Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Технические средства рассоления.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Дренажные и оросительные системы следует рассматривать как единый комплекс, направленный на коренное улучшение и сохранение оптимального водно-солевого режима. Основное назначение дренажа - создание условий для понижения уровня грунтовых вод, устойчивого опреснения засоленных земель путем проведения промывок и поддержания водно-солевого режима почвогрунтов, исключающего реставрацию засоления в период эксплуатации оросительной системы. Дренаж на орошаемых землях - это комплекс гидротехнических сооружений (дрен, коллекторов, насосных станций), предназначенных для сбора и отвода почвенных и грунтовых вод. Типы дренажа. При мелиорации засоленных земель на оросительных системах применяют горизонтальный, вертикальный и комбинированный дренаж. Горизонтальный дренаж может быть открытый и закрытый. Открытый дренаж состоит из глубоких каналов, проходящих в выемках, а закрытый - из труб, проложенных на определенной глубине, которые принимают почвенные и грунтовые воды и транспортируют их с помощью коллекторов в водоприемники. В зависимости от назначения и расположения дрен на орошаемой территории дренаж бывает систематический, выборочный, ловчий и береговой. Систематический дренаж представляет собой систему открытых или закрытых горизонтальных дрен, расположенных равномерно по орошаемой площади. Выборочный дренаж - это система дрен, предназначенных для дренирования отдельных, в основном пониженных, орошаемых участков. Ловчий головной дренаж перехватывает и отводит поверхностный и грунтовый поток, поступающий на орошаемую территорию. Береговой дренаж предназначен для перехвата подземного потока со стороны реки или водохранилища с целью предупреждения подтопления орошаемой территории. При определении глубины закладки дрен закрытого горизонтального дренажа исходят из условия, что уровни грунтовых вод в середине междренья в течение вегетационного периода должны находиться на глубине не меньше критической (рис. 2.63). Закрытые дрены делают из гончарных труб длиной 33 см и диаметром 50...150 мм, керамических длиной 70 см, асбесто-цементных безнапорных длиной 4м, бетонных и железобетонных безнапорных труб, а также труб из различных полимеров - полиэтилена, полихлорвинила, поливинилхлорида. В гончарные, керамические и бетонные трубы длиной до 70 см вода поступает через зазоры в стыках. При длине труб >70 см устраивают дополнительную перфорацию в виде щелей или круглых отверстий, суммарная площадь которых составляет 0,5% поверхности трубы. Ширина щелей 3... 7 мм, а диаметр отверстий 5... 10 мм. Наибольшее распространение получили гончарные, керамические и асбестоцементные трубы. Пластмассовые трубы выпускают гладкостенные и гофрированные диаметром 50...100 мм и длиной 5...300 м с перфорацией в виде продольных щелей или круглых отверстий. В последние годы начали применять гибкие витые дренажные трубы из жесткого поливинилхлорида диаметром 100 мм.
На рис. 2.64 приведены гибкие витые дренажные трубы из поливинилхлорида. Вода в полость такой трубы поступает через спиральные зазоры между смежными витками полосы.
Рис. 2.64 - Витая дренажная труба
Минимальные уклоны открытых дрен принимают 0,0005, а закрытых - - 0,001... 0,002. Стыки трубок обсыпают щебнем, гравием или песчано-гравийными смесями, создавая фильтр. В качестве дренажных фильтров применяют также маты из стекловаты и базальтового волокна, стеклохолст, техническую марлю и стеклосетку. Основной параметр при расчете дрен – расстояние между дренами. Для расчета расстояний между дренами в однородных грунтах используют уравнение С. Ф. Аверьянова (рис. 2.65, а) (2.68) где L - расстояние между дренами, м; - коэффициент фильтрации, м/сут; H - остаточная глубина залегания грунтовых вод в середине междренья, м; Т - расстояние от горизонта воды в дрене до водоупора, м; q - интенсивность инфильтрации, м/сут; α - коэффициент висячести дрены
При глубине закладки дрен 3 м и глубоком залегании водоупора (20...30м) расстояние между дренами находится в пределах от 200 м (для тяжелых грунтов) до 500...600 м (для легких грунтов). При определении расстояния между дренами, заложенными в слоистых грунтах можно использовать формулу В. М. Шестакова (рис. 2.65, б) (2.69) где L - расстояние между дренами, м; - расчетная длина зоны деформации несовершенного дренажа, м; Т - суммарная проводимость водоносного пласта у дрены, м2/сут; - расчетная величина инфильтрационного бугра, м; W - интенсивность инфильтрации, м/сут.
В случае, когда дрены заложены в однородных грунтах, подстилаемых напорным пластом (рис. 2.65, в), расстояние между дренами определяют по формуле С. Ф. Аверьянова (2.70) (2.71) где В - расстояние между дренами, м; Т - глубина залегания водоносного пласта, считая от горизонта воды в дренах, м; - напор в водоносном пласте над горизонтом воды в дренах, м; - превышение поверхности грунтовых вод между дренами над верхом дрены, м; - интенсивность инфильтрационного питания, м/сут; - коэффициент фильтрации грунта, в котором заложен дренаж, м/сут. Рис. 2.65 - Расчетные схемы для определения расстояний между дренами: а - однородные грунты; б - слоистые грунты; в - однородные грунты, подстилаемые напорным пластом; 1 - уровень грунтовых вод; 2 - дрена; 3- поверхность водоупора
Гидравлический расчет коллекторно-дренажной сети проводят на пропуск нормального и максимального расходов. Расчетные расходы дрен и коллектора их диаметры и скорости движения воды определяют гидравлическим расчетом по формуле равномерного движения воды при безнапорном режиме на пропуск нормального расхода при полном наполнении дрены. Расход (Q) дрены и коллектора нормальный или максимальный: Q = qωдр (2.72) где q: qСР или qM - или среднее или максимальное значение модуля дренажного стока, соответственно, за вегетационный период, л/с с 1 га; - площадь, обслуживаемая дреной, га. Модуль дренажного стока принимают следующим: для суглинистых грунтов - 0,24...0,45 л/с с 1 га; песчаных - 0,28...0,7 л/с с 1 га. Скорость движения воды в дренах принимается в пределах 0,3...1,2 м/с. Гидравлический расчет трубчатых дрен и коллекторов при полном их наполнении производят по формулам ; (2.73)
(2.74) где Q - расход дрены или коллектора, м3/с; d - внутренний диаметр, м; v - скорость движения воды, м/с; i - гидравлический уклон; с - коэффициент Шези, принимаемый в зависимости от диаметра и коэффициента шероховатости дрен и коллекторов. Скорость движения воды в трубчатых дренах и коллекторах принимают в пределах 0,15...1 м/с. Гидравлический расчет открытых коллекторов заключается в определении ширины по дну, заложения откосов, глубины наполнения, уклона, скорости движения воды. На основании гидравлического расчета строят продольные профили дрен и коллекторов. Особенности применения вертикального дренажа при рассолении почв. Вертикальный дренаж применяют в том случае, когда под верхней толщей почвогрунтов, характеризующихся небольшим значением коэффициента фильтрации, залегают породы с большой водопроницаемостью. Вертикальный дренаж предназначен для откачки и отвода подземных вод буровыми скважинами-колодцами диаметром 30...70 см, глубиной 20...150 м, закрепленными обсадными трубами с отверстиями для поступления воды (рис. 2.66). Вследствие откачки воды насосами уровень грунтовых вод понижается, образуя воронку диаметром 2 R. Вертикальный дренаж по сравнению с горизонтальным имеет ряд преимуществ: возможно глубокое понижение уровня грунтовых вод, потери полезной площади незначительные, дренажные воды можно использовать для орошения. Основные недостатки: потребность в электроэнергии, насосно-силовом оборудовании, значительные эксплуатационные расходы. Рис. 2.66 - Схема понижения уровня грунтовых вод вертикальным дренажем: 1 и 2 - уровень грунтовых вод до и после откачки; 3 - скважины; R - радиус действия скважины
Поэтому вид дренажа (горизонтальный или вертикальный) определяют на основании технико-экономического сравнения различных вариантов. Различают систематический, выборочный, ловчий и береговой вертикальный дренажи. При систематическом дренаже скважины размещают сравнительно равномерно по всей дренируемой площади, учитывая границы севооборота, удобство отвода или использования откачиваемых вод. При выборочном дренаже скважины размещают на неблагоприятных по природным условиям участках орошения. Ловчий дренаж в виде одного или нескольких рядов скважин, расположенных по фронту грунтового потока, применяют для перехвата грунтовых вод. Береговой вертикальный дренаж также представляет собой ряд скважин, размещенных вдоль реки или водохранилища, предназначенных для защиты орошаемой территории от подтопления. По конструктивным особенностям различают: вертикальный дренаж, состоящий из самоизливающихся скважин; дренаж из скважин, оборудованных насосами для откачки подземных вод; дренаж из лучевых горизонтальных дрен, проложенных в хорошо проницаемых грунтах и объединенных одной вертикальной скважиной с водоподъемным оборудованием. В зависимости от конкретных гидрогеологических и почвенно-мелиора-тивных условий массива можно выделить три случая применения вертикального дренажа: 1) использование на орошение пресных напорных подземных вод с одновременным рассолением земель (рис. 2.67, а); 2) предотвращение подъема минерализованных грунтовых вод на землях нового орошения (рис. 2.67, б); 3) замена минерализованных грунтовых вод пресными фильтрационными (рис. 2.67, в). Рис. 2.67 - Принципиальные схемы применения вертикального дренажа (по Н. М. Решеткиной): а — использование на орошение пресных напорных подземных вод с одновременным рассолением земель; б — предотвращение подъема минерализованных грунтовых вод; в — замены минерализованных грунтовых вод пресными фильтрационными
При сильном засолении земель и слабой водопроницаемости почвогрунтов вертикальный дренаж применяют в сочетании с мелким открытым временным дренажем на период проведения капитальных промывок. Обычно одна скважина вертикального дренажа обслуживает 50...100 га, а дебит ее колеблется в пределах 30...200 л/с. Конструктивно скважина состоит из: водоприемной части, оборудованной фильтром; обсадной колонны, по которой транспортируется дренажная вода; насосно-силового оборудования. Выбор конструкции фильтра зависит от гранулометрического состава и мощности водоносного пласта, химического состава воды, дебита скважины, хозяйственного значения скважин, величины водозабора. Наиболее простую конструкцию фильтра - перфорированную трубу со щелевыми или круглыми отверстиями и редко обмотанной сеткой применяют в гравелисто-песчаных грунтах и крупнообломочных породах. В мелкозернистых грунтах, кроме перфорированной трубы, необходимы искусственные фильтры: гравийная засыпка, блочные пористые фильтры и др. Длина фильтра должна быть на 2...5 м меньше мощности дренируемого пласта и может достигать 40...45 м. При строительстве скважин применяют цельнотянутые стальные трубы. Скважины вертикального дренажа оборудуют установками с артезианскими и погружными насосами, реже эрлифтами. Насосные установки вертикального дренажа оснащают контрольно-измерительной аппаратурой, позволяющей замерять и фиксировать количество воды, поданное насосной установкой; количество электроэнергии, затраченное на подачу воды; уровень грунтовых вод и пьезометрического напора. Особенности комбинированных дренажей при рассолении почв. Комбинированный дренаж — это сочетание горизонтальных дрен с вертикальными разгрузочными скважинами. Устраивается в том случае, когда верхний слабопроницаемый слой мощностью до 15 м подстилается и подпитывается водоносным напорным горизонтом мощностью 10... 15 м с хорошей водопроницаемостью. Горизонтальные дрены обеспечивают понижение уровня грунтовых вод и отводят за пределы дренированной территории воду из скважин-усилителей (рис.2.68). Рис. 2.68 - Схема комбинированного дренажа: 1 - канал-дрена; 2 - скважина; 3 - водоприемная часть скважины; 4 - водоносный слой с напорными водами; 5 - депрессионная кривая
Наличие скважин-усилителей увеличивает расстояние между горизонтальными дренами до 250...350 м. Расстояние между скважинами принимают в пределах 50... 150 м и закрепляют их металлическими, асбестоцементными или пластмассовыми трубами. Для усиления действия комбинированного дренажа может быть использовано вакуумирование. Особенности вакуумных дренажей при рассолении почв. В районах речных долин, представляющих собой двухслойный пласт с верхним слоем суглинков небольшой мощности, применение глубоких горизонтальных или вертикальных дренажей становится неэкономичным или технически трудно-выполнимым. В этом случае целесообразно сооружать вакуумный дренаж. По принципу действия вакуумные дренажные системы подразделяют на системы вакуумирования грунтов и системы вакуумного водоотбора. Горизонтальный вакуумный дренаж устраивают так, как обычные системы горизонтального дренажа. Разница состоит в том, что сеть не имеет смотровых колодцев, а оборудована вакуумными колодцами, в которых создается разрежение вакуумным насосом (рис. 2.69). Дрены применяют асбестоцементные, пластмассовые и пористые. Стыки между трубами перекрываются муфтами. Перфорацию на трубах выполняют только в их нижней части. Вертикальный вакуумный дренаж представляет собой систему скважин или трубчатых колодцев объединенных коллектором, из которого раздельно откачивают воду и воздух. Рис. 2.69 - Схема горизонтального вакуумного дренажа: 1 - горизонтальные дрены; 2 - вакуумный насос; 3 - вакуумный колодец; 4 - всасывающая труба; 5 - центробежный насос
Основное достоинство вакуумного дренажа - увеличение интенсивности отвода грунтовых вод с мелиорируемых территорий и ускорение процесса промывки засоленных почв. Двухъярусный дренаж Для повышения эффективности действия промывки, достижения равномерного рассоления почв устраивают двухъярусный дренаж. Верхний ярус укладывают бестраншейным способом из пластмассовых труб на глубине 1,5...2 м, а нижним ярусом является постоянный закрытый дренаж, рассчитанный на нагрузку эксплуатационного периода. Нижний ярус интенсифицирует процесс промывки, выравнивает нисходящие скорости промывных токов и обеспечивает равномерное опреснение почвогрунтов. Дренаж верхнего яруса можно использовать в качестве закрытых оросителей в вегетационный период. Вода из оросителей идет на подпитывание зоны аэрации и частично на создание дренажного стока из дрен нижнего яруса. Опыт строительства двухъярусного дренажа накоплен в Узбекистане. Мобильный дренаж При промывке соли, находящиеся в почвогрунтах, обычно вымываются на большую глубину, а затем постепенно отводятся дренажем за пределы системы. Более эффективен такой дренаж, который мог бы перехватить солевой поток сверху во время промывки и сразу же отвести его за пределы участка. Такую задачу можно решить при помощи так называемого мобильного дренажа, разработанного в ТуркменНИИГиМ. За основу его конструкции принята вакуумная система вертикальных дрен. Комплект мобильного дренажа состоит из металлического собирателя, вертикальных дрен и самовысасывающего насоса. Все соединения делают быстроразъемными. Монтируется на подготовленном к промывке участке. Заполнив чеки водой, через специальный клапан заполняют и собиратель. Включенный насос создает в трубопроводах вакуум, и начинается отвод минерализованных вод с промывного участка. После завершения промывных поливов система мобильного дренажа демонтируется и перевозится на новый участок.
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 901; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.59.129.141 (0.013 с.) |