animateMainmenucolor
activeMenucolor
Обратная связь
Маты для водяного теплого пола Дренаж Казань
Главная / Статьи / Способы дренирования / Трубчатый дренаж / Расстояние между дренами / Расстояние между дренами в почвах, заболоченных грунтовыми водами

Расстояние между дренами в почвах, заболоченных грунтовыми водами

Расстояния между дренами повсеместно сравнительно точно рассчитывают на основе теоретических представлений о течении воды. Последнее происходит чаще всего по законам стационарного (равномерного) движения (приток - отток).

В исключительных случаях целесообразно рассчитывать расстояние между дренами по законам неравномерного течения, например, для орошаемых территорий при понижающемся зеркале грунтовых вод.

Здесь рекомендуются способы, которые оправдали себя, на практике при определении расстояний между дренами на почвах грунтового питания. При расчетах необходимо учитывать причину переувлажнения почвы (напорные грунтовые воды, верховодка, орошение), с одной стороны, и водопроницаемость почвы - с другой.

Подробно освещается определение расстояний между осушительными каналами и дренами по критериям осушения и гидрологии почв с помощью номограмм. Приведены подробные сведения для практических работников в области дренажа, а также многочисленные примеры.

На сложенных торфами болотах в результате осушения происходит осадка торфа и снижается водопроницаемость, что необходимо учитывать при определении расстояний между дренами.

Расчет расстояний между дренами целесообразен только для достаточно водопроницаемых (kj≧0,06 м/сут) однослойных или двуслойных почв грунтового заболачивания.

Грунтовый поток между параллельными дренами (см. рис. 39-41) может быть с достаточным приближением дифференцирован на вертикальные, горизонтальные и радиальные составляющие (рис. 60) с соответствующими сопротивлениями течению.

Рис. 60. Вертикальные, горизонтальные и радиальные компоненты течения в водопроницаемой почве над водонепроницаемым слоем: 1 - радиальное течение; 2 - вертикальное течение; 3 - горизонтальное течение.

Радиальное сопротивление течению возникает в результате сближения линий тока возле дренажной трубы.

Так как вертикальное сопротивление обычно бывает незначительным, то расстояние между дренами определяется преимущественно горизонтальным и радиальным сопротивлениями течению.

Величины горизонтального и радиального сопротивлений зависят от расположения водонепроницаемого слоя по отношению к дренам (см. рис. 43).

Формула Хугхаудта

Следует различать три случая

  1. Если дрены лежат непосредственно на водонепроницаемом слое или чуть выше этого слоя, то преобладает горизонтальное сопротивление, а радиальное сопротивление незначительно, и им можно пренебречь.
  2. Если водонепроницаемый слой находится на большой глубине (более ¼ расстояния между дренами), то радиальное сопротивление оказывает большое влияние, а горизонтальным сопротивлением можно пренебречь.

    Формулы расстояний между дренами для обоих случаев, а также составленная по ним номограмма просты.

  3. Если глубина залегания водонепроницаемого слоя ниже дна дрены составляет менее ¼ расстояния между дренами, то радиальное сопротивление нельзя не учитывать. При учете только горизонтального сопротивления расчетные расстояния между дренами могут оказаться слишком большими.

Для всех трех случаев Хугхаудт дает практическое решение с помощью следующей формулы (рис. 61):

Рис. 61. Схема к формуле расчета расстояний между дренами: 1 - естественный уровень грунтовых вод; 2 - водонепроницаемый слой.

где а - расстояние между дренами, м; kf1 - коэффициент фильтрации слоя почвы, расположенного выше дрены, м/сут; kƒ2 - коэффициент фильтрации слоя, расположенного ниже дрены, м/сут; d - фактор, м [эквивалентная толщина водоносного слоя почвы ниже оси дренажной трубы в зависимости от а (см. табл. 25). Фактор d приведен в номограмме (рис. 62)];

D - расстояние от дрены до водоупорного слоя, м; h - допустимая высота зеркала грунтовых вод над дреной, м; t - глубина заложения дрены, м; f - допустимая глубина зеркала грунтовых вод от поверхности, м (обычно 0,5 м): s - максимальное количество отводимой воды атмосферных осадков, м/сут; r - эффективный внешний радиус дренажной трубы, м.

Первая часть формулы соответствует режиму грунтового потока на участке ниже дрены, вторая - режиму грунтового потока на участке выше дрены.

Расстояние между дренами может быть определено двумя способами:

  • аналитически (методом приближения в процессе подбора и сравнения) с помощью таблицы 25
  • графически с помощью номограммы (рис. 62).

Таблица 25. Фактор d (м) для расчета расстояний между дренами без номограммы

D, м

Фактор d для расстояния между дренами, м

5

7,5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,5

0,47

0,48

0,49

0,49

0,49

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50

0,75

0,6

0,66

0,69

0,71

0,73

0,74

0,75

0,75

0,75

0,76

0,76

1

0,67

0,75

0,80

0,86

0,89

0,91

0,93

0,94

0,96

0,96

0,96

1,25

0,7

0,82

0,89

1,00

1,05

1,09

1,12

1,13

1,14

1,14

1,15

1,5

0,71

0,88

0,97

1,11

1,19

1,25

1,28

1,31

1,34

1,35

1,36

1,75

0,71

0,91

1,02

1,20

1,30

1,39

1,45

1,49

1,52

1,55

1,57

2

0,71

0,93

1,08

1,28

1,41

1,50

1,57

1,62

1,66

1,70

1,72

2,5

0,71

0,93

1,14

1,38

1,57

1,69

1,79

1,87

1,94

1,99

2,02

3

0,71

0,93

1,14

1,45

1,67

1,83

1,87

2,08

2,16

2,23

2,29

3,5

0,71

0,93

1,14

1,50

1,75

1,93

2,11

2,24

2,35

2,45

2,54

4

0,71

0,93

1,14

1,53

1,81

2,02

2,22

2,37

2,51

2,62

2,71

5

0,71

0,93

1,14

1,53

1,88

2.15

2,38

2,58

2,75

2,89

3,02

0,71

0,93

1,14

1,53

1,89

2,24

2,58

2,91

3,24

3,56

3,88

Поскольку выбор эффективного внешнего радиуса дренажных труб незначительно влияет на расстояния между дренами, то таблица, составленная для r = 0 1. действительна для всех радиусов. Промежуточные значения надо округлять, соответственно увеличивая или уменьшая их.

Рис. 62. Номограмма для определения расстояний между дренами на почвах, заболоченных грунтовыми водами.

С помощью номограммы (рис. 62) можно довольно точно определить расстояние между дренами. Кроме того, такое определение характеризуется двумя преимуществами:

  • быстротой расчета
  • быстрой оценкой относительной эффективности тех факторов, которые влияют на расстояния между дренами.

Вспомогательные величины к номограмме определения расстояния между дренами (8 h/q - 4 h2/q).

h, м

q, мм/сут

5

7

9

10

17

0,1

160-8

115-6

92-5

80-4

46-3

0,2

320-32

230-23

185-19

160-16

92-9

0,3

480-72

345-52

280-42

240-36

140-21

0,4

640-128

455-92

370-74

320-64

185-37

0,5

800-200

570-145

465-115

400-100

230-58

0,6

960-290

680-205

560-170

480—145

280-85

0,7

1120-390

800-280

650-225

560-195

325-115

0,8

1280-510

920-365

740-295

640-255

370-150

0,9

1440-650

1030-465

840-375

720-325

420--190

1,0

1600-800

1140-570

920-460

800-400

460-230

л/с • га

0,6

0,8

1,0

1,2

2,0

Формула Эрнста

Если в двуслойной почве трубчатый дренаж уложен в верхнем слое (рис. 63, г), то для определения междренных расстояний применяется только формула Эрнста (рис. 64)

Рис. 63. Расположение дрен относительно поверхности соприкосновения двух слоев почвы: а - гомогенная почва; б-г - двухслойная почва; для почв а-в - пригодны формулы Хугхаудта и Эрнста, для почвы г - формула Эрнста.

Рис. 64. Схема расчета расстояний между дренами в двухслойной почве при залегании границы между слоями ниже дрены.

В этом сложном случае важно учесть радиальное сопротивление. Для определения междренных расстояний следует использовать номограммы (рис. 65 и 66).

Примечание. Опытные данные показывают, что положение водонепроницаемого слоя D и значение К2 существенно влияют на расстояние между дренами, а водопроницаемость слоя почвы, расположенного выше дрены, оказывает незначительное влияние на расстояние между дренами. Поэтому достаточно оценки плотных горизонтов. Однако в других случаях (когда D и К2 малы, a h и К1 велики) показатель К1 имеет большое значение.

Если измеренные в поле значения К сильно колеблются (особенно если они случайны и не фиксируются по почвенно-гидрологическим разностям при картировании), то возникает вопрос: в каких пределах и каким образом колеблющиеся значения К могут быть усреднены?

Для определенного объекта дренажа с постоянными значениями q и h расстояние между дренами должно быть получено с помощью комбинаций К1, К2 и D. Средние значения К2 соответствуют средним показателям только в тех случаях, когда практически нет разницы между соответствующими значениями К1 и D.

Рис. 65. Номограмма для решения уравнения расстояний между дренами по рисунку 64.

Рис. 66. Номограмма коэффициента с для определения радиальных сопротивлений течению Wr в номограмме, представленной на рисунке 65. Изменение гранулометрического состава почвы под дреной. U - смоченный периметр ( = πr).

Установить расстояние между дренами для каждого пункта дренируемой территории нетрудно, потому что 8h/q и h2/q являются постоянными величинами и можно использовать счетную линейку и номограмму.

Результирующие значения а можно усреднять группами. В большинстве случаев получают различные расстояния между дренами в рамках одного проекта.

На основании опыта строительства и эксплуатации дренажа рекомендуется на одном участке (поле) придерживаться единого расстояния между дренами.

Специалисты компании ООО "ЕРГ Групп" помогут выбрать и установить дренажную систему, которая подойдет именно для Вашего земельного участка. Если Вы хотите получить качественно выполненный дренаж, звоните нам: +7 (917) 2928 83 83 или пишите на эл. почту: erg_group@mail.ru.