3. Горизонтальний дренаж зрошувальних земель

3.1 Визначення об'єму і модуля дренажного стоку

Відведення води з зрошувальної території створюють з метою підтримки рівня ґрунтових вод на такій проектній глибині, щоб не було вторинного засолення земель.

У цілому при роботі дренажу відрізняють період первинної роботи, коли проводять промивання ґрунту, і період експлуатаційний, при якому підтримують досягнутий ефект опріснення.

Зміни запасу підземних вод визначають за рівнянням водного балансу зрошувальної території на фоні горизонтального дренажу для експлуатаційного періоду.

Навантаження на дренаж визначаємо за формулою

, (25)

де W_др – шар дренажного стоку, мм;

– зрошувальна норма, мм;

Р – ефективні опади, мм;

Ф – фільтраційні втрати з каналів, мм;

Е – сумарне випаровування, мм.

Вихідними даними для складання водного балансу та визначення об'єму дренажного стоку є кліматичні характеристики району проектування (табл.1.) .

Розрахунок параметрів дренажу та ґрунтово-меліоративних умов району проектування проводиться на базі фільтраційних схем за варіантами.

Номер варіанта і схеми наведено у завданні, головні характеристики цих фільтраційних схем та самі схеми подано в додатку Т. Для розрахунку параметрів дренажу необхідно головні вихідні дані варіанта подати у формі таблиці 5.

Таблиця 5 – Характеристики фільтраційної схеми.

№ варі-анта	Шари ґрунтів	Тип ґрунтів	Потужність шару ґрунту h, м	Коефіцієнт водовіддачі	Коефіцієнт фільтрації, К, м/добу	Глибина закладення ґрунтових вод, hs, м

Далі проводиться водобалансовий розрахунок за формою таблиці 6. Балансові розрахунки проводяться помісячно з виділенням вегетаційного періоду ( квітень – вересень).

Ефективні опади визначаємо аналогічно розрахунку в таблиці 3, але помісячно:

, (26)

де – коефіцієнт використання опадів (додаток Є);

А – опади з таблиці 1 помісячно.

Сумарне випаровування за повні місяці розрахункового року переписуються з попередньо розрахованої таблиці 2. Не розраховане сумарне випаровування визначаємо за формулою Н.Н. Іванова: , (27)

де – середньомісячна температура повітря; °С – таблиця 1;

φ – відносна вологість повітря середня за розрахунковий місяць, % – таблиця 1.

Статті водного балансу

Місяці

Вегетаційний період IV-IX

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Ефективні опади, Р, мм

Сумарне випаровування, Е, мм

Дефіцит водного балансу, Д, мм

Водоподача, , мм

Фільтраційні втрати, Ф, мм

Прихід вологи, (мм)

Дренажний стік, (мм)

Об'єм дрен. стоку (м3/га)

Модуль дрен. стоку л/с,га

Інтенсивність інфільтрації, м/добу

Зміни рівня ґрунтових вод, H, м

Глибина залягання ґрунт.вод

Таблиця 6 – Водобалансовий розрахунок

Сумарне випаровування розраховуємо таким чином:

мм.

Дефіцит водного балансу Д розраховуємо за формулою

мм. (28)

Далі розраховують шар водоподачі по формулі:

, (29)

де К – коефіцієнт використання води для дощування:

К=1,05 .

Шар водоподачі розраховуємо для місяців з позитивним дефіцитом балансу, тобто для січня водоподача відсутня. В лютому це буде розраховано таким чином:

мм.

Фільтраційні втрати зрошувальної води з каналів визначаємо за формулою

, (30)

де – коефіцієнт корисної дії відкритої зрошувальної мережі, приймаємо .

мм.

Прихід вологи розраховуємо за формулою

мм.

Перевищення приходу вологи над випаровуванням формує надлишок води, яку потрібно відводити дренажем. Тому дренажний стік дорівнює

мм. (31)

В одиницях об'єму це буде

, (32)

де - об'єм дренажного стоку, м³/га.

Модуль дренажного стоку розраховуємо за формулою

,

де – протяжність розрахункового періоду доби, в нашому випадку це березень, доба.

Інтенсивність інфільтрації визначаємо за допомогою виразу

(34)

У зв'язку з процесом інфільтрації й зміною об'єму ґрунтових вод ( ), відбуваються зміни рівня ґрунтових вод (РГВ). Підйом рівня визначаємо за допомогою залежності

м, (35)

де – коефіцієнт водовіддачі (додаток У), при двошаровій товщі – верхнього шару.

Прогноз змін рівня ґрунтових вод помісячно в розрізі року на кінець розрахункового періоду (місяць) визначаємо шляхом розрахунку за формулою

м, (36)

де – глибина залягання ґрунтових вод на початку місяця;

– зміна рівня ґрунтових вод за місяць, м.

Таким чином розраховуємо таблицю 6.

Приклад розрахунку – таблиця 7.

Статті водного балансу	Позна-чення	Місяці
		I	II	III	IV	V	VI
Ефективні опади,мм	Р	12	10	13	15	17	27
Сумарне випаровування,мм	Е	9,2	13,6	27,4	62,0	90,6	147,3
Водоподача, мм			4,0	15,8	51,7	81,0	132,3
Фільтраційні втрати, мм	Ф	-	1	4	12,9	20,2	33,0
Прихід вологи, (мм)	П	-	15	32,8	79,6	118,2	192,3
Дренажний стік, (мм)		-	1,4	5,4	17,6	27,6	45,0
Об'єм дрен. стоку (м3/га)			14	54	176	276	450
Модуль дрен. стоку л/с,га			0,0052	0,02	0,068	0,103	0,174
Інтенсивність інфільтрації, м/добу	q		0,00005	0,00017	0,00059	0,00089	0,0015
Зміни рівня ґрунтових вод, м			0,007	0,027	0,09	0,14	0,23
Глибина залягання ґрунт.вод		2,4	2,393	2,36	2,27	2,13	1,90

Таблиця 7 – Приклад розрахунку (табл.6)

Статті водного балансу	Позна-чення	Місяці							Вегетац. період IV-IX
		VII	VIII	IX	X	XI	XII
Ефективні опади,мм	Р	20	19	15	16	15	14	113
Сумарне випаровування,мм	Е	202,9	159,7	75,8	38,7	34,8	11,0	738,3
Водоподача, мм		201,2	154,8	66,9	25,0	21,8		687,9
Фільтраційні втрати, мм	Ф	50,3	38,7	16.7	6,2	5,4	-	171,8
Прихід вологи, (мм)	П	271,5	212,5	98,6	47,2	42,2	-	972,7
Дренажний стік, (мм)		68,6	52,8	22,8	8,5	7,4	-	234,4
Об'єм дрен. стоку (м3/га)		686	528	228	85	74		2344
Модуль дрен. стоку л/с,га		0,256	0,197	0,088	0,032	0,028		-
Інтенсивність інфільтрації, м/добу	q	0,0022	0,0017	0,00076	0,00027	0,00024		-
Зміни рівня ґрунтових вод, м		0,34	0,26	0,11	0,04	0,04		1,17
Глибина залягання ґрунт.вод		1,56	1,30	1,19	1,15	1,11