Осушение земель при атмосферном водном питании

Осушение (дренаж) земель при атмосферном водном питании производится методом ускорения поверхностного стока. Регулирующая сеть при этом выполняется в виде закрытых собирателей, расположенных под острым углом к горизонталям поверхности земли (рис. 3.12). Это делается для того, чтобы, во-первых, уменьшить длину добегания воды по поверхности земли и, во-вторых, уменьшить степень концентрации поверхностного стока. Если к объекту примыкают угодья, в которых процесс весеннего таяния снега затягивается (лесные и лесопарковые массивы насаждений, куртины деревьев и кустарников, плантации плодовых и т.д.), то осушаемый объект необходимо оградить одним или несколькими нагорными каналами. Регулирующая сеть в виде закрытых собирателей впадает в коллекторы под прямым или почти прямым углом.

Время отвода избыточных вод с поверхности или из обрабатываемого слоя почвы зависит от характера используемой территории, вида культурных растений и допустимой продолжительности затопления и подтопления территории объекта.

Принцип действия регулирующей сети по отводу поверхностных вод состоит в следующем. От верха водосбора с естественной поверхностью вода тонким слоем стекает к низу по условному пути, равному S со скоростью v, м/с, которая с известным приближением и допущением может быть определена по формуле Шези:

Схема осушительной сети при атмосферном типе водного питания; осушение закрытыми собирателями (по Е. С. Маркову)

Рис. 3.12. Схема осушительной сети при атмосферном типе водного питания; осушение закрытыми собирателями (по Е. С. Маркову):

  • 1 — магистральный канал; 2 — коллектор; 3 — закрытые собиратели; 4 — нагорный канал; 5 — лес;
  • 6 — водоприемник

где С — скоростной коэффициент, который при малом варьировании слоя воды будет зависеть только от коэффициента шероховатости л; у — средняя толщина слоя воды, м (гидравлический радиус R ~ у); I — средний уклон поверхности земли.

При больших значениях п коэффициент С, а также скорость движения воды будут небольшими, что замедлит отток поверхностных вод.

С одной стороны, среднее нормативное время освобождения поверхности почвы от избытка воды / составит 1 ...3 сут. С другой стороны, величина /» S/v. Тогда при / = 1 сут длина пути S будет равна у, т.е. скорости с?екания, выраженной в м/сут. При других значениях / изменится и длина пути, или расстояние между закрытыми собирателями.

Рядом исследователей произведены расчеты открытой сети по ускорению поверхностного стока[1]. Получено конечное уравнение на основании решения линейного дифференциального уравнения в частных производных первого порядка:

где L — расстояние между открытыми собирателями, м; / — уклон поверхности земли; п — коэффициент шероховатости поверхности; о — условный коэффициент стока; И — слой осадков, мм; т — коэффициент, определяемый по формуле х = Т/Т Т — нормативное время отвода поверхностных вод, ч. Слой осадков определяют по формуле

где Р— интенсивность выпадения осадков, мм/ч; Т — время выпадения осадков, ч.

Неизвестным остается условный коэффициент стока. При уклоне поверхности земли менее 0,01 условный коэффициент стока можно принять:

для суспесей и легких суглинков........................................0,15...0,25

для суглинков.......................................................................0,20...0,30

для тяжелых суглинков и глин...........................................0,25...0,40

Меньшие значения коэффициента стока относятся к летнему периоду, большие — к осеннему. В весенний период при мерзлой почве коэффициент стока изменяется от 0,70 до 0,95. Указанное уравнение было выведено из условия поступления воды в открытые собиратели. Характер поступления поверхностного стока в открытые и закрытые собиратели различен, так как траншейная засыпка имеет фильтрационное сопротивление.

Среднюю интенсивность отвода через обрабатываемый слой qy м/сут, определяют по формуле

где ц — коэффициент водоотдачи обрабатываемого слоя; А, — мощность обрабатываемого слоя, м; /— нормативное время отвода гравитационной воды из обрабатываемого слоя, сут; е — интенсивность испарения из обрабатываемого слоя, м/сут.

Нормативное время отвода гравитационной воды из обрабатываемого слоя /, сут, определяют по формуле

где В — расстояние между закрытыми собирателями, м; х — угол наклона поверхности земли, рад; Лг, — коэффициент фильтрации обрабатываемого слоя, м/сут; q2 ~ интенсивность поступления воды в закрытый собиратель из подпахотного слоя, м/сут.

Угол наклона поверхности земли х, рад, определяют по формуле

где А, — мощность обрабатываемого слоя, м.

Интенсивность поступления воды в закрытый собиратель из подпахотного слоя 02> м/сут, определяют по формуле

где *2 — коэффициент фильтрации подпахотного слоя, м/сут; h2 мощность подпахотного слоя, м.

В этих формулах отсутствует оценка влияния водопроницаемости засыпки. Для такой оценю! было предложено условие

где *3 — коэффициент фильтрации засыпки, м/сут; Ь — ширина траншеи, м.

Приведем пример, когда ширина траншеи составляет 0,5 м, а мощность обрабатываемого слоя составляет 0,25 м. Коэффициент фильтрации засыпки должен составлять *3? 0,74*h а при уменьшении ширины траншеи до 0,1 м *3> 1,85*,. Отсюда наглядно видна роль ширины дренажных траншей и водопроницаемость засыпки.

  • [1] В свое время такие работы выполнены А. Н. Костя ковы м, А.Д. Брудастовым, А.Д.Дубахоми др. Олно из последних решений было предложено С. Ф. Аверьяновым. Дтя характеристикиработы закрытых собирателей на тяжелых почвах в двухслойной среде можно воспользоватьсясхемой, предложенной Х.А.Писарьковым и уточненной С.Ф.Аверьяновым и К.А.Мяги.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >