книги из ГПНТБ / Поляков А.В. Водоотвод и дренаж на аэродромах

где l - длина дрены; остальные обозначения прежние

Расстояние между дренами на водоупоре, можно также при­ ближенно найти по следующей простой формуле, пользуясь сред­ ним уклоном кривой депресоии 1ср (табл .2 8 ).

В соответствии с рис.134

h = (H-S) = f u ] p = -§-Icp. ,

Сопоставляя данную формулу с формулой Рота, видим,что

т .е . tj fi представляет собой корень квадратный из отношения ве­

личин и я к . Следовательно падение кривой депрессии зави­

сит от водопроницаемости грунта и величины инфильтрации.

2)Дрены расположены выше водоупора

Найдем расстояние между дренами, заложенными в водоносный слой неограниченной мощности при питании грунтовых вод, как и

351

в предыдущем случае, атмосферными осадками. Решение подобной задачи предложено академиком А.Н.Костиковым'.

Костяков, используя принцип Ротэ, составляет уравнение ба­

ланса поступления и расхода воды. Он приравнивает при этом ин­

фильтрирующееся количество осадков с определенной площади к количеству воды, поступающему в дрену на единицу ее длины.

Количество инфильтрующейся воды к сечению I - I при одно­ стороннем притоке (рис.135)

И т - * ) “ •

Рис.135. Схема к определению расстояния между дренами, расположенными выше водоупора

Количество воды, поступающее в дрену с одной стороны, при принятии по А.Н.Костякову фильтрующей поверхности в виде кру­

352

« - £ г [ т 1пт - ( * - г)] ■

При x=-j-ni if = h = (Н-S)

или

ИЛИ

где d. - диаметр трубы дрены радиусом г в м.

Расстояние между дренами по данной формуле А.Н.Костикова

находится подбором. Задаваясь значением Е , добиваются тож­

дества между правой и левой частями форнулы при принятой нор­ ме осушения S .

Расход воды, поступающей в дрену с двух сторон при длине

леблются в пределах 0,3-1 л/сек с I га .

Подсчеты расстояний между глубинными дренами по вышеприве­ денным теоретическим формулам иногда не дают надежных результа­ тов.В связи с этим в указанных расчетах в качестве исходных дан­ ных всегда желательно применение опытных сведений (о коэффици­ енте фильтрации,инфильтрации,режиме грунтовых вод на участке и т . д . ) . Кроме того, целесообразен учет результатов практики по этому вопросу. Некоторые сведения о расстояниях между дренами по данным сельскохозяйственной практики и зарубежного опыта приведены в табл .30.

353

§ 35. РАСЧЕТ ПОГЛОЩАЮЩИХ КОЛОДЦЕВ И СКВАЖИН

на следующие виды: а ) работающие стенками (водопоглощение че­ рез отверстия в стенках); б) работающие стенками и дном (водо­

поглощение через стенки и дно) и в) работающие дном (водопо­

глощение через дно).

Колодцы и скважины совершенного типа работают стенками, а несовершенного типа - стенками, дном или стенками и дном. Зада­ чей расчета поглощающих колодцев и скважин является определе­

ние их водопоглощающей способности, т .е . поглощаемых расходов.

Рассмотрим кратко основные случаи расчета поглощающих ко­

лодцев и скважин различных разновидностей.

I . Поглощающие колодцы и скважины совершенного типа

Поверхностная вода, поступающая в поглощающие колодцы и

скважины, доведенные до водоупора, впитывается в водопроницае­

мый слой через отверстия в стенках под влиянием напора h

(ри с.136,а ) . Кривая поверхности поглощаемых вод ассимптотиче-

ски приближается к естественному уровню грунтовых вод, возвы­

шающемуся над водоупором на величину Н . Отток воды из ко­ лодцев и скважин, очевидно, возможен лишь в случае h>H. Кри­

вая депрессии при этом будет иметь в отличие от дрен не выпук­ лую, а вогнутую форму.

Поглощающую способность колодцев и скважин данного типа

где Q - величина расхода, поглощаемого колодцем или

скважиной;

u)=2ffxy- площадь, поперечного сечения потока, движущегося от колоду или скважины; эта площадь равна боко­ вой поверхности цилиндра радиусом х и высотой у ;

354

V = - / c J r £ - скорость фильтрации воды от колодца или скважины

в водопроницаемый слой; знак минус поставлен

здесь потоку, что величина у убывает с возраста-

нием х ( j g ^ 0 ) .

Рис.136. Схемы к расчету поглощающих колодцев и скважин совершенного типа:

а - при наличии грунтовых вод в проницаемом олое Н > 0 : б - при отсутствии грунтовых вод в проницаемом слое Н=0

Разделяем переменные и интегрируем в пределах по у от h до Н и по л от г до К :

где h ~ выоота столба воды, поддерживаемая в колодце или скважине над водоупором, в м;

В связи с этим применение опытных данных или данных наблю­

дений при расчете поглощающих колодцев и скважин всегда край­

не желательно.

2 , Поглошаюшие колодцы и скважины несовершенного типа.

работающие стенками

Для определения поглощающей способности колодцев и сква­

жин несовершенного типа, работающих стенками, можно восполь­ зоваться предложением К.И.Добровольского. Добровольский допу­

скает, что при поступлении воды в колодцы и скважины активная часть водопроницаемого слоя может быть ограничена снизу по­

верхностью, параллельной депрессионной поверхности (ри с.137).

Рис.137. Схема к расчету несовершенных колодцев и скважин, работающих стенками

В таком случае толщина активного слоя будет равна величине h '%

равной длине действующей части колодца или высоте столба воды в колодце, считая от его дна. То же самое относится и к скважи­

нам.

Расход колодца или скважины будет

357

где /о' - высота столба воды в колодце или сквахине, считая от их дна, в н;

Н- высота первоначального уровня воды, измеренная от дна колодца или скважины в м.

Другие обозначения прежние. Величину радиуса влияния

следует принимать такой же, как и в случае совершенных колод­ цев и скважин.

3. Поглощающие колодцы и скважины несовершенного типа.

работавшие дном

Вода из колодцев и скважин, проходящих череэ водонепрони­ цаемый слой до водопроницаемого, может поглощаться только че­ рез дно (ри с.138,а ) . В этом случае поглощающая способность не­ совершенных колодцев и скважин, работающих дном, будет зави­ сеть от очертания дна колодцев и скважин, через которое про­

исходит фильтрация воды. Форма дна может быть полусферической

(полушаровой), плоской и т .д .

Вода, вытекающая из колодцев и скважин несовершенного типа,

работающих дном, изменяет свое направление из вертикального в

горизонтальное. Линии равного напора будут при этом иметь форму полуэллипсов или приближенно полуокружностей (рис.138,а ) .

Найдем поглощающую способность колодцев или скважин, до­ веденных до водопроницаемого напорного слоя, в случае полусфе­

рической (полушаровой) формы дна (рис.138,а ) . Поверхности рав­

ного напора при оттоке воды из колодцев и скважин будут иметь при этом также форму полусфер.

^.

аскорость фильтрации, как обычно, V=- к здесь х - радиус

полусферы).

Рис.138. Схемы к расчету несовершенных колодцев и скважин, работающих дноы:

а - при неограниченной мощности водопроницаемого напорного слоя; б - при ограниченной мощности водопроницаемого напорного

слоя

Расход

Q = o)V=-24Cx' к ^ - . dx

Врезультате решения данного уравнения имеем:

н- * dx

359

ному уровню), поддеряиваеное при поступлении поверхностных вод

в эти колодцы и скважины. Вода в проницаемой (напорной) слое

находится под гидростатическим давлением. Формулы справедливы при неограниченном по глубине водопроницаемом слое.

Если водопроницаемый слой имеет конечную глубину а

(ри с.138,б ), то для определения поглощающей способности колод­

цев и скважин можно воспользоваться формулой Тевене, который дает решение безотносительно к форме фильтрующего дна колодцев и скважин:

том ремонте в значительной степени зависят от правильности под­ бора фильтрующей засыпки дрен (или фильтрующей обсыпки труб).

При неправильном подборе фильтрующей засыпки трудоемкие и до­

рогостоящие работы по устройству дренажа могут быть быстро

обесценены ввиду заиления и засорения засыпок и труб дрен. Фильтрующие засыпки должны подбираться для всех видов дрен

правильно, при соблюдении предъявляемых к ним требований. Под­ бор должен быть конкретным для каждого отдельного случая в за­ висимости от грунтовых условий и предполагаемого материала за­ сыпки.