На главную
На главную

ВСН 33-2.2.03-86 «Мелиоративные системы и сооружения. Дренаж на орошаемых землях. Нормы проектирования»

Нормы распространяются на проектирование дренажных систем в зоне орошаемого земледелия на вновь осваиваемых засоленных или склонных к засолению и заболачиванию землях, а также на существующих оросительных системах, требующих мелиоративного улучшения.
Нормы не распространяются на проектирование дренажа в зоне избыточного увлажнения, промышленных площадок и населенных пунктов.

Обозначение: ВСН 33-2.2.03-86
Название рус.: Мелиоративные системы и сооружения. Дренаж на орошаемых землях. Нормы проектирования
Статус: действующий
Заменяет собой: ВСН II-8-74 «Инструкция по проектированию оросительных систем. Часть VIII. Дренаж на орошаемых землях»
Дата актуализации текста: 01.10.2008
Дата добавления в базу: 01.02.2009
Дата введения в действие: 01.01.1987
Разработан: Калининский политехнический институт Минвуза РСФСР
В/О Союзводпроект Минводхоза СССР
Средазгипроводхлопок Минводхоза СССР
САНИИРИ Минводхоза СССР
Институт гидромеханики АН УССР
Укргипроводхоз Минводхоза Украинской ССР
ВНИИГиМ
МГМИ
Утвержден: Минводхоз СССР (30.07.1986)
Опубликован: Союзгипроводхоз № 1987

ВЕДОМСТВЕННЫЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

МЕЛИОРАТИВНЫЕСИСТЕМЫ
И СООРУЖЕНИЯ

ДРЕНАЖНА ОРОШАЕМЫХ
ЗЕМЛЯХ

НОРМЫПРОЕКТИРОВАНИЯ

ВСН33-2.2.03-86

МИНИСТЕРСТВОМЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКВА1987

РАЗРАБОТАНЫ:

В/О «Союзводпроект» совместно с Институтом гидромеханики. АН УССР, МГМИ, ВНИИГиМом, САНИИРИ, Укргипроводхозом, Средазгипроводхлопком и Калининским политехническим институтом.

ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ
РЕДАКТИРОВАНИЕ
произведено:

Комиссией НТС Минводхоза СССР в составе: д-ра техн. наук, член-корр. АН УССР А.Я. Олейника - (председатель), докторов техн. наук И.П Айдарова, А.И. Голованова, Н.Г. Пивовара, кандидатов техн. наук Л.В. Кирейчевой, В.Г. Насонова, Ю.А. Чирвы, инженеров А.М. Горностаева, В.К. Ивановой и Ю.А. Шевченко.

ВНЕСЕНЫ:

Минводхозом СССР

ПОДГОТОВЛЕНЫ К
УТВЕРЖДЕНИЮ:

Главным техническим управлением Минводхоза СССР (исполнитель - С.А. Савченко).

С введением вдействие ВСН 33-2.2.03-86 «Мелиоративные системы и сооружения. Дренаж наорошаемых землях. Нормы проектирования» утрачивает силу «Инструкция по проектированиюоросительных систем. Часть VIII.Дренаж на орошаемых землях» ВСН-П-8-74.

Согласованы с Госстроем СССР 11 марта 1986 г. № ДП-1206-1 иГосагропромом СССР 30 июня 1986 г. № 013-300-954.

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

МЕЛИОРАТИВНЫЕСИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ

ДРЕНАЖНА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ

НОРМЫПРОЕКТИРОВАНИЯ

ВСН33-2.2.03-86

МИНИСТЕРСТВОМЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКВА1987

Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР (Минводхоз СССР)

Ведомственные строительные нормы

ВСН 33-2.2.03-86

Мелиоративные системы и сооружения.

Дренаж на орошаемых землях.

Нормы проектирования

Взамен
ВСН-
II-8-74

Настоящиенормы разработаны в развитии СНиП 2.06.03-85 ираспространяются на проектирование дренажных систем в зоне орошаемогоземледелия на вновь осваиваемых засоленных или склонных к засолению изаболачиванию землях, а также на существующих оросительных системах, требующихмелиоративного улучшения.

Нормыне распространяются на проектирование дренажа в зоне избыточного увлажнения,промышленных площадок и населенных пунктов.

Припроектировании дренажных систем, наряду с данными нормами, необходимо соблюдатьтребования государственных стандартов, строительных норм и правил, а такжесоответствующих нормативных документов, утвержденных Минводхозом СССР.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Тип дренажа следует назначать в соответствии с п. 2.200 СНиП 2.06.03-85. Размещение вплане коллекторно-дренажной сети (КДС) необходимо выполнять с учетом п. 1.11 СНиП 2.06.03-85,как правило, по понижениям рельефа.

1.2.Проектирование коллекторной сети должно проводиться в соответствии стребованиями пп. 2.204, 3.67 - 3.73 СНиП 2.06.03-85.

1.3.При выборе конструкций дрен и коллекторов следует исходить из условияприменения новых строительных материалов, прогрессивных методов строительства,экономии материально-технических и трудовых ресурсов, обеспечения техникибезопасности и охраны окружающей среды. Принятые конструктивные решения должныобеспечивать эксплуатационную надежность дренажных сооружений.

1.4. При невозможностииспользования дренажного стока и сброса его в существующие водоприемникинеобходимо предусматривать устройство искусственных сооружений или емкостей поаккумуляции дренажных вод.

Внесены В/О «Союзводпроект» Минводхоза СССР

Утверждены приказом Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР
от 30 июля 1986 г. № 269

Срок введения в действие
1 января 1987 г.

1.5.Для контроля за мелиоративным состоянием земель и работой дренажа необходимопредусматривать сеть наблюдательных скважин и гидрометрических постов сконтрольно-измерительными устройствами с учетом расположения региональной ивнутрихозяйственной сети, типа дренажа и обеспечения необходимого объемаинформации.

Расположениеи конструкцию наблюдательной сети на опытно-производственных участках следуетпроектировать по рекомендациям научно-исследовательских организаций.

1.6. Совмещение дренажной исбросной функции для закрытых коллекторов и дрен не допускается. Припоступлении в открытый коллектор поверхностных и сбросных оросительных водприем их следует организовывать в определенных пунктах путем строительстваспециальных сооружений.

1.7.Проектные работы должны выполняться с применением средств вычислительной иорганизационной техники.

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯРАСЧЕТА ДРЕНАЖА

2.1.Дренаж в сочетании с комплексом мелиоративных и агротехнических мероприятийдолжен обеспечивать регулирование водно-солевого режима почв и грунтов аэрациидля создания требуемого мелиоративного режима орошаемых земель, сохранения иулучшения плодородия почв.

2.2.Для расчета параметров дренажа необходимо схематизировать гидрогеологические ипочвенно-мелиоративные условия массива орошения. При обосновании расчетных схемдолжны учитываться геометрические очертания области фильтрации, характердвижения и питания подземных вод, граничные условия дренируемого водоносногогоризонта в плане и разрезе, литологическое строение водосодержащих пород и ихфильтрационные параметры, водно-физические и физико-химические свойства почв игрунтов.

2.3.Проектирование дренажа следует осуществлять на основе анализа водно-солевогорежима мелиорируемой территории (региона, массива, участка) в существующих ипрогнозируемых условиях с использованием имеющегося опыта эксплуатацииоросительных систем. Водно-солевой режим необходимо обосновывать прогнознымирасчетами. Пределы регулирования водного и солевого режимов приведены врекомендуемом прил. 1.

2.4.На засоленных и солонцеватых или склонных к засолению и осолонцеванию земляхвеличину интенсивности инфильтрационного питания подземных вод в различныеполивные периоды для обеспечения промывного режима орошения следуетустанавливать в каждом конкретном случае на основании расчета водно-солевогорежима почв, результатов научных исследований, а также опыта орошения с учетом рекомендуемогоприл. 1.

2.5.С целью прогнозирования направленности мелиоративных процессов и выявленияисточников поступления солей необходимо составлять общие и частные водные исолевые балансы для регионов, массивов,участков, с учетом характерных периодов их мелиоративногоосвоения согласно рекомендуемому прил. 2.

2.6.Водный и солевой баланс, а также расчет водно-солевого режима следуетсоставлять для каждой выделенной по гидрогеологическому ипочвенно-мелиоративному районированию территории с учетомприродно-хозяйственных условий, техники и режима орошения, состава основныхсельскохозяйственных культур.

2.7.Солевой баланс следует составлять для типовых балансовых участков с цельювыявления основных источников поступления солей и определения направленностипроцессов солепереноса в активном слое почвы (1 ... 3 м). Составляющие солевогобаланса должны определяться на основе водного баланса, по результатам натурныхисследований за солевым режимом, а также на основании солевых съемок.

2.8.Прогноз водно-солевого режима зоны аэрации и интенсивности инфильтрационногопитания подземных вод следует выполнять в соответствии с рекомендуемыми прил. 3, 4 для расчетных периодов (вегетационного,невегетационного, годового). Водно-солевой прогноз должен составляться напериод не менее двух ротаций полевого севооборота.

2.9.По результатам прогноза водного режима должны быть установлены значениявосходящих и нисходящих скоростей движения влаги в зоне аэрации и величинаинтенсивности инфильтрационного питания в соответствии с рекомендуемым прил. 4.

2.10.Для засоленных и подверженных засолению почв пустынной зоны при невысокойемкости ионного обмена почвенного поглощающего комплекса (ППК £10 мг-экв/100 г почвы) прогноз солевого режима следует выполнять по ионамхлора, натрия или сумме токсичных солей.

2.11.Для орошаемых земель в степной и сухостепной зонах, почвы которых обладаютвысоким содержанием гумуса и емкостью ионного обмена (ППК > 10 ... 15мг-экв/100 г. почвы) и склонны к осолонцеванию, прогноз необходимо выполнять поионам хлора и натрия, магния и кальция с учетом ионно-обменных процессов междупочвенным раствором и ППК.

2.12.По результатам прогноза должны обосновываться мелиоративные режимы ирассчитываться нагрузка на дренаж и модуль дренажного стока.

Модульдренажного стока gdзарасчетный период следует определять по формуле:

, м3/сут с 1 м2,                                              (1)

где      W - нагрузка на дренаж, м3/га,определяемая согласно рекомендуемому прил. 2, формула 9;

            t - продолжительность расчетного периода, сут.

2.13.Интенсивность инфильтрационного питания за расчетный период должна определятьсяпо формуле:

g = gd± gv = gl± gv,a,                                                  (2)

где      gl- интенсивность питания подземных вод за счет фильтрационных потерь из каналов;

            gv - интенсивностьвертикального водообмена балансового слоя с нижележащими водоносными слоями;

            gv,a - интенсивность вертикального водообменамежду зоной аэрации и подземными водами (без учета потерь из каналов).

2.14.Параметры постоянного горизонтального, вертикального, комбинированного дренажанеобходимо рассчитывать на среднегодовую нагрузку с учетом пп. 2.206; 2.207 СНиП 2.06.03-85.Для проверки динамики подземных вод в характерные периоды (после полива,промывки и др.) следует использовать формулы неустановившегося режимафильтрации.

Окончательный вариант типа ипараметров дренажа необходимо принимать на основании технико-экономическихрасчетов по минимуму приведенных затрат.

2.15.На основе данных водно-солевого режима следует составлять прогноз динамикиподземных вод в условиях орошения и устанавливать необходимость устройствадренажа и сроки его строительства. При наличии исходного засоления (до началаорошения) и прогнозе подъема уровня подземных вод до отметки заложения дрен всрок до 10 лет строительство дренажа должно проводиться одновременно илиопережать строительство оросительной сети. При сроке подъема подземных водболее 10 лет проектирование дренажа следует осуществлять отдельным проектом,при этом сроки его строительства, должны быть определены при условиинедопущения подъема подземных вод выше допустимой глубины 4 ¸5 м.

2.16.При проектировании дренажных систем должен выполняться прогноз минерализациидренажного стока согласно рекомендуемому прил. 5 и оцениваться возможность его повторногоиспользования.

3. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДРЕНАЖ

3.1.Горизонтальный дренаж следует проектировать в виде закрытых искусственныхводотоков, выполненных из дренажных труб, которые должны удовлетворятьтребованиям п. 2.205 СНиП 2.06.03-85.

3.2.Размещение коллекторно-дренажной сети необходимо увязывать с размещениеморосительной сети, организацией территории, гидрографической сетью и должновыполняться с учетом перспективного развития орошения и дренажа.

3.3.Расположение коллекторов и дрен в зоне фильтрационного потока из оросительныхканалов допускается в следующих случаях:

оросительныйканат должен иметь противофильтрационные устройства;

коллекторпредусмотрен в виде трубопровода без перфорации («глухим»);

оросительвыполнен в виде трубопровода или лотка;

расстояниемежду оросительными каналами и дреной (коллектором) превышает 10dd, где dd - глубина заложениядрены.

Вместах пересечения с постоянными оросительными каналами, дорогами илесополосами закрытые дрены (коллекторы) необходимо устраивать в виде трубы безперфорации на длине не менее ld =10b, где b - ширина канала поверху.

3.4.При проектировании устьевых сооружений закрытых дрен следует предусматриватьконструкцию, обеспечивающую надежность их работы при очистке открытыхколлекторов от заиления и сорной растительности (задвигающиеся устья, «карманы»и пр.).

3.5.Конструкцию водоприемной части закрытого горизонтального дренажа следуетвыбирать исходя из литологического строения и гидрогеологических условий, атакже наличия местных строительных материалов и средств механизации. При выборематериалов и конструкций водоприемной части следует учитывать, чтоэксплуатационный срок службы закрытого дренажа должен быть не менее 30 лет.

3.6.Расчет конструктивных элементов водоприемной части должен осуществляться помаксимальному дренажному расходу, характеристикам дренируемых грунтов в зонезаложения дрен (гранулометрический состав, коэффициент фильтрации, объемная иудельная масса, границы текучести и раскатывания, число пластичности).

Еслидренажная линия прорезает грунты различной категории, расчет конструктивныхэлементов следует производить на наихудшие условия. Расчетом должны бытьопределены внутренний диаметр и перфорация дренажных труб, толщина и материалфильтра, а также фильтрационные сопротивления.

3.7.При применении для строительства дренажа безнапорных труб, не имеющих заводскойперфорации, общая площадь водоприемных отверстий должна быть не менее 15 см2на 1 м дрены.

3.8.Размеры водоприемных отверстий следует принимать при равномерном расположениина поверхности трубы по табл. 1, прирасположении в нижней половине трубы - по табл. 2.

Таблица 1

Форма водоприемного отверстия

Диаметр или ширина отверстия

Круглое

(3 … 4)ds,50, но не более 5 мм

Щель или зазор в стыке

(1,5 ... 2)ds,50 но не более 4 мм

Таблица 2

Форма водоприемного, отверстия

Диаметр или ширина отверстия

Круглое

10ds,50, но не более 10 мм

Щель

5ds,50, но не более 5 мм

Примечание. ds,50 - эффективный диаметр частиц фильтровой обсыпки илигрунта.

3.9.Для защиты водоприемных отверстий дренажных труб от заиления и увеличенияводоприемной способности дренажа следует применять сыпучие и волокнистыезащитно-фильтрующие материалы, допущенные к применению в установленном порядке.

3.10.При устройстве дренажа в водонасыщенных грунтах необходимо устройство объемногофильтра. Расчет фильтра из сыпучего материала приведен в обязательном прил. 6. Допускается применение другихконструкций фильтра при наличии специальных исследований или опытаэксплуатации.

Всухих и слабопроницаемых грунтах конструкция фильтра (из сыпучих иливолокнистых материалов) определяется на основании технико-экономическогосравнения вариантов. При выборе фильтра из искусственных волокнистых материаловследует руководствоваться данными рекомендуемого прил. 7.

3.11.При расчете параметров дренажа с фильтром из минерально-волокнистых материалов(без дополнительной подсыпки) и при строительстве его способами, производящиминарушение естественного сложения грунта вблизи дрены, необходимо дополнительноучитывать фильтрационное сопротивление, обусловленное экранирующим действиемобратной засыпки грунта и уплотнением придренной зоны. Это фильтрационноесопротивление определяется исследованиями на опытно-производственных участкахили принимается по данным объекта-аналога.

3.12.Толщину объемного фильтра из сыпучего материала следует принимать, как правило,не менее 8 см. Общая потребность в объемных фильтрующих материалах на 1 м дреныдолжна определяться на основании принятой технологии строительства, с учетомформы дренажной полости в грунте, образуемой рабочим органом экскаваторадреноукладчика.

3.13.При проектировании закрытого дренажа из трубофильтров объемный фильтр непредусматривается, если согласно рекомендуемому прил. 7 пористые стенки выполняют роль фильтра. В противномслучае необходима укладка трубофильтров на подсыпку из несортированнойпесчано-гравийной смеси или песка толщиной 10 см.

3.14.Гидравлический расчет открытых коллекторов следует проводить как для проводящихканалов осушительных систем в соответствии с требованиями СНиП 2.06.03-85 пп. 3.67 ...3.70. При этом расчетный расход воды в открытых коллекторах необходимоопределять как сумму расходов впадающих в него дрен или коллекторов низшегопорядка.

Гидравлическийрасчет дрен следует производить по участкам, отличающимся величиной расхода иуклона, влияющего на диаметр трубопровода.

3.15.Коллекторы старшего порядка должны рассчитываться на пропуск расхода дренажногостока, равного сумме расходов, впадающих в него коллекторов и дрен.

3.16.Расчетный дренажный сток необходимо определять при значении среднегодовогодренажного модуля стока в период постоянной эксплуатации.

3.17.Пропускную способность дрен и коллекторов следует проверять по максимальномудренажному модулю стока, образуемого при производстве влагозарядковых ипромывных поливов.

Значениярасходов воды в дренах должны устанавливаться по площади, обслуживаемой дренойи расчетному модулю дренажного стока.

3.18.Расчетный диаметр дренажного трубопровода должен определяться из условийпропуска максимального расхода при полном заполнении его полости и приниматьсяпо стандартному ряду внутренних диаметров дренажных труб, равному ближайшему всторону большего значения. При незначительном расхождении расчетного диаметраот стандартного (на 5 ... 10 % меньше) следует принимать расчетное значениедиаметра труб, при этом допускается кратковременный (до 5 суток)напорный режим работы дрен.

3.19.Гидравлический расчет закрытых дрен и коллекторов, определение глубинызаложения и расстояний между дренами следует проводить согласно обязательномуприл. 8 с учетом требований пп.2.209, 2.210 СНиП2.06.03-85.

3.20.Для защиты орошаемой территории от подтопления со стороны рек, водохранилищ ивышерасположенной территории необходимо предусматривать береговые и головныедрены, расчет которых следует проводить в соответствии с обязательными прил. 9 и 10.

3.21.С целью экономии фильтрующего материала и трудовых затрат при расчетепараметров дренажной сети следует также учитывать дренирующее действие открытыхи закрытых фильтрующих коллекторов в соответствии с рекомендуемым прил. 11.

3.22.Сопряжение дрен с коллекторами в вертикальной плоскости необходимо осуществлятьследующим образом: закрытую дрену с закрытым коллектором - при помощи смотровыхколодцев так, чтобы низ трубы дрены был выше дна трубы коллектора не менее, чемна 0,8Dint, гдеDint-внутренний диаметр коллектора; закрытую дрену с открытым коллектором - припомощи устьевого сооружения так, чтобы расчетный уровень воды в коллекторе былне менее, чем на 0,3 м ниже низа устьевой трубы дрены, а максимальный расчетныйуровень воды в коллекторе не подтоплял устье дрены.

3.23. На коллекторно-дренажнойсети (КДС) следует предусматривать сооружения, обеспечивающие:

самотечныйотвод дренажных и сбросных вод с мелиорируемой территории в водоприемник или ихперекачку;

сопряжениебьефов и устранение опасности размыва;

проездтранспорта вдоль и через открытые коллекторы;

пересечениеКДС с оросительной сетью;

постоянныйнадзор за работой сети;

учетколичества и качества отводимых дренажных вод.

3.24.При невозможности самотечного отвода дренажных вод местоположение и числодренажных насосных станций должно быть обосновано технико-экономическимрасчетом.

Впроектах необходимо предусматривать опережение ввода в действие насосныхстанций над строительством коллекторно-дренажной сети.

3.25.Размещение и конструкция колодцев должны обеспечивать беспрепятственноепроведение сельскохозяйственных работ и защиту дрен от засорения согласно п.2.212 СНиП2.06.03-85.

3.26.Водомерные сооружения следует совмещать со смотровыми колодцами или устьевымисооружениями на закрытых дренах и коллекторах. На открытых коллекторахводомерные сооружения необходимо предусматривать при их впадении в коллекторвысшего порядка и на границах отделений, хозяйства и гидромелиоративнойсистемы.

3.27.Строительство горизонтального закрытого дренажа должно осуществлятьсякомплексно-механизированными способами (узкотраншейный, траншейный и бестраншейный).

Внеустойчивых (обрушающихся) грунтах и при укладке дрен ниже уровня подземныхвод строительство дренажа узкотраншейным и траншейным способами должнопроизводиться с предварительным водопонижением по трассе дрены.

Вгрунтах легкого механического состава при коэффициенте фильтрации 0,3 м/сут иболее допускается строительство дренажа бестраншейным способом с рулоннымизащитно-фильтрующими материалами. При укладке дрен в грунтах с коэффициентомфильтрации менее 0,3 м/сут необходимо устройство объемного фильтра из сыпучихматериалов.

Привыборе способа строительства дренажа необходимо использовать прогрессивный опытего устройства на орошаемых землях других регионов.

4. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДРЕНАЖ

4.1.Вертикальный дренаж должен проектироваться в виде водозаборных скважин,оборудованных электропогружными насосами. Условия применения вертикальногодренажа определены п. 2.200 СНиП 2.06.03-85.

4.2.Расчет вертикального дренажа должен включать:

определениепараметров всей системы (количество скважин, расстояние между ними);

расчетпараметров скважин (дебита, понижения в скважине и в характерных точкахмассива, радиуса влияния) и их конструктивных элементов (диаметра и глубиныскважин, длины и диаметра фильтра, толщины и состава обсыпки).

4.3.Размещение скважин систематического вертикального дренажа в зависимости отувязки с оросительной сетью следует выполнять в виде сетки с равномерным илинеравномерным шагом скважин в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Приэтом скважины не должны располагаться у каналов без противофильтрационной«одежды».

4.4.Систематический вертикальный дренаж и линейные системы скважин должнырассчитываться согласно рекомендуемому прил. 12. Расчет линейных систем дренажа следует проводитьпри заданном понижении воды в скважине или известном дебите.

4.5.В сложных природных условиях при перераспределении потоков подземных вод,изменении напорного питания в результате работы дренажа, взаимодействии крупныхдренажных систем необходимо использовать математическое моделирование.

4.6.Конструкция скважин вертикального дренажа должна определяться:

литологическимстроением водоносного комплекса и химизмом вод каптируемого пласта;

эксплуатационнымипараметрами - дебитом и понижением уровня воды в скважине;

методамипроизводства строительных работ и оборудования скважин;

схемойи объемом автоматизации;

требованиямик ремонтным работам.

4.7.Водоприемная часть скважин должна удовлетворять следующим требованиям:

диаметрфильтрового каркаса должен позволять свободный монтаж и демонтажэлектропогружного насоса и приборов автоматики и телемеханики;

обеспечиватьмаксимальный водозабор, долголетнюю и бесперебойную работу скважин.

4.8.Конструктивные элементы скважин: глубина, диаметр скважины, длина и диаметрфильтра, скважность, размер и форма проходных отверстий фильтра и механическийсостав гравийной обсыпки должны определяться расчетами.

4.9.Глубину скважины следует определять по формуле:

dc = lsl + lk + lt,                                                             (3)

где      dc - глубинаскважины, м;

            lsl - длина эксплуатационной колонны, м;

            lk - длина фильтровой колонны, м;

            lt - длина отстойника, м.

Длину эксплуатационной колонны следуетопределять исходя из гидрогеологических условий, величины понижения,местоположения насоса и условия его работы.

4.10.Длину фильтра-каркаса следует выбирать с учетом стандартной длины звеназаводского изготовления и с соблюдением требований п. 2.216 СНиП 2.06.03-85.

4.11.Диаметр скважины должен определяться по следующей формуле:

Dc = Dk + 2ts,                                                             (4)

где      Dk- диаметр фильтрового каркаса, м;

            ts - толщина гравийного фильтра, м.

4.12.Диаметр фильтрового каркаса следует рассчитывать по формуле:

,                                                             (5)

где      Qmax - максимальныйдебит скважины, м3/сут;

            hk- скважность фильтрового каркаса, %.

Допустимуюскорость движения воды в прифильтровой зоне необходимо определять по формуле:

,                                                           (6)

где      Rlcr- критическое число Рейнольдса;

            ls- коэффициент пористости гравийнойобсыпки (0,30 ... 0,40);

            k - коэффициент фильтрации водоносного грунта,м/сут.

Скорость движения водыв фильтровой колонне и водоподъемных трубах не должна превышать 2 м/с.

4.13.Скважность фильтров, как правило, следует принимать не более следующихзначений: для стальных каркасно-стержневых и просечных из стальных листов - 30%; для асбестоцементных и пластмассовых 25 %.

Увеличениескважности должно быть обосновано расчетами фильтров на прочность.

4.14.Размеры и форму проходных отверстий следует подбирать в зависимости отфракционного состава фильтровой обсыпки. Размеры проходных отверстий приустройстве фильтров с гравийно-песчаной обсыпкой должны составлять:

длякруглой перфорации dk= (1,2 ... 1,5)ds,50;

длящелевой перфорации bkd=(0,75 ... 1,0)ds,50, lkd =(25... 35)ds,50,

где      ds,50 - среднийдиаметр фракции гравийно-песчаной обсыпки, мм;

            bkd, lkd - соответственно ширина и длина щелей,мм.

Круглыеотверстия на фильтровом каркасе следует располагать в шахматном порядке, ащелевые - винтообразно с углом наклона 15°.

Числоотверстий, соответствующее заданной скважности фильтрового каркаса на 1 м егодлины, необходимо определять по формулам.

Длякруглой перфорации

,                                                          (7)

Длящелевой:

.                                                          (8)

4.15.Расчет фильтровой обсыпки для скважин вертикального дренажа следует производитьв соответствии с обязательным прил. 13.

4.16.Электропогружной насос следует располагать, как правило, над фильтром. Если погеолого-структурным условиям невозможно установить насос над фильтром, егоследует располагать в отстойнике или в фильтре (при условии перекрытия этойчасти фильтра «глухой» трубой). Выбор электропогружного насоса следует производитьсогласно рекомендуемому прил. 14.

4.17. Станция управлениянасосными агрегатами, средства автоматики, телемеханики и связи,контрольно-измерительная аппаратура должны располагаться в специальном шкафуили здании.

4.18.Водоотводящая сеть скважин вертикального дренажа должна быть выполнена из труб,лотков, облицованных каналов или в земляном русле. В последнем случае участокводоотвода длиной 40 ... 50 м от скважины должен быть «глухим» (труба, лоток).

Отводящиетрубопроводы должны быть оборудованы задвижками и водовыпусками в водоприемник.Стенки и дно водоприемников в месте сброса дренажных вод должны быть надежнозащищены от размыва.

4.19.При проектировании следует разрабатывать режим работы системы вертикальногодренажа в соответствии с п. 2.220 СНиП 2.06.03-85.

4.20. Режимработы системы вертикального дренажа должен составляться отдельно для периодовосвоения и эксплуатационного. Для эксплуатационного периода коэффициентполезной работы скважин (КПР) допускается принимать 0,7 ... 0,8 (отношениепродолжительности фактической работы к календарному времени в году).

4.21.Проектирование вертикального дренажа без систем автоматики не допускается.Объемы телемеханики и связи следует устанавливать в каждом конкретном случае иопределять на основании требований к режиму работы скважин и надежностиоборудования, с учетом улучшения условий труда и сокращения численностиобслуживающего персонала.

4.22.Диспетчерское управление автоматизированной системой должно обеспечиватьцентрализацию управления и контроль за работой скважин и оборудования.

4.23.Каждая скважина или группа скважин должна оборудоватьсяконтрольно-измерительной аппаратурой, позволяющей измерять:

количествооткачиваемой воды;

положениединамического уровня воды в скважине;

минерализациюводы;

количествозатраченной электроэнергии;

напряжениеи силу тока в цепи.

5. КОМБИНИРОВАННЫЙ ДРЕНАЖ

5.1.Комбинированный дренаж следует проектировать в случаях, оговоренных в п. 2.200 СНиП 2.06.03-85.

Расчеткомбинированного дренажа следует проводить согласно рекомендуемому прил. 15.

5.2.Расчет линейного (отсечного) комбинированного дренажа должен выполняться поформулам для линейного горизонтального дренажа, в которые вместо фильтрационныхсопротивлений горизонтального дренажа подставляются фильтрационныесопротивления комбинированного дренажа.

5.3.Подключение скважин-усилителей к горизонтальным дренам должно обеспечиватьконтроль работы скважин при их эксплуатации, а также соблюдение требований п.2.223 СНиП2.06-03-85. Для этого следует предусматривать:

подключениеводоотводящей трубы скважин к смотровому колодцу выше уровня воды в колодце иливерха дренажных труб не менее чем на 0,6 - 0,8 ее диаметра;

подключениескважин-усилителей к открытой коллекторной сети на уровне расчетного горизонтаводы, соответствующего пропуску средневегетационного расхода.

5.4.Длину фильтровой части скважин-усилителей следует принимать равной мощностиводоносного пласта, но, как правило, не более 10 м.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

ПРЕДЕЛЫ РЕГУЛИРОВАНИЯВОДНО-СОЛЕВОГО режимапочв на орошаемых землях

Длясоздания оптимального мелиоративного режима необходимо обеспечивать вкорнеобитаемом слое почв режим влажности, при котором не происходит повышенияконцентрации почвенного раствора по сумме токсичных солей или отдельных ионоввыше допустимых пределов. Пределы допустимого содержания солей в почве взависимости от типа засоления следует назначать в соответствии с рекомендуемымприл. 21 СНиП2.06.03-85.

При проектировании водного режимапочв следует использовать данные табл. 1.1.Для почв, подверженных осолонцеванию, необходимо руководствоваться табл. 1.2.

Таблица 1.1

Пределырегулирования водного режима почв на орошаемых землях

Почвы

ППК, мг-экв.
100 г

Пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы, в долях от wlim

Iп в долях от суммарного испарения

Черноземы обыкновенные и южные

40

0,6 - 0,7

£ 0,05

30

0,6 - 0,8

£ 0,05

20

0,6 - 0,8

£ 0,05 - 0,10

Лугово-черноземные

30

0,7 - 0,8

£ 0,05

Темнокаштановые

35

0,6 - 0,8

£ 0,10

30

0,7 - 0,8

£ 0,10

Каштановые

20

0,7 - 0,8

0,10 - 0,15

Светлокаштановые

15

0,7 - 0,85

0,10 - 0,15

10

0,7 - 0,9

0,10 - 0,20

Сероземные

10

0,7 - 0,9

0,10 - 0,15

Примечание. ППК- почвенно-поглощающий комплекс; wlim - предельнаяполевая влагоемкость.

Таблица 1.2

Пределырегулирования солевого режима орошаемых земель, подверженных осолонцеванию

Почвы

ППК мг-экв.
100 г

Na в ППК, %

Mg в ППК, %

рН

Черноземы обыкновенные и южные

40

2 - 8

15 - 25

7 - 7,5

30

1,5 - 5

15 - 25

7 - 7,5

20

1,5 - 5

15 - 25

7 - 7,5

Лугово-черноземы

30

1,5 - 5

15 - 25

7 - 7,5

Темнокаштановые

35

1,5 - 5

15 - 30

7 - 7,3

30

2 - 5

15 - 30

7 - 7,5

Каштановые

20

2 - 6

15 - 30

7 - 7,5

Светлокаштановые

15

5 - 10

15 - 30

7,5 - 8

10

5 - 10

15 - 30

8 - 8,2

Сероземные

10

5 - 10

15 - 30

8 - 8,3

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ВОДНО-СОЛЕВОЙ БАЛАНСОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ

1.Уравнение водного баланса

1.1.Общий водный баланс и баланс вод зоны аэрации для территории, подлежащеймелиорации, в естественном состоянии (до орошения и ввода дренажа) следуетопределять по уравнениям (составляющие уравнений водного баланса даны в м3/га):

а)общий водный баланс

DVtot = (Vq,dw - V,dw) + (Vq,sw - V,sw)+ Р- Eds - U±Vv,                     (1)

где      DVtot - суммарное изменениезапасов воды в границах рассматриваемой территории;

Vq,dw - приток поверхностныхвод;

            V,dw - отток поверхностных вод за пределытерритории;

            Vq,sw - приток подземных вод;

            V,sw - оттокподземных вод;

            P - атмосферные осадки;

            Eds - испарение споверхности почвы;

            U - транспирация;

            Vv - вертикальныйводообмен балансового слоя с нижележащими водоносными слоями (подпитываниеподземных вод напорными подземными водами или перетекание подземных вод вниз);

б)баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации

DVa = (Vq,dw- V,dw) + Р - U ± Vv,a - Eds,                                     (2)

где      DVa - изменение запасоввлаги в зоне аэрации в границах рассматриваемой территории;

            Vv,a - вертикальный водообмен между водами зоныаэрации и подземными водами;

в)баланс подземных вод

DVsw = (Vq,sw - V,sw) ± Vv ± Vv,a,                                              (3)

где      DVsw - изменение запасовподземных вод в границах рассматриваемой территории.

1.2.Общий водный баланс и баланс вод зоны аэрации для территории с существующиморошением до строительства дренажа следует определять по уравнениям:

а)общий водный баланс

DVtot= (Vq,dw - V,dw) +(Vq,sw - V,sw) + Р- Eds - U +B - Wd ± Vv,               (4)

где      В - водозабор воросительную систему;

            Wd - поверхностные сбросы оросительной водыс территории.

Wd = Wint + Wn,

где      Wint- концевые сбросы из оросительных каналов;

            Wn - сбросы с поверхности полей при поливе;

В = Int,n + Vl + Wint,

где      Int,n - оросительная норма (нетто) с учетом промывногорежима (см. СНиП 2.06.03-86);

Int,n = dWb+ Wn + WE + Wg+ In,

где      dWb- дефицит водного баланса поливаемых сельхозкультур;

            In - дополнительнаяоросительная норма на промывной режим, принимается по табл. 1.1, прил. 1;

            Wg- дополнительные потери воды при поливе за счет инфильтрации ниже расчетногослоя;

            WE- дополнительные потери воды на испарение при поливах;

            Vl - фильтрационныепотери оросительной, воды из каналов;

б)баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации

DVa = (Vq,dw- ) + P - Eds - U + dWb + In± Vv,a,                         (5)

в)баланс подземных вод

DVsw = (Vq,sw - ) + Vl ± Vv Vv,a.                                    (6)

1.3.Водный баланс для орошаемой территории при наличии дренажа необходимоопределять из уравнений:

а)общий водный баланс

DVtot= (Vq,dw - ) + (Vq,sw - ) + P - Eds - U + B - Wd ± Vv - W,           (7)

где      W - объем дренажного стока (нагрузка надренаж);

б)баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации должен определяться согласноуравнению (5);

в)баланс подземных вод

DVsw =(Vq,sw - ) + Vl ±Vv Vv,a - W.                                  (8)

Изприведенных водобалансовых уравнений необходимо определять нагрузку на дренаж иее составные элементы для расчета параметров дренажа.

Прирасчете на среднегодовые условия многолетнего ряда (DVsw= 0; Vq,sw =  = 0) из уравнения (8) нагрузка на дренаж определяется поформуле:

W = Vl ±Vv,a ± Vv.                                                            (9)

1.4.Составляющие водного баланса Vq,sw, , Vvпослеввода в действие дренажа могут отличаться от их значений в естественныхусловиях. В частности, при действии дренажа приток подземных вод всегдаувеличивается, а отток уменьшается.

Взависимости от конкретных условий уравнение водного баланса следует упрощать. Вчастности, при расположении мелиорируемой территории на водоразделе можнопринять Vq,sw = 0; назасоленных землях, характеризующихся слабой отточностью допускается  =0; приотсутствии напорного подпитывания балансового слоя следует принимать Vv =0; привысокой технике полива Wd= 0;при применении закрытых оросительных систем значительноуменьшается Vl.

1.5.Величину осадков Р следует принимать по близлежащей метеостанции.Величина оросительной нормы Int,n устанавливаетсяпо результатам расчета режима орошения.

Суммарноеиспарение (Eds + U) в течениевегетационного периода следует принимать равным водопотреблению, отвечающемуприменению современной техники орошения, поддержанию высокого агротехническогофона и плодородия почв, и устанавливается расчетами или экспериментальнымиданными.

1.6.Потери на фильтрацию из оросительных каналов необходимо устанавливать путемпроведения натурных наблюдений на проектируемых землях, по объектам-аналогамили гидродинамическими расчетами. Эта величина определяется по формуле:

,                                                        (10)

где      ht - коэффициент полезного действиявнутрихозяйственной оросительной сети.

1.7.Поверхностный приток Vq,dw иотток  набалансовый участок следует устанавливать по замерам на гидропостах.

Подземныйприток Vq,sw иотток  должныопределяться по материалам гидрогеологических изысканий и наблюдениям в сети режимныхскважин гидрогеолого-мелиоративной службы.

1.8. При расчете подземногобокового притока на массив следует руководствоваться формулой

qb = T×i,                                                                      (11)

где      Т - проводимостьводоносной толщи;

            i - уклон подземного потока.

1.9.Интенсивность вертикального водообмена балансового слоя нижележащимиводоносными слоями должна определяться по следующей формуле:

,                                                            (12)

где      t - продолжительностьпериода, сут;

            Hn,2- напор вод нижележащего водоносного слоя, м;

            Нn,1 - напорпервого от поверхности водоносного горизонта, м;

            k, h - коэффициентфильтрации и мощность разделяющего слоя, м/сут; м.

1.10.Вертикальный водообмен балансового слоя с нижележащими водоносными слоямиопределяются по формуле:

Vv= gv×1000×t.                                                                (13)

1.11.Интенсивность питания подземных вод за счет фильтрационных потерь из каналаопределяется по формуле:

,                                                                (14)

где      t- продолжительность периода, сут.

1.12.При глубоком залегании уровня подземных вод (положение уровня за пределамивысоты капиллярного поднятия) величина вертикального водообмена принимается принепромывном режиме орошения (In=0):

Vv,a= (0,15 ¸ 0,25)Int,п;

меньшее значение дляслабопроницаемых почв, большее значение - для легких почв;

припромывном режиме орошения:

V¢v,a = Vv,a+ In.

1.13.При близком залегании уровня подземных вод (положение уровня в пределах высотыкапиллярного поднятия) величина вертикального водообмена за расчетный периодопределяется по формуле:

Vv,a=gv,а×100000t,

где      t- продолжительность периода, сут.

1.14.При непрерывном режиме орошения интенсивность вертикального водообмена междузоной аэрации и подземными водами с учетом водно-физических свойствпочвогрунтов при известной средней за расчетный период времени величине расходавлаги на поверхности почвы допускается определять по формуле:

.                           (15)

Приизвестной средней за расчетный период в активном слое почвы wmпо формуле

;

; ;

;

где      Eт - средняя за расчетный период времени,величина расхода влаги на поверхности почвы, Ет>0 приинфильтрации, Ет< 0 при испарении, м/сут;

            k - коэффициент фильтрации при полномнасыщении, м/сут;

            п - показательстепени (n = 3,5 ¸ 6,0);

            hs - глубина подземныхвод от поверхности земли (средняя за расчетный период времени), м;

            hwp - величинакапиллярного поднятия, м;

            t - расчетный период времени (год,вегетационный период и пр.), сут;

            wtot - полная влагоемкость;

            wmax- максимальнаямолекулярная влагоемкость;

            wsl- средняя влажность вактивном слое почвы в начальный период времени;

            wm- средняя за расчетныйпериод времени влажность в активном слое почвы.

Допускаетсяпринимать wm » wsl.

1.15.При промывном режиме орошения интенсивность водообмена между зоной аэрации иподземными водами определяется по формуле:

.

1.16.Более обоснованно интенсивность водообмена (инфильтрации) определяется путемрешения уравнения влагопереноса и фильтрации методами математическогомоделирования.

2. Уравнениесолевого баланса

2.1.Общий солевой баланс и частные балансы для территории, подлежащей мелиорации вестественном состоянии (до орошения и ввода дренажа), следует определять поуравнениям:

а)общий солевой баланс

DGtot= (Gq,dw - ) + (Gq,sw - ) ± Gv+ Gq,p,                        (16)

где      DGtot - суммарное изменение запасов солей вграницах рассматриваемой территории;

            Gq,dw - поступление солей с поверхностными водами;

             - выноссолей поверхностными водами;

            Gq,sw - поступление солей с перетекающими подземнымиводами;

             -вынос солей с оттоком подземных вод за пределы территории;

            ± Gv - поступление и выноссолей при вертикальном водообмене с глубокими подземными водами (подпитываниенапорными водами или переток подземных вод вниз);

            Gq,p - поступление солей с осадками (Gq,p = 0);

б)баланс солей в зоне аэрации

DGa = (Gq,dw+ ) ± Gv,a± Gq,p,                                (17)

где      DGa- изменение запасов в зоне аэрации;

            Gv,a - поступление и вынос солей при вертикальномводообмене между зоной аэрации и подземными водами;

в)баланс солей подземных вод

DGsw = (Gq,sw - )  Gv,a± Gv,                                          (18)

где      DGsw - изменение запасовсолей в подземных водах в границах рассматриваемой территории.

2.2.Солевые балансы для территории с существующим орошением до строительствадренажа следует определять по уравнениям:

а)общий солевой баланс

DGtot =(Gq,dw - ) + (Gq,sw - ) + Gq,I -  + Gq,p ± Gv,              (19)

где      Gq,I - поступление солей соросительными водами;

             - выноссолей с поверхностными сбросами оросительной воды;

б)баланс солей в зоне аэрации

DGa= (Gq,dw - ) + Gq,I + Gq,p ± Gv,a;                                     (20)

в)баланс солей подземных вод

DGsw = (Gq,sw - ) + Gl± Gv Gv,a,                                      (21)

где      Gl - поступлениесолей в подземные воды с фильтрационными потерями из оросительных каналов.

2.3.Солевые балансы для орошаемых территорий при наличии дренажа необходимоопределять по уравнениям:

а)общий солевой баланс

DGtot = (Gq,dw- ) + (Gq,sw - ) + Gq,p+ Gq,I -  ± Gv -,            (22)

где      - вынос солей с дренажными водами;

б)баланс солей в зоне аэрации выражается уравнением (20);

в)баланс солей подземных вод

DGsw = (Gq,sw - ) + Gl± Gv,a± Gv - .                           (23)

2.4.Балансовые уравнения необходимо дополнять расчетами прогноза водно-солевогорежима.

2.5.Поступление и вынос с поверхностными водами следует определять по формуле:

(Gq,dw - ) = Сq,dw×Vq,dw - ,                                (24)

где      Сq,dw;  - минерализацияпоступающих на массив и вытекающих с массива поверхностных вод.

2.6.Поступление и вынос солей с подземными водами следует определять по формуле:

(Gq,sw - ) = Cq,sw×Vq,sw - ,                              (25)

где      Cq,sw;  - минерализацияпоступающих на массив и вытекающих с массива подземных вод.

2.7.При длительной работе оросительных каналов допускается принимать Gl = Vl×Cn, где Cn - минерализация поливнойводы.

2.8.Вынос солей с дренажными водами  определяетсясогласно рекомендуемому прил. 5.

2.9.Величина Gv,a определяется порекомендуемому прил. 4 из расчетадинамики концентрации почвенного раствора на нижней границе зоны аэрации.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ВОДНОГО РЕЖИМА

Припрогнозировании водного режима на фоне дренажа балансовым методом запасы влагив слое dd надначальным уровнем подземных вод следует определять по формуле:

,          (1)

где      , ,

            hsw,max - максимальная высота уровня подземныхвод над водоупором после полива (t = 0),м;

            dd - глубина заложениядренажа, м;

            wtot - полная влагоемкость,принимаемая равной wtot= n - p, где п - пористость; p - объем защемленного воздуха, р =0,05 ... 0,07 (большее значение соответствует более тяжелым погранулометрическому составу грунтам);

            wmax -максимальная молекулярная влагоемкость, в долях ед.;

            hwp - высота капиллярногоподнятия, м;

            wj - средняя влажность вслое выше ординаты yj вравновесной эпюре влажности.

Так,при yj = ; wi = имеем Vj = , где wlim - предельнаяполевая влагоемкость.

Схемаравновесных эпюр влажности при различном увлажнении почв приведена на черт. 3.1.

Изменениезапасов влаги за счет суммарного испарения в течение времени Dt следует определять по формуле:

,                                            (2)

где      Ew -испаряемость;

            ap - коэффициент,учитывающий вид возделываемой сельскохозяйственной культуры;

            hsw(t) - высота уровняподземных вод над водоупором в междренье в момент времени t от начала их сработкипосле полива;

            hs,cr - критическая глубина, при которой прекращаетсяиспарение с уровня подземных вод, м.

Изменениезапасов влаги за счет снижения уровня подземных вод при действии дренажанеобходимо определять по формуле:

DVн = [hsw,max - hsw(t)]m(y),                                           (3)

где      m(y) - текущая водоотдача;

            y - ордината уровня подземных вод, м.

Величинутекущей водоотдачи при колебании уровня подземных вод в диапазоне глубин, непревышающих ординату у < hwp следует определять по формуле:

,                             (4)

Приу> hwp коэффициентводоотдачи допускается принимать постоянным и равным

m = wtot - wm,                                                            (5)

где      wm - средняя дляданного периода влажность в активном слое почвы, % принимается равным wm = (0,7 ... 0,9)wlim.

Общееизменение запасов влаги в слое выше плоскости заложения дренажа следуетопределять по формуле:

,                                                    (6)

Восполнениезапасов воды в свободной емкости зоны аэрации должно регулироваться сроками инормами подачи воды при поливах. В период между поливами запасы влаги зоныаэрации расходуются на суммарное испарение и за счет действия дренажнойсистемы. Полив необходимо производить тогда, когда влажность в активном слоедостигает допустимого предела в соответствии с прил. 1.

Длясистематического дренажа (горизонтального, комбинированного или в виделинейного ряда скважин) в однородном грунте с постоянной проводимостью Тс учетом несовершенства дрен для определения положения уровня подземных водследует вести по следующим формулам:

а)при определении превышения уровня подземных вод посередине между дренами

;                                (7)

б)при определении притока к дрене

;                                         (8)

Черт. 3.1. Схема равновесных эпюрвлажности при различном увлажнении почвогрунтов

I - эпюра влажности почв перед поливом; II - эпюра влажности после полива, когда увлажняется толькоактивный слой почвы до значения wlim. Поливная норма равна dw = ha(wlim - winf); winf - значение нижнего предела допустимойвлажности; ha » 1 м - активный слой почвы; III - эпюра влажности после полива, когда увлажняется слойпочвы до значения wlim в равновеснойэпюре влажности; IV - эпюравлажности после промывного полива. Поливная норма равна dw = ha(wlim - winf) + In,i; In,i - объем воды, расходуемый на поддержаниенеобходимого солевого режима i-го слоя.

в)при определении превышения уровня подземных вод вблизи дрены

.                                              (9)

Вприведенных формулах:

            H - превышение уровня подземных вод вмеждренье над горизонтом воды в дрене в момент времени t, м;

            Неq - превышение уровняподземных вод при установившейся фильтрации (t ® ¥), м, определяется поформуле:

,

Hsl - начальное превышениеуровня подземных вод, соответствующее уровню hsw,sl принимается равным Hsl = hsw,sl - hd;

            hsw,sl- начальная высота уровня подземных вод над водоупором, м;

            hd - высота от водоупора до уровня воды вдрене, м;

            ad - расстояние между дренами, м;

            T - проводимость, принимаемая T = k×h2/сут;

            f - фильтрационное сопротивление,обусловленное гидродинамическим несовершенством дренажа по степени вскрытияводоносной толщи, определяется по формулам прил. 8;

            b1,b2- коэффициенты, которые в зависимости от времени  = t/ и параметра несовершенства  определяются пографикам черт. 3.2 - 3.5;

            g - интенсивность инфильтрационного питания, м/сут;

            k - коэффициент фильтрации, м/сут;

            h - средняя высота подземного потока, м.

Черт.3.2. График для определения коэффициента b1

Черт.3.3. График для определения коэффициента b2

Черт.3.4. График для определения коэффициента r1

Черт.3.5. График для определения коэффициента r2

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

РАСЧЕТ СОЛЕВОГО РЕЖИМА

Задачейрасчета солевого режима является обеспечение благоприятного солевого режима вактивном слое почвы.

Дляусловий пустынной и полупустынной зоны перераспределение легкорастворимых солей(Na,Cl, сумматоксичных солей) для равномерной эпюры засоления в однородной мощной толще (h® ¥) следует определять по формуле:

C = Cn+ 0,5(Csl - Cn)F(a×Zsl),                                            (1)

где      С - концентрация солейв почвенном растворе.

Поформуле (1) построена номограмма(черт. 4.1).

Дляпользования номограммой необходимо знать следующие параметры:

1)коэффициент конвективной диффузии md;

2)активную пористость грунта nа;

3)скорость нисходящей фильтрации промывных вод (осредненное значение) vk;

4)координату точки х = х1, в которойопределяется концентрация солей С(x1, t1) в заданныймомент времени t1, отсчитываемойот начального.

Имеяэти данные, подсчитывается  и . Далее, находя al по оси абсцисс восстанавливается перпендикулярдо пересечения с линией g. Через полученную точкупроводится горизонталь, на оси ординат берется значение , откуда найдется концентрация С(x1,t1) = Сn + (Сsl - Сn),

где      Сn - концентрация солейв оросительной воде при орошении или промывке, г/л или %;

            Сsl - концентрация солей в верхнем горизонте (при i = 0), г/л.

Вслучае неравномерного засоления водонасыщенной однородной толщи неограниченноймощности для расчета солепереноса следует пользоваться формулами:

;                        (2)

,

где     

                              (3)

erfc(-U) = 2 - erfc(U).


Черт.4.1. График зависимости  для определенияконцентрации солей, промывной нормы, коэффициента конвективной диффузии ипроцесса рассоления равномерно засоленной толщи почвогрунтов


Вформулах (2) и (3) приняты обозначения:

            i - номер горизонта отбора проб почвы; i = 0 - верхний горизонт;

            j - количество горизонтов отбора проб почвы;

            Сi (i = 0,1, … j) -содержание солей в i-м горизонте; Сi (при i = 0) Сsl, г/л;

            hi - расстояние от дневной поверхности до i-го горизонта, м;

            erfc(u); ierfc(u) - функции,определяются по табл. 4.1; 4.2.

Дляпочв сухостепной и степной зон прогноз солевого режима и динамики поглощенныхоснований (Nа,Cа, Mg) следуетвести на основе решения уравнений конвективной диффузии (4) и уравнений изотерм ионного обмена (5).

;                                          (4)

p =1, 2, 3;

 ;                                          (5)

N1 + N2 + N3 = Ntot(x);

t = 0{Cp(x,0) = Csl,p(x);                                                (6)

где      Сp(х,t) - концентрация ионов впочвенном растворе, мг-экв/100 г;

            Np(x,t) - содержаниеионов в ППК, мг-экв/100 г;

            x - глубина (координата) от поверхности почвы, м; 0 £x £ h;

            t - время, сут;

            h - мощность расчетного слоя почвы, м;

            p = 1, 2 и 3 относятся соответственно кхарактеристикам ионов Na,Ca,Mg;

            a1; a2 - коэффициентыизотерм ионообменной сорбции.

Решениеуравнение (4) - (6) позволяет определить динамикуионов Na,Ca,Mg в почвенном растворе и ППК, еслипредварительно будут определены их начальные распределения в почвенном раствореСsl,p(x),их суммарное содержание в ППК Ntot(x), их концентрация вполивной воде Сn,p, опытные параметры na, a1, a2, атакже если известен закон изменения скорости фильтрации Vk(t). Решениесформулированной задачи осуществляется методом конечных разностей.

Допускаетсяпрогноз водно-солевого режима выполнять на основе нелинейных моделейвлагосолепереноса.

Таблица 4.1

Значениефункции erfc(U)

U

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,0

1,00000

0,98872

0,97744

0,96616

0,95489

0,94363

0,93238

0,92114

0,90992

0,89872

0,1

0,88754

0,87638

0,86524

0,85413

0,84305

0,83200

0,82099

0,81001

0,79906

0,78816

0,2

0,77730

0,76648

0,75570

0,74498

0,73430

0,72367

0,71310

0,70258

0,69212

0,68172

0,3

0,67137

0,66109

0,65087

0,64072

0,63064

0,62062

0,61067

0,60079

0,59099

0,58126

0,4

0,57161

0,56203

0,52253

0,54311

0,53377

0,52452

0,51534

0,50625

0,49725

0,48833

0,5

0,47950

0,47076

0,46210

0,45354

0,44506

0,43668

0,42838

0,42018

0,41208

0,40406

0,6

0,39614

0,38832

0,38059

0,37295

0,36541

0,35797

0,35062

0,34337

0,33622

0,32916

0,7

0,32220

0,31533

0,30857

0,30190

0,29532

0,28884

0,28246

0,27618

0,26999

0,26390

0,8

0,25790

0,25200

0,24619

0,24048

0,23486

0,22933

0,22390

0,21856

0,21331

0,20816

0,9

0,20309

0,19812

0,19323

0,18844

0,18373

0,17911

0,17457

0,17013

0,16577

0,16149

1,0

0,15730

0,15319

0,14916

0,14522

0,14135

0,13756

0,13386

0,13023

0,12667

0,12320

1,1

0,11980

0,11647

0,11321

0,11003

0,10692

0,10388

0,10090

0,09800

0,09516

0,09239

1,2

0,08969

0,08704

0,08447

0,08195

0,07949

0,07710

0,07476

0,07249

0,07027

0,06810

1,3

0,06599

0,06394

0,06193

0,05998

0,05809

0,05624

0,05444

0,05269

0,05098

0,04933

1,4

0,04771

0,04615

0,04462

0,04314

0,04170

0,04030

0,03895

0,03763

0,03635

0,03510

1,5

0,03389

0,03272

0,03159

0,03048

0,02941

0,02838

0,02737

0,02640

0,02545

0,02454

1,6

0,02365

0,02279

0,02196

0,02116

0,02038

0,01962

0,01890

0,01839

0,01751

0,01685

1,7

0,01621

0,01559

0,01500

0,01442

0,01387

0,01333

0,01281

0,01231

0,01183

0,01136

1,8

0,01091

0,01048

0,01006

0,00965

0,00926

0,00889

0,00853

0,00818

0,00784

0,00752

1,9

0,00721

0,00691

0,00662

0,00634

0,00608

0,00582

0,00557

0,00534

0,00511

0,00489

2,0

0,00468

0,00448

0,00428

0,00409

0,00391

0,00374

0,00358

0,00342

0,00327

0,00312

2,1

0,00298

0,00285

0,00272

0,00259

0,00247

0,00236

0,00225

0,00215

0,00205

0,00195

2,2

0,00186

0,00178

0,00169

0,00161

0,00154

0,00145

0,00139

0,00133

0,00126

0,00120

2,3

0,00114

0,00109

0,00108

0,00098

0,00094

0,00089

0,00085

0,00080

0,00076

0,00072

2,4

0,00069

0,00065

0,00062

0,00059

0,00056

0,00053

0,00050

0,00048

0,00045

0,00043

2,5

0,00041

0,00039

0,00037

0,00035

0,00033

0,00031

0,00029

0,00028

0,00026

0,00025

2,6

0,00024

0,00022

0,00021

0,00020

0,00019

0,00018

0,00017

0,00016

0,00015

0,00014

2,7

0,00013

0,00013

0,00012

0,00011

0,00011

0,00010

0,00009

0,00009

0,00008

0,00008

2,8

0,00008

0,00007

0,00007

0,00006

0,00006

0,00006

0,00005

0,00005

0,00005

0,00004

2,9

0,00004

0,00004

0,00004

0,00003

0,00003

0,00003

0,00003

0,00003

0,00002

0,00002

3,0

0,00002

0,00002

0,00002

0,00002

0,00002

0,00002

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

3,1

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

0,00001

3,2

0,00001

0,00001

0,00001

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

Таблица 4.2

Значениефункции i erfc(U)

U

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,0

0,5642

0,5542

0,5444

0,5350

0,5251

0,5156

0,5062

0,4969

0,4878

0,4787

0,1

0,4698

0,4610

0,4523

0,4437

0,4352

0,4268

0,4186

0,4104

0,4024

0,3944

0,2

0,3866

0,3789

0,3713

0,3638

0,3564

0,3491

0,3419

0,3348

0,3278

0,3210

0,3

0,3142

0,3075

0,3010

0,2945

0,2882

0,2819

0,2758

0,2722

0,2637

0,2579

0,4

0,2521

0,2465

0,2409

0,2354

0,2300

0,2247

0,2195

0,2144

0,2094

0,2045

0,5

0,1996

0,1948

0,1902

0,1856

0,1811

0,1767

0,1724

0,1681

0,1640

0,1600

0,6

0,1559

0,1519

0,1481

0,1443

0,1406

0,1370

0,1335

0,1300

0,1266

0,1233

0,7

0,1200

0,1168

0,1137

0,1107

0,1077

0,1047

0,1019

0,0091

0,0964

0,0937

0,8

0,0911

0,0885

0,0860

0,0836

0,0812

0,0789

0,0766

0,0744

0,0723

0,0702

0,9

0,0681

0,0661

0,0641

0,0662

0,0604

0,0586

0,0568

0,0561

0,0534

0,0517

1,0

0,0502

0,0486

0,0471

0,0456

0,0442

0,0428

0,0414

0,0401

0,0388

0,0376

1,1

0,0364

0,0352

0,0340

0,0329

0,0319

0,0308

0,0298

0,0288

0,0278

0,0269

1,2

0,0260

0,0251

0,0242

0,0234

0,0226

0,0218

0,0211

0,0203

0,0196

0,0189

1,3

0,0182

0,0176

0,0170

0,0164

0,0158

0,0152

0,0146

0,0141

0,0136

0,0131

1,4

0,0126

0,0121

0,0117

0,0113

0,0108

0,0104

0,0100

0,0097

0,0093

0,0089

1,5

0,0086

0,0082

0,0079

0,0076

0,0073

0,0070

0,0068

0,0065

0,0062

0,0060

1,6

0,0057

0,0055

0,0053

0,0051

0,0049

0,0047

0,0045

0,0043

0,0041

0,0039

1,7

0,0038

0,0036

0,0035

0,0033

0,0032

0,0030

0,0029

0,0028

0,0027

0,0025

1,8

0,0024

0,0023

0,0022

0,0021

0,0020

0,0019

0,0019

0,0018

0,0017

0,0016

1,9

0,0015

0,0015

0,0014

0,0013

0,0013

0,0012

0,0012

0,0011

0,0010

0,0010

2,0

0,0009

0,0009

0,0009

0,0008

0,0008

0,0007

0,0007

0,0007

0,0006

0,0006

2,1

0,0006

0,0005

0,0005

0,0005

0,0005

0,0004

0,0004

0,0004

0,0004

0,0004

2,2

0,0003

0,0003

0,0003

0,0003

0,0003

0,0002

0,0002

0,0002

0,0002

0,0002

2,3

0,0002

0,0002

0,0002

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

2,4

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

Определениекоэффициента конвективной диффузии md

Значениекоэффициента конвективной диффузии тd следуетпринимать равным тd = тmd + l/vk(t)/, где l - коэффициентгидродинамической дисперсии, определяемый по графику (черт. 4.2); тmd- коэффициент молекулярной диффузии тmd @ 10-4м2/сут.

Коэффициентконвективной диффузии тd - допускаетсяопределять с помощью номограмм (черт. 4.1).Для этого необходимо знать: vk- скорость фильтрации, nа- активная пористость грунта, Сп; Сsl; С(х1t1) концентрациисолей соответственно в промывной воде, начальную и в каком-либо сечении x1 толщи грунта вмомент времени t1.Находятся величины  и . Далее, из точки , взятой на ординате графика проводитсягоризонтальная прямая до пересечения с линией g= g1. Из полученнойточки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Находится число  и,следовательно, .

Коэффициентгидродинамической дисперсии допускается определять по номограмме (черт. 4.3). Для этого необходимо знать:  и  для нахождения al

.

Черт.4.2. Зависимость коэффициента гидродинамической дисперсии l по иону хлора для почв различного гранулометрическогосостава


Черт.4.3. График для определения коэффициента гидродинамической дисперсии


Определениекоэффициентов изотерм ионообменной сорбции a1 и a2

Коэффициентыизотерм ионообменной сорбции следует определять по данным почвенным изысканиям,моделированием процесса «засоление - рассоление» на опытных площадках имонолитах. Для этой цели составляется таблица, в которую записываются длякаждого горизонта данные по содержанию катионов Na, Ca, Mg в почвенном растворе (C1; С2;С3)и ППК (N1;N2;N3)и их отношения  также в растворе иППК. Полученные данные наносятся на график, по оси абсцисс откладываютсязначения  и , а по оси ординат - значения  и. Полученные области точек аппроксимируются прямой, по углунаклона которой определяют значения a1 и a2.Для ориентировочных расчетов значения a1 и a2можно определять в зависимости от величины ППК; a1 = 0,0265 ППК, a2 =0,033 ППК.

Порядок расчета

Расчетсолевого режима должен выполняться в следующей последовательности:

а)по результатам почвенной съемки устанавливаются расчетные эпюры засоления поотдельным интересующим ионам или сумме токсичных солей (расчет следуетвыполнять для эпюры 90 %-ной вероятности по засолению);

б)для рассматриваемой территории подбираются севообороты с характерным наборомкультур. Для каждой культуры в севообороте устанавливается режим орошения(расчет выполняется до наступления квазистационарного режима - одна - дверотации севооборота);

в)определяются гидрохимические параметры g и пa, коэффициентыизотерм ионнообменной сорбции a1и a2;

г)составляется таблица статей водного баланса по периодам;

д)определяется распределение влаги и солей по глубине;

е) для интересующих горизонтов строятся графики изменениязапасов влаги в почве, концентрации солей в почвенном растворе и положениеуровня подземных вод во времени.

Вслучае ухудшения мелиоративного состояния данной территории корректируется либорежим орошения и предусматриваются химические мелиоранты, либо положения уровнягрунтовых вод, либо то и другое вместе и вновь составляется прогноз водно-солевогорежима.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

ПРОГНОЗ МИНЕРАЛИЗАЦИИДРЕНАЖНОГО СТОКА

Длягоризонтального дренажа прогноз и оценку изменения минерализации дренажных водследует определять по формуле:

,                               (1)

где      CW - минерализация дренажныхвод;

            Int,n; W - соответственно объем поданной на поле воды иотведенной дренажем воды за единицу времени (год), м3/га;

            wlim- водоудерживающая способность грунтов (предельнаяполевая влагоемкость расчетной толщи), м3/га;

            Сn - концентрация солейв промывной воде при орошении или промывке, г/л или %;

            Gsl - начальный(исходный) запас солей в расчетной толще, кг/га;

            a- показатель относительного содержания хлоридов (a1),сульфатов (a2), гидрокарбонатов(a3)в общей сумме исходных минеральных солей, доли единицы;

            t - время, год;

            c- параметр, учитывающий «активность» выщелачивания солей, соответственно (c1),сульфатов (c2), гидрокарбонатов(c3).

Рекомендуютсяследующие значения параметров:

                           c1 = 1,165для хлоридов;

                           c2 = 0,426для сульфатов;

                           c3 = 0,265для гидрокарбонатов.

Прирасчете изменения концентрации одного из анионов следует принять ai =1 для прогнозируемого аниона и ai = 0- длядвух остальных анионов, а значения параметров Сn, Сsl и c взятьсоответствующими этому ингредиенту.

Всложных гидрогеологических условиях следует выполнять моделирование на ЭГДа.При этом фильтрационный поток разбивается в междренье на ленты тока.Концентрация солей воды, поступающая в дрены, определяется по формуле:

,                                                           (2)

где         qi - расход i-й ленты тока;

              j- числолент тока;

              CW,i - концентрация солей в i-й ленте тока на выходе в дрену, определяется пономограмме черт. 4.1 (прил. 4).

При применении вертикального систематического дренажа,когда водозабор производится из нижнего хорошо проницаемого слоя, перекрытогосверху слабопроницаемой засоленной покровной толщей, прогнозную минерализациюдренажного стока для расчетного периода времени допускается определять поформуле:

,                     (3)

где      СW(tv) = СW(uDt) - осредненнаяминерализация дренажных вод, г/л, отводимой скважиной в момент времени tv = uDt, здесь Dt - шаг времени,принимаемый Dt = T/j, j - число одинаковых интервалов времени, накоторое разбит расчетный период Т = jDt, u= 1, 2 ... j;

            С1(h1; ti) = C1(h1; iDt) - минерализация раствора, поступающего изверхнего покровного слоя в нижний слой через кровлю в момент времени ti = iDt, г/л;

            С20- исходная осредненная концентрация солей в нижнем дренируемом слое, г/л;

            h1; h2 - мощность(высота) соответственно верхнего и нижнего слоев, м;

            vk - средняя за расчетныйпериод Т интенсивность поступления воды из покровногослоя в нижний, м/сут;

            Т- продолжительность расчетного периода, сут.;

            n2 - пористостьнижнего слоя.

Минерализацияводы С1(h1; t), поступающей изверхнего покровного слоя в нижний слой в момент времени t, определяется пономограмме черт. 4.1 (прил. 4).

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ФИЛЬТРОВОЙ ОБСЫПКИГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДРЕНАЖА

1.Водопроницаемость фильтра должна быть выше водопроницаемости дренируемогогрунта:

придренировании связных грунтов

;                                                               (1)

придренировании несвязных грунтов

,                                                               (2)

где      ks- коэффициент фильтрации обсыпки, м/сут;

            k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут.

2.Фильтры, защищающие несвязные грунты, должны быть несуффозионными.

Несуффозионностьматериала проверяется по условию

,                                    (3)

где      ds,3; ds,17 - диаметрчастиц, мельче которых в материале фильтра содержится соответственно 3 %, 17 %по весу;

            hs- коэффициентнеоднородности фильтровой обсыпки;

            ns - пористостьфильтровой обсыпки, определяемой по формуле:

ns= na- 0,1×lghs,                                                 (4)

здесь   na = 0,45 - для щебенистых грунтов;

            na = 0,40- для песчано-гравийно-галечниковых грунтов.

3.При подборе фильтровой обсыпки коэффициент неоднородности hs должен удовлетворятьусловию:

приустройстве дренажа в связных грунтах

Ip > 7; 2,5 £hs £50;                                                        (5)

приустройстве дренажа в слабосвязных грунтах

Ip < 7; 2,5 £hs £35;                                                        (6)

приустройстве дренажа в несвязных грунтах

2,5£ hs £25,                                                             (7)

где      Ip - числопластичности.

Вслучае использования материалов фильтра с коэффициентом неоднородности,выходящим за пределы указанного диапазона, возможность их применения должнабыть обоснована лабораторными и натурными исследованиями.

4.Толщина фильтра tsдолжнаопределяться из условия

ts ³ (5 … 7)ds,85.                                                            (8)

4.1.Толщина фильтра и его фракционный состав должны удовлетворять условиям испособам производства работ ts ³ts,min, где ts,min - минимальная толщина фильтра (8 ... 15 см),обусловленная способом производства работ.

4.2.Содержание в фильтре частиц диаметром менее 0,1 мм не должно быть более 10 %.

4.3.Максимальный диаметр фракции в фильтре защищающего связный дренируемый грунт недолжен превышать 40 мм.

5.При устройстве дренажа в связных грунтах зерновой состав фильтра долженудовлетворять условию

dsp,cal ³ dsp,max,                                                            (9)

где      dsp,cal - расчетный диаметр пор фильтра, см;

            dsp,max - максимальныйдиаметр пор фильтра, см.

5.1.Если число пластичности дренируемого грунта Ip ³7 приколебании его влажности в интервалепластичности wL ³w ³ wp, (w; wL;wp - влажность соответственно на границетекучести и пластичности), объемный вес дренируемого грунта (скелета)принимается из условия

,                                                              (10)

где      e - коэффициент пористости дренируемогогрунта при соответствующей влажности w;

            g - удельный весдренируемого грунта, г/см3.

5.2.Расчетный диаметр пор фильтра определяется по формуле

,                                               (11)

где      Ia - эмпирическийкоэффициент, принимаемый равным

Ia = 0,0076(16,6- ucal)(ucal - 1,0);

            ucal - расчетный градиентнапора в дренируемом грунте на границе с фильтром;

            ba - угол междунаправлением скорости фильтрации и силой тяжести принимается соsba = 1.

5.3.Если число пластичности дренируемого грунта Ip <7 и условие (10)не выполняется, то расчетный диаметр пор фильтра определяется по формуле

.                                                       (12)

Длядренируемого грунта супесь при условии Ip <7

.                                                        (13)

Дляпылеватых грунтов с содержанием частиц диаметром менее 0,05 мм, более 20 % повесу

.                                                     (14)

6.Максимальный диаметр пор фильтра вычисляется по формуле

,                                                 (15)

где      r1, r2- коэффициенты, принимаемые равными

r1 = 1 + 0,05hs; .

7. Приустройстве дренажа в несвязных несуффозионных грунтах, исходя из условия непросыпаемости,гранулометрический состав фильтра должен удовлетворять условию

hm £hm,adm,                                                                (16)

где      hm - межслойный коэффициент;

            hm,adm - допустимый межслойный коэффициент.

8.Допустимый межслойный коэффициент вычисляется по формуле

.                                                    (17)

9.Фактический межслойный коэффициент определяется по формуле

,                                                                (18)

где      ds,17 - диаметрчастиц, которых в материале фильтра содержится 17 % по весу;

            db - диаметрсводообразующих частиц, берется с кривой гранулометрического составадренируемого грунта в зависимости от процентного содержания сводообразующихчастиц xb.

10.Процентное содержание сводообразующих частиц в зависимости от коэффициентанеоднородности дренируемого грунта и материала фильтра определяется по формуле

,                                                    (19)

где      h- коэффициент однородности дренируемого грунта;

            ds - коэффициент,учитывающий размер пор фильтрового материала ds = 3 ... 5 - дляпесчано-гравийных и гравийно-песчаных смесей; (ds = 5 - 8 длящебенистого материала);

            c - показательстепени

c = 1 + 1,28×lghs.

11.При устройстве дренажа в несвязных суффозионных грунтах диаметр сводообразующихчастиц фильтра должен удовлетворять зависимости

db= (3 … 5)dg,max,                                                     (20)

где      dg,max - максимальный диаметр суффозионных частицдренируемого грунта, определяемый по формуле

,                                                    (21)

где      n - пористостьдренируемого грунта в долях единицы;

            k - коэффициент фильтрации дренируемого грунта,м/сут;

            ga - ускорение силы тяжести, м/сут;

            y - коэффициентзапаса, принимаемый y = 1 ... 1,5;

            Iw - коэффициент кинематической вязкостиводы;

            mсr -коэффициент критической скорости, определяемый по формуле:

,                                          (22)

где      gu- объемный вес дренируемого грунта (скелета);

            fI - приведенный коэффициент трения,определяемый по формуле

fI = 0,82 - 1,8п + 0,0062(h - hc),                                          (23)

где      hc - коэффициентнеоднородности скелета дренируемого грунта, при h < 50 и 0,26 £n £ 0,40 следует принимать hc = 5.

Приусловии dg,max < ds,3расчетное значение dbпринимается по кривой зернового состава дренируемого грунта, принимаяпроцентное содержание xb,частиц по формуле (19) при ds = 3.

Приdg,max > ds,3 диаметрсводообразующих частиц определяется по формуле (20).

Проектированиезернового состава фильтра при дренировании связных грунтов

12. Построение верхней границы зоны допустимых отклоненийнеобходимо выполнять в следующей последовательности:

а)из условия (8) определяется величинадиаметра

;                                                           (24)

б)вычисляется величина эффективного диаметра частиц, фильтра

,                                                           (25)

где      a - находится поформуле

a = 0,0118(hs + 210)(hs - 1,95);

в)определяется диаметр частиц фильтра при hs £10

,                                                          (26)

где      l - коэффициент,принимаемый по формуле

;

г) определяетсяконтролирующий диаметр частиц фильтра

ds,60 =hs×ds,10;                                                          (27)

д)максимально допустимая крупность фракций фильтра принимается равной ds,100£0,5ts;

ж)через полученные значения ds,10; ds,17;ds,60; ds,85; ds,100 проводитсяверхняя граница зернового состава фильтра.

13.Построение нижней границы зоны допустимых отклонений необходимо выполнять вследующей последовательности:

а)принимается в соответствии с требованием допустимого содержания частиц диаметраменьше 0,1 мм, ds,10 =0,1 мм,

б)вычисляется минимальное значение контролирующего диаметра по формуле (27), где hs = 2;

в)при hs= 2 вычисляется диаметр ds,85 поформуле (25).

Черезполученные значения ds,10;ds,60; ds,85 проводитсянижняя граница зернового состава фильтра.

14.Проектирование кривой зернового состава необходимо выполнять в следующейпоследовательности:

а)в зависимости от числа пластичности, влажности грунта и выполнения условия (10) по формуле (11) или (12- 14) находится расчетный диаметрпор фильтра;

б)принимается величина коэффициента неоднородности фильтра в пределахдопустимого. Определяется пористость фильтра по формуле (4);

в)по значениям dsp,cal, пs и hs вычисляетсямаксимальный размер фракций фильтра ds,17 поформуле

;

г)по формулам (25,26,27)при известном ds,17определяется ds,10;ds,60; ds,85, послепроводится проектная кривая зернового состава.

15.Предельные кривые зерновых составов фильтровых материалов при дренированиисупесчаных суглинистых и пылеватых грунтов даны на черт. 6.1 (прил. 6).

Проектированиезернового состава фильтра при дренировании несвязных грунтов

16.Проектирование зернового состава фильтра, предназначенного для защитынесвязного несуффозионного грунта, необходимо выполнять в следующейпоследовательности:

а)в зависимости от материала фильтра и коэффициента неоднородности грунта hопределяется процентное содержание сводообразующих частиц по формуле (19);

б)определяется диаметр сводообразующих частиц db;

в)принимается величина коэффициента неоднородности фильтра в интервале допустимыхзначений. Пористость nsопределяетсяв зависимости от выбранного значения hsпо формуле (4);

г)исходя из условия непросыпаемости частиц дренируемого грунта в фильтр,определяется размер фракции фильтра ds,17 поформулам (17) и (18);

д)определяется минимальный диаметр частиц фильтра по формуле

;

ж)при значениях x = 10 … 20 ... 100 вычисляются соответствующие значенияds,i поформуле:

,

            x10(i) - процентное содержаниев составе грунта дренажной обсыпки частиц, имеющих по весу диаметр, меньший ds,10 (ds,i).

Понайденным значениям строится проектная кривая зернового состава фильтра.

17.При подборе зернового состава фильтра допускается отклонение от расчетнойкривой в пределах «зоны допустимых отклонений», которую выбирают так, чтобырасчетная кривая была ограничена снизу касательной и кривой, проходящей черезточку ds,min. Верхняяграница зоны должна проходить через точку ds,max ина 3 % выше точки ds,10 расчетнойкривой.

18. Проверяется выполнениеусловия (8).

Еслиусловие не выполняется и по какой-либо причине толщину слоя фильтра увеличитьнельзя, следует заново запроектировать состав фильтра путем соответствующегоуменьшения размера максимальных фракций фильтрового материала.

Запроектированныйфильтр должен удовлетворять условию (16).

Черт. 6.1. Проектированиезерновых составов фильтров, защищающих слабосвязные грунты

1- супесь Голодной степи; 2 - карьерная смесь; 3 - нижняя предельная кривая; 4 -верхняя предельная кривая фильтрового материала, защищающего песчаный грунт; 5- верхняя предельная кривая фильтрового материала, защищающего суглинистыйгрунт; 6 - верхняя предельная кривая фильтрового материала, защищающегопылеватый грунт

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ТРУБОФИЛЬТРОВ ИПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ ИЗ ИСКУССТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.Расчет трубофильтров

Основнымифильтрационными параметрами трубофильтров являются величины средневзвешенногодиаметра пор и водопроницаемости их стенок.

Средневзвешенныйдиаметр пор следует определять по водопроницаемости стенок (черт. 7.1).

Трубофильтрыне требуют фильтровой защиты в следующих случаях:

приукладке в несвязных грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут;

приукладке в несвязных несуффозионных грунтах.

Припроектировании дренажа из трубофильтров в связных грунтах должно соблюдатьсяусловие

dm,cal ³ dm,mt,                                                              (1)

где      dm,cal - расчетный диаметр портрубофильтра, см;

            dm,mt - средневзвешенныйдиаметр пор трубофильтров, см.

Дляразличных категорий дренируемых грунтов dm,calследует определять по следующим формулам:

длясуглинков

;                                                           (2)

длясупесей

;                                                           (3)

дляпылеватых грунтов

,                                                          (4)

            ucal - расчетныйградиент напора, см.

Расчетныйградиент напора в дренируемом грунте на границе с трубофильтром следует определятьпо формуле:

,                                             (5)

где      Dт,ext - наружный диаметртрубофильтра;

            H - превышение поверхности подземных вод вмеждренье над горизонтом воды в дрене;

            dd - глубина заложениядрены.

Черт. 7.1 График зависимостиначального коэффициента фильтрации от средневзвешенного диаметра портрубофильтров

Припроектировании дренажа из трубофильтров в неоднородных грунтах фильтрационныйрасчет следует проводить для самого слабого по фильтрационной прочности грунта(в порядке уменьшения - суглинки, супеси, пылеватые грунты).

Вфильтрационных расчетах следует использовать конечный коэффициент фильтрациитрубофильтров kтm, которыйможет значительно отличаться в сторону уменьшения от начального коэффициентафильтрации km,sl врезультате процессов кольматации и контактного наложения частиц дренируемогогрунта.


Таблица 7.1

Технико-экономическиепоказатели применяемых и разрабатываемых защитно-фильтрующих материаловотечественного и зарубежного производства (стояние на январь 1986 г.)

Наименование материалов и обозначение

Показатели

Условия применения

Сырье

Вид скрепления

Толщина, мм

Вес г/м2

Разрывная нагрузка, Н

Коэффициент фильтрации, м×10-4

Техдокументация

Объем, млн. м2 в год

Стоимость, руб/м2

Грунт

Трубы

Укладка

несвязный

связный

керамические

пластмассовые

траншейная

бестраншейная

Холст стекловолокнистый ВВ-М

Стекловолокно

Клееный

1,2

200

80

26,3

ТУ 21-23-141-81

31,0

0,30

+

+

+

 

+

 

35,0

Холст стекловолокнистый марки ВВ-АМ

Стекловолокно

Клееный и армированный

0,8

140

120

28,3

ТУ 21-23-131-80

18,0

0,22

+

+

+

 

+

 

13,0

Полотно иглопробивное мелиоративное с пропиткой латексами

Нитроновое волокно (отходы текстильной промышленности)

Клееный

0,8

100

80

6,7

ТУ 33-321-85

0,5

0,48

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное

Вторичное текстильное

Клееный

0,6

100

60

8,1

ТУ 63.178-99-85

1,0

0,45

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное защитно-фильтрующее мелиоративное

Нитроновое волокно, ворс, пух стригальный

Клееный

0,5

120

60

5,3

ТУ 17 ЛатвССР 0217-85

2,0

0,76

+

+

+

+

+

+

Синтетический нетканый клееный ЗФМ «Спандех»

Отходы текстильной промышленности

Клееный

0,9

160

80

8,6

Проект ТУ

0,8

0,50

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное для автомобильной промышленности

Лавсановое и вискозное полотно

Клееный

0,5

80

84

6,7

ТУ 17-14-227-84

13,6

0,33

+

 

 

+

+

+

Полотно иглопробивное защитно-изолирующее СИЗИ

Отходы нитронового волокна текст. промышленности

Иглопрокалывание

4,5

200

56

6,2

ТУ 17-14-101-79

1,0

0,41

+

+

+

+

+

+

Полотно иглопробивное «Мелин»

Восстановленная шерсть, отходы синтетич. волокна

Иглопрокалывание

3,2

360

11

10,2

ТУ 63.070-14-83

1,0

0,59

+

+

 

+

+

+

Полотно нетканое иглопробивное

Отходы нитронного волокна

То же

1,5

180

51

7,5

ТУ 6-06-34-14-80

1,0

0,93

+

+

 

+

+

+

Синтетический нетканый материал «Мистра»

Отходы ПВХ и капроновых волокон

-²-

1,0

150

80

9,1

 

0,2

0,50

+

+

 

+

+

+

Защитно-фильтрующий слой

Полиэтиленовое волокно

Термический напыленный на ПВХ трубу

1,7

500

 

7,0

ТУ 33 УССР 28-85

0,04

0,90

+

+

 

+

+

+

Фильтры нетканые дренажные для мелиоративных систем

Отходы текстильной промышленности

Иглопрокалывание

3,5

400

6,2

2,2

ТУ 552.2.121-81

0,10

0,82

+

+

+

+

+

+

Полиэтиленовый холст марки ХПВД

Полиэтиленовое волокно

Термический

1,5

370

76

7,3

ТУ 33-4431-04-83

0,04

0,30

+

+

+

+

+

+

Полиэтиленовый холст

Полиэтилен

То же

1,85

230

30

27,3

Проект ТУ

50 с 1990

0,29

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое типа «Бидим»

Полипропиленовое волокно

Иглопрокалывание

1,3

200

300

9,2

 

40,0 с 1988

0,30

+

+

+

+

+

+

Бидим

Полиэфирное волокно

То же

1,7

260

600

12,3

 

 

 

+

+

+

+

+

+

Полифельт

Полипропиленовое волокно

-"-

1,2

180

 

11,7

 

 

 

+

+

+

+

+

+

Николон 22084

Полиамидное волокно Æ 15 - 45 мк

Клееный

1,2

130

120

35,4

 

 

 

+

+

+

+

+

+


Конечныйкоэффициент фильтрации стенок трубофильтров km,nдолжен превышать водопроницаемость дренируемого грунта k

.

Приневыполнении условия dm,cal ³ dm,mt подбираетсядругой состав заполнителя, или требуется фильтровая подсыпка (подушка) изнесвязных материалов.

2.Проектирование фильтров из искусственных материалов

Дренажныефильтры из искусственных волокнистых материалов должны удовлетворять следующимтребованиям:

коэффициентфильтрации при давлении 0,1 МПа должен быть для защитно-фильтрующего покрытияиз полиэтилена не менее 70 м/сут; для нетканого иглопробивного материала - неменее 20 м/сут;

толщинаслоя искусственного фильтра при укладке дренажа до 5,0 м должна быть длязащитно-фильтрующего покрытия из полиэтилена не менее 1,5 мм; для нетканогоиглопробивного материала - не менее 3 мм;

среднийдиаметр пор фильтра должен быть не более 0,2 мм;

дренажные фильтры изискусственных волокнистых материалов допускается применять во всех малосвязныхи связных, несуффозионных и слабосуффозионных грунтах (вынос до 6 %), приустановившейся и неустановившейся фильтрации при любом направлениифильтрационного потока к фильтру; в грунтовых водах с рН от 4 до 9 и суммарномсодержании минеральных солей до 50 г/л, при содержании закисного железа неболее 3 мг/л.

Черт. 7.2. Кривые предельного гранулометрического состава обсыпок длядрен с фильтрами из волокнистых материалов:

1 - предельный(минимально допустимый) состав материала обсыпки для дрен с фильтрами изнетканых материалов; 2 - предельный (максимально допустимый) на контакте сосвязным грунтом

Воизбежание кольматации запрещается укладывать фильтры из волокнистых материаловв водонасыщенные грунты без предварительного понижения уровня грунтовых вод потрассе дрены. Для волокнистых фильтров используются материалы, характеристикикоторых приведены в табл. 7.1.

В целях экономии материалафильтрующей обсыпки рекомендуется при строительстве траншейными способамиустраивать подсыпку (подушку) толщиной не менее 10 см из неотсортированныхестественных сыпучих материалов.

Приукладке дренажа с применением однослойных фильтрующих обсыпок из местныхнеотсортированных песчаных и песчано-гравийных материалов с оберткой трубматериалами, приведенными в табл. 7.1,подбор грансостава обсыпок производится с помощью графика черт. 7.2. Грунт обсыпки должен бытьнесуффозионным или слабосуффозионным с коэффициентом неоднородности hs £ 10 и коэффициентом фильтрации более 2м/сут. Коэффициент фильтрации должен быть не менее чем в 10 раз большекоэффициента дренирующего грунта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Обязательное

РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГОСИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА

1.Гидравлический расчет закрытых дрен и коллекторов.

1.1. Гидравлический расчет закрытых дрен и коллекторовследует выполнять с соблюдением СНиП 2.06.03-85. В результатегидравлического расчета должен быть определен диаметр закрытой дрены иликоллектора в зависимости от величины расчетного расхода воды, уклона дрены иликоллектора, материала и конструкции дренажных труб.

1.2.Расчетный расход воды в дрене (коллекторе) следует определять по формуле

Q= gd×A,                                                                  (1)

где      Q - расход воды в дрене (коллекторе), л/с;

            gd - максимальный расчетный модуль дренажногостока, л/с×га;

            A - площадь, обслуживаемая дреной (коллектором), га.

1.3.Пропускную способность дренажных трубопроводов следует определять по формуламравномерного движения, трубы рассматривать как безнапорные. Допускаетсяпропускную способность труб определять по формуле:

,                                                      (2)

где      Q - пропускнаяспособность дренажного трубопровода, м3/с;

            Dint- внутренний диаметр труб, м;

            id - уклон дрены или коллектора;

            С - коэффициентШези, определяемый по формуле:

,                                                           (3)

где      n -коэффициент шероховатости.

Коэффициентшероховатости при отсутствии опытных данных следует принимать:

керамические трубы длиной более 0,33 м                                                0,017

бетонные и железобетонные трубы                                                           0,015

асбестоцементные трубы                                                                            0,013

гладкие пластмассовые трубы                                                                   0,012

Дляопределения пропускной способности пластмассовых дренажных трубопроводов изгофрированных и витых труб следует использовать, как правило, результатыгидравлических исследований, выполняемых научно-исследовательскимиорганизациями.

1.4.Полученные расчетом значения пропускной способности дренажного трубопровода дляряда стандартных диаметров труб следует сравнить с расчетным расходом воды.Принимается диаметр дрены (коллектора) с ближайшим большим значением пропускнойспособности.

2.Расчет параметров горизонтального дренажа.

2.1. При схематизации гидрогеологических условийследует выделять расчетные схемы:

сравнительнооднородная толща, залегающая на водоупоре;

двухслойнаятолща с заложением дренажа в верхнем или нижнем слое;

трех-или четырехслойная толща с заложением дренажа в верхнем слое;

двухслойнаяили однородная толща с напорным питанием при заложении дренажа в верхнем слое.

2.2.Расчет параметров дренажа должен производиться на эксплуатационный период поформулам установившейся фильтрации и проверяться в соответствии с прогнозомводно-солевого режима и динамики грунтовых вод в характерные периоды.

2.3.Расстояние между дренами adдля первой схемы (однородная толща) п. 2.1.при очень глубоком залегании водоупора h¢ ® ¥ и ad/2 < hd следует определять по формуле:

,                                                       (4)

где      g - интенсивность инфильтрационного питания,м/сут;

            H - превышение поверхности подземных вод вмеждренье над горизонтом воды в дрене, м;

            k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут;

            Dcal - расчетный диаметрдрены, м;

            h - высота всей водоносной толщи отводоупора, м;

            hd - высота от водоупорадо уровня воды в дрене, м.

2.4. Для закрытых дренс обсыпкой ее расчетный диаметр Dcalопределяетсяпо формуле

Dcal = 2r = 0,56Ud,                                                          (5)

где      Ud - смоченныйпериметр контура дрены (обсыпки), м.

Дляоткрытых дрен при условии bd> dw,d

Dcal = 0,5bd + dw,d,                                                        (6)

где      bd - ширинадрены по дну, м;

            dw,d- глубина воды в дрене, м.

2.5.Выполняется проверка водоприемной способности дрены по формуле при условии Dcal³ Dcr

,                                                        (7)

где      Dcr- критический диаметр дрены, м;

            k - коэффициент фильтрации, м/сут;

            q - приток воды к дрене с двух сторон, м2/сут.

2.6.Для первой, второй и третьей схемы (п. 2.1)при конечной величине залегания водоупора (h = const) расстояниемежду дренами определяется по формуле:

,                                              (8)

где      Т - проводимостьводоносной толщи, м2/сут, определяемая по формуле , где ki;hi- соответственно коэффициент фильтрации, высота (мощность) i-го слоя, j - количество слоев;

            H - превышение уровня подземных вод вмеждренье над горизонтом воды в дренаж, м;

            f - фильтрационное сопротивление,обусловленное несовершенством дренажа от степени вскрытия водоносной толщи, м.

2.7.Фильтрационное сопротивление fопределяется по следующим формулам в случаях:

Черт.8.1. Расчетная схема при конечном залегании водоупора

а)однородная толща (черт. 8.1)

f = hs,                                                                  (9)

где      s - сопротивление, определяемое по формуле приусловии Dcal = 2r£ 0,25h; m » 0,5H; h = hd + 0,5H

,                                           (10)

приусловии т = 0 и r << h

,                                                       (11)

где      r- радиус дрены, м;

Черт.8.2. Расчетная схема двухслойной толщи с дренажем в верхнем слое

б)двухслойная толща при расположении дрены в верхнем слое (черт. 8.2)

,                                           (12)

где      h - высота (мощность) всей толщи отводоупора, м, равная h= h1+ h2, здесьh1,h2- высотасоответственно первого, второго слоя;

            bsup - коэффициент верхнегослоя, принимаемый по графику черт. 8.3при соответствующих значениях I, l и xопределяемых по табл. 8.1;

            s, s1 - сопротивления,определяемые по формуле (10) или (11), где вместо h принимается соответственно (h1 + h2) и h1.

Черт.8.3. Графики для определения коэффициента b

Приусловии k2/k1 > 10фильтрационное сопротивление следует определять по формуле

;                                                      (13)

в)двухслойная толща при расположении дрены в нижнем слое со свободнойповерхностью подземных вод в верхнем слое (черт. 8.4)

,                                         (14)

где      bint - коэффициент нижнегослоя, принимаемый по графику черт. 8.3при соответствующих значениях I,l и x определяемыепо табл. 8.1;

            s - сопротивление,определяемое по формулам (10) или (11), где вместо т принимаетсяhdилиm1;

            s2 - сопротивление,определяемое по формулам (10) или (11), где вместо h принимается h2, вместот принимаетсяm2 илиhd;

г)двухслойная толща при расположении дрены и свободной поверхностью подземных водв нижнем слое черт. 8.5

f = h2×s2;                                                                (15)

Черт. 8.4. Расчетная схема двухслойной толщи с дренажем внижнем слое со свободной поверхностью подземных вод в верхнем слое

Черт. 8.5. Расчетная схема двухслойной толщи прирасположении дренажа и свободной поверхности подземных вод в нижнем слое

Черт.8.6. Расчетная схема трехслойной толщи с дренажем в верхнем слое

Черт.8.7. Графики для определения коэффициента a

д)трехслойная толща с дренажем в верхнем слое (черт. 8.6). При условии k1 ³k2³k3;k1£k2£k3и k1,3 £k2фильтрационное сопротивление определяется по формуле:

,                                     (16)

где      b1,b2,bt - коэффициенты,принимаемые по графику (черт. 8.3)при соответствующих значениях I;l и x, определяемыепо табл. 8.1;

            k1, k2, k3 - коэффициентыфильтрации, соответственно первого, второго, третьего слоев, м/сут;

            s, st, s1 -сопротивления, определяемые по формулам (10)или (11), где вместо h соответственно принимается:

h = h1 + h2 + h3; ht = h2 + h1 и h1.

Приусловии  и  фильтрационноесопротивление определяется по формуле:

,                                        (17)

где      a1- коэффициент, принимаемый по графику (черт. 8.7) при соответствующих значениях I, l,x, определяемые по табл. 8.1;

             - коэффициенты,определяемые по формуле:

,

            где вместо hi для  принимается ht, а для  принимается h1.

Приусловии  и r << hi

.

Вовсех случаях при l £0 принимается

bi = 1; ai = 1;

ж)трехслойная толща со средним слабопроницаемым раздельным слоем.

Приусловии k3>> k2и  фильтрационноесопротивление определяется по формуле:

,                                                    (18)

где      Т - проводимость, равная Т = k1h1 + k3h3;

            Т1;Т3 - проводимостьсоответственно первого, третьего слоя;

            f1 - фильтрационноесопротивление, принимаемое f1= h1s1;

            u - коэффициентперетекания, принимаемый ;

            t- поправочный коэффициент, принимаемый по графику черт. 8.8 в зависимости от . При  можно допустить t = 1;

Таблица 8.1

Исходные параметры

bsup

binf

b1

b2

b3

b4

bp

bt

a1

a3

I

l

x

Черт.8.8. График определения коэффициента t

Черт.8.9. Расчетная схема четырехслойной толщи с дренажем в верхнем слое

з)четырехслойная толща с верхним слоем покровных слабопроницаемых отложений (k1) и раздельнымслоем (k3) (черт.8.9), т.е.

при ; k2 >> k3 и k4 >> k3

фильтрационное сопротивление определяется поформуле:

,                                               (20)

где      ft - фильтрационное сопротивлениедля двухслойной толщи, м, определяемое по формуле (12);

            Т2;Т4 - проводимостьвторого и четвертого слоев;

            tt - поправочныйкоэффициент, принимаемый по графику (черт. 8.8), учитывая ;

            ut - коэффициент, равный,

где    T= T2 +T4.

При можно допустить tt =1.

2.8.При расположении дрены в нижнем слое со свободной поверхностью подземных вод вверхнем слое (см. черт. 8.4) прирасчете расстояния между дренами по формуле (8) вместо H принимаетсяпревышение напора в нижнем слое Hinf

.                                                           (21)

2.9.Приток к дрене с двух сторон на 1 п. м дрены следует определять по формуле

q = g×ad.                                                             (22)

2.10.В условиях инфильтрационного и напорного питаний с постоянным напором длядвухслойной толщи при условии ad> 2h приток к дрене определяется по формуле:

,                                        (23)

где      k1; k2; h1; h2; m- обозначенияданы на черт. 8.10;

            DH - напор в нижележащем горизонте над уровнемводы в дренах, м;

             - фильтрационноесопротивление принимается по следующим формулам при условии

,                                             (24)

где      a1;;  - определяютсясогласно формуле (17) приусловии

,                                                   (25)

где      ; ; .

Черт.8.10. Расчетная схема дренажа с инфильтрационным и напорным питанием

2.11.В условиях инфильтрационного и напорного питания с постоянным напором длядвухслойной толщи превышение поверхности грунтовых вод между дренами надуровнем воды в дренах определяется по формуле при условии ad > 2h:

,                                                (26)

где

 (при условии );                             (27)

 (при условии );                                 (28)

            ha- поправочный коэффициент, определяемый по графику черт. 8.11 при соответствующих значениях ;  при ba = 0; hd = 1;

            w - сопротивление,определяемое по формуле ;

при  .

2.12.Интенсивность притока воды из напорного горизонта определяется по формуле

,                                                              (29)

где      q - суммарныйприток воды к дрене, м2/сут.

Вслучае g = 0 расчетгоризонтального дренажа в двухслойной толще осуществляется только с учетомнапорных подземных вод.

2.13.В условиях инфильтрационного и напорного питания для однородной толщи приблизком залегании напорного горизонта ad> 3h параметры дренажаопределяются по формуле

,                                             (30)

,                                                          (31)

где      ; ,

при условии ad £3h

;                                                              (32)

,                                                       (33)

где      .

Черт.8.11. Графики для определения коэффициента ha

Параметрнаходится подбором из уравнения

.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Рекомендуемое

РАСЧЕТ БЕРЕГОВЫХ ДРЕН

1.При расположении дрены между двумя строго фиксированными границами питания(река или водоем с одной стороны и орошаемая территория с известными значениямиуровня подземных вод - с другой) на расстоянии li > 2h, гдеh - общая мощностьдвухслойной водоносной толщи при расположении береговой дрены в верхнем слое(черт. 9.1) расчет следует вести взависимости от типа границ питания (для напорного пласта):

Черт.9.1. Схема для расчета береговых дрен, расположенных между двумя строгофиксированными уровнями:

а) напорный пласт; б) безнапорный пласт

а)при совершенных границах питания приток к дрене определяется по формуле

,                                                       (1)

где      l1;l2 - обозначенияданы на черт. 9.1;

            gе - постоянная интенсивность испарения;

            Sd- определяется по формуле ;

            Н1, Н2,Нd- мощностинапорного потока показаны на черт. 9.1.

Отток из левой иправой границ питания соответственно определяется по формуле:

,                                                     (2)

,                                                    (3)

где      .

Кривуюдепрессии для превышения DНx = Нsl,x - Hdнаучастках l1 и l2 следует строитьпо уравнению:

зона1                                  ,                                                 (4)

зона 2                                  ,                                                 (5)

где      x - координата кривой депрессии;

            DH1; DH2 - превышенияуровня воды в водоеме по сравнению с уровнем воды в дрене соответственно научастках l1;l2.

DH1 = H1 + Hd; DH2 = H2 + Hd; ;

T= k1×h1 + k2×h2;

б)при несовершенных границах питания (водоемы, широкие каналы) приток к дренеопределяется по формуле

q = q1 + q2,                                                              (6)

где      q1; q2 - притоки к дрене соответственно из левой иправой границ питания, определяемые по формуле:

,                                         (7)

,                                       (8)

где                           

,

            DL1; DL2 - фильтрационныесопротивления на несовершенство границ питания (водоемов, каналов);

            f - фильтрационное сопротивление нанесовершенство дренажа определяется согласно обязательному прил. 8;

            D*- коэффициент, принимаемый равным

D*= a2(1- a1l1) + (1 - a2l2)(a1 - a + aa1l1).

Оттокииз левой и правой границ питания определяются по формулам:

,                                                            (9)

.                                                        (10)

Криваядепрессии для превышения DH*= Hsl,x - Hd на участках l1;l2строится по уравнениям (4), (5), в которых вместо H1 и H2 принимаются H¢1и H¢2.

; .

Вслучае однородности безнапорного потока с горизонтальным водоупором приотсутствии испарения qE = 0 притокк дрене определяется по формуле:

;                                                          (11)

,                                               (12)

где      hsw,sl; hsw,1; hsw,2; hd - высоты уровняподземных вод, приведены на черт. 9.1,б.

Кривуюдепрессии для уровней на участках l1 и l2 следует строитьпо уравнению:

зона1                                        ,                                                   (13)

зона 2                                        ,

.                                                       (14)

Вовсех рассмотренных схемах кривую депрессии, построенную по расчетнымуравнениям, следует совместить с границей уреза воды в водоеме (дрене).

2.При расположении дрены между водоемом и отдаленной областью питания (черт. 9.2) приток к дрене определяется поформуле:

.                                            (15)

Ординатакривой депрессии у в сторону водораздела определяется по уравнению:

.                                  (16)

Черт.9.2. Схема для расчета береговых дрен

Притокфильтрационных вод, поступающих из водохранилища, определяется по формуле:

,                                  (17)

где      ,

           

            y - коэффициент,определяемый по табл. 9.1 взависимости от D/hd.

Таблица 9.1

D/hd,

y

D/hd,

y

D/hd,

y

0,01

2,64

0,09

1,25

0,30

0,50

0,02

2,20

0,10

1,18

0,35

0,41

0,03

1,95

0,12

1,07

0,40

0,34

0,04

1,76

0,14

0,97

0,50

0,22

0,05

1,62

0,16

0,89

0,60

0,14

0,06

1,51

0,18

0,81

0,70

0,07

0,07

1,41

0,20

0,75

0,80

0,03

0,08

1,32

0,25

0,61

1,00

-

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ГОЛОВНЫХ ДРЕН

Приведенныйрасчет следует применять для случая устройства головных дрен в напорном потокелюбой мощности, а также в потокесо свободной поверхностью подземных вод - при глубоком, но конечном залеганииповерхности водоупора (при  сошибкой 10 % и  с ошибкой 25 %).

Расчетомодиночной ловчей дрены определяется величина понижения уровня подземных водвыше и ниже ее (черт. 10.1).Расчет необходимо вести в следующей последовательности:

Черт.10.1. Расчетная схема головных дрен

а)определяются значения дальности осушительного действия дрены на участках справаи слева от нее

,                                                         (1)

,                                                            (2)

где      lb,1;lb,2длина участков осушительногодействия дрены соответственно справа и слева от нее;

            Sd - понижение уровняподземных вод над дреной;

            ld - длина дрены;

            i1; i2 - уклоны потокаподземных вод соответственно справа и слева от дрены в естественных условиях;

б)определяются координаты  и  (справаот дрены);  и  (слеваот дрены)

,                                     (3)

где      x; z - расстояние от дрены до расчетногосечения;

в)находится функция  пографику (черт. 10.2);

г)определяется величина понижения уровня подземных вод на расстоянии от дрены

,                                                               (4)

где      a - коэффициент,определяемый соответственно по формуле:

; ,

здесь   Aa- параметр, принимаемый по табл. 10.1

Допускается,как правило, при расчетах принимать a = 1;

д)приток к ловчей дрене определяется по формуле:

.                                                        (5)

Черт.10.2. График для определения функции

Таблица 10.1

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10

0,12

0,14

0,15

Aa

2,644

2,203

1,345

1,762

1,620

1,506

1,467

1,322

1,248

1,181

1,066

0,969

1,886

0,18

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

Aa

0,813

0,749

0,612

0,503

0,413

0,338

0,275

0,221

0,136

0,073

0,032

0,008

0,00

Примечание. dh - заглубление дрены относительно верхнейграницы потока;

                             bd - ширина дрены по дну.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ДРЕНИРУЮЩЕГОДЕЙСТВИЯ КОЛЛЕКТОРОВ

Коллекторная сеть,проходя по наиболее пониженным участкам рельефа местности, характеризуетсяболее глубоким заложением, чем закрытые горизонтальные дрены, и поэтому можетобладать значительной дренирующей способностью, что позволяет в ряде случаевотказаться от систематического дренажа.

Дренирующее действиеколлекторов необходимо учитывать для условий двухслойной толщи, когда мощностьпокровных отложений небольшая. При более мощных покровных отложениях следуетусиливать коллекторы скважинами-усилителями.

Расчетдренажа в таких условиях должен начинаться с расчета глубины залеганияподземных вод, обусловленной действием только коллекторов, и последующегосопоставления ее с заданной нормой осушения.

Расчетуровня подземных вод необходимо проводить по всему расчетному профилюрассматриваемого орошаемого массива, ограниченного четко фиксированнымипроницаемыми или непроницаемыми границами.

Есликоллекторная сеть для данного рельефа местности не обеспечивает требуемой нормыосушения, то расчет производится с необходимой дренажной сетью на массиве.

Такимобразом, расчет дренажа в условиях расчлененного рельефа и дренирующегодействия коллекторов осуществляется подбором количества дрен и междренныхрасстояний, при которых в любой точке расчетного профиля обеспечиваетсятребуемая норма осушения.

Расчетдренажа необходимо выполнять в следующей последовательности:

устанавливаютсяуровни воды в дренах и коллекторах для принятого варианта дренажа;

рассчитываютсярасстояние от дрен до водораздела, максимальный уровень на этом водоразделе,расходы дрен и уровни вблизи дрен. Затем с использованием этих уровней строятсякривые депрессии на участке каждого междренья;

определяетсянорма осушения в отдельных сечениях рассматриваемого орошаемого массива(разница между отметкой поверхности земли и отметкой уровня подземных вод);

еслирасчетная норма осушения окажется меньше заданной, расчет повторяется длядругих междренных расстояний или другой схемы дренажа.

Прирасчете дренирующего действия коллекторов необходимо пользоваться следующимизависимостями (черт. 11.1).

;

, (i = 2, 3, …, n - 1);                               (1)

Черт.11.1. Расчетная схема при различном расположении дрен и коллекторов

;

;

;

;

ad,i = l¢i + l²i

Hd,i = hd,i-1 - hd,i.

Системарешается подбором и в качестве первого приближения следует принимать l²1 = ad,1 и l²n = ad,n. Числоnуравнений на единицу больше числа дрен и коллекторов на орошаемом массиве (приэтом границы питания и стока не учитываются, см. черт. 11.1).

Максимальныеуровни воды между дренами hsw,max или превышения Нi следуетопределять по формуле:

;                                (2)

.

Двухстороннийприток к каждой дрене (коллектору) определяется из уравнения

qi = g(l²i + l²i+1).                                                      (3)

Уровень или превышение вблизидрен (коллекторов) рассчитывается по формуле:

.                                                 (4)

Прирасчете необходимо учитывать, что дрены (коллекторы) должны располагаться другот друга и от границ питания (стока) на расстоянии ad,i> 2h, где h - общая мощность водоносной толщи. Длятрехслойной водоносной толщи (см. черт. 11.1)h = h1,i + h2 + h3, здесь h1,i - средняя мощностьверхнего слоя в зоне расположения i-й дрены.

Вслучае, если l²1 > ad,1 (l²n£0) или l²n> ad,n (l²1£0), т.е. водораздел в указанных зонах отсутствует.

Расход,поступающий в дрену из ближайшей границы питания с уровнем hd следует определять поформуле:

Dq1 = q1 - g(l¢2 + ad,1),                                                        (5)

где      q1 - общийрасход воды в дрене, ближайшей к границе питания определяется по формуле:

.                        (6)

Еслиближайшей к дрене будет граница стока, то условия l²n > ad,n и l²1< 0 свидетельствуют о том, что эта дрена не работаети кривая депрессии проходит ниже ее. Поэтому такая дрена исключается изпоследующих расчетов, а в качестве расчетной дрены, ближайшей к границе стока,принимается следующая дрена. Условия l²i> ad,i иl²i < 0 такжесвидетельствуют о том, что соответственно дрены i - 1 и i неработают и поэтому их необходимо любо исключить из последующих расчетов, либо вслучае необходимости заглубить.

Вслучае несовершенных границ питания и стока (каналов, водоемов, рек) неполностью прорезающих водоносную толщу, последние могут быть приведены ксовершенным путем удлинения пути фильтрации на величину сопротивления.

Криваядепрессии для уровней hsw,i налюбом участке между дренами аd,i следуетопределять по формуле:

.                                   (7)

Для схемы дренажа в однородном или слоистом грунте,изображенной для случая однородного грунта на черт. 11.2, расчет следует осуществлять по формуле:

уровеньв любом сечении (0 £ x £ad)

;                                            (8)

максимальныйуровень hsw,max

;                                                 (9)

Черт. 11.2 Расчетные схемы:

а - однадрена и один коллектор; б - две дрены и один коллектор

расходыводы коллектора q1 идрены q2

q1 = 2gl¢; q2 = 2g(ad - l¢),                                                   (10)

где      l¢ - расстояние от дрены D - 1 до водораздела смаксимальным уровнем hsw,max

,                                              (11)

Hd = hd,2 - hd,1;

            f1; f2 - фильтрационныесопротивления на несовершенство коллектора D - 1 и дрены D - 2.

Длясхемы дренажа в однородном (см. черт. 11.2)или слоистом грунте с учетом средней проводимости примерно одинаковой по длинепотока (T¢ » T², гдеT¢ - средняяпроводимость потока на участке аd,1;Т"- средняя проводимость потока на участке ad,2- ad,1).

Расчет проводится по формулам:

а)для уровней на участке ad,1

;                                          (12)

б)для уровней на участке ad,2- ad,1

                    (13)

расходыколлектора q1 и дрен q2

; ,

вкоторых уровни вблизи дрены (коллектора) h¢d,1и h¢d,2определяются по формуле (12)соответственно при x = 0 и x = ad,1.

Приведенныеформулы следует использовать для расчетов указанных схем дренажа и в случаетрехслойного грунта со средним слабопроницаемым слоем. Однако при этомнеобходимо учитывать следующие условия:

, ;

где      u - коэффициентперетекания, определяемый по прил. 8

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГОДРЕНАЖА

1.Систематический дренаж.

1.1.При проектировании систематического вертикального дренажа следует выполнятьрасчеты его параметров при расположении скважин по сетке с равномерным инеравномерным шагом (черт. 12.1).

1.2.При схематизации гидрогеологических условий необходимо выделять следующиерасчетные схемы:

однороднаяили двухслойная толща;

трех-или четырехслойная толща;

двухслойнаятолща с напорным питанием.

Черт.12.1. Схемы размещения в плане систематического вертикального дренажа сравномерным (а) и неравномерным (б)шагом сетки

1.3.Для схем Iи II(черт. 12.2, а,б,д)уровень подземных вод в слое, где располагается фильтр скважин следуетопределять по формуле:

,                                            (1)

где      hc - высота от водоупора доуровня воды в скважине, м;

            a - расстояние между рядами скважин, м;

            b - расстояние между скважинами в ряду, м;

            Т - проводимостьводоносной толщи, м2/сут, определяемая по формуле (8) прил. 8;

            g - интенсивность инфильтрационного питания,м/сут;

            fс - фильтрационное сопротивление,обусловленное гидродинамическим несовершенством дренажа по степени вскрытияводоносной толщи, м;

            r - внешнеефильтрационное сопротивление.

Черт.12.2. Схемы фильтрации к несовершенным скважинам в слоистых толщах

Черт.12.2

1.4.Для сетки с неравномерным шагом a> b внешнее фильтрационноесопротивление необходимо определять по формулам:

посерединемежду рядами скважин:

;                                                (2)

посерединемежду скважинами в ряду:

,                                                      (3)

где      rc- радиус скважины, м.

1.5.Для сетки скважин с равномерным шагом при а = b внешнее фильтрационное сопротивлениеопределяется по формуле (3).

1.6.Шаг скважин «b» всетке с равномерным шагом находится по формуле (1) подбором призаданных Н, b и g.

1.7.Шаг скважин «а» в сетке снеравномерным шагом следует определять по формуле:

,                                                  (4)

где      f- определяется по формуле:

.                                                 (5)

1.8.Для схемы II(трехслойная толща со средним слабопроницаемым слоем), но с фильтрами скважин вобоих водоносных слоях уровни подземных вод посередине между скважинами в сеткес равномерным шагом следует определять по формулам:

,                    (6)

,                     (7)

            sс,1; sc,2 - сопротивлениена несовершенство скважин соответственно в пределах верхнего и нижнего слоя;

            Т- проводимость, равная Т = Т1 + T3, здесь Т1= k1×h1; Т3= k3×h3;

            R - радиус влияния скважины равный R » 0,56b;

;

; ;

            Ds¢, Ds² - сопротивления, принимаются по графику(черт. 12.4) приuR > 3 допускается Ds¢ = 0, при uR > 5; Ds² = Pi = 0.

1.9.Общий дебит скважины Q = pgR2 состоитиз расходов, поступающих в скважину из верхнего (Q1) и нижнего (Q2) слоев,определяющихся по формулам

;                                                 (8)

;                                                (9)

где      .

1.10.Приведенными выше формулами следует пользоваться при соблюдении условий a >2h и b > 2h. При этом необходимо учитывать, что свободнаяповерхность подземных вод располагается в верхнем слое, не пересекает границыслоев пласта.

1.11.Для трехслойной толщи со средним слабопроницаемым слоем при  и  среднийслой с параметрами k2и h2в расчетах следует принимать за относительный водоупор.

1.12.При расположении фильтра скважин в верхнем слое величина H соответствует превышению уровня подземныхвод H1 = hsw,1 - hcпосередине междускважинами (рядами скважин) над уровнем воды в них (см. черт. 12.2, а, б,д).

1.13.При расположении фильтра скважин в нижнем слое (см. черт. 12.2, в, г) величина Н соответствуетпревышению H2 = hsw,2 - hcв нижнем слоепосередине между скважинами (рядами скважин) по сравнению с уровнем в них. Принебольшом различии коэффициентов фильтрации слоев в расчетах допускается Н = H1 = Н2.

1.14.Для трехслойной толщи (см. черт. 12.2,в)Н =Н2,aпереход к превышению уровня в верхнем слое Н1 определяетсяпо формулам

дляряда скважин:

;                                              (10)

дляскважин с равномерной сеткой:

;                                               (11)

где      ;

            .

Востальных случаях при расположении фильтра скважин в нижнем слое переход кпревышению Н1 от превышения Н2 следуетопределять по формулам:

длятрехслойной толщи:

;                                                   (12)

Черт. 12.3. Схема фильтрации к несовершенным скважинам вдвухслойной толще при инфильтрационном и напорном питании

Черт.12.4. Графики для определения сопротивлений Ds¢,Ds"

длядвухслойной толщи (черт. 12.2, г,е)

.                                                             (13)

1.15.При наличии напорного питания подземных вод с постоянным напором Нн(черт.12.3) дебит скважины определяетсяпо формулам:

общийдебит скважины

;                                             (14)

дебитскважины от инфильтрационного питания

Qg = g×b2;                                                              (15)

дебитскважины от напорного питания

Qн= Q - Qg.                                                             (16)

1.16.При наличии напорного питания уровень подземных вод посередине между скважинамиопределяется по формуле

,                                                     (17)

где      ; Uc - фильтрационныесопротивления скважин при напорном режиме определяются по формулам:

при

,                                                   (18)

,                                                   (19)

при

,                                            (20)

,                                                             (21)

где      ;

            w и w1 - сопротивлениядля однородного грунта мощностью h= h1+h2 и h1, определяемые пографику (черт. 12.5);

            ha - коэффициент,который определяется по прил. 8(черт. 8.11)при ad = b.

1.17.Фильтрационное сопротивление определяется по формуле:

fc = fc,1 + fc,2 + fc,3 + fc,4 + fc,5,                                              (22)

где      fc,1 - сопротивление,вызванное степенью вскрытия пласта;

            fc,2- сопротивление, обусловленное скважностью фильтра (числом, формой, размеромотверстий);

            fc,3- сопротивление, обусловленное фильтровой обсыпкой и фильтрационнымидеформациями в призабойной зоне;

            fc,4- сопротивление, вызванное нарушением линейного закона фильтрации;

            fc,5 - сопротивление,обусловленное гидравлическими потерями внутри фильтра и водоподъемных трубах.

Прирасчете величинами фильтрационных сопротивлений fc,2; fc,3; fc,4; fc,5 допускаетсяпренебрегать. Если фильтр скважины не полностью перекрывает водоносную толщу,необходимо учитывать сопротивление по степени вскрытия пласта fc = fc,1.

1.17.1.В случае однородной толщи (см. черт. 12.2,д)

fс = sc.

Черт.12.5. График для определения сопротивления w

При сопротивление scопределяется по формуле в следующих случаях:

дляфильтра, примыкающего к кровле (подошве) пласта (т2 = 0)

где      ;

            lк - длина фильтра;

            e - коэффициент,определяемый по табл. 12.1.

Дляфильтра, не примыкающего к кровле (подошве) пласта (т2 ¹ 0)

,                                       (25)

где      Dx - коэффициент,определяемый по табл. 12.2.

Таблица 12.1

c

0

0,05

0,1

0,2

0,3

0,5

0,7

e

- 0,39

- 0,22

- 0,08

0,13

0,32

0,65

1,1

Таблица 12.2

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,4

0,5

Dx

2,33

1,07

0,49

0,17

- 0,01

- 0,19

- 0,22

1.17.2.Двухслойная толща:

прирасположении фильтра в верхнем слое (см. черт. 12.2, б)

;                                            (26)

прирасположении фильтра в нижнем слое (см. черт. 12.2, г)

,                                             (27)

где      s;sc,1; sc,2 - находятсякак для однородной толщи соответственно мощностям h = h1 + h2 - по формулам (24) или (25);

            m1; т2 - обозначенияданы на черт. 12.2.

1.17.3.Трехслойная толща:

прирасположении фильтра в верхнем слое и k1³ k2³ k3(черт. 12.2, а)

;                                 (28)

прирасположении фильтра в нижнем пласте и k1 £k2£k3(см. черт. 12.2, в)

;                              (29)

Длярасчета сопротивлений необходимо принимать следующие мощности:

             дляsc      принимаетсяh = h1 + h2 + h3;

             дляsc,t     -                      ht=h1 + h2;

             дляsc    -                      hp= h3 + h2;

             дляsc,1     -                      h1;

             дляsc,3     -                      h3.

Прирасположении фильтра в верхнем слое и  и  (см. черт. 12.2, а)

;                                  (30)

прирасположении фильтра в нижнем слое и  и  (см. черт. 12.2, в)

.                              (31)

Здесьсопротивления  определяются поформуле:

,                                                          (32)

где      sm,i - сопротивлениевычисляется по формулам (24), (25) при hm,i = 2hi.

Сопротивления и  определяются поформуле (32).

1.17.4.Трехслойная толща со средним слабопроницаемым слоем:

прирасположении фильтра в верхнем слое

;                               (33)

прирасположении фильтра в нижнем слое k1>> k2и

,                                 (34)

где      T = T1 + T3;

            Dm = Ds¢- Ds² - длясетки скважин с равномерным шагом;

            Dm = Ds¢² - для линейного рядаскважин при uL > 3 или ua > 3;

            Ds¢² - сопротивление,определяемое по графику (черт. 12.6).

Черт.12.6. Графики для определения сопротивления Ds²

1.17.5.Четырехслойная толща:

прирасположении фильтра во втором слое и ; k2>> k3и k4>> k3 (черт.12.2, е)

,                             (35)

где      ; ; T = T2 + T4; T4 = k4h4;

            Dmt = Ds¢t - Ds²t - для сетки скважин сравномерным шагом определяются из графиков (черт. 12.5) при  Dmt = Ds²¢t длялинейного ряда скважин при utL >3 или uta >3 определяются из графика (черт. 12.6)при utb;

            fc,t - фильтрационное сопротивление для двухслойногогрунта, определяется по формуле (27);

            bi,ai- поправочные коэффициенты, определяемые по прил. 8.

2. Расчет линейных систем дренажа.

2.1.Расчет линейных систем дренажа при наличии границ с постоянным напоромпроводится по формулам установившейся фильтрации.

2.2.При заданном понижении дебит каждой скважины линейного ряда определяется поформуле:

.                                                          (36)

2.3.При заданном дебите понижение в скважине определяется по формуле:

,                                                      (37)

где      fс- фильтрационное сопротивление на несовершенство скважины в ряду.

Внешнеефильтрационное сопротивление r и уровень линии скважин определяется по табл. 12.3.


Таблица12.3

Схема фильтрации

Система скважин

Расчетные формулы

Примечание

Обозначения

Линейный ряд скважин

      при

 при ; L = L¢ + DL

b - расстояние между скважинами;

rc - радиус скважины;

hsw,1; hsw,2 - соответственно уровни в каналах;

hс - уровень в скважине;

hsw - уровень посередине между скважинами ряда;

DL1 - сопротивление на несовершенство водоема с уровнем hsw;

То же

 ;  при  и L2 > L1

Mc » Mt » 0 при  и ; r(L2) = r(L); r0(L2) = r0(L).

При определении Mtвместо sh в формуле для Mc принимается ch; DL = DL1 - DL2; L = L¢ + DL; L2 = L¢2 + DL2; L1=L¢1 + DL1

DL2 - сопротивление на несовершенство водоема с уровнем hsw2;

L¢1; L¢2 - расстояние от скважины или линии скважин до соответствующей границы с питанием;

ch и sh - гиперболические косинус и синус


ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ФИЛЬТРОВОЙ ОБСЫПКИДЛЯ СКВАЖИН ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖА

Гравийно-песчанаяобсыпка для вертикального дренажа должна удовлетворять следующим требованиям:

водопроницаемостьгравийно-песчаной обсыпки должна быть значительно больше водопроницаемостигрунта водоносного пласта;

предотвращатьмеханическую суффозию грунта водоносного пласта и не кольматироваться;

обладатьдостаточной механической и химической прочностью и обеспечивать минимальныевходные сопротивления при расчетных дебитах скважин.

Дляоценки суффозионной устойчивости дренируемой водоносной породы следуетпостроить дифференциальную кривую гранулометрического состава. Если эта криваяимеет разрывы и прогибы в содержании отдельных фракций, то водоносная породаявляется суффозионной. Для окончательного выбора фильтровой обсыпки необходимогрунт водоносного пласта разделить по месту разрыва или прогибадифференциальной кривой на скелет и заполнитель.

Процентноесодержание отдельных фракций в заполнителе и в скелете следует определять поформуле

 %,                                                       (1)

где      x¢i - содержаниеотдельных фракций в исходной породе, %;

            ma,c - суммарное содержание фракций заполнителя искелета в породе, %.

Далееследует построить интегральные кривые скелета и заполнителя, определить среднийдиаметр частиц заполнителя, рассчитать пористость и гидравлический эквивалентпор скелета.

Расчетнуюпористость скелета необходимо определять по формуле

 %.                                                         (2)

Максимально-возможнаяпористость скелета породы nc,b определяетсяпри известном коэффициенте неоднородности скелета hc,b по графику (черт. 13.1), где вместо nsи hs принимается соответственно nc,b и hc,b.

Черт.13.1. График допустимой пористости грунтов фильтровой обсыпки:

I - областьщебеночных грунтов; II - областьпесчано-гравийно галечниковых грунтов

Гидравлическийэквивалент пор скелета следует определять по формуле:

dp,c = 0,24h¢cdc,50,                                                          (3)

где      h¢c - параметрнеоднородности скелета, определяется по формуле:

,                                                              (4)

здесь   - диаметр частиц скелета грунта, соответствующий по размерамего пористости, которые определяются по интегральной кривой гранулометрическогосостава скелета;

            dс,50 - диаметрчастиц скелета, соответствующий 50 % содержанию, который определяется по кривойгранулометрического состава скелета.

Возникновениемеханической суффозии в породе определяется из условия

,                                                                  (5)

где      db- диаметр сводообразующих частиц грунта водоносного пласта(заполнителя).

Приизвестном коэффициенте неоднородности заполнителя

,

по графику (черт. 13.2) определяется процентноесодержание сводообразующих частиц (xb, %) и с помощьюинтегральной кривой породы (заполнителя) диаметр db.

Еслиусловие (5) выполняется, то грунтсчитается суффозионным и проектирование фракционного состава гравийно-песчанойобсыпки для скважин вертикального дренажа следует проводить в следующейпоследовательности.

Черт. 13.2. График зависимостипроцентного содержания сводообразующих частиц от коэффициента неоднородностигрунта:

1 - тонкозернистый песок; 2 -мелкозернистый песок; 3 - среднезернистый и крупнозернистый песок

1.Определяется расчетный диаметр частиц гравийно-песчаной обсыпки по формуле:

,                                                   (6)

где      ns - пористостьфильтра определяется по графику (см. черт. 13.1);

            hs - коэффициентнеоднородности фильтра, принимается hs= 4…8. Меньшее значение коэффициента неоднородности рекомендуется при подборесостава обсыпки для скважин вертикального дренажа, закладываемых в тонко- имелкозернистых водоносных грунтах, а большее - в средне- и крупнозернистых.

2.Определяется минимальный диаметр частиц обсыпки по формуле:

,                                            (7)

где      r1 - показательстепени (r1 =1,77 ... 2,15).

3.Диаметр частиц обсыпки, соответствующей 10 % содержанию определяется поформуле:

,                                      (8)

4. Определяетсядиаметр частиц обсыпки, соответствующий 60 % содержанию по формуле:

ds,60 = ds,10×hs,                                                               (9)

Фракционныйсостав гравийно-песчаной обсыпки считается правильно подобранным, когда в еесоставе имеются частицы всех размеров. Логарифмическая криваягранулометрического состава обсыпки должна быть плавной и одновершинной.Коэффициент кривизны обсыпки для вертикального дренажа принимается y = 0,75... 1,2.

5.Определяется диаметр частиц обсыпки, соответствующий 30 % содержанию поформуле:

ds,30 = (0,75…1,25)ds,10×ds,60,                                            (10)

6.Межслойные коэффициенты при проектировании скважин в тонко- и мелкозернистых водоносныхгрунтах должны удовлетворять условию:

в мелко- исреднезернистых грунтах

;                                                  (11)

в тонко- имелкозернистых грунтах

;                                                   (12)

в средне- икрупнозернистых грунтах

.                                                  (13)

7.Согласно формулам (11 - 12) определяется диаметр частицобсыпки, соответствующий 50 % ее содержанию

ds,50 = hm×d50.                                                         (14)

Верхнийпредел значения диаметров частиц гравийно-песчаной обсыпки принимается 10, 20,30 мм, соответственно для тонко-мелкозернистых, мелко-среднезернистых исредне-крупнозернистых грунтов водоносного пласта.

8.Таким образом, зная значения диаметров частиц ds,min;ds,10;ds,17;ds,30;ds,50;ds,60 иверхний предел гравийно-песчаной обсыпки проводится расчетная криваяподбираемого фильтра на полулогарифмической шкале.

Есливодоносный грунт несуффозионный, тогда при проектировании фильтровой обсыпки зарасчетный диаметр частиц грунта водоносного пласта принимается диаметр частиц,который определяется по интегральной кривой неразделенного на скелет изаполнитель грунта водоносного пласта. Расчет гранулометрического составагравийно-песчаной обсыпки для несуффозионных грунтов следует осуществлять как идля суффозионных.

Графикдопустимой области подбора оптимального состава гравийно-песчаного фильтраприведен на черт. 13.3.

Черт.13.3. Кривые оптимального состава гравийно-песчаного фильтра при hs =4 ... 8:

I - Зонаглинистых и тонкозернистых песков; II - Зонатонкозернистых и мелкозернистых песков с ; III - зонамелкозернистых и среднезернистых песков с ; IV - зонасреднезернистых, крупнозернистых и гравелистых песков с

Толщина фильтра

Внешнийдиаметр скважины следует определять по формуле:

,                                                         (15)

где      lк - длина фильтрового каркаса;

            l - безразмерныйэмпирический коэффициент, зависящий от длины фильтра, коэффициента фильтрацииводоносного пласта и фракционного состава гравийной обсыпки, принимается l = 7000 ... 7500 для оптимальной длиныфильтрового каркаса lк= 20 ... 25 м.

Толщинафильтровой обсыпки определяется по формуле:

,                                                         (16)

где      Dк- диаметр фильтрового каркаса.

Толщинафильтровой обсыпки для различных составов водоносных грунтов изменяется в пределахот 350 до 600 мм. Причем большее значение его относится к тонко- имелкозернистым песчаным отложениям водоносного грунта, а меньшее - ккрупнозернистым.

Фильтроваяобсыпка устраивается однослойной и проектируется на всю глубину скважины.

Необходимыйобъем гравийно-песчаного материала для устройства фильтра следует определять поформуле:

,                                                (17)

где      Dm - диаметрбурения, м;

            Dк - диаметр фильтрового каркаса, м;

            dс - глубина скважины, м;

            a - коэффициент, учитывающий расслаивание гравия,принимается a = 1,20.

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Рекомендуемое

НАСОСНО-СИЛОВОЕОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СКВАЖИН ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖА

Дляоборудования скважин вертикального дренажа следует, как правило, применять центробежныескважинные насосы с погружными электродвигателями ЭЦВ (черт. 14.1).

Привыборе оборудования следует располагать следующими технико-эксплуатационнымиданными;

статическийуровень воды в скважине;

характеристикаскважины, выражающая зависимость между динамическим понижением уровня воды вскважине и дебитом, а также значения расчетных параметров динамическогопонижения Sc,d и дебита Q;

глубинаскважины, диаметр обсадной колонны (глухой и фильтровой части), интервалустановки фильтра;

отметкиустья скважины и центра выходного отверстия отводящего трубопровода;

требуемоеизбыточное давление при работе на закрытую трубопроводную сеть.

Черт.14.1. Характеристики электропогружных насосов типа ЭЦВ

Требуемыйнапор следует определять по формуле:

Ht = Sc,s + Sc,d+ DDL + Hи+ lf,                                          (1)

где      Sc,s - статическоепонижение уровня воды в скважине, м;

            Sc,d - динамическое понижение уровня воды в скважине,м;

            DDL - разность геометрических отметок устьяскважины и сбросного отверстия отводящего трубопровода, м;

            Hи - избыточный напор, необходимый для работызакрытой трубопроводной сети, м;

            lf - потери напора натрение по длине трубопровода и местные потери в арматуре, м;

lf = ll + lx,                                                                (2)

где      ll- потери по длине; определяются по номограмме (черт. 14.2);

            lx - потери в арматуре, определяются пономограмме (черт. 14.3).

Приподборе насоса необходимо использовать его напорную характеристику, только вобласти высокого КПД (см. черт. 14.1).

Развиваемыйнапор Нрвыбранного насоса при подаче Q = Qpдолжен быть не ниже требуемого.

Ht£ Нр.

Наилучшийрежим работы системы будет при совпадении оптимального режима работы насоса искважины Qobs=Qpи Ht = Нр.

Допустимоприменение насоса, у которого напор до 5 % ниже требуемого. При этом необходимопредусмотреть следующие мероприятия:

применитьотводящий трубопровод увеличенного диаметра;

уменьшитьзначения расчетных параметров Qpи Нрвдопустимых пределах.

Прирасположении рабочего интервала напорной характеристики выше расчетного режимаскважины необходимо предусмотреть один из следующих способов регулирования:

дросселированиепотока воды;

подрезкарабочих колес насоса;

снятиеступеней насоса;

комбинированныйспособ.

Выбортого или иного способа регулирования определяется на основетехнико-экономического расчета при условии минимума стоимости 1 м3откачиваемой воды. Стоимость 1 м3 откачиваемой воды определится поформуле:

,                                                           (3)

где      t - календарноевремя года (час);

            h- коэффициент полезной работы скважины;

            Bc - стоимость электроэнергии (коп/кВт);

            hm -КПД насоса после регулирования, %;

            hn - КПДэлектродвигателя;

            V - объем откачиваемой воды;

            U - доп. затраты на регулирование.

Черт.14.2. Номограмма потерь напора в водоподъемных трубах на 100 м длины

Черт. 14.3. Номограмма потерь напора в элементах системытрубопровода (типовой скважинной установки включающей: 6 - 8 секций труб,плавное колено 90°, задвижку, прямое колено 90° и выход трубопровода)

Предварительно способрегулирования выбирается по формуле:

,                                                                 (4)

где      Ha,1- напор одной ступени;

            j - количество ступеней:

                     а)при  необходимо оставитьодну ступень и обточить рабочие колеса;

                     б)при  необходимо оставитьодну ступень без обточки рабочего колеса;

                     в)при  необходимооставить две ступени и обточить рабочее колесо одной или двух ступеней;

                     г)при  необходимооставить две ступени и т.д.

Приуменьшении мощности, потребляемой насосом, в результате подрезки диаметрарабочего колеса или снятием ступени следует предусмотреть замену погружногоэлектродвигателя на меньший из ряда типоразмеров. Требуемую мощностьэлектродвигателя допускается определять по формуле:

,                                                            (5)

где      hт,b - коэффициентполезного действия погружного насоса.

Регулированиедросселированием допустимо при условии

.

Коэффициентполезного действия погружного насоса при дросселировании определяется поформуле:

.                                                          (6)

Подрезканаружного диаметра рабочего колеса приводит к снижению напорной характеристикинасоса Q - H. При подрезке снижается также потребляемаямощность Р и значительно КПД - hт.Значения соответствующих параметров при подрезке колеса определяются из формул:

,                                          (7)

где      D;Dn - соответственнодиаметры нормального и подрезанного рабочего колеса;

            a, b иg- коэффициенты пересчета, определяются по номограмме (черт. 14.4).

Напормногоступенчатых насосов снижается пропорционально числу снятий ступеней. КПДнасоса практически остается постоянным.

Наилучшийрежим установки достигается, если напорная характеристика после снятия ступенипроходит через заданную точку, в противном случае необходимо погасить излишнийнапор насоса посредством регулирования.

Комбинированныйспособ регулирования включает в себя снятие ступени с одновременной подрезкойрабочего колеса и заменой погружного электродвигателя с меньшей номинальноймощностью.

Черт.14.4. Зависимость коэффициентов пересчетов от подрезки рабочих колес погружныхскважинных насосов

ПРИЛОЖЕНИЕ 15

Рекомендуемое

РАСЧЕТ КОМБИНИРОВАННОГОДРЕНАЖА

1.При схематизации гидрогеологических условий необходимо выделять следующиерасчетные схемы:

двухслойнаятолща с фильтром в нижнем слое;

трех-или четырехслойная толща с расположением фильтра в нижнем слое или во второмслое четырехслойной толщи;

трехслойнаятолща с напорным питанием с нижележащего пласта.

2.Расчет междренных расстояний adсистематическогокомбинированного дренажа для первых двух типовых схем (черт. 15.1, а и б)следует выполнять по формуле (8)прил. 8, в которой принимается f = fdc; fdc - сопротивление на гидродинамическоенесовершенство комбинированного дренажа.

3.В случае двухслойной толщи (черт. 15.1,а;15.2) сопротивление fdc следует определять поформуле:

,                                                               (1)

где      f - сопротивление на гидродинамическоенесовершенство горизонтального дренажа, определяется по формуле (12) прил. 8;

            fp - сопротивление нагидродинамическое несовершенство линейного ряда скважин-усилителей,определяется по формуле (5) прил. 12.

4.В случае четырехслойной толщи и расположения скважин-усилителей в верхнемводоносном горизонте (черт. 15.1, б)сопротивление fdcследуетопределять по формуле:

,                                                (2)

где      fdc,t - рассчитывается по формуле (1) для верхней двухслойной толщи мощностью ht = h1 + h2;

            ut;tt - параметры,приведенные в формуле (20) прил. 8.

5.Превышение напора в слое, в котором расположена скважина Hinf, определяется поформуле (21) прил. 8.

6.Расстояние между скважинами-усилителями, расположенными по линиигоризонтального дренажа следует принимать b £0,5ad.

7. Вслучае трехслойной толщи и расположения скважин-усилителей в нижнем водоносномслое (см. черт. 15.1, в)расчет междренных расстояний необходимо определять по формуле:

,                           (3)

где      Mf = f¢T1(1 + 2ufp²)+ T3 fp²(1 + 2uf¢);

            Nf = T + 2u(f¢T3 + fp²T1);

            f¢- фильтрационное сопротивление дрены в верхнем слое средней мощностью h1, определяетсяпо формуле f¢ = h1s1,здесь s1 - обозначениетакое же, как в формуле (9) прил. 8;

            fp² - фильтрационноесопротивление линейного ряда несовершенных скважин-усилителей в нижнем слоемощностью h3,определяется по формуле .

Черт.15.1. Типовые расчетные схемы

Черт.15.2. Расчетная схема комбинированного дренажа

8.Расчет комбинированного дренажа в трехслойной толще с напорным питанием (см.черт. 15.1, г) при k3 << k2 выполняется поформулам (23), (26) прил. 8,в которых  вычисляетсяпо формуле (25) прил. 8 при s1= fdc,t, где fdc,t - сопротивлениекомбинированного дренажа в двухслойной толще мощностью ht = h1 + h2 рассчитываетсяпо формуле (1). Сопротивление U остается прежним и вычисляется по формуле(27), (28) прил. 8.При вычислении сопротивлений  и U принимается

9.При определении сопротивления fpкромесопротивления по степени вскрытия пласта, необходимо учитывать сопротивление, обусловленноегидравлическими потерями внутри фильтра и водоподъемных трубах

fc = fc,1 + fc,5,

где      fc,5 - сопротивление,обусловленное гидравлическими потерями внутри фильтра и водоподъемных трубах

,                                        (4)

где      Q - дебит скважины-усилителя;

            lк - длина фильтра;

            lmt - длина глухой части трубы;

            Dк,int- внутренний диаметр фильтровой трубы;

            Dt,int - внутренний диаметр водоподъемной трубы;

            l - коэффициент гидравлического трения, равный , здесь С - коэффициент Шези длясоответствующего материала.

10.Скважность фильтрового каркаса скважины-усилителя следует определять поформуле:

,                                                             (6)

где      gк - коэффициент,учитывающий неравномерность притока по длине фильтрового каркаса (принимается0,4 ... 0,5);

            eк- допустимая погрешность при определении коэффициента фильтрации;

            a - определяетсядвумя способами:

                  а)при использовании в расчетах коэффициента фильтрации обсыпки ks по формуле:

,

                       где ;

             б) приприменении в расчетах значения диаметра зерен d по формуле:

,

                       где n - пористостьгрунта;

                              I - кинематический коэффициент вязкости.

Размеры водоприемных отверстий фильтровогокаркаса следует рассчитывать по формуле:

dк = (3,5 … 4)ds,50        - при наличии круглыхотверстий;

bкd = (1,5 … 2)ds,50      - при наличии щелевыхотверстий.

11.Оптимальные параметры фильтровой обсыпки, обеспечивающие минимальныесопротивления водоприемной части скважин-усилителей следует принимать по табл. 1.

12.Толщину фильтровой обсыпки tsследуетопределять по формуле:

,                                                             (7)

где      Ds - диаметрфильтровой обсыпки, м;

            Dк - наружный диаметр фильтрового каркаса,м.

,                                                 (8)

где      Q - дебитскважины-усилителя, м3/сут.;

            k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут.;

            lк - длина фильтра, м.

Таблица 15.1

Рекомендуемыепараметры фильтровой обсыпки скважин-усилителей

Дренируемые грунты

Диаметр обсыпки скважин-усилителей, мм

ds,10

ds,17

ds,50

ds,60

ds,85

ds,100

Крупнозернистые пески d50 = 2 - 1 мм

35 - 40

5,0 - 8,0

6,0 - 13,0

17 - 35

20 - 38

26 - 39

30 - 40

3 - 7

Среднезернистые пески d50 = 1 - 0,5 мм

25 - 35

2,8 - 5,0

3,0 - 6,0

6 - 17

8 - 20

15 - 26

20 - 30

3 - 7

Мелкозернистые пески d50 = 0,5 - 0,25 мм и менее

20 - 25

1,9 - 2,8

2,0 - 3,0

2,5 - 6

3,5 - 8

7 - 15

10 - 20

3 - 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 16

Справочное

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕОБОЗНАЧЕНИЯ

1.Характеристика грунта и фильтра

                          w     - влажностьгрунта;

                        wm     - средняявлажность грунта;

                         wL         - влажностьна границе текучести;

                         wp         - влажностьна границе пластичности;

                          Iр         - числопластичности;

                           g     - удельный вес грунта;

                          gv         - объемныйвес грунта;

                         gw         - объемный весводы;

         k1; k2; k3; k4         - коэффициентфильтрации грунта соответственно первого, второго, третьего, четвертого слоев;

                          ks     - коэффициент фильтрации фильтровойобсыпки;

                           n     -пористость грунта;

                         nа         - активнаяпористость грунта;

                          ns         - пористостьфильтровой обсыпки;

                         nс         - пористостьскелета грунта;

                           e     - коэффициентпористости грунта;

                          es         -коэффициент пористости фильтра;

  Т;Т1; Т2; Т3; Т4     - проводимостьводоносной толщи соответственно первого, второго, третьего и четвертого слоев;

                       wtot         - полнаявлагоемкость;

                      wmax         - максимальнаямолекулярная влагоемкость;

                       wint         - нижнийпредел допустимой влагоемкости;

                       wlim         - предельнаяполевая влагоемкость;

                          ds         -диаметр частиц фильтра;

                    dsp,cal         - расчетныйдиаметр пор фильтра;

                   dsp,max         - максимальныйдиаметр пор фильтра;

                    dc,max         -максимальный диаметр суффозионных частиц дренируемого грунта;

                     ds,min         - минимальныйдиаметр частиц фильтра;

                      dc,50         - диаметрчастиц скелета, соответствующий 50 % содержанию;

ds,3; ds,17; ds,10;ds,60;ds,85;ds,100 - диаметрчастиц, содержащихся в фильтре соответственно 3, 17, 10, 60, 85, 100 % по весу;

                       dp,c         - гидравлическийэквивалент пор скелета;

                          h     - коэффициентнеоднородности грунта;

                         hs         - коэффициентнеоднородности фильтровой обсыпки;

                         ha         -коэффициент неоднородности заполнителя;

                         hc         - коэффициентнеоднородности скелета;

                        hm         -межслойный коэффициент;

                   hm,adm         - допустимыймежслойный коэффициент.

2. Балансовыеуравнения и водно-солевой режим

     DVtot; DVsw; Va     - изменениезапасов влаги в границах рассматриваемой территории соответственно суммарное,подземных вод, в зоне аэрации;

           Vq,dw; Vq,sw         - притоксоответственно поверхностных, подземных вод;

                 - оттокза пределы территории соответственно поверхностных и подземных вод;

                         Vv     -вертикальный водообмен балансового слоя с нижележащимиводоносными пластами (подпитывание подземных вод напорными подземными водамиили перетекание подземных вод вниз);

                       Vv,a         -вертикальный водообмен между водами зоны аэрации и подземными водами);

                         Vl         - фильтрационныепотери оросительной воды из каналов;

                          V     - запасывлаги в слое над начальным уровнем подземных вод;

              DVE;DVн         - изменениезапасов влаги в слое соответственно за счет испарения, за счет снижения уровняподземных вод;

                          P     -атмосферные осадки;

                        Eds         - испарениес поверхности почвы;

                        Ew         - испаряемость;

                          U     -транспирация;

                          B     -водозабор в оросительную систему;

    W; Wd; Wint;Wn    - сбросы соответственнопо коллекторно-дренажной сети (нагрузка на дренаж), поверхностной оросительнойводы с территории, концевые из оросительных каналов, с поверхности полей;

                       Int,n         - оросительнаянорма (нетто) с учетом промывного режима;

                          In         - дополнительнаяоросительная норма на промывной режим;

  DGtot; DGsw;DGa         - изменениезапасов солей соответственно суммарное, в подземных водах, в зоне аэрации;

Gq,dw; Gq,sw; Gq,p; Gq,I - поступление солейсоответственно с поверхностными, подземными водами, с осадками, с оросительнымиводами;

       - выноссолей соответственно с оттоком поверхностных вод, подземных вод, с дренажнымиводами;

                       Gv,a         - поступлениеи вынос солей при вертикальном водообмене между зоной аэрации и подземнымиводами;

                         Gv         -поступление и вынос солей при вертикальном водообмене с глубокими подземнымиводами (подпитывание напорными водами или переток подземных вод вниз);

                        - вынос солей споверхностными сбросами оросительной воды;

                         Gl         -поступление солей в подземные воды с фильтрационными потерями из оросительныхканалов;

                        Gsl         - начальныйзапас солей в расчетной толще;

          Cq,dw;      - минерализацияпоступающих на массив и вытекающих с массива поверхностных вод;

    С; Сn; Csl; Сadm         - концентрациясолей, соответственно в почвенном растворе, в оросительной воде при орошенииили промывке, начальная, допускаемая;

                        СW         - минерализациядренажных вод;

                        тd         - коэффициентконвективной диффузии;

                          N     - содержание ионов вППК;

                          vк         -скорость фильтрации;

                   a1;a2         - коэффициентыизотерм ионообменной сорбции.

3. Расчетныехарактеристики дренажа

         Q            - расходводы в дрене (дебит скважины);

         Qmax     - максимальныйрасход воды в дрене (дебит скважины);

         Qн      - дебитскважины от напорного питания;

         Qg      -дебит скважины от инфильтрационного питания;

         Q            - двухстороннийприток к дрене;

                - отток воды;

         qн       - двухстороннийприток к дрене при напорном режиме;

         qb       - боковой приток подземных вод;

         g        - интенсивностьинфильтрационного питания;

         gd       - модуль дренажного стока;

         gн       - интенсивностьпритока воды из напорного горизонта;

         gv       -интенсивность вертикального водообмена с нижележащимиводоносными слоями;

         gE       - интенсивностьиспарения;

         gv,a     - интенсивностьвертикального водообмена между зоной аэрации и подземными водами;

         m        - коэффициент водоотдачи;

         m(y)    -текущая водоотдача.

4.Геометрические характеристики

       D                  - диаметрдрены;

       Dcal                        -расчетный диаметр дрены;

       Dcr                          -критический диаметр дрены;

       Dc                            - диаметрскважины;

       Dk                            -диаметр фильтровой трубы;

       Dt,int                       -внутренний диаметр фильтровой трубы;

       Dt,int              - внутренний диаметр водоподъемнойтрубы;

       Dт                - диаметртрубофильтра;

       Ds                            - диаметрфильтровой обсыпки;

       dd                 - глубиназаложения дрены (коллектора);

       dс                  - глубинаскважины;

       dw                 - глубинаводы в дрене;

       dw,c                         - глубинаводы в скважине;

       dh                             - заглублениедрены относительно верхней границы потока;

       dк                  - диаметр круглых водоприемныхотверстий фильтрового каркаса;

       bkd                           - ширинащели фильтрового каркаса;

       bd                 - ширинадрены по дну;

       b                   - расстояниемежду скважинами в ряду;

       Ud                 - смоченныйпериметр контура дрены (обсыпки);

       r                   - радиусдрены;

       rс                              - радиусскважины;

       R                  - радиусвлияния скважины;

       h                   - высотавсей водоносной толщи от водоупора;

       h1; h2; h3; h4   -высота соответственно первого, второго, третьего, четвертогослоев грунта;

       hd; hc            - высотаот водоупора до уровня воды соответственно в дрене, скважине;

       ha                 - мощностьактивного слоя почвы;

       hk                 - активнаямощность действия дренажа;

       hsw                - высота уровняподземных вод над водоупором;

       hwp                - высотакапиллярного поднятия;

       hs                  - глубинаподземных вод от поверхности земли;

       hs,cr               -критическая глубина;

       t                    - время;

       ts                   - толщина фильтровой обсыпки;

       j                    - количество;

       hк                 - скважность фильтровогокаркаса;

       id                  - уклондрены;

       i1; i2                       - уклонпотока подземных вод соответственно справа и слева от дрены в естественныхусловиях;

       ad                 - расстояниемежду дренами;

       a                   - расстояниемежду рядами скважин;

       H                  -превышение уровня подземных вод в междренье над уровнем воды в дрене(превышение уровня подземных вод посередине между скважинами над уровнем воды вних);

       Неq                          - превышениеуровня подземных вод при установившейся фильтрации;

       Hsl                           - начальноепревышение уровня подземных вод;

       Hd                 -превышение между геометрическим расположением дрен (приучете дренирующего действия коллекторов);

       Hinf               - превышениенапора в нижнем слое при напорном режиме;

       DH                -превышение напора в нижележащем горизонте над уровнем воды в дренах;

       Ht                 - требуемыйнапор для насосно-силового оборудования;

       Hp                            - развиваемыйнапор насосом;

       f; fc; fdc         -фильтрационное сопротивление дренажа, обусловленноегидродинамическим несовершенством дренажа по степени вскрытия водоносной толщи,соответственно горизонтального, вертикального, комбинированного;

       ; U            -фильтрационное сопротивление при напорном режиме;

       r                   - внешнее фильтрационноесопротивление скважины;

       Sd                 - понижение уровня подземныхвод над дреной;

       Sс                  - понижение уровня воды надскважиной;

       Sc,s                - статическое понижение уровняводы в скважине;

       Sc,d                - динамическое понижение уровняводы в скважине;

       lk                              -длина фильтра (каркаса);

       lb,1; lb,2          - длина участковосушительного действия дрены соответственно справа и слева от нее;

       lf                   -потери напора на трение по длине трубопровода и местныепотери в арматуре;

       x;y; z            - координаты.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 2

2. Основные положения расчета дренажа. 2

3. Горизонтальный дренаж.. 4

4. Вертикальный дренаж.. 6

5. Комбинированный дренаж.. 8

Приложение 1 Пределы регулирования водно-солевого режима почв на орошаемых землях. 9

Приложение 2 Водно-солевой баланс орошаемых земель. 9

Приложение 3 Расчет водного режима. 14

Приложение 4 Расчет солевого режима. 18

Приложение 5 Прогноз минерализации дренажного стока. 25

Приложение 6 Расчет фильтровой обсыпки горизонтального дренажа. 26

Приложение 7 Расчет трубофильтров и проектирование фильтров из искусственных материалов. 31

Приложение 8 Расчет горизонтального систематического дренажа. 36

Приложение 9 Расчет береговых дрен. 44

Приложение 10 Расчет головных дрен. 47

Приложение 11 Расчет дренирующего действия коллекторов. 48

Приложение 12 Расчет вертикального дренажа. 52

Приложение 13 Расчет фильтровой обсыпки для скважин вертикального дренажа. 62

Приложение 14 Насосно-силовое оборудование для скважин вертикального дренажа. 65

Приложение 15 Расчет комбинированного дренажа. 68

Приложение 16 Основные буквенные обозначения. 71

 

26
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.