Определение расстояний между дренами

Основным методом для расчета расстояния между дренами является время от конца схода паводковых вод до начала весенних работ. Для этого необходимо знать отношение расстояния между дренами и от дрен до водоупора, коэффициент фильтрации водовмещающей толщи, напор над дренами и приток воды к ним.

Расстояние между дренами определяется по формуле (Аверьянов, 1982):

где: В – расстояние между дренами, м;

Н_д – среднее превышение уровня грунтовых вод между дренами над уровнем воды в дрене, м;

К_ф – коэффициент фильтрации, м/сут.;

q – приток воды к дрене, м/сут.;

S – расстояние от дрены до водоупора, м;

а – коэффициент, учитывающий степень несовершенства дрены по отношению к фильтрационному потоку (в среднем 0,2).

При условии устройства дрен на водоупоре (при S=0), используют формулу Ротэ:

Среднее превышение уровня грунтовых вод между дренами над уровнем воды в дрене, определяется по формуле:

где: Н_д – среднее превышение уровня грунтовых вод между дренами над уровнем воды в дрене, м;

b – средняя глубина заложения дрен, м;

а – норма осушения, м.

 

Определение диаметра дрен

Диаметры дрен, работающих в режиме осушения, на практике принимаются равными 5 см. Гидравлический расчет их проводят с целью проверки пропускной способности для принятых уклонов и расстояния между ними.

Чтобы определить расход пропускаемый дреной, на плане определяют минимальный уклон дрены. Зная уклон и диаметр (по приложению 2), находят расход дрены Q_д.

Расход, поступающий из осушаемого слоя в дрену, Q_д.п. (л/с) определяют по формуле:

где: q_max – максимальный модуль дренажного стока за расчетный период, л/с/га;

ω – площадь, осушаемая дреной, га.

Максимальный модуль дренажного стока определяют по формуле:

q_max = 116 q

где: q – приток воды к дрене в весенний период, м/сут.

Площадь, осушаемая дреной, определяется по формуле:

где: l _д – длина дрен, м;

В – расстояние между дренами, м;

ω – осушаемая дреной площадь, га.

Если Q_д больше или равняется Q_д.п., то принятые диаметр и расстояния между ними достаточны для своевременного отвода избыточных вод.

Пример: Определить приток воды к дрене, ее пропускную способность и диаметр дрены.

Дано: i = 0,002; В=15 м; l =150 м; q=0,0068 м/сут.

Принимаем внутренний диаметр дрены 5 см. Тогда по приложению 2, при уклоне дрены 0,002 и внутреннем диаметре ее 5 см находим расход (пропускную способность дрены), который может пропустить дрена, Q_д=0,39л/с.

Площадь, осушаемую дреной, определяем по формуле:

 

Максимальный модуль дренажного стока находим по формуле:

q_max = 116 q =116·0,0068=0,79 л/с с га

 

Приток воды к дрене вычисляем по формуле:

Сравнивая значения пропускной способности дрены (Q_д) и притока воды к дрене с осушаемой площади (Q_д.п.) видим, что пропускная способность дрены (0,39 л/с) больше притока воды к ней (0,178 л/с), следовательно принятый диаметр дрены 5 см, обеспечит своевременный отвод воды из расчетного слоя почвы.

В том случае, если при расчетах пропускная способность дрены будет меньше притока воды к дрене, диаметр дрены увеличивают, и расчеты производят вновь.

 

Задание по разделу:

1. Опишите, какие виды дренажа наиболее пригодны для минеральных почв, и какие – для торфяных почв, устройство и технологию строительства дренажей.

2. Произвести расчеты параметров закрытого дренажа.

Дано: а – норма осушения – 0,6 м;

h – прогиб кривой депрессии – 0,3 м;

d_B – внешний диаметр дрены – 0,07 м;

Δ – осадка осушаемого участка – 0,1.

b_min – минимальная глубина заложения дрены – 1,0 м.

m_c – расчетный слой воды, заданной обеспеченности, который отводится за расчетный период – 0,068 м;

Т – время, за которое должен быть отведен слой воды (m_c) – 10сут;

К_ф – коэффициент фильтрации грунта, в который уложены дрены – 0,1 м/сут;

i – уклон поверхности грунтовых вод – 0,005;

S – расстояния от дрены до водоупора – 10 м;

α – коэффициент, учитывающий степень несовершенства дрены по отношению к фильтрационному потоку – 0,2;

l _д – длина дрен – 150 м.

Определить:

1. Глубину заложения дрен

2. Приток воды к дрене

3. Расстояние между дренами

4. Расход воды, поступающей из осушаемого слоя почвы в дрену

5. Максимальный модуль дренажного стока

6. Площадь дренажного осушения

7. Диаметр дренажных труб