Прогноз змін гідрогеологічної ситуації на масиві зрошення

Мережі на зрошувальній системі

Проектування і розрахунок колекторно-дренажної

Вихідні дані:

- рівень ґрунтових вод – 4.5м;

- товщина шару грунту:

o перший – Н=8,0м, к₁=0,45 м/доб;

- напір над дреною – 0,55м;

- висота капілярного підняття – 0,95м;

- коефіцієнт водовіддачі – 0,095;

- процент витрат води на перетік у ГВ:

o від поливу – 15%;

o від опадів – 15%;

- середньозважена зрошувальна норма М=3400 м³/га;

- кількість опадів за вегетаційний період Р=2300 м³/га, за рік- 4800м³/га.

- об’ємна маса ґрунту – 1,29 т/м³;

- вихідна вологість – 25,5%;

- вологість, що відповідає НВ – 28%.

Основною причиною засолення і заболочення земель на зрошувальних територіях є порушення природної рівноваги між об’ємом води, який надходить на дану територію, і об’ємом води, який відводиться до будівництва системи.

Зміну гідромеліоративного стану на зрошувальному масиві можна оцінити на основі рівняння водного балансу, яке розраховується щорічно і має наступний вигляд:

V_tot= αP + α₁M_св +Ф = 0,15*4800+0,15*3400+464=1694, м³/га;

де V_tot – показник водного балансу;

Р – опади;

М_св – середньозважена поливна норма;

Ф – фільтрація води з каналів;

α – коефіцієнт, який враховує частину опадів, що профільтрувалась в нижній горизонт;

α₁ – коефіцієнт, що враховує перетікання частини зрошувальної води в ґрунтові води.

Ф= М_св (1-η)/ η = 3400(1-0,88)/0,88=464, м³/га;

де η=0,88 – коефіцієнт корисної дії мережі.

Об'єм води, який надійде в води протягом року розраховується за формулою:

ΔW_гр. = V_tot – (W_нв –W_вих) = V_tot- W_нв+ W_вих=1694+3290-3612=1372, м³/га.

де W_нв – запас води, який відповідає найменшій вологоємності;

W_вих – вихідний запас вологи.

Запаси вологості ґрунту розраховуються за формулами:

W_нв = 100 γ h_a β_нв = 100*1,29*1,0*25,5 = 3290, м³/га;

W_вих = 100 γ h_a β_вих = 100*1,29*1,0*28 = 3612, м³/га;

де γ – обємна маса;

h_a=1,0 – товщина активного шару ґрунту;

β_нв, β_вих – відповідно вологість, що відповідає найменшій вологоємності ґрунту, і вихідна вологість.

Встановлюємо величину підйому рівня ґрунтових вод за рік:

Δh_р= ΔW_гр. /(10000δ) = 1372/(10000*0,095) = 1,44, м.

де δ – коефіцієнт водовіддачі грунту.

Визначаємо критичну глибину залягання рівня ґрунтових вод. Схема для визначення критичної глибини наведена на рис 4.1.

h_a h_cr

Н_гв h_s

h_wp

Δh

Рис. 4.1. Схема для визначення критичної глибини залягання ґрунтової води.

h_cr = h_a+ h_wp+ h_s= 0,95+1,0+0,2=2,15, м.

де h_wp – висота капілярного підняття, м;

h_s = 0,2 – запас, м.

Встановлюємо тривалість підйому рівня ґрунтових вод до критичної глибини:

t = Δh/ Δh_р=(Н_гв- h_cr)/ Δh_р = (8,0-2,15)/1,44=4р.

де Δh – максимально можлива величина підняття рівня ґрунтових вод, м.

В зв’язку з тим, що тривалість підйому рівня ґрунтових вод до критичної глибини менше 10 м, то дренаж треба проектувати та влаштовувати при будівництві зрошувальної мережі.

4.2. Визначення параметрів закладання дренажу

Глибина закладання дрен повинна забезпечити критичну глибину по середині міждренної відстані і визначається, виходячи з рис. 4.2., за формулою:

d_d = h_cr + H + d_w = 2,15+0,55+0,07=2,77, м.

де Н – напір над дреною;

d_w =0,07м – глибина наповнення дрени.

h_cr

d_d

Н

d_w

Рис. 4.2. Схема визначення глибини закладання дрен.

Відстань між дренами визначається з рис. 4.3. за формулою:

а _d = 4(√TH/2q + f² – f), м

де q – інтенсивність інфільтраційного живлення, м/доб;

f – фільтраційний опір, що викликаний недосконалістю дренажу;

потужність волосного горизонту:

м.

товщина горизонту, м;

«критична» глибина, м.

Фільтраційний опір визначаємо за формулою:

, м.

m – половина напору над дренами:

m = Н/2 = 0,55/2 = 0,275, м;

r=D/2=0,43/2=0,215 – радіус дрени, м.

D=0,13+2*0,15=0,43 – діаметр дрени з обсипкою, м;

q= ΔW_{гр.(вег)}/1000t = 1316/10000*140=0,00094, м/доб.

де t=140, діб – тривалість вегетаційного періоду;

ΔW_{гр.(вег)} – об'єм води, який надходить в дрену за вегетаційний період, м³га, визначається за формулою:

ΔW_{гр.(вег)}=αР_вег + α₁М_св+Ф+ W_вих- W_нв=

= 0,15*2300+0,15*3400+464+32,90-36,12=1316, м³га.

Де частина опадів, що надійшла в грунтові води за вегетаційний період, м³/га;

частина водозабору, яка йде на підживлення грунтових вод, м³/га;

відповідно вихідний запас вологи в активному шарі грунту на початок вегетаційного періоду та запас вологи, що відповідає найменшій вологоємкості, м³/га;

Т-провідність водного шару, визначається за формулою:

м²/добу;

коефіцієнт фільтрації водоносного шару, м/добу.

Загальні фільтраційні витрати:

м.

Тоді відстань між дренами буде дорівнювати:

а _d = 4(√2,51*0,55/(2*0,00094)+6,2² - 6,2)=86,4, м.

Приймаємо, що дрени будуть розміщені на плані через 80, м.

Рис. 4.3. Схема для визначення параметрів закладання дренажу

Дата добавления: 2015-08-31