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

от скорости понижения уровня грунтовых вод все формулы дали результаты, близкие к полученным в опытах (табл. 50, рис. 61).

Это позволяет сделать вывод, что формулы можно успеш­ но применять для подсчета расстояний между дренами для граничных условий, принятых при их выводе, если правиль­ но определять входящие в них компоненты.

Расчет глубоких каналов. Глубокие каналы применимы при осушении пойменных земель, когда торф или минераль-

282

И, CM 60 r-

10

синеска (3); Дизеренса (4); Костякова (5); Эркииа (6).

ные слабопроницаемые грунты подстилаются более водо­ проницаемыми или когда осушаются поймы с мощной за­ лежью торфа и каналы не прорезают ее.

Глубокие каналы позволяют понизить грунтовые воды на необходимую глубину значительно быстрее мелких. Чем глубже каналы, тем больше расстояние между ними. При осушении пойм, затопляемых паводковыми водами, условия работы глубоких каналов отличаются от условий их работы при осушении внепойменных низинных болот.

При осушении пойм глубокие каналы должны сбрасы­ вать в водоприемник поймы паводковые воды и понижать на заданную глубину в течение заданного времени грунтовые воды, уровень которых после паводка устанавливается • у поверхности земли. Поэтому расстояние между каналами, по-видимому, будет меньше, чем на низинных внепоймен­ ных болотах, а в ряде случаев применение их нецелесо­ образно, так как более эффективным может оказаться глу-

283

бокий дренаж. Но ни глубокие каналы, ни глубокий дренаж неприменимы для осушения пойм в тех случаях когда не­ возможен самотечный брос воды, а переход на механический водоподъем экономически не оправдан.

При осушении пойменных земель глубокими каналами задача состоит в определении расстояний между ними при заданных величинах нормы осушения, времени ее достиже­ ния глубине заложения и других данных. Расстояние меж­ ду каналами определяют по формуле С. Ф. Аверьянова:

где К— коэффициент фильтрации;

Т— средняя мощность водоносного пласта, в который врезается канал;

б— водоотдача;

а — коэффициент висячести дрен.

Результаты наблюдений за осушительным действием глубокого Дроватицкого канала в пойме р. Оки показы­ вают его большую эффективность.

Расчет ловчих каналов или головных дрен. При расчете ловчих каналов (головных дрен) определяют их осушитель­ ное действие —понижение: уровня грунтовых и грунтовонапорных вод на пойме, когда дно канала доходит до водо­ упора или расположено выше него. При грунтово-напорном питании, когда водоносный горизонт перекрыт водонепро­ ницаемым или слабопроницаемым слоем, ловчие каналы (или дрены) прорезают этот слой и врезаются в водоносный горизонт. При большой глубине ловчих каналов (более 2,5—3 м) вместо них проектируют закрытые, головные дрены.

С. Ф. Аверьянов дал метод расчета ловчих каналов (дрен) с вертикальными колодцами (и без них), доходящими до водоупора, и «висячими».

Способ расчета применим для ловчих каналов и глубо­ ких дренажей в напорном грунтовом потоке любой мощно­ сти и в потоке со свободной поверхностью грунтовых вод при глубоком, но конечном залегании водоупора (при

284

д - > 5 с ошибкой 10% и для - д - > 2 с ошибкой 25%, где

Т — глубина залегания водоупора от непониженной по­ верхности грунтовых вод; А — искусственное понижение).

При расчете ловчего канала (без колодцев) определяют дальность его действия или расстояние от канала до исход­ ных уровней грунтовых вод выше него (В0) и ниже (Во).

Для притока грунтовых вод выше канала

вод. Прогноз подтопления. Высокие уровни воды в рекахводоприемниках осушительных систем бывают постоянными и временными, продолжительными и непродолжительными, естественными и искусственными.

Подпор уровней воды в реке вызывает подъем грунтовых вод в поймах. В зависимости от величины подпора, его про­ должительности и фильтрационной способности слагаю­ щих поймы грунтов дальность' распространения и продол­ жительность подтопления различны. Постоянные подпоры уровней воды в реке искусственными сооружениями вызы­ вают постоянные подпоры грунтовых вод в. пойме.

Естественные подпоры грунтовых вод на древнеозерных поймах в вегетационный период и во время производства сельскохозяйственных работ устранимы регулированием рек-водоприемников, искусственные подпоры — сносом со­ оружений, увеличением пропускной способности отверстий

мостов, понижением порогов' шлюзов и т, д.

286

Если эти мероприятия по регулированию нельзя прове­ сти, устраивают береговые дренажи, ловчие каналы или головные дрены и осушительную сеть, в зависимости от конкретных условий объекта. При создании подпора на реках определяют расчетом дальность, глубину подтопле­ ния и -время распространения подпора на пойме. Это не­ обходимо для определения характера защитных мероприя­ тий и планирования сроков их строительства.

Положение уровня грунтовых вод на пойме (вследствие подпора в реке при создании водохранилищ, гидроэлектро­ станций, судоходных шлюзов и т. д.) определяют несколь­ кими методами для установившегося и неустановившегося движения. Установившееся движение характерно для за­ вершения процесса распространения подпора грунтовых вод, когда уровни воды в водохранилище или реке и уровни" грунтовых'вод на пойме практически стабилизировались. Неустановившееся движение характеризуется непостоян­ ством уровней воды в реке, (водохранилище) и вследствие этого изменением уровней грунтовых вод. Или же оно наб­ людается в тех случаях, когда уровни воды заняли расчет­ ное установившееся положение, а подпор грунтовых вод еще не достиг своего конечного положения. Этот процесс может продолжаться в течение многих лет.

. Определение подпора при установившемся движении м е т о д о м К е н е. Этот метод одинаково применим для определения изменения положения грунтовых вод как при подпоре,так и при снижении уровня в реках-водоприемниках после их регулирования. Расход грунтового потока и коэф-

286

фициент фильтрации грунта до й после подпора в реке (во­

делить изменение уровня грунтовых вод в пойме при изме­ нении уровня грунтовых вод в реке, если известно положе­ ние уровня воды в реке до и после подпора и положение грунтовых вод до подпора *.

М е т о д С . Ф. А в е р ь я н о в а в отличие от мето­ дов Кене, формул Н. Н. Павловского, Г. Н. Каменского и других, предполагающих, что расход грунтового потока до и после подпора постоянный, учитывает изменение рас­ хода грунтового потока по его длине с построением эпюры расходов. Расход для отдельных участков грунтового пото­ ка определяется по формуле

У - b l + bz L '

При параллельноструйном потоке, когда &1=62 , формула имеет вид:

* II. Н. П а в л о в с к и й . Неравномерное движение грунтовых вод. Сообщение 19, 1930 г.

287

288

2LQ0

2 К

Расчет выполняют подбором.

Влияние уровня воды в реке (водохранилище) на уровни грунтовых вод поймы. Теоретическое определение зависи­ мости изменений грунтовых вод от изменений уровня воды в реке (водохранилище) дано Буссинеском в 1904 г.

При неустановившемся движении грунтовых вод изме­ няются во времени и пространстве уровни воды, скорости и расходы потока в любом сечении (рис. 64).

Дифференциальное уравнение неустановившегося дви­ жения грунтовых вод в условиях пространственной фильт­ рации и поступления атмосферных осадков или испарения с поверхности в обозначениях Г. Н. Каменского имеет вид:

д_ дх

при плоском движении грунтового потока,-однородном грун­ те и отсутствии осадков и испарения уравнение принимает вид:

дг К д Г , N

а при постоянной мощности водоносного слоя z+y+k:

дг_К_дЧ_

dt ~ [л. дх" "

дебита источников; изменение уровня грунтовых вод в приб­ режной зоне при речном паводке; ход инфильтрации воды из реки в берег при подъеме уровня воды в паводок и из берега при спаде. Решение-уравнения Буссинеска для установ­ ления зависимости колебания уровня грунтовых вод в прибрежной зоне с колебаниями уровня воды в реке дали Форхгеймер, Фельбер, Козеии. Последний так решил урав­ нение Буссинеска:

ТаУТ

(А).

где /(.V) — уровень грунтовой воды в данной точке на рас­ стоянии х от берега;

При одинаковом положении среднего уровня грунтовых вод и реки

X

2аУГ

В уравнении (Л) первый член равен нулю, так как сред­ ний начальный уровень грунтовых вод горизонтален и

После интегрирования уравнение (В) получает вид:

290