Сток. Факторы стока. Влияние осушенных земель на сток.

Сток. Факторы стока. Влияние осушенных земель на сток.

С. – движение воды по пов-ти зем­ли, а также в толще почв и горных пород в процессе круговорота ее в природе.

Делится на поверхностный, склоновый, почвенный, русловой и речной.

Факторы С.: Гидрогеология и геоморфология. В лияние на С. оказ сложение и состав слоев горных пород, глубина залегания водоносных и водоупорных горизон­тов, направление и величина их уклона. Величина и форма водосборной площади. При боль­ших водосборных площадях потеря воды на испарение и глубинную внутрипочвенную фильтрацию увеличивается. Это приводит к уменьшению С. На С. влияет и форма водо­сборной площади. Климатические факторы. А тмосферные осадки, темпер и влажн возд и темпер испаряющей пов-ти. Озерность и заболоченность водосборов. Озера воздей­ствуют на С. по двум направлениям: накапливая воду половодий и паводков и отдавая ее в межень. Болота аккумулируют С., поскольку моховая рас­тительность – мощный накопителем влаги. С. воды из болот происходит слабо. Растительность, Л есная подстилка обладает большой аккумуляционной емкостью и высокой фильтрационной способностью – лес поверхност­ный С. переводит в почвенный.

Водохранилища, аккумулируя воду периода полово­дий и паводков, позволяют обеспечивать подачу воды в реки по мере необходимости в маловодные периоды.

Устройство гончарного дренажа, порядок строительства. Защита дренажи от заиливания.

«дренаж» - осу­шение.

Трубки для гончарного дренажа изготавливают из хо­рошо обожженной глины. Трубки могут быть цилиндрической формы или граненые (шести- или восьмигранные). Цилиндрические трубки при­знаны лучшими, так как при укладке их в траншеи нет необходимости в подгонке граней, что повышает производительность труда и качество работ, особенно при механи­зированном строит-ве. Строительство дренажа начинается с рытья траншей(Т.) экскаваторами. Дно Т. тщательно нивели­руют.

Дренажные трубки укладывают в Т. вплотную одна к другой. Вода поступает в дрены через зазоры на стыках дренажных трубок. Во избежание заиления дрен зазоры между трубками обкладывают фильтрующим материалом - стеклотканью, стекловолокном, а при их отсутствии - сфагновым мхом.

При засыпке Т. дренажные трубки сначала за­сыпают вручную слоем грунта из верхних органогенных, влагоемких, пронизанных корнями растений горизонтов почвы, обладающих лучшей водопроницаемостью. Затем Т. засыпают грунтом. Для улучшения действия дренажа Т. за­сыпают крупным песком (фильтрующая засыпка).

Зоны увлажнения, обоснования их выделения, практическое значение.

Водоносный горизонт ограничен сверху и снизу слабо проницаемыми породами. Если водоносный горизонт имеет непроницаемое основание и свободную поверхность, он называется фреатическим или безнапорным. Слой пород, находящийся в пределах водоносного горизонта называется зоной насыщения, выше него расположена зона аэрации, хотя некоторые участки последней могут быть водонасыщенными. Вода в зоне аэрации называется подвешенной. Полоса, непосредственно примыкающая к зеркалу воды, называется капиллярной зоной или каймой. Влажность в каждой точке капиллярной зоны зависит от ее высоты над зеркалом воды.

Распределение влаги вблизи дневной поверхности не зависит от водоносного горизонта, если уровень воды в нем находится на достаточно большой глубине. Можно выделить еще две подзоны: а) подзону почвенной влаги с заметными суточными и сезонными колебаниями влажности, обусловленными атмосферными осадками, осушением, орошением, горизонтальным и вертикальным дренажем, испарением с поверхности почвы, транспирацией и т. д.; б) промежуточную зону между капиллярной каймой и зоной почвенной влаги, содержащую так называемую пелликулярную, или пленочную, воду. Благодаря инфильтрации или глубокому дренажу к этой воде временно добавляется гравитационная, которая позже стечет.

Зоны насыщения и аэрации находятся в пределах зоны пористости пород. На больших глубинах нет уже взаимно сообщающихся пор: это зона пластичности пород, содержащая преимущественно структурную воду.

Водоносный горизонт, ограниченный с кровли и подошвы относительно непроницаемыми породами и полностью или почти полностью насыщенный водой, находящейся под давлением выше атмосферного, называется напорным водоносным горизонтом. Если через относительно непроницаемые ограничивающие слои происходит значительный вертикальный переток воды, водоносный горизонт называют находящимся в условиях перетекания. Водоносный горизонт, через который происходит перетекание, называется слабо напорным.

Типы земляных плотин. Устройства для снижения фильтрации воды через плотины.

В виде насыпи поперек балки. В поперечном сечении – трапеция и состоит из: основания, гребня, откосов — мокрого (верхового) и сухого (низового). Уровень воды выше П. (в верхнем бьефе) устанавливается расчетом и называет­ся нормальным проектным горизонтом (НПГ).

П. бывают двух типов: однородные, или про­стые, устраиваемые на водонепроницаемом грунте (основа­нии); тело П. насыпают из слабоводопроницаемого грунта (обычно суглинка); неоднородные, или сложные, основанием которых служат водопроницаемые породы, а на глубине 2-3 м залегает водупорный грунт; тело П. сооружают из относительно водопроницаемого грунта (супеси, легкого суглинка); для предотвращения фильтра­ции через П. под ее основанием устраивают замок, ядро или экран.

Ширина гребня П. зависит от движения по П.. Если по П. автотранспорт не движется, то ширина гребня при высоте П. до 6 м - 3-4 м. Для проезжих П. ширина гребня зави­сит от класса дороги и должна составлять не менее 5-6 м. Проезжую часть П. укрепляют асфальтом и обору­дуют перилами.

Мокрые откосы в целях лучшей устойчивости следует укреплять каменной отмосткой или бетонными плитами.

В тело П. после заполнения пруда фильтруется вода; ее уровень должен быть ниже определенной линии, называемой кривой депрессии.. Кривая депрессии должна пересекать основание плоти­ны на расстоянии не менее 4 м от основания сухого откоса. Однородные П. устраивают из слабоводопрони­цаемых суглинистых. П. с ядром применяют в целях уменьшения фильтрации воды через плотину. Ядро устраивают из гли­ны, тяжелого суглинка или глинобетона. Нижняя часть ядра, выполняющая функции замка, врезается в водонепроницаемый грунт. Ядро сверху покры­вают слоем грунта не меньше глубины промерзания.

П. с пластичным экраном. Экраном называет­ся наклонно уложенный со стороны мокрого откоса в теле П. слой материала из мятой глины, тяжелого су­глинка или полиэтиленовой пленки. П. при наличии экрана можно устраивать из водопроницае­мого грунта.

П. с дренажным устройством. насыпки слоями мелкого и крупного песка, далее укладывают слой щебня или гравия, мелких и сред­них камней. По периферии дренажа прокладывают дре­нажные трубки.

Крепление откосов земляных П. Откосы земля­ных П. разрушаются под влиянием волн и дождей (верховой откос), только дождей — низовой откос. Креп­ление верховых откосов при высоте плотин до 5-6 м мож­но проводить каменной наброской или посадкой ив. Ка­менные наброски (выстилки) устраивают путем укладки

Дальнеструйные дождевальные установки и устройства.

Дальнеструйная дожде­вальная машина ДДН-70 (дальнеструйный дождеватель навесной) агрегатируется с трактором. Машина сост из: центробежного насоса со всасывающей системой и при­емным клапаном, редуктора (карданным валом, дальнетруйного аппарата с двумя насадками, навес­ной рамы, блокировочных цепей и гидроподкормщика. Малое сопло оборудовано разбрызгивающей лопаткой.

Машина поливает по кругу или сектору за счет вращения дождевального аппа­рата. Глубина воды в канале у места забора воды должна быть не менее 0,5 м. При меньшей глубине необходи­мо устраивать углубления (приямки).

Подача воды к машине производится по каналам или с помощью стационарных или переносных (в том числе гиб­ких) трубопроводов.

Гидрология болот. 74

К. Е. Иванов и В. Д. Лопатин на болотах выделено два горизон­та - деятельный (активный) и инертный. Деятельный горизонт - это верхний слой торфяной залежи. Мощность 10-20 (реже 50-60) см. Для него характерно:

1)колебание в его пределах уровней грунтовых вод;

2)высокая водопроницаемость;

3)изменение содержание влаги в течение вегетации;

4) периодический доступ воздуха, когда понижается уровень грунтовых вод;

5) хорошая аэрация и интенсивная микробиологиче­ская активность и разложение торфа;

6) нахождение корневых систем.

В инертном гор-те – постоянное наличие воды, отсутствие кисло­рода, а также малая водопроницаемость.

Наличие деятельного горизонта обеспечивает саморе­гулирование и устойчивость болотных систем. В деятель­ном горизонте коэффициент фильтрации сверху вниз сни­жается. При малых укло­нах поверхности болот, при небольшом снижении уров­ней грунтовых вод прекращается горизонтальная филь­трация. При этом уровни грунтовых вод остаются высо­кими, не происходит обезвоживания торфяной залежи, изменения видового и количественного состава болотно­го фитоценоза, разрушения болотной системы, обеспечи­вается ее устойчивость

Факторы стока.

Гидрогеология и геоморфология. В лияние на С. оказ сложение и состав слоев горных пород, глубина залегания водоносных и водоупорных горизон­тов, направление и величина их уклона.

Величина и форма водосборной площади. При боль­ших водосборных площадях потеря воды на испарение и глубинную внутрипочвенную фильтрацию увеличивается. Это приводит к уменьшению С. На С. влияет и форма водо­сборной площади.

Климатические факторы. А тмосферные осадки, темпер и влажн возд и темпер испаряющей пов-ти.

Озерность и заболоченность водосборов. Озера воздей­ствуют на С. по двум направлениям: накапливая воду половодий и паводков и отдавая ее в межень.

Болота аккумулируют С., поскольку моховая рас­тительность – мощный накопителем влаги. С. воды из болот происходит слабо.

Растительность, Л есная подстилка обладает большой аккумуляционной емкостью и высокой фильтрационной способностью – лес поверхност­ный С. переводит в почвенный.

Водохранилища, аккумулируя воду периода полово­дий и паводков, позволяют обеспечивать подачу воды в реки по мере необходимости в маловодные периоды.

 

Гидрология болот.

Строение торфяной залежи. На сформировавшихся болотных массивах с годами торфяная залежь приобретает своеобразное строение. В ре­зультате трансформации болот часто верхние горизонты резко отличаются от нижних. К. Е. Ивановым [10] и В. Д. Лопатиным [14] на болотах выделено два горизон­та — деятельный (активный) и инертный. Деятельный горизонт — это верхний слой торфяной залежи. Мощность его часто ограничена глубиной 10-20 (реже 50-60) см. Этот горизонт находится в постоянном контакте с атмо­сферой. Для этого горизонта характерно:колебание в его пределах уровней грунтовых вод;высокая водопроницаемость;изменение содержание влаги в течение вегетации;периодический доступ воздуха, когда понижается уровень грунтовых вод;хорошая аэрация и интенсивная микробиологиче­ская активность и разложение торфа; нахождение корневых систем.Ниже деятельного располагается инертный горизонт, где отмечается постоянное наличие воды, отсутствие кисло­рода, а значит, нет аэробных процессов, а также ничтож­но малая водопроницаемость.Наличие деятельного горизонта обеспечивает саморе­гулирование и устойчивость болотных систем.

33.Специальные способы осушения. Осушение 2 способами-открытые каналы и закрытый дренаж.Лесные земли осушают открытыми каналами,в спх используют также дренаж.2 метода осушения:-ускорения внутреннего стока с отводом воды через почвогрунт ниже основной массы корней или черезкорнеобитаемую зону- ускорения поверхностного стока. За основу метода-тип водного питания и способ отвода избыточной воды. При атмос.водн.пит. устраивают открытые каналы. При грунтов.пит.- открытые каналы или закрытый дренаж.Для перехвата потока грунтовых вод при неглубоком их залегании можно перед осуш.уч-ом устроить ловчие каналы. При склон.водн.пит. рекоменд. устр. со стороны склона нагорных каналов с целью перехвата поступ. склонового стока.

 

Расчёт поливных норм

Полив можно производить по непроточным (тупым) и проточным бороздам. Полив по тупым бороздам обычно применяют на участках с уклоном (вдоль борозд) 0,01-0,002, проводя его без сброса воды в концах борозд или со сбросом. Полив со сбросом воды применяют при уклонах более 0,01. При таком поливе в борозды подают большое количество воды, до 50% которой может сбрасы­ваться за пределы орошаемых участков. Поливную норму рассчитывают по формуле m=100Ha(r-r0)

Где H-слой промачивания,a-объёмная масса почвы. (r-r0)- влажность почвы после полива и влажность почвы до полива в %,к абсолютно сухой почве.

 

35.Твёрдый сток.

Эрозия: смыв и размыв. Продукты попадают в реки и образуют наносы. Изменяют рельеф дна и глубину, влияют на рыбное хозяйство, работу гидроэлектростанций и пр. Взвешенные – переносятся во взвешенном состоянии. Влекомые – перемещаются без отрыва от дна. Мутность воды – степень насыщенности воды наносами, измеряется весом наносов в объёме воды (Нева 5г/м³), рек Кавказа (10-15км/м³). Наименьшая мутность зимой, наибольшая во время паводков и половодья. Определяют Батометрами. Среднесуточный расход наносов R_ср=0,001ρQ, где ρ – средняя мутность воды за сутки, г/м³, Q – среднесуточный расход воды, м³/с.

 

Типы водного питания.

Комплекс природных факторов, характеризующих условия поступления воды на участки суши, определяющих химический состав воды и формирующих водный режим объекта. Атмосферный – за счёт атмосферных осадков формируются болота в понижениях на водоразделах, без участия грунтовых вод (верховые болота). Грунтовый – 1)грунтовые воды копятся в нижних частях склонов, на слабоводопроницаемых почвах или подстилаемых водоупором (низинные, переходные). 2)замкнутые понижения. 3)подъём грунтовых вод в результате высоких уровней воды в реках и водохранилищах (низинные). Грунтово-напорный – 1)в местах выклинивания; 2)в местах подъёма по капиллярам. Намывной – пониженные участки долин, пойменных террас; 1)вода поступает в понижения от паводков или половодья (богатые низинные); 2)осадки, стекающие по склону (переходные, верховые). Смешанный.

Заболоченные земли. Временно избыточно увлажнённые – весной, иногда осенью, очень редко летом, нет мха, не образуется торфа, нет заболачивания. Постоянно – переувлажнение постоянно, сфагновые мхи, формирование торфа. По мощности торфа: 1)заболоченные (торф не более 0,3), болота (более 0,3).

Расчёт земляных плотин.50

Образование, рост и трансформация болот.

Виды заболачивания. Заболачивание лесов: вырубка и пожар способствует заболачиванию на тяжёлых почвах, подзолистый горизонт накапливает верховодку, стоку препятствует тяжёлая подстилающая порода. Лесосеки (вырубки): увеличивается попадание осадков на почву, уменьшается транспирация, образуются микропонижения, в которые селятся мхи, обычно разболачиваются с появлением древесной растительности, болота могу образоваться на концентрированных вырубках. Горельники: как лесосеки, но возможность образования болот выше, так как площади больше (Хейновское болото). Речные поймы и старицы – на широких поймах с малым уклоном вода намывного питания долго застаивается, появляется таволга, рогоз, осока (низинное), затем сфагновые мхи (переходное). Нарушение режима стока: антропогенное воздействие, меняющее естественное движение грунтовых вод. Зарастание водоёмов: в озёрах послеледникового происхождения сначала нет жизни, постепенно привносятся минеральные вещества, появляется органическая жизнь, сначала мелкие организмы, затем развивается прибрежная растительность на глубине до 1м осоки, ситник, гречиха, глубже – тростник и камыш, плавабющие растения – ряска, пузырчатка. В зоне растительности постоянно идёт накопление органики, кроме сапропеля образуется торф, на мелководье – осоковый, на глубине – камышовый или тростниковый. Водоём мелеет, дно поднимается, озеро заторфовывается. Может образовываться сплавина (сабельник, белокрыльник). Наличие сапропеля говорит, что болото образовалось из озера. Образуется низинное болото с грунтовым типом питания. Болотная растительность вызывает рост болота в высоту, накопление торфа. Меняется характер водного питания: грунтовая вода не может подниматься по пористому верхнему слою, усиливается влияние атмосферных осадков. Низинное (евтрофное) болото становится верховым (олиготрофным) через переходное.

Рост болот. В высоту обусловлено ростом мха. Сфагновый мох прирастает на 5-7 см в год. Торф образуется медленнее, в верхних горизонтах 2-3 см, в нижних слоях 1 мм. Можно определить по природным индикаторам: росянка, сосна. Рост в горизонтальном направлении начинается, когда шапка поднимается над уровнем понижения, где находится болото, и кислые воды попадают на прилегающие территории. Колеблется от нескольких см до м.

Устройство копаных прудов.

Копаные пруды устраивают в водонепроницаемых грунтах в нижних частях склонов, при возможности – в понижениях. Копаные пруды питаются в основном весенними талыми водами. Объём весеннего стока вычисляют по формуле. W_c = Fhds.

Необходимый объём пруда достигается выемкой грунта на глубину 2 –4 м. Перед устройством выемки снимается верхний слой на глубину 20 –30 см. Для очистки воды перед входными отверстиями создают загущенные посадки кустарников (обычно ив). Отводящаяся вода отводится в пруд по специальным трубчатым водовыпускам или лоткам, уложенным на 20-30 см выше дна канавки. Забор воды из копаных прудов рекомендуется производить с помощью специальных колодцев – фильтров. Колодец включает фильтр, устраиваемый на дне пруда и водоотводную трубу, подающую воду в колодец для забора воды.

Необходимый объем пруда достигается выемкой грунта на глубину 2-4 м.Откосы стенок пруда устраивают пологими в зависимости от грунта. Перед устройством выемки снимается верхний слой на глубину 20-30 см. Торфяной горизонт удаляют полностью. Вынутый минеральный грунт укладывается вокруг пруда в виде дамбы. С помощью пло­тины можно увеличить объем пруда. Плотина располагается на удалении 10-20 м от котлована. При строительстве прудов в парках и садах дамб не делают, а вынутую землю равномерно разбрасывают, выравнивая микропонижения. Для отвода из пруда излишней воды устраивают водосбросные сооружения в виде канала с простейшим креплением откосов, а при необходимости — и дна (хворостяной выстилкой, наброской щебня, дерном и пр.). Для очистки воды перед входными отверстиями создают загущенные посадки кустарников (обычно ив). Отстоявшаяся вода отво­дится в пруд по специальным трубчатым водовыпускам или лоткам, уложенным на 20-30 см выше дна канавки. Забор воды из К.п. рекомендуется производить с помощью специальных колодцев — фильтров. На территории вокруг К.п. следует создать лесную полосу шириной не менее 10-20 м, что снизит ин­тенсивность заиления пруда. Пруды требуют периодической очистки. При небольшой глубине пруда в зимний период очистку можно проводить путем вымораживания воды и периодического удаления льда вместе с илом.

При устройстве прудов на водопроницаемых грунтах во время очистки целесообразно оставлять небольшой слой ила (5-10 см). Это уменьшит фильтрацию воды через дно пруда после его очистки.

 

№61. Противоэрозионные сооружения на дне оврага.

Для прекращения размыва оврага возводят донные гид­ротехнические противоэрозионные сооружения. Наиболее распространенными из них являются запруды из различ­ных материалов. Плетневые запруды(З.). Поперек дна оврага роют траншею глубиной и шириной 0,5 м, которую заглубляют в откосы. Через 20-25 см друг от друга в траншею комлем вниз забивают ивовые колья. Установку кольев начинают от середины будущей запруды при этом каждый последующий от центрального кол ставят выше на 2 см.

Колья плотно оплетают, начиная со дна траншеи. Верхний ряд плетня закрепляют проволокой. З. должна быть несколько выпуклой а сторону текущей воды к вершине оврага. Для устранения подмыва запруды снизу устраивают водобойную площадку. Водобойную площадку укрепляют хво­ростом, фашинами или наброской камней. Перед плетнем со стороны движения воды ставят дамбу с двойным откосом.

Деревянные З. П оперек овра­га забивают ряд свай, к сваям крепят деревянные пласти­ны или доски. Перед установкой сваи и пластины просмаливают. Остальные элементы З. сооружают так же как и элементы плетневых З.

Фашинные З. В траншею, проложенную как и при строительстве плетневых З., укладывают фашину, закрепляют кольями и тщательно утрамбовывают. За­тем укладывают одна на другую две фашины, образуя стенку. Сверху кладут прерывистую фашину, образуя отверстие для пропуска воды. Концы фашин тщательно заделывают в откосы оврага. Со сторо­ны устья оврага фашины закрепляют сваями. В последние годы начали создавать запруды из сборных железобетонных элементов. При наличии материала можно устраивать и каменные З..

Расстояние между З. можно определить по формуле: L=h/i, L-расст.м/д, h- высота, i-уклон оврага.

 

№62. Исследование болот. Классификация болот. Виды торфа.

Классификация болот. Торфяные залежи, виды торфа различают по торфности. 3 типа: низинные(евтофные)-обогащенные болота, переходные(мезотрофные)-средние по богатству, лиготрофные (олиго)-бедные болота.

6 подтипов: 1) низинные травяные (собственно низинные), 2) переходные травяно-сфагновые (нач. стад), 3) переходные бедные травяно-кустарн.-сфагновые(переходные), 4)верховые пушицево-сфагковые (начальная стадия верхового Б.); 5)верховые кустарничково-сфагновые (сформировав­шиеся верховые Б.); 6) верховые грядово-озерково-мочажинные (бедные верховые Б. — дистрофные).

Исследуя Б., измеряют глубину торфа, произво­дят зондировку. При небольшой мощности торфа используют металлическую трость с боковым желобком вдоль трости. При большой мощности применяют сборный зонд из металлических свинчивающихся штанг. Для отбора образцов торфа одновременно с зондировкой использует­ся специальный бур Гиллера.

Сфагновый Т. обычно бурого цвета, на воздухе тем­неет. В торфе встречаются шейхцерия, клюква, вереск.

Для пушице-сфагнового Т. характерно присутствие пушицы в виде мочалообразных пучков черно-бурого, а иногда черного цвета. Древесный Т. черный, бесструктурный.

Осоковый Т. разного цвета — от светло-ко­ричневого до бурого, характерно присутствие стеблей осоки. Осоково гипновый Т.также бывает различного цве­та. Консистенция войлочная, плотность небольшая. Тростниковый Т. имеет цвет от светлого до темно-коричневого, в зависимости от степени разложения.

На глаз степень разложения можно определить по таблице Варлыгина.

По степени разложения торф принято делить на три категории: слаборазложившийся — 5-25%, среднеразло-жившийся — 25-45%, сильноразложившийся — более 45%.

 

 

№63. Методы определения расстояния м/д осушителями.

Расстояние между каналами регулирующей сети в зна­чительной степени определяет величину и скорость пони­жения почвенно-грунтовых вод на осушаемой площади. Методы опреде­ления расстояния между осушительными каналами:

Гидрологический метод основан на скорости пониже­ния уровня грунтовых вод на требуемую глубину за опре­деленное время. формула X. А. Писарькова:

где L — расстояние между осушителями, м; К — коэффициент фильтрации, м/сут; h₁ — начальный напор, м; h₂ — конечный напор, м, t — время понижения уровня грунтовых вод на величину δ — удель­ная водоотдача; е — суммарное испарение, м/сут.; P_t — количество осадков, достигших почвы за время t, м.

Удельную водоотдачу можно определить для минераль­ных почв по формуле Г. Д. Эркина:

для торфяных почв по формуле А. И. Ивицкого:

Лесоводственный метод основан на выявлении изменения влияния осушения на рост леса по мере удаления от каналов. Рас­стояние от канала на участке, где производительность дре­востоя снижается на один класс бонитета по сравнению с производительностью возле канала, принимается за поло­вину расстояния между осушителями. Недостаток: снижение влияния осушения по мере удаления от осушителей происходит постепенно и труд­но установить предельную удаленность влияния осушения. Совершенно недо­пустим лесоводственный метод определения расстояний между осушителями по оценке эффективности осушения на участках, осушенных одиночными каналами.

Технике экономический Задачей этого метода является наивыгод­нейшее соотношение расходов на осушение и доходов от него. Такой метод требует точного прогнозирования изме­нения прироста на разных удалениях от каналов, что слож­но сделать.

Комплексный метод предлагает определять расстояние на основе всех вышеизложенных методов или части их.

По мере интенсификации лесного хозяйства расстоя­ния между осушителями стали уменьшаться.

№64. Использование грунтовых вод при орошении. Способы отбора вода.

Грунтовыми наз воды, залегающие в первом от поверхности водоносном гор-те, подстилаемом во­доупорным гор-том. Грунтовые воды могут выходить на поверхность: нисходящие родники; в условиях прогиба пластов зем­ной коры образуются напорные грунтовые воды – восходящих родником; при выхо­де напорного горизонта на поверхность в местах прогиба или при бурении скважин вода может изливаться фонта­ном – артезианским.

Грунтовые подземные воды являются важным источ­ником воды для орошения. Ороситель­ная вода подземных источников по химическому составу должна быть физиологически пригодной для растений, не вызывать засоления почвы. При орошении грунтовыми водами устраивают колодцы или каптажные сооружения. По технике исполнения К. подразделяются на шахтные и буровые (трубчатые).

Шахтные К. устраивают при забо­ре воды с глубины не б. 10-20, реже 30 м. Состоит из 3 частей: головка, шахты, или ствола, и водоприемника. Стенки шахты крепят деревянным срубом или железобетонными кольцами.

По степени заглубления К. в водоносный слой они дел на: Совершенным(полные) является К., прорезающий весь водоносный слой до водоупора. Если К.прорезает только верхнюю часть водоносного го­р-та,его наз несовершенным(неполные). Для защиты от заполнения грунтом из водонос­ного гор-та дно К. засыпают крупнозернистым песком, а сверху – гравием и мелким. Для защиты от проникновения в К. поверхностных вод вокруг верхней части шахты прокладывают траншеи, за­полняя их грунтом из хорошо утрамбованной жирной гли­ны. Верхнюю часть шахты закрывают оголовком и крышкой. Пов-ть грунта вокруг К. покрывают бетоном или асфальтом с уклоном от К..

Трубчатые К. устраивают при заборе воды с глубины 50-100 м и б. Состоят из 3 частей: эксплуатаци­онной скважины, водоприемной части и устья с оголовком. Ствол скважины закрепляют стальными об­садными трубами. Опускают тру­бы меньшего диаметра до заглуб­ления нижней трубы в водоносный го­р-т. Затем поднимают нижнюю трубу и на ее место опускают фильтр с надфильтровой трубой и отстойником, образующими водоприемную часть ко­лодца. В верхней части К. возводят шахту с оголовком. Стенки и дно шахты бетонируют. В шахте монтируют водоподъемное оборудование. Шахту утепляют, предохраняя воду при ее подъеме от замерзания.

Разновидностью трубчатого К. являются забив­ные, или абиссинские, К. Диаметр такого К. 25-100 мм (чаще 30 мм). К. устраивают путем за­бивки не менее чем на глубину 3 м заостренной трубы. Конец трубы оборудуют фильтром. Насос монтируют в верхней части трубы.

№65.Подтопление лесных земель в зоне водохранилищ.

Берега рек и горных склонов могут подвергаться раз­рушению вследствие действия грунтовых вод на высоких обрывистых берегах (оползней) и в результате механиче­ского действия потока (размыва) и волнобоя (абразий).

Под оползнями понимается медленное смещение (опол­зание) участков территории по наклонной поверхности.

Наиболее часто оползни об­разуются на крутых склонах при наличии на некоторой глубине наклонного водоупор­ного слоя, обнажающегося на склоне. Равновесие вышерасположенных пород нарушается. Образуется тре­щина, которая постепенно расширяется, и отделенная ею "часть склона оползает по водоупору вниз. При­чиной оползня: сильные дожди и интенсивное снеготаяние, подмыв склонов рекой или прибоем, пе­регрузка склонов тяжелыми строениями, подрезка склонов при строительстве и др. Вместе с участ­ками суши оползают леса, сады, здания, железные и шос­сейные дороги.

Для перехвата и отвода поверхностных вод в зоне под­питки проводят водоотводные каналы и лотки. При не­глубоком залегании водоупора применяют дренаж с филь­трующей засыпкой дренажных траншей с отводом воды за пределы опасного участка. Необходимо также обеспе­чивать правильное водопользование без сброса избыточ­ной воды, соблюдение норм полива при орошении. Следу­ет проводить выполаживание подножных склонов. Полез­но проводить облесение оползнеопасных участков. В горных условиях хорошие результаты дает возведение каменных подпорных стенок в сочетании с дренажем.

На крупных реках происходит ежегодное смещение берегов вследствие их размыва.

 

№67.Приток воды к колодцам. Дебит колодца.

При отборе воды из колод­цев уровень грунтовых вод вокруг него понижается и об­разуется депрессионная воронка. Чем больше разность между зеркалом грунтовых вод (статический уровень) и уровнем воды в колодце (динамический уровень), тем боль­ше приток воды в него. В совершенном колодце при безна­порном водоносном горизонте приток воды (дебит колод­ца) определяют по формуле

где Q — приток воды в колодец, м³/с; К — коэффициент фильтрации водоносного слоя, м/с; Н — мощность водо­носного слоя, м; h — глубина пониженного уровня воды у стенок колодца, приближенно равна глубине воды в ко­лодце; Я — радиус воронки понижения от центра колод­ца, м; г — радиус внешней окружности трубы колодца, м.

Приток воды к несовершенным колодцам определяют

где Т — расстояние от уровня воды в колодце до подсти­лающего водоупорного слоя, м; остальные обозначения те же, что в формуле.

При большой мощности водоносного слоя поступление воды ограничено верхней (активной) зоной, равной при­ближенно (по Паркеру) 4/3 глубины воды в неполном ко­лодце до откачки воды. В этом случае Н и Т следует определять от нижней границы активной зоны.

Дебит колодца можно увеличить созданием вакуума внутри него. Для этого колодец герметически перекрыва­ют и через перекрытие пропускают трубу насоса. При откачке в колодце возникает вакуум и приток воды к колодцу увеличивается в 2-3 раза.

Колодец-фильтр устраивают в виде шахты в коренном берегу на удалении от уреза воды за пределами затопления водами половодий и паводков. Колодец-фильтр состоит из ствола (верхняя часть) и водоприемной камеры с филь­тром. Стенки колодца крепят железобетонными кольцами. В нижней части водоприемника ставят фильтр, состоящий внизу из слоев гальки и крупного гра­вия мощностью, выше располагают слои мелкого гравия и крупного песка, а сверху — слой мелкого песка мощностью. Вода в колодец поступает из открытого водного источника по трубе. Ого­ловок трубы, подводящей воду из водного источника, рас­полагают на 1,0-1,5 м ниже горизонта бытовых вод. Труба выходит в колодец-фильтр на 0,5-0,7 м выше фильтрую­щей засылки (фильтра). Труба, отводящая воду к водоза­борному сооружению или водопроводу, отходит от нижней части фильтра, начинаясь в слое гальки. Шахтную часть глубиной 1,5-2 м приподнимают над уровнем земли на 0,7-1,0 м, ставят настил из досок внутри колодца на уровне земли и закрывают крышкой.

№69. Частота(повторяемость) уровней воды в реках. Практическое применение ГБВ.(горизонта бытовых рек).

Положение уровня воды в реках имеет важное значение. При высоких уровнях воды происходит затопление пойм рек и подтопление прилегающих к рекам земель за счет подъема грунтовых вод. Уровень стояния воды в реках влияет на глубину проводящих каналов при впадении их в реки, используемые в качестве водоприемников. От глубины воды зависят возможности передвижения по ним различных судов и грузов. Уровни воды в реках сильно меняются как в течение года, так и в годы с разным количеством осадков. На равнинных реках наиболее высокие уровни наблюда­ются весной в период половодий, реки предгорий характе­ризуются двумя максимумами уровней: в периоды весенних половодий и летних паводков. Измеренные в течение анализируемого периода уров­ни группируют по этим интервалам. Горизонт, на котором вода в водотоке находится наиболее часто, называется горизонтом бытовых вод (ГБВ). Суммируя количество дней стояния уровней в пределах каждого интервала от верхних уровней к нижним, выявляют общее количество дней стояния воды выше того или иного уровня. Отмечая эти величины на графике по ниж­ним границам интервалов, получают график обеспеченности стояния горизонтов.

№70. Каптаж грунтовых вод.

Можно использовать для орошения или водоснаб­жения при небольших расхо­дах воды. Каптажные сооружения устраивают в местах выхода родников для сбора родниковой воды. каптажных сооружений нельзя полно­стью перекрывать выход воды. При затруднении свобод­ного истечения воды родник может найти другой выход.

Для водоснабжения можно использовать и открытые источники — реки, ручьи, водохранилища. Сброс неочищенных сточных вод в реки, ручьи, водо­хранилища запрещен вообще. В местах водозаборов глу­бина воды в водном источнике должна быть не менее 2,5 м. Берега в местах отбора воды должна быть устойчивыми, с удобными подъездами. Отбор воды целесообразно прово­дить с помощью металлических водозаборных труб. Трубу укладывают на 1,0-1,5 м ниже горизонта бытовых вод (см. главу 3). Для задержания крупных предметов место расположения водозаборной трубы ограждают металлической решеткой. Для задержания мелких предметов и мусора на оголовок трубы устанавливают сетку. По трубе вода подается в помещение насосной станции.

 

№71.Гидрологический и гидравлический расчеты

Гидрологический и гидравлический расчеты проводят с целью опре­деления ширины по дну крупных проводяших каналов. Непосредственно ширина по дну определяется гидравлическим расче­том.

где q_v — расчетный модуль стока, л/(сга); F —площадь водосбора, га; о — живое сечение канала, м₂; v — скорость течения воды в канале, м/с.

а) гидрологический расчет

Расчет­ные модули стока при осушении лесных земель принимают с обеспеченно­стью 25%, при осушении лесопарков— 10%.

где q_p и F_p— модуль стока и площадь водосбора в расчетном сечении (в устье); q_a и F» — модуль стока и площадь водосбора для сечения, где прово­дились наблюдения за стоком воды.

б) гидравлический расчет

1. Площадь живого сечения (о (часть поперечного сечения канала, за­нятого водой) вычисляется как площадь трапеции (м):

где m — коэффициент откоса; h_? -— расчетная глубина воды в канале.

2. Смоченный периметр х (подводная часть периметра попе