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
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