2. Методы и способы осушения

При смешанном типе водного питания при назначении методов осушения исходят из основного, наиболее сложного типа водного питания. В данном курсовом проекте принимается:

• ускорение и регулирование поверхностных вод собственного водосбора;

• понижение уровней грунтовых вод;

• перехватывание склонового поверхностного стока.

Способ осушения назначают также в соответствии с типом водного питания, выбранным методом, использованием земель и с учётом технических возможностей осуществления данного способа. В курсовом проекте принимается:

1) Понижение уровней грунтовых вод путем устройства закрытого трубчатого дренажа, выполняемого из керамических труб со сплошной оберткой стеклохолстом. Расстояние между дренами - (расчет приведен ниже).

2) Перехват поступающего на осушаемый массив склонового поверхностного стока путем устройства нагорно-ловчего канала.

При смешанном типе водного питания при назначении методов осушения исходят из основного, наиболее сложного типа водного питания. В данном курсовом проекте принимается:

• ускорение и регулирование поверхностных вод собственного водосбора;

• понижение уровней грунтовых вод;

• перехватывание склонового поверхностного стока

3. Расчёт расстояний между элементами регулирующей сети

Для расчета расстояний между дренами принимаетсяметодика разработанная А.И. Мурашко (метод фильтрационных сопротивлений). Расчетные схемы и зависимости применимы при коэффициентах фильтрации грунтов и проводимостью зоны фильтрации при различных сочетаниях типов водного питания.

Действительная природная среда мелиорируемого объекта довольно сложна и для инженерных расчетов представляет значительные трудности и поэтому для выполнения необходимых расчетов геологическое строение характерных участков объекта схематизируются, и представляетсяв виде приемлемых расчетных схем, которые являются основными для определения расстояний между дренами.

Расчетная схема определяется геометрической формой пласта, т.е. мощностями слоев грунта, фильтрационными характеристиками водоносных горизонтов. Верхней границей схемы является поверхность почвы, нижней –водоупор. На схеме водоупор принимается в виде горизонтальной плоскости, проходящей через среднюю на данном участке отметку, волнистые и наклонные границы между слоями также заменяются горизонтальными линиями. Схематизация геологического строения сводится к тому, что многослойный пласт приводится к расчетным схемам: однослойной и двухслойной. Внутренней их границей является плоскость раздела двух слоев с существенно разными значениями проницаемости.

В курсовом проекте берутся три характерные расчетные схемы и для них определяются расстояния между дренами для пяти различных конструкций в условиях установившейся и неустановившейся фильтрации (см. табл. 2,3,4,5)

Основной задачей фильтрационных расчетов дренажа является определение максимально допустимых расстояний между дренами, которые обеспечивают необходимое снижение уровней грунтовых вод, позволяющее вести на осушаемых землях сельскохозяйственные работы в весенний период, либо сохранять оптимальный водный режим почв для сельскохозяйственных растений в период их вегетации.Поэтому расчетными периодами для фильтрационных расчетов являются весенний и летне-осенний( табл.2).

Таблица 2. Расчетные периоды и исходные параметры для расчетов

Расчетная схема	Весенний период
Рис.1	Без затопления поверхности
	(3.1) (3.2) (3.3) (3.4) (3.5) (3.6) (3.7) сут
	Летне-осенний период
	Расчет по норме осушения
	( 3.8) (3.9)
Расчетная схема	Весенний период
	Без затопления поверхности
Рис.2	При расчетах по необходимому понижению
	(3.10) (3.11) (3.12) (3.13) (3.14) (3.15) по (3.7) t=10-15 cут
	Летне-осенний период
	Расчет по норме осушения
	При расчетах по необходимому понижению
	(3.16) (3.17) (3.18) по (3.13) (3.19) (3.20) -глубина УГВ к началу дождей

Для них определяются расстояния между дренами пяти различных конструкций в условиях установившейся и неустановившейся фильтрации (табл.3).

Таблица 3.

Конструкции труб и фильтров И схемы их укладки	Расчетные зависимости
Керамические трубы
Керамическая труба без защитного фильтра; трубы на внутренних соединительных муфтах Рис.3	(3.21) (3.23) - ширина зазора между трубками или ширина фильтрующей части внутренних втулок (муфт).
Керамические трубы. Сплошная обертка стеклохолстом. Рис .4
Керамические трубы. Обертка стыков труб полосками. Рис.5	(3.26) (3.27) или (3.28) (3.29) (3.30)
Полиэтиленовые трубы
Трубы полиэтиленовые с круглой перфорацией. Без защитного фильтра. Рис.6	(3.32)
Трубы полиэтиленовые с круглой перфорацией. Слошная обертка стеклохолстом. Рис.7

Определяется расстояние между дренами в двухслойных и однородныхгрунтах для установившейся и неустановившейся фильтрации.

Для двухслойных грунтов (табл.4).

Таблица 4. Расстояния между дренами в двухслойных грунтах

Фильтрационная схема	Установившаяся фильтрация
	по заданному понижению УГВ
	Схема а
Схема а Рис.8	(3.35) (3.36) (3.37) (3.38)
	Неустановившаяся фильтрация
	по заданному понижению УГВ
	Схема а
	(3.39) (3.40) (3.41) (3.42) (3.43) (3.44) (3.45) (3.46) (3.47) (3.48)
Схема в Рис. 9	Установившаяся фильтрация
	по заданному понижению УГВ
	Схема в
	по (3.35) по (3.37) (3.49) (3.50)
	Неустановившаяся фильтрация
	по заданному понижению УГВ
	Схема в
	(3.51) по (3.48) по (3.50) по (3.41) по (3.45) по (3.42) по (3.46) по (3.47) по (3.44)

Для однородных грунтов (табл. 5).

Таблица 5. Расстояние между дренами в однородных грунтах

Фильтрационная схема	Расчетные зависимости
	Установившаяся фильтрация	Неустановившаяся фильтрация
	Схема в	Схема г
Схема в Схема г Рис.10	(3.52) (3.53) (3.54) (3.55) (3.56)	(3.57) (3.58) (3.59) (3.60) (3.61) (3.62) (3.63) (3.64)

В расчетных зависимостях и на схемах приняты следующие обозначения:

- мощность пахотного слоя почвы, ;

- глубина залегания УГВ к началу расчетного периода, ;

- глубина залегания УГВ к концу расчетного периода, ;

- общая мощность зоны фильтрации под дреной в многослойных грунтах (расстояние от оси дрены до водоупора), м;

- мощность зоны фильтрации верхнего слоя под дреной, м;

- мощность зоны фильтрации под дреной в однородных грунтах, м;

- мощность нижнего слоя в двухслойных грунтах, м;

- мощность i-го слоя, м;

, , - расчетная мощность зоны фильтрации над дреной, м;

- превышение УГВ в междренье над осями дрен в начале расчетного периода, м;

- тоже в конце расчетного периода, м;

- гидростатический напор в дрене (подпор от уровня воды в канале), Нп = 0 м;

- гидродинамический напор в дрене, Нg = 0 м;

- расчетный напор, м;

-расстояние между осями соседних дрен, м;

- глубина заложения дрены (расстояние от оси дрены до поверхности земли), м;

, - коэффициенты водоотдачи соответственно торфяников (по А.И. Ивицкому) и минеральных грунтов (по Г.Д. Эркину);

- расчетный коэффициент фильтрации грунта (осредненный), м/сут;

, - коэффициенты фильтрации соответственно верхнего и нижнего слоев осушаемых грунтов, м/сут;

- коэффициент фильтрации i-ro слоя грунта, м/сут;

- проводимость пласта (зоны фильтрации), м/сут;

, -коэффициенты фильтрации соответственно фильтра и трубо-фильтра, м/сут;

, - коэффициент фильтрации i-ro слоя многослойного фильтра, м/сут;

- интенсивность осадков, м/сут;

- сумма осадков за расчетный период, м;

- интенсивность испарения, м/сут;

- запас воды в слое снега к началу таяния, м;

- слой воды на поверхности почвы, м;

- коэффициент стока талых вод;

- уклон поверхности земли;

- толщина слоя воды, подлежащего отведению дренажем за расчетный период, м;

- интенсивность инфильтрационного питания (среднесуточный приток воды к дренам за расчетный период), м/сут;

- продолжительность расчетного периода, сут;

- время стабилизации, сут;

- общие фильтрационные сопротивления (по степени и характеру вскрытия пласта), м;

- фильтрационные сопротивления на несовершенство дренажа по характеру вскрытия пласта, зависящие от конструкции дренажных труб, параметров защитных фильтров и схем их укладки (безразмерная величина);

- фильтрационные сопротивления дренажных труб, уложенных без фильтра (безразмерная величина);

- приращения (положительные или отрицательные) фильтрационных сопротивлений, обусловленные влиянием фильтра (безразмерная величина);

- диаметр дренажных труб (наружный и внутренний соответственно), м;

- длина керамических дренажных труб, м;

- ширина стыкового зазора между керамическими дренажными трубами, м;

- толщина фильтра, стенок трубофильтра, м;

- толщина i-го слоя многослойных фильтров, м;

- ширина полосы фильтра, укладываемого на стыках керамических дренажных труб, м;

- шаг перфорации дренажных труб, м;

- диаметр перфорационных отверстий, см;

- число рядов перфорации;

Расчет расстояний между дренами - процесс трудоемкий, поэтому он выполняется с помощью ЭВМ. Результаты расчета приведены ниже (табл.6).

Результаты расчёта расстояний между дренами Таблица 6.

Конструкции труб и фильтров и схемы их укладки	Двухслойные грунты, дрена в торфе		Двухслойные грунты, дрена в минеральном грунте		Однородные грунты, дрена в водоносном слое
	Устан. фильтр.	Неустан. фильтр.	Устан. фильтр.	Неустан. фильтр.	Устан. фильтр.	Неустан. фильтр.
1.Керамические трубы без защитного фильтра	23,47	20	39,43	34,12	30,37	26
2.Керамические трубы. Сплошная обёртка стеклохолстом	39,9	34,52	51,40	44,64	38,56	32,93
3.Керамические трубы. Обёртка стыков труб полосками	35,58	30,65	48,83	42,38	36,84	31,47
4.Трубы.полиэтиленовые с круглой перфорацией без защитного фильтра	28,57	24,43	44,11	38,22	33,62	28,75
5.Трубы полиэтиленовые с круглой.перфорацией. Сплошная обёртка стеклохолстом	39,34	34	51,36	44,61	38,53	32,91

Проанализировав таблицу 6 можно сделать следующий вывод: при применении труб как керамических, так и полиэтиленовых с фильтром междренное расстояние увеличивается,однако, установившаяся фильтрация более благоприятна для работы закрытого дренажа, чем неустановившаяся.

Принимаем в качестве дренажа: Керамические трубы. Сплошная обёртка стеклохолстом. В результате выполненного расчета и в соответствии с данными, рекомендуемыми научными учреждениями, приведенных в табл. 3.4, 3.5 [1], при данном типе дренажа принимается расстояния между дренами - .