3. Расчет расхода воды в дренаж (дебит дренажа)

Дебитом дренажа называется расход воды, поступающий в дренаж на 1 пог. м длины. Расход воды, поступающей в дренаж, определяют на основе общей зависимости, известной из гидравлики:

где v — скорость фильтрации воды, определяемая по закону Дарси ;

 —площадь живого сечения грунтового потока;

I - гидравлический градиент;

k — коэффициент фильтрации.

Практические формулы расчета, полученные теоретическим и экспериментальным путем для различных условий притока воды в дренаж, имеют индивидуальный характер для дренажа каждого типа.

Система двустороннего несовершенного дренажа среди дру­гих рассматриваемых видов дренажей является наиболее общим случаем определения расхода воды в дренаж.

В зависимости от месторасположения осушаемой части (зоны) грунта по отношению к траншее (боковая стенка, дно траншеи и т. д.) характер втекания и величина расхода воды изменяются. На рис. 3.12 показаны шесть возможных зон А, Б, В, Г, Д и Е.

Расход воды с полевой стороны из зон А и Б рассчитывают по формуле

(а)

где

H — бытовая толщина грунтового потока;

h₀—расстояние от дренажа до верха трубы, показанное на рис. 3.12;

I₀ — средний уклон кривой депрессии;

k — коэффициент фильтрации.

Расход воды с полевой стороны дна дренажа (зона В) опреде­ляют по формуле проф. Р. Р. Чугаева

(б)

Значение q_r устанавливают в соответствии с графиком (рис. 3.14) по значениям  и , предварительно найденным из уравнений:

(в)

(г)

В практике могут встретиться случаи расчета при различных значениях  и толщинах подстилающего водоносного пласта Т. Во всех случаях, прежде всего, устанавливают значения  и  по указанным формулам. В этих формулах длина проекции кривой депрессии на горизонталь

В ряде случаев может оказаться, что Т — толщина подстилающего водонос­ного пласта будет больше расчетного зна­чения:

где — коэффициент, принимаемый по табл. 3.19 в зависимости от ..

Т а б л и ц а 3.19

	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	0,92	0,94	0,96	0,98	1,00
	0,33	0,43	0,52	0,65	0,80	0,85	0,90	0,97	1,09	1,32

После нахождения ,  и Т_р можно установить, какой конкретно случай рас­чета имеет место в заданных условиях проектирования. Практически могут иметь место следующие случаи.

1. Первый случай, когда и . При таких условиях расчет ведут по формулам (б), (в) и (г) с использованием графика, пока­занного на рис. 3.14.

Рис. 3.14 Графики для расчета расхода воды в дренаж

2. Второй случай, когда и . Сначала определяют некоторое промежуточное значение по графику (см. рис. 3.14), приняв и вычислив  по формуле:

После этого определяют  по формуле (г) и вычисляют иско­мое значение

3. Третий случай, когда , но . При этих условиях определяют также из графика (см. рис. 3.14), но при .

Расход воды из донной зоны Г (с половины ширины дна дрена­жа, прилегающей к междудренажному пространству) определяют по той же формуле Р. Р. Чугаева (б), но с учетом нового значе­ния бытовой глубины (рис. 3.12). В связи с этим име­ем

или

Боковой расход из междудренажного пространства (зоны Д и Е) определяют из выражения

Полный суммарный расход воды в дренаж рассматриваемого типа

При дренажах других типов расчет расхода воды в дренаж су­щественно упрощается. Так, для случая одиночного одностороннего несовершенного дренажа (см. рис. 3.13)

Для одностороннего совершенного дренажа (см. рис. 3.15)

Рис. 3.15 Расчетная схема одностороннего дренажа совершенного типа

Для двухстороннего совершенного дренажа (см. рис. 3.16)

Рис. 3.16 Расчетная схема двустороннего дренажа совершенного типа