книги из ГПНТБ / Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов

А = bL fin4 --Q

(5. 9)

*«№) '

Расчеты удобно

вести в специальной

таблице,

примерная

форма которой приводится ниже.

Номера поливов

I

2

3

4

Календарные сроки

1.VI—20.VI

21 .VI—

11.VII—

1.VIII-

проведения отдельных

10. VII

31.VII

25.VI11

поливов

Межполивные перио­

20

20

22

ды t, суток

Поливная норма т,

900

1000

1000

900

мг1га

i

Ах, м

0,17

При вычислении значений Ау и Ах может быть два случая:

1) если Ах > Ау,

то грунтовые

воды опустятся

до нормы

осушения за время

меньшее, чем

tt и ун — const — постоянная

величина;

то грунтовые воды не опустятся за время

2) если Ах < Ау,

tt до нормы осушения на величину Ауг — Axt

и, следовательно,

начальный напор для следующего периода

будет

yHi + l =

П е р и о д

п о д ъ е м а г р у н т о в ы х в о д при

б л и з к о м

з а л е г а н и и

в о д о у п о р а . В процессе расчета дренажа при­

меняют дополнительные обозначения

и формулы:

Время стабилизации

50,0

т — период

времени (в

сутках), за который по­

ток, будучи

выведенным

22.0

из состояния относитель­

ного покоя или устано­

вившегося движения, до­

стигает нового стационар­

ного режима.

h = H0(1 - с рД

(5.11)

где # 0 — наибольший подъем уровня

грунтовых вод в меж-

Q =

¥ 1.Q0,

(5.13)

где

— коэффициент

расхода,

определяемый

по

графику

.

(рис. 49)

в зависимости от относительного времени?;

Q0 — величина

притока

от

инфильтрационного

питания

грунтовых вод;

Qo — Q'L, .

(5.14)

где # — интенсивность

инфильтрации, M jcymKU

или

ма1 сут ки

с 1 м \

L

/ к г ,срL

(5:15)

У

где Тср — средняя мощность грунтового

потока, м.

Время стабилизации т можно определить из выражения:

x = i -

(5.16)

h -Ъ

(5.17)

Ход расчетов в различных случаях будет таким.

И з в е с т н ы

L, q, К ,

§,

Т и глубина заложения дрен; тре­

буется определить динамику подъема грунтовых

вод и вели­

чину притока к дрене в течение Тт месяцев.

Х од

р е ш е н и я :

1) вычисляют коэффициент висячести а (рис.

47)

по известным

и -ф-; 2) находят q по формуле (5.9); 3) определяют Н0 по

формуле:

Н ,,=

т { У l

+ ? l § I - l }

(5.18)

4)

задаваясь различными

tb

t2 . .

. tm

и

соответствующими

tb

U ...

tm по графику (рис.

47) последовательно

определяют

(1 — срх) по формуле (5.10) и рис. 48 и Q, зная,

что Qx = q-L.

Вычисления удобнее вести в табличной форме:

Время от начала

t,

^3

и

m

Относительное время

t ..........................

I—T i ...........................................................

Ъ )

h - H a\ \

4 .......................................................

-

Q - Q o - 4 ..........................

И з в е с т н ы :

q,

К, 8, Т,

d

и глубина заложения

дрен h\

требуется найти

L.

Х од р е ш е н и я :

1)

по формуле (5.17)

определяют тб 2) по графику

(рис. 48) находят

t;

3)

по фор­

муле (5.16) определяют

т;

4)

по

формуле

(5.18),

используя

график (рис. 47), подбором находят а и L.

расстояние

П ри

г л у б о к о м

з а л е г а н и и

в о д о у п о р а

Величину / / 0, т. е. наибольший подъем

уровня грунтовых

вод в междренье над уровнем воды в дрене,

соответствующий

L q

In

7с /

2L

(5.19)

тсК,

2//(Ja '

*

воды

Далее устанавливают время, за которое грунтовые

поднимаются на величину по формуле:

t = — In — -т

2L

In

,

(5.20)

тсК

к - / 2 d / Н 0 ( Н 0 —Н ) Н 0 —h

где h находят также подбором.

обычно начинается

П е р и о д с п а д а

г р у н т о в ы х в о д

после промывных поливов. В этот период

питание грунтовых

вод и испарение с поверхности почвы отсутствуют.

П ри к о н е ч н ом

з а л е г а н и и

в о д о у п о р а необходимое

А =

(5 .21)

где Я 0 — наибольший подъем

уровня грунтовых

вод в меж­

дренье над уровнем воды в дрене, соответствующий

начальному установившемуся режиму;

^ — коэффициент напора,

определяемый

по выражению:

cpi =

А

(5.22)

^0

и связанный с относительным временем 1 = ^

зависимостью,

изображенной на графике (рис. 48).

Приток воды

к дрене Qdp определяют по формуле:

Qdp =

Qo (1

?i)i

(5.23)

где Q0=*^-Z, а

— коэффициент расхода, определяемый по

графику

(рис.

48) в зависимости

от t .

Расстояние между дренами L вычисляют по формуле:

L = 2 j / ^ p .

(5.24)

И зв е с т ны:

AT, 8, Т, диаметр

и глубина заложения дрен,

Я 0, h, t\

требуется найти L. Х од

р е ш е н и я :

1)

<рх опреде­

ляют по формуле (5.22); 2)

Н 0 по рис. 48 по известному (1 — <рх)

находят

t ; 3) по формуле

(5.24)

вычисляют L

подбором при

известном а, которое находится

по рис. 47.

При глубоком

залегании

водоупора ( Т ->-оо)

,

8/. .

2L

.

Нп

/с

t =

—-In.......-т ......

In—

(5.25)

■кК

ТС

\ f hН;л

h

Зная Я0, h,

t , 8, К,

d,

можно найти L.

Примеры расчетов. 1. Определить

расстояние

между открытыми дре­

нами, работающими

на отвод

промывных вод,

при

следующих

данных:

К = 0,5

м/сут; 5 =

0,10;

Т =

30 м\

размеры

открытых

дрен:

b = 1 м\

Ло = 0,5 м.

Промывка заканчивается к1

января.

Глубина

грунтовых вод

к концу промывки 0,5 м.

Требуется к I

марта

опустить

грунтовые воды

на глубину 1,5 м.

Глубина заложения дрен 3,5 м'.

Н0= 3,5 —0,5 — 0,5 = 2,5 м;

h0= 3,5 — 0,5 — 1, 5 =1 , 5 м\

ср =

h

1,5

0 ,6: 1— cpi =

1— 0,6 = 0,4; по рис. 48 находим <=0,22;

: д г

: 2,5 :

t_

60

= 270 сут.

1

0,22

L = 2

1> Т- -

=

2 |

/

0,5 Х У:.-^ 270 СУТ: =

402 /

а .

Задаемся сначала значением

а в пределах

0,5 < а < 1 ;

пусть а = 0,6,

тогда Ll = 402 / 0,6 = 402 X 0,775 = 312 м 300 м.

Уточняем

значение а по

рис. 47.

Для этого находим предварительно

d

0,5*п + йь

0, 5X1

+ 0 , 5

1,0

Лпчч

Т ~

Т

~

30

“ 30 ~ и,и'м>

L

=

L

300

d

= 0 ,0 3 3

и

L

= 2,5;

а = 0 ,5 6 .

Уточ­

- у

= Т20 = 2.5; для у

—

няем значение L.

Г3 = 402

/ 0 , 5 6

= 300

м.

Н0

при

Т

найти по формул

2.

Для условий предыдущей задачи,

оо

(5.25):

5L In

___2L_

H,

In

0,10/,

Ктс

; /T d

'

60 =

In

2L

X 2,5

In 2,5

0,5x3,14

3, 14/ 2, 1 . / 1 , 5

1,5

60 = 0,06378 X 2,3 lg (0,3231)-2,3 Ig 1,67;

60 = 0,075L IgL — 0,0368 L.

Подбором находим L — 384 м.

дрены: глубина заложения 3,5

м, междренное

расстояние 400 м, размеры:

b„ = 1,0 м\

Лн =

0,5лг. Временные дрены:

глубина 1,0 м, междренное

расстояние

50 м,

/>вр = 0 ,5 м\

Лвр = 0,10 м\

Т = 30 м\ К = 0,5 м(сутки.

В первое время после окончания промывок грунтовые

воды будут

стоять еще настолько высоко, что

продолжается совместная работа посто­

янных и временных дрен. В условиях рассматриваемой

задачи

влиянием

временных дрен можно

пренебречь

с момента, когда

уровень

грунтовых

вод попизется до 0,80

см. Таким образом,

период совместной

работы по­

стоянных и временных

дрен ограничится

интервалом

стояния

грунтовых

вод в пределах 0,5—0,8 м.

При дальнейшем

снижении уровня грунтовых

вод практически достаточно учитывать только работу постоянных дрен.

,,

,

h

—

4 д-уп, графиками (рнс.

47

Пользуясь

формулами:

у =

t = t-v, т =

и 48), определяем время tBр и ^П0СХ, необходимое для понижения грунтовых

вод на ступень 0,5 — 0,8 м — при

изолированной

работе временных и по­

стоянных дрен.

Время, необходимое для такого же понижения грунтовых вод при сов­

местной работе постоянных и временных

дрен в течение первого периода,

можно определить по следующей приближенной зависимости:

t =

^вр•

(5.26)

*вр+ V

где t — время, необходимое

для заданного

понижения

грунтовых вод, но

при совместной работе постоянных и временных дрен.

Определим Твр и Тпост — для первого периода.

h

В р е м е н н ы е

д р е н ы.

Известны: Н0=

0,40 м\ h — 0,10 м\ <р!= ~тт=

0

10

^ — Ti — 0,75;

по рис.

48 находим: t — 0,58, по рис.

47 нахо­

n 1Г40 3

дим: а =

0,145, тогда:

*вр — 4x0

502x0,1

/вр = твр-Г = 28,7 X 0,58 = 16,7

5 X 30x0 145 — 28,7 дней;

суток.

дре ны.

Известны:

Т/0 =

2,5

м\

Л =

2,20

м;

П о с т о я н н ы е

» i=

= О,88; 1 — cpi = ° . 12-

—

4003ХО 1

По графику находим t =

0,06; а.= 0,64; тогда Тпост = 4х о 5X 30x0 64==

*= 417; ?ПОСт ~

0,06 X 417 = 25 суток, откуда

.

16,7X25

,Л

*=

16,7 + 25 = 10 СУТ0К‘

Из приведенных расчетов явствует, что при одновременной работе по­

стоянных и временных дрен время

спада грунтовых вод в первом периоде

Сокращается на At — 2 5 — 1 0 = 1 5 суток

по

сравнению

с работой

только

одних постоянных дрен. Дальнейший спад

уровня

грунтовых вод будет

Происходить без влияния временных дрен.

на поставленный

в задаче воп­

Чтобы получить

окончательный

ответ

рос, сначала нужно узнать, сколько

времени пришлось бы работать посто­

янным дренам для требуемого понижения

уровня грунтовых вод на глуби­

ну 2 м. По условиям задачи имеем:

/70 =

2,5

м\

h = 1,0 м\

у, = g-g

=

«=0,40;

1— у, = 0,60; ^ = 0,385; *пост =

x-t =

417 X 0,385 = 160 суток.

Следовательно, искомое время t = 160 — А( — 160— 15 =

145 суток.

4.

Задача,

аналогичная предыдущей,

но Т -*■ °о.

Подставляя в формулу

(5.25) конкретные

данные и

рассуждения,

как

и в

предыдущем

случае,

имеем

для

временных

дрен:

/70==0,40

мъ

й =

0,10 м\

tBD=

38

Н

38

19,6 суток.

v

«= 16,9]g47== ! g ~

= 16.9lg T ~ ..........• 1g4 =

>////„

h

7 0 , 1 X 0 , 4

180

/У0

Для постоянных дрен: /70=2,5 м\ h =

«=

2,20 жг; tm n — 135 lgi-------lg —

180

2 5

/

hfl0

h

W

»

19 6 X 15 5

СУТ0К-

135 lg 2,2 x

2,5 lg 572 ^ 15,5 СУТ0К;

1 ^ , - f 15,5 ” 8,6

At =; 15,8 + 8,6 » 7 суток.

При

работе

только одних

постоянных дрен в

течение

всего периода:

Н0 = 2,5 м ;

h =

1,0 м.

180

П5 суток.

W T= 1 3 5 1 g 4

— Ig 2,5 =

t — tпост — A t

= 115 — 7 =

108 суток.

7 2 ,5 X 1 ,0

Пр и н а л и ч и и и н ф и л ь т р а ц и и ( и с п а р е н и я ) и к о ­

н е ч н о м з а л е г а н и и

в о д о у п о р а

используют следующие

расчетные формулы:

h = Я 0 {1 +

4-7| ( 1 - ?1) - ( 1 - « р 1)};

(5.27)

^ = КтЩа'

(5.28)

где q — интенсивность

инфильтрации

(испарения — со

знаком

минус), м/сутки (остальные

обозначения

объяснены

выше).

З а д а н н ы е

в е л и ч и н ы :

К,

Ь, Т, b,

h0,

t,

Ндв, Н0, h,

требуется

найти L. П о р я д о к р а с ч е т а :

1)

задаемся L;

2)

d

L

по рис. 48

зная —у- и —у

найдем а; 3) по формуле

(5.27)

находим ij; 4)

по формуле (5.9)определяем

т; 5) зная

t,

по формуле

(5.12)

находим по рис. 48

(1 — уО;

6) по формуле

(5.2) вычисляем h и сопоставляем с заданным

его значением. Подбор про­

должаем

до совпадения полученного и заданного значения h.

0-макс ~

0,0116 q0l,

(5.29)

где Qmcikc — максимальный

расход дрены, м3{:сек;

с двух сто­

q0— приток к дрене во время промывок

рон, м31сутки на

1 пог. м;

I — длина дрены,

км.

м (в м3/сутки)

при

промывках

Приток дрены

на

1 пог.

можно определить по формулам:

Автор формулы

Положение

Приток к дрене на

пог. м,

м*,сутки

водоупора

Кене

7 '= 0

<7о =

4К

( Я 2 -

h l )

(5.30)

L

В. В. Ведерников

Т

сл

Яо =

KL

KL

(5.3

L

1 +

жН 1п

Чо

Автор формулы

Положение

Приток к дрене на 1 n o t . Sft м 8/ с у т к и

водоупора

С. Н. Нумеров

Чо-

KL

%Q '

(5.32)

L

+ Й77lnctg W

А. Н. Костяков

Чо =

1Zкм

(5.33)

In

С. Ф. Аверьянов ■

7"->- </>

Чо =

TiКН

(5.34)

In ■

2L

Цюй-Синье

/ 2 сШ

те

2кКНТ( Н ,

1+0,8/и

(5.35)

А. Н. Костяков —

7'=consl

2Т

С. Ф. Аверьянов

Н

т

+ -

^

d1

7

С. Ф. Аверьянов

7'=const

Чо -

SKHTa

(

-

Н

(5.36)

----- j-----

1

2Т

•

П р и м е ч а н и е .

При работе трубчатых дрен в период промывок в

условиях напорного

режима при пользовании формулами 5.30—5.36 вместо

величины Н рекомендуют принимать

величину Н — Нп,

где Нп— величина

допускаемого нависания над дреной.

У с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я к фо р му л а м :

междренье

/ / — превышение поверхности грунтовых

водна

над горизонтом воды в дренах, м;

h — глубина воды в канале, м\

м\

L — расстояние между дренами,

К — коэффициент фильтрации, м/сутки;

пог. м, м3/сутки;

<7о — приток к дрене

с двух

сторон

на

1

d — диаметр дрены,

м;

водоупора, м\

Т — расстояние от дна дрены др

а — коэффициент висячести.

1Г„ + 0 + £ + Я - Я + £ > + WK,

(5.37)

9 -5 2 0

129