Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Марков Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

13.7 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2728 / 3228 29 30 31 32 > Следующая >>>

формула

Дизеренса

F—

/ л

КНХН*

j , ^

К 8 6 ( Я г — Я „ ) •

Ш{Нг-Н„)

/СЯ^а

формула Г. Д. Эркина, учитывающая фильтрацию и испа

рение,

F -

л/

+ HJlHt-h,)

^ 6 ( W i — H J + aN — fiV

откуда

К ( / - Л + ^ Н / Л - Л о ) '

формула" А. И.

Ивицкого

-/i,)+4(/V — К)

откуда

r =

£2 /г[6я(Лх —/г.,) +

4 (/V — У)\

/С/>(Лс »р -А?)

формула

С. Ф. Аверьянова

Г8КН.,

(Нi - A o )

откуда

8{Н1-Hi)

5ЕНН1~Н%)

8 К Я 2 ( Я г - Л 0 ) 2 '

формула

Буссинеска

откуда

ЬЕЦН^-Нг)

Д Я ^ г

где /С —

коэффициент

фильтрации;

# !

—

начальное

положение грунтовых

вод;

# 2

—

искомое положение кривой

депрессии;

Т —

время

понижения

уровня

грунтовых вод от Я !

•

ДоЯ2 ;

272


б — водоотдача;
N —	осадки;
V —	испарение.
Ниже	рассмотрены		формулы	для определения			р а с
с т о я н и й м е ж д у д р е н а м и п р и					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		п р и	н е у с т а н о
в и в ш е м с я		д в и ж е н и и . А. Н. Костяков				в	1932 г.
вывел формулу для определения расстояний					между дренами
при неустановившемся			движении, когда дрены			расположе

ны выше водоупора. Объем воды, отводимый дренами, при равнивается к объему воды, поступающему из грунта при понижении уровня грунтовых вод за тот же интервал вре мени:

dW = —<pKydT\	dW = ^-Edy	= 8Edy\
или
<рКу	ф/CJ	у

Время понижения грунтовых вод до требуемой нормы осушения выражается зависимостью

срК h

Из этого уравнения получается расстояние между дре нами

• с _	_	Ф^ г
с —	г- —		-. .
	61П4-	Sin-	t—H
	h		t—H

'В последующем (А. Н. Костяков. «Основы мелиорации», 1951 г.) формула для определения расстояний между дре нами получила вид:

р =		ч 90° J
'	£	A.Hi—ho
фб (In 4~1 In			Г"н2-ка
V	d		Г"н2-ка

Значение ^jL vonoхарактеризуетT/TQI1 T.tO Л ГОФпритокГТГ из области ниже

90°

уровня дрен, — из области выше уровня дрен.

Ввиду того что формулы не охватывают всего комплекса условий, от которых зависят расстояния между дренами, необходимо, кроме теоретических исследований, во всех характерных зонах СССР организовать систематические

273

натурные исследования работы дренажа и, в частности, изу чение вопросов, связанных с глубинами заложения дрен и расстоянием между ними. Формулы дадут возможность перейти от исследованных участков к другим, отличающим ся водоотдачей, коэффициентом фильтрации, нормой осу шения й т. д. В настоящее время для определения водо отдачи, если первоначальный уровень грунтовых вод на ходится у поверхности земли, получили наиболее широкое применение следующие формулы:

А. И. Ивнцкого для торфа низинных болот

6Т = 8,2 Г. Д. Эркина для минерального грунта

С. Ф. Аверьянова


	6 = W \ {			Ms.
			V 1- " t f „		W1
где Wx	и W0	— полная		и минимальная	влагоемкости;
Б.	Я к	— высота		капиллярного поднятия.
	С. Маслов на		основании исследований водоотдачи

установил, что последняя формула дает хорошую сходи мость с опытными данными и при значении

6 = ^ 1 - У 1

Формулы характеризуют полную водоотдачу для конечного процесса стекания.

Лабораторные исследования по проверке формул. Для . установившегося движения автором были проверены форму

лы Люгера, Дюпюи, А. Д. Брудаеюва. Опыты		выполнялись
в Московском гидромелиоративном	институте	на	лотке с
внутренними размерами: длина 744	см, ширина 69, высота
80 см. Наполняли лоток на глубину	60 см песком с коэффи
циентом фильтрации 0,021 см/с (или	19,74 м/сутки), с высо
той капиллярного поднятия' 27,4 см и полной		водоотдачей
0,23. Дрены располагали на водоупоре и на разных			расстоя

ниях от него, изменяя расходы. Расстояния между дренами были 12; 6; 3; 2; 4 м.

В таблице 45 приведены координаты поверхности грун товых вод, опытные и определенные по формуле Люгера, с учетом и без учета высоты выклинивания. Ординаты

274

Т а б л и ц а 45

Определение ординат кривой депрессии по формуле Люгера и опытным, путем

Расходы, см3 /с

Координаты, см

0,5 1,0 0,5

1,0 2,0 1,0

2,0 4,0 2,0

Уо

Уу

Ут

Уо

Ут

Уо

Ут

Уп

УТ

Уо

УТ

У'т

Уп

Ут

0	20	31	138	248	357	427	502	575		655
41,8	42,3	42,4	44,4	45,4	46,9	47,8	48,5	49,3		50,2
41,8	42,1	42,3"	43,8	44,1	46,6	47,2	47,8	48,6		49,2
41,0	41,2	41,5	43,1	44,5	45,6	46,5	47,2	47,2		48,4
2	2	2	3	2	3	3	3	4 л		4
41,8	42,3	42,5	44,7	47,0	49,0	50,3	51,3	52,3		53,3
41,8	42,4	42,5	45,8	48,5	50,8	52,1	53,2	54,5	•	55,5
41,0	41,6	42,0	45,0	47,7	50,2	51,4	52,6^	53,7		54,9
2	2	1	0	— 1	—2	—2	_ 2	—2		—3
43-, 0	43,8	44,3	49,0	53,3	56,9	59,1	60,9	62,3		63,0
43,0	43,2	' 44,4	49,5	55,3	59,1	61,0	63,5	65,2		67,0
41,0	43,2	42,9	48,8	53,7	57,7	59,7	62,2	64,0		65,8
3	4	3	0	0 '	—1	—1	—2	—2		—4

	П р и м е ч а н и е .		qt — приток грунтовых в о д е водосбора;		q%—отток; q3—подпитывание	атмосферными осад
	ками;	г/о—ордината	кривой депрессии опытная; ут—то	же,	теоретическая с учетом	высоты выклинивания;
сл	у'—то	же, теоретическая без учета высоты выклинивания;		—г—расхождение теоретических и опытных значений, %.
сл	т			Ут
	т

		Определение		ординат		кривой	депрессии	по формуле			Дюпюи и опытным путем			Т а б л и ц а			46
		Определение		ординат		кривой	депрессии	по формуле			Дюпюи и опытным путем
Расходы,	см8 /с							Координаты,			см
<?1			X	0	20	31	138	248			357	427	502	575		655
0,5	0,5		Уо	42,7	42,9	42,9	43,7	44,5			45,2	45,7	46,2	46,7		47,3
			у 7	42,7	42,8	42,9	43,7	44,6			45,5	46,0	46,6	47,1		47,6
			Ут	41,0	41,-2	41,2	42,1	43,0			43,9	44,4	45,0'	45,6		46,8
			Уо	4	• 4	4	3	3			3	3	2	2		2
			Ут	4	• 4	4	3	3			3	3	2	2		2
			Ут
1	1	•	Уо	42,6'	42,8	42,9	44,2	45,5			46,8	47,6	48,5	49,3		50,3
			Ут	42,6	43,0	43,1	44,8	46,6			48,1	49,1	50,1	51,1		52,1
			У'т	41,0	41,3	41,5	43,8	15,0			46,7	47,6	48,7	49,6		50,7
			Уп	2	2	1	0	—1		—2		—2	—2	—2	—3
			У'т	2	2	1	0	—1		—2		—2	—2	—2	—3
			У'т												»
2	2		Уо	41,9	42,5	42,8	45,8	48,8			51,8	53,7	55,7	57,7		59,8
			Ут	41,9	42,9	46,2	46,2	49,3			52,2	54,1,	56,0	57,7		59,7
			Ут	41,0	41,6	42,0	45,4	48,6			51,6	53,5	55,4	57,1		58,9
			Уо	2	2	2	1	1			0	0	0	1		1
			У'т	2	2	2	1	1			0	0	0	1		1
			У'т
П р и м е ч а н и е , ^ — приток с водосбора;							(7, — отток; у0		— ордината			кривой депрессии опытная; ут			— то	же,	по
формуле Дюшои с учетом высоты выклинивания; у'т — то								же,	без	высоты выклинивания; -^-—расхождение						теоре
тических	и опытных		значений, %.										У?

поверхности грунтовых вод, определенные по формуле и опытные, почти совпадают (разница в отдельных значениях не превышает 4%).

При определении ординат поверхности грунтовых вод по формуле Дюшои (табл. 46) за начальные отсчеты прини малась глубина воды в нижнем бьефе с учетом и без учета высоты выклинивания грунтовых вод. В обоих случаях разница опытных и теоретических значений ординат не превышает 4%.

Проверка формул А. Д. Брудастова (рис. 58) также показала близкую сходимость с опытными данными (табл. 47). При дренах, расположенных выше водоупора (17, 18, 19, 20; 17—2; 18—3; 19—4; 20—5; 17—12—2; 18—' 13—3; 19—14—4; 20—15), напоры отсчитывались от водо упора.

Следовательно, формулы Люгера,-Дюшои, А. Д. Бру дастова можно применять при расчете дренажей на поймах при соответствующем водном питании.

И, cm

60	л/го

50	Ы19

№	//15
' а/20

•40

	л/19		% — f -		4**ЛП\
30					•ц/ш'
30
'^Л	А/16-				л/3
	А/16-		л/13		л/3
20
10			MIL
10			-f/lt-
	100	200	300-	400	500	600
						Lcm

Рис. 58. Влияние атмосферных осадков на положение уровня грунтовых вод при разных расстояниях и глу бинах заложения дрен:

1—20 — номера дрен.

277

Т а б л и ц а 47

Положение уровня		грунтовых вод при заложении				дрен	на водоупоре
и выше (опытное		и теоретическое по формуле А. Д.					Бр'удастова)
№ дрен	Расстояние		Расстояние от	Но
№ дрен	между дренами		водоупора до	Но
	при £ = 300 см		дрены, см				Но
16	4 £		0	24,6		25,6	+ 4
17	4 £		10	27,3		28,0	+ 2 '
18	4 £		20	33,7		33,7	0
19	4 £		30	43,8	•39,7		— 10
20	4 £		40	52,7		47,7	—10
16—1	2 £		0	14,3		13,0	—10
17—2	2 £		10	15,7		16,3	+ з
18—3	2 £		20	24,3		23,8	—2
19—4	2 £		30	34,5		32,7	—5
20—5	2 £	'	40	44,0		42,2	—4
16—11—1	Е		0	9,4		9,3	— 1
17—12—2	Е		10	12,0	'	13,6	+ 13
18—13—3	Е		20	21,8		22,0	0
19—14—4	Е		30	32,4		31,4	—3
20—15—5	Е		40	41,9		41,1	— 1

Для условий неустановившегося движения, когда грунт полностью насыщен атмосферными осадками или паводко выми водами и дальнейший приток их в грунт прекратился (под влиянием оттока воды из дрен уровень грунтовых вод понижается), сравнивались результаты лабораторных иссле дований с вычислениями по формулам С. Ф. Аверьянова, Буссинеска, Дизерзенса, А. Н. Костикова, Г. Д. Эркина и др.

При постоянном значении водоотдачи, соответствующем конечной стадии понижения грунтовых вод и прекращению оттока воды из дрен, значения времени понижения кривой депрессии по всем формулам в несколько раз отличались от опытных (табл. 48, рис. 59).

Расхождения в результатах вызваны тем, что движение рассматривалось неустановившееся, а водоотдача принима лась постоянная, соответствующая конечному процессу понижения уровня грунтовых вод, конечному процессу оттока воды из грунта. Как было установлено автором, изменяющемуся во времени уровню грунтовых вод должна соответствовать переменная водоотдача, которая зависит от скорости понижения грунтовых вод.

С понижением грунтовых вод под действием дренажа скорость во времени уменьшается, а соответствующая водо-

278

Т а б л и ц а 48

Время	понижения кривой		депрессии по формулам				и опытное
при начальном		положении	на водоразделе		Я0	= 56,2 см		дрены
		h = 43,1 см
		Время понижения		кривой	депрессии		Т, ч
Ят,			вычисленное по формулам
Ят,
см	опытное	Аверья	Буссн-	Днэеренса		Костя ко-		Эркина
		нова	неска	Днэеренса			ва	Эркина
48,0	0,5	11,57	4,55	7,95			6,77	5,01
41,6	1,0	22,30	9,35	16,38		13,90		10,40
38,6	1,5	28,05	12,10	21,20		18,05		13,62
35,3	2,5	35,20	15,74	27,55		23,45		17,60
33,1	3,5	40,50	18,55	32,50		27,62		20,70
31,0	4,5	46,10	21,65	37,85		32,20		24,15
29,6	5,5	50,20	23,90	41,80		35,60		26,70
26,0	9,5	62,00	30,90	54,10		46,00		34,50
25,0	10,5	68,85	33,25	58,20		49,50		37,10
24,4	11,5	68,30	34,65	60,60		51,60		38,70
23,8	12,5	70,80	36,30	63,50		54,00		40,50
23,0	13,5	74,25	38,35	67,20		57,20		42,80
22,8	14,5	75,20	• 38,90	68,20		58,00		43,50
21,8	16,5	80,00	41,90	73,40		62,50		46,80
21ГЗ	17,5	82,50	43,60	76,40		66,00		48,70
21,0	18,5	84,15	44,60	78,00		66,40		49,76
20,5	19,5	86,70	46,20	80,90		68,80		51,60
20,1	20,5	89,00	47,80	83,60		71,20		53,40
19,7	21,5	91,30	49,20	86,30-		73,40		55,00
19,3	22,5	93,80	50,90	89,20		75,80		56,80
19,0	23,5	95,70	52,70	91,20		77,60		58,20
18,8	24,5	97,10	53,00	92,70		78,90		59,10
18,5	25,5	99,90	54,10	95,00		80,70		60,50
18,2	26,5	100,90	55,60	97,20		82,70		62,00
18,0	27,5	102,20	56,40	98,75		84,00		63,00
17,8	28,5	103,70	57,30	100,30		85,40		64,10
1-7,5	29,5	104,00	58,75	102,70		87,50		65,60
17,3	30,5	107,42	59,80	104,80		89,20		66,80
14,4	46,5	133,20	77,20	135,10		115,00		86,80

отдача возрастает (табл. 49), то есть она находится в обрат ной зависимости от скорости понижения (рис. 60). Водо отдачу определяли как отношение объема вытекшей из дрен воды за интервал времени dt к объему грунта по формуле

qdt

q 1

			6						-'	—=
			6
	— 1		1	1	I	:	I	I	/20	I
	W	ЬО		60	so		too-		/20	ч
Рис. 59. Время понижения уровня грунтовых вод,									подсчитанное
по формулам		и определенное			опытным путем			при постоянной
				водоотдаче:
/ — по Аверьянову;			2 — по Дизеренсу;				3 — по Костикову;			4 — по
	Эркнпу;		5 — по Буссннеску; 6 — опытное.
									Т а б л и ц а 49
Значения	водоотдачи			в зависимости			от скорости		понижения
грунтовых	вод (дрена			расположена		на нодоупоре			Л = 56,2 см)
		Время		пониже	Водоотдача
			ния Т, ч				б
			0,5				0,0146
				1,0			0,0161
				1,5			0,0186
			2,5				0,0232
			3,5				0,0274
			4,5				0,0304
			5,5				0,0337
			9,5				0,0439
			10,5				0,0455.
			11,5				0,0476
			12,5				0,0495
			13,5				0,0508
			14,5				0,0524
			16,5				0,0556
			17,5				0,0570
			19,5				0,0592
			21,5				0,0612
			23,5				0,0630
			25,5				0,0645
			27,5				0,0664
			29,5				0,0679
			30,5				0,0686
			46,5				0,0780

280

где q—	расход воды, вытекшей из, дрен за время dt;
dh—	глубина понижения з-а тот же интервал времени;
Е -г-	расстояние между дренами;
b—	ширина потока. ~

Водоотдача при неустановившемся движении может быть выражена следующей зависимостью:

сА

где v—скорость	понижения	dh
где v—скорость	понижения	уровня грунтовых вод-^-.
На рисунке	60 изображена	зависимость водоотдачи-б

от скорости понижения грунтовых вод, полученная на осно-

0J3Zь

0120

0100

•

0,080 1 о' а

ъ?

«I ново.

J		-
0Щ	¥»%
0Щ
00Щ	Ч . .
00Щ		•
					X
0	5	Ю	15	20	25
Спорость понижения		кривой	депрессии	у см/ч

Рис. 60. Зависимость водоотдачи oi скорости понижения грун товых вод.

281

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2728 / 3228 29 30 31 32 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ