книги из ГПНТБ / Механизация и автоматизация оросительных систем и технология орошения сельскохозяйственных культур сборник научных статей гидромелиоративного факультета

Наиболее удобно в практике е определять графическим методом, тогда

здесь G(w) содержит только четные етепеиия и является вещественной частью функции.

201

H(jco) содержит Мнимую часть характеристического уравнения замкнутой системы, удовлетворяющей условиям устойчивости.

Подинтегральное выражение (7) табулировано, а значе­ ния интеграла определяются из справочных таблиц. Из (1) и

(7) следует, что в процессе всего срока эксплуатации имеется связь среднего квадрата ошибки САР с состоянием ее пара­ метров, с полезным процессом и помехой на входе.

На рис. 16, в показано возможное изменение ошибки e(t) САР в зависимости от изменения ее параметров и условий

эксплуатации.

Вероятность попадания случайной ошибки е в промежуток значений ±/е/при нормальном законе распределения равна площади под кривой

где me и те — математическое ожидание и среднеквадратиче­ ское значение ошибки е.

Для центрированных процессов mx=0.

— Е

Учитывая возможность превышения заданного уровня /е/, как снизу вверх, так и сверху вниз найдем вероятность отказа Q(e) — выброса параметра за допустимую ошибку для нор­ мального центрированного процесса:

г

где Ф

О

— функция отказов

202

Вероятность безотказной работы САР в процессе износа, старения, случайных отказов отдельных элементов и т. и., имеет, вообще говоря, непрерывную случайную связь с пара­ метрами системы

ские характеристики материала.

Таким образом, на основании зависимостей (8), (9), (10), (11), (12), можно оценить динамические характеристики на­

АНАЛИЗ РЕЖИМА ВЗАИМОСВЯЗИ УРОВНЕЙ ГРУНТОВЫХ ВОД И ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ НАПОРОВ

МОРОЗОВ А. Н., к. г. м. н., доцент.

В условиях пролювиально-аллювиальной равнины Чуйской долины наблюдается многолетнее прогрессирующее наращи­ вание уровня грунтовых вод. Наличие, здесь, слабопрсницае-

203

мых грунтов, вызывает подпор подземного потока, который

иобуславливает прирост УГВ за счет фильтрационных потерь

иподтока снизу, за счет субнапорных вод характеризующихся этажностью залегания, весьма разнообразными путями фильтрации и гидродинамическими условиями. В этой связи, Чуйской гидрорежимной партией были организованы наблю­ дения за динамикой взаимосвязи грунтовых вод с нижележа­ щими в/н горизонтами методом пьезометрии. Размещение

створной пьезометрической сети производилось в привязке к существующей региональной наблюдательной сети за ре-

204

жимом грунтовых вод по Каиндинскому (западная часть впа­ дины) и Маловодному (центральная часть) створам. В зави­ симости от типа геологического разреза были заложены ярусные кусты, состоящих из 2-х, 3-х, 4-х и более пьезометров (рис. 1). Фильтры пьезометров устанавливались в кровле и подошве в/н горизонта, реже ближе к кровле изучаемого в/н пласта; при большой мощности отдельной литологической разности (суглинки) по 2—3 пьезометра через каждые 5 мет­ ров, в кровле, подошве и посередине пласта. На один гидро­ геологический район устанавливалось, как минимум, 2—3 ку­ ста пьезометров.

Пьезометры представляли собой точечные скважины, перфорированные по длине от 10 до 30 см с отстойка.ми 1—• 1,5 м. Каждый «куст» представлял собой ряд ярусных пьезо­ метров, заложенных на различные глубины от поверхности земли, и закладывался рядом с наблюдательной скважиной с расстояниями между ними 0,5—1,0—1,5 м, перпендикулярно направлению движения подземного потока.

Режим уровней грунтовых вод. Главными режимно-обра­ зующими факторами в естественных условиях являются кли­ матические, гидрологические и гидрегеологические, а в нару­

уровня грунтовых вод представляет собой плавную синусоид­ ную кривую, имеющую в годовом цикле один максимум (ап­ рель— май) и один минимум (октябрь — ноябрь м-цы).

Режим грунтовых вод формируется под воздействием инфильтрации атмосферных осадков и испарения, экстремаль­ ные периоды — непродолжительные (5—25 дней). Переход от минимума к максимуму довольно резкий и происходит в те­ чении 2—4 месяцев, после чего отмечается неуклонный спад. Амплитуда колебаний не превышает 1—1,6 м.

Н а о р о ш а е м ы х т е р р и т о р и я х режим грунто­ вых вод формируется под влиянием интенсивного орошения и потерь из оросительной сети и характерен, в основном для зон выклинивания и неглубокого залегания грунтовых вод и частично для зоны транзита подземного стока (табл. 1, рис. 2). Максимум отмечается в период наибольшей зодоподачи (июль, август). Продолжительность высокого стояния грунтовых вод колеблется от 10—15 дней до 1,5—2,5 месяцев (рис. 2) . Минимальное снижение уровня — в январе — февра­ ле, реже — в сентябре — ноябре месяцах. Амплитуды сезон-

205

ных колебаний — 0,3—2,6 метров; наибольшие колебания отмечаются вблизи коллекторно-дренажной сети, там, где она отсутствует, наблюдается ежегодное наращивание уровня. ,

В пределах левобережной части современной долины реки Чу, существенную роль в режиме грунтовых вод шрает под­ земный приток со стороны конуса выноса реки Чу и аллю­ виально-пролювиальной равнины. Наиболее низкое стояние —

орошения. Подъем длится 3—4 месяца, переход к минимуму очень резкий, амплитуда колебаний — порядка 1--3 метров.

В условиях нового орошения, период высокого положения уровня грунтовых вод приходится на период поливов-- с июля по сентябрь; минимум — в мае — июне, реже —в феврале — марте. Амплитуды сезонных колебаний — 0,6—-0,8 м.

Режим пьезометрических уровней формируется под влия­ нием подземного стока со стороны предгорного шлейфа, кли­ матических факторов орошения и фильтрационных потерь из каналов и в сглаженном виде повторяет кривую уровня грунтовых вод (рис. 2). Время наступления и величина мак­ симального и минимального поднятия, в основном, совпадает с максимумом и минимумом грунтовых вод. В отдельных случаях отмечается запаздывание максимума до 1—2 месяцев и опережение в наступлении минимума до 4-х месяцев. С глу­ биной уменьшаются амплитуды колебаний пьезометрических уровней и увеличивается величина превышения пьезометриче* , ского напора (табл. 2).

При совмещении графиков режима уровней грунтовых вод и пьезометрических напоров наблюдаются следующие виды взаимосвязи грунтовых вод с напорными:

1.Уровень пьезометрических напоров постоянно выше уровня грунтовых вод (центральная часть равнины).

2.Уровень грунтовых вод выше, уровня напорных вод (краевые части равнины).

3.Уровни практически совпадают (современная долина

реки Чу).

4. Соотношение уровней переменно во времени; наблю­ дается по периферийной части равнины в виде отдельны-* участков:

а) в период поливов, выпадения осадков или при увели чении притока, со стороны прилегающих земель наблюдается превышение уровня напорных вод над грунтовыми.

210

б) наличие интенсивной инфильтрации позерхпостных вод приводит к образованию бугра ирригационно-грунтовых вод;

вэтот период уровень грунтовых вод превышает напорные.

Врежиме температуры грунтовых и субнапорных вод

можно отметить следующее: при залегании подземных вод на глубине 1—2 м, сезонные изменения их температуры проис­ ходят одновременно с изменениями воздуха; ниже наблюдает­ ся запаздывание на 1—2 месяца и более, что связано с сезон­ ным прогреванием и охлаждением почвогрунтов на глубину (Морозов, 1968 г.) и температуру поливных вод. Максималь­ ная фиксируется в июне — сентябре (октябре); минимальная, в декабре — марте. Амплитуды сезонных колебании на глу­ бине до 1,5 м составляют 8—15°С; 3,5—4 м—4—5°С; 10— 20 м—1—2°С, а на глубинах 30 м и более — практически не наблюдаются. Средние значения сезонных температур грунто­ вых вод колеблются в пределах 10—12°С до- 16—22ЬС, субна­ порных— 12—16°С. Многолетние изменения температуры подземных вод повторяют многолетние изменения температу­ ры воздуха; амплитуды колебаний воздуха 1,2—4°С, подзем­ ных вод 0,1—4°С, минимум 7—13°С, максимум 12—18°С. Кроме того, отмечается четкая корреляция динамики темпе­ ратур грунтовых и субнапорных вод с коэффициентом корреляции 0,8—0,95.

По степени и характеру минерализации, в силу разнообра­ зия геологических, гидрогеологических и морфологических условий, грунтовые воды отличаются большой пестротой. Не­ смотря на это, наблюдается закономерность изменения степе­ ни минерализации в пространстве и с глубиной залегания УГВ. Минерализация возрастает по мере продвижения грун­ тового потока с юга на север и с юго-востока на северо-запад. Выявлена зависимость между степенью и характером минера­ лизации (Степаненко, 1972 г.). При плотном остатке 1—2 г/л преобладает гидрокарбонатный тип засоления; при увеличе­ нии минерализации — сульфатный. Так для зоны выклинива­ ния характерны грунтовые воды с плотным остатком 0,3— 2 г/л; в зоне вторичного погружения, 5—10—20, реже 25 г/л. Воды сульфатные и хлоридно-сульфатные. В зоне вторичного выклинивания (собственно долина речи Чу), — воды пресные и слабоминерализованные. Сезонные изменения минерализа­ ции находятся в полной зависимости от гидрогеологических условий и режима уровней грунтовых и субнапорных вод. Для зоны выклинивания и неглубокого залегания, зоны транзит­ ного стока характерны следующие особенности: на иеорошае-

211