Глубина заложения дрен
В проектируемой системе осушительная сеть представлена дренажём. Дрены закладываются на определённую глубину. Это величина – расчётная и рассчитывается по формуле:
,
где:
b – средняя глубина заложения дрены, м;
а – норма осушения к концу расчётного периода, м;
h – прогиб кривой депрессии, м;
dB – внешний диаметр трубки с учётом слоя фильтрующей засыпки, м;
bmin – величина осадки осушаемого слоя почвы, м.
Норма осушения – требуемая глубина грунтовых вод, которая обеспечивает оптимальный водно-воздушный режим в активном слое почвы. На начало вегетации норма осушения составляет 0,5 – 0,6 м. В нашем случае – 0,6 м.
Прогиб кривой депрессии зависит от механического состава почв. Для среднего суглинка h = 0,2 – 0,3 м, для тяжёлого суглинка – 0,3 – 0,4 м и для торфа 0,2 – 0,25 м. Так как по заданию на осушаемом участке торф, подстилаемый средними суглинками, то прогиб кривой депрессии примем равным 0,25 м (как среднее значение).
Внешний диаметр дрены практически стандартен и равен 10 см или 0,1 м.
- это коэффициент уплотнения, который также зависит от механического состава почв. Для среднего суглинка коэффициент будет равен 0,07, для тяжёлого суглинка – 0,03 и для торфа – 0,22. В том случае, если мощность торфа (bmin) 0,5 м, то и мощность подстилающего среднего суглинка удобно взять равной 0,5 м.
Отсюда:
.
Так как теперь все значения для уравнения у нас имеются, то мы можем рассчитать глубину заложения дрен:
.
b = 1,10 м.
Рис. 5. Расчётная схема для определения расстояния между дренами:
Н – средний напор воды над дреной за расчётный период, м;
Т – расстояние от дрен до водоупора, м;
В – расстояние между дренами, м;
- среднее положение уровня грунтовых вод;
- уровень грунтовых вод до осушения;
- кривая депрессии.
Средний напор воды над дренами за расчётный период рассчитывается по формуле:
,
тогда в нашем случае Н будет равняться:
Н = 0,74 м.
Расстояние от дрен до водоупора оговаривается в задании и равно 6 м.
Расчёт режима осушения
Режим осушения формируется из разного уровня грунтовых вод в разные периоды вегетации растений. Так дрены к началу весенних полевых работ должны обеспечивать понижение грунтовых вод на глубину 50 – 60 см, на 70 – 80 см к концу первого месяца вегетации и на 110 – 120 см от поверхности почвы в среднем за остальной период вегетации.
Расчёт режима осушения включает в себя определение притока воды в дрены:
,
,
где:
mc – избыточный слой воды, который необходимо удалить с поверхности и из активного слоя почвы за расчётный период;
t – расчётный период, который равен обычно 10 – 15 суткам, приходящимся на конец апреля (третья декада апреля – 10 суток).
;
м, где:
Нb – слой воды, оставшийся на поверхности после снеготаяния в микропонижениях, (в нашем случае этот показатель будет равен 0,02 м);
- коэффициент водоотдачи, (равный по заданию 0,07);
а – норма осушения, (Она составляет 0,6 м);
О и Е – осадки и испарение за расчётный период (3 декада апреля), при этом Е будет равно:
,
м
Подставляя все значения в формулы можем посчитать приток воды в дрены:
.
q = 0,00509 м/сут.
Выбор типа дренажа. По заданию, почвы на данном участке представлены мелкозалежным торфяником. Мощность торфяного слоя составляет 0,5 м. Торф подстилается средним суглинком. Так как в водоносном горизонте коэффициент фильтрации КФ = 0,1 м/сут и грунтовые воды ненапорные, то выберем горизонтальный дренаж из керамических трубок. Так как минимальная глубина заложения дрен 1м, следовательно, дрены будут заложены в среднесуглинистом горизонте.