­ ние грунтовые и поверхностные воды. Регулирующая осуши­ тельная сеть (группа первичных дрен) сбрасывает дренажный сток в первичный проводящий осушительный канал — соби­ ратель. Собиратели же собранный сток сбрасывают во вну­ трихозяйственный коллектор, последний — в межхозяйственный коллектор. Сток межхозяйственных коллекторов принимают коллекторы районного, межрайонного или межреспубликан­ ского значения (например, Дарьялыкский коллектор в Южном Хорезме).

Водоприемниками для дренажных вод служат естествен­ ные котловины достаточно больших размеров, расположенные далеко за пределами мелиорируемого района. Например, Сарыкамышская котловина принимает дренажный сток и сбросные воды с земель Хорезмской области Узбекской ССР и Ташаузской группы районов Туркменской ССР.

Расстояние между проводящими каналами осушительной системы назначается в зависимости от конструкции регулиру­ ющей сети и организации территории и изменяется в преде­ лах от 400 до 600 м и более с таким расчетом, чтобы обес­ печивать высокую производительность машинно-тракторного парка. Если приходится часто прокладывать проводящие осу­ шительные каналы, их заключают в трубу.

К проводящей осушительной сети (коллекторам всех по­ рядков) предъявляют следующие требования. Она должна своевременно отводить в водоприемник весь поступающий дренажный сток с орошаемой территории, не допускать за­ болачивания и подтопления земель массива в течение всего года. Необходимо, чтобы затраты на ее эксплуатацию (на очистку от зарастания и заиления) были минимальными.

На орошаемых землях Средней Азии, Южного Казахстана и Азербайджана расходы коллекторов увеличиваются за счет сброса поливной воды. Величина этого сброса зависит от из­ меняющихся по временам года почвенно-климатических н гидрологических факторов и от характера сельскохозяйствен­ ного использования площадей (вегетационные поливы сухо­ дольных культур, орошение посевов риса, промывки засолен­ ных земель, влагозарядковые поливы и др.).

У каждого канала проводящей сети своя площадь водо­ сбора, с которой стекает определенный расход грунтовых вод. Для установления этого расхода введено понятие модуль

160


дренажного стока. Модулем дренажного стока называется величина стока с единицы водосборной площади (л)сек с 1 га).

Устьевой расход проводящего осушительного канала (кол­ лектора) в условиях, когда заболачивание происходит как за счет поверхностного притока, так и подъема грунтовых вод, определяется суммой стока поверхностных вод и дренажного стока. При этом поверхностный сток для зоны избыточного увлажнения определяют по формуле:

 

 

 

(7.

1)

где 2 С— площадь водосбора, км?\

л!сек

с 1

км?.

 

 

qnc — модуль поверхностного стока,

 

 

Следовательно, устьевой расход проводящего осушитель­

ного канала (коллектора) равен:

 

 

 

 

 

Qp — Q«, + 2iQdP<

 

 

(7. 2 )

где 'ZiQgp — сумма расходов дрен, впадающих

в данный кол­

лектор. Гидравлический расчет проводящего

ка­

нала, т. е. определение гидравлических элементов

его, производят по участкам

с начала

канала.

 

В

аридной зоне поверхностный

сток

Q

как пра­

вило, должен быть равен нулю, а при совмеще­ нии коллекторной сети со сбросной устанавлива­ ется размером сброса поливной воды, полученным

врезультате наблюдений.

Взоне избыточного и неустойчивого увлажнения модуль стока — величина непостоянная. Изменяясь во времени и про­ странстве, он зависит от количества осадков, проницаемости почво-грунтов, рельефа, уклонов поверхности водосбора, ха­ рактера растительного покрова, величины и формы водосбор­ ной площади, изрезанности ее системой открытых каналов, создающих частые водосборы, и т. д.

На водосборах значительной длины сток происходит при малых скоростях — с замедлением, а в водоприемник поступает за определенное время вода не со всей площади водосбора. Поэтому введено понятие коэффициент замедления <р. По А. Н. Костикову, он приближенно может быть выражен через средний уклон водосбора / и длину водосбора /:

 

 

(7.3)

где т =» 0,2 — 0,05;

п — 0,4 — 0,65; N — коэффициент,

завися­

щий от периода стока и размеров водосбора

(от 0,4

в межень до 4 в весенние паводки, уменьшаясь для

больших

водосборов). Коэффициент замедления мо­

жет быть

меньше или равен единице.

 

11-520

161


По А. Н. Костикову, максимальное значение модуля стока можно определить по формуле:

 

 

Яmax

оР

(7. 4)

 

 

^ ?*

где а — коэффициент стока =

(1 —- ц);

почвой;

 

[х — коэффициент

поглощения воды

 

Р — общий слой выпавших осадков;

 

t — продолжительность выпадания

осадков.

 

Модуль стока q определяют по формуле:

 

 

 

 

 

(7.

5)

где S — площадь

водосбора,

га;

 

 

х — берется

из специальных таблиц.

 

Многие исследователи проводили работы по уточнению

значений параметров,

определяющих

модуль стока. Однако

уверенности в универсальности предложенных разными авто­ рами формул нет. Остается единственно правильный путь — определять модуль стока на специальных типовых стоковых участках для отдельных почвенно-климатических районов.

Расположение проводящих каналов коллекторно-дренаж­ ной сети должно быть увязано, прежде всего, с топографиче­ скими и гидрографическими условиями осушаемой территории; с характером хозяйственного использования ее, с расположе­ нием регулирующей сети; с условием питания заболоченной площади избыточными водами (перехват — перерезывание дви­ жущегося потока грунтовых или отвод поверхностных вод); с уровнем механизации сельскохозяйственных работ в данном

хозяйстве.

Главным магистральным коллектором называется по­

следнее

звено осушительной

системы,

которое на всем про­

тяжении

принимает

всю сбросную и дренажную воду с осу­

шаемой

территории

и отводит

ее в водоприемник. В устье

главного

коллектора

разность

отметок

между уровнем воды

в главном коллекторе и водоприемнике

должна быть такой,

чтобы не было подпора в главном коллекторе при самом вы­ соком уровне воды в водоприемнике. Оптимальный угол горизонтального сопряжения главного коллектора с* водо­ приемником 45—60°. Если уровень воды в водоприемнике превышает уровень воды в главном коллекторе, вдоль водо­ приемника устраивают резервуары, из которых воду качают насосами в водоприемник.

В устьях всех младших и старших проводящих осушитель­ ных каналов, начиная от устья первичной (регулирующей) дрены и собирателя и кончая сопряжением главного коллек­ тора с водоприемником, проектируют ступенчатые горизонты.

162