Для расчета расстояний между дренами принята методика разработанная А.И. Мурашко (метод фильтрационных сопротивлений). Расчетные схемы и зависимости применимы при коэффициентах фильтрации грунтов k > 0,2 м/сут и проводимостью зоны фильтрации Т = mk > 0,5 м /сут при атмосферном, грунтовом безнапорном, склоновом, намывном типах водного питания, а также при различных сочетаниях этих ТВП.

Действительная природная среда мелиорируемого объекта довольно сложна и для инженерных расчетов представляет значительные трудности. Поэтому для выполнения необходимых расчетов геологическое строение характерных участков объекта схематизируют и представляют приемлемой расчетной схемой, которая является основой для определения расстояний между дренами.

Расчетная схема определяется геометрической формой пласта, т.е. мощностями слоев грунта, фильтрационными характеристиками водоносных горизонтов. Верхней границей схемы является поверхность почвы, нижней - водоупор или кровля напорного горизонта. На схеме водоупор принимается в виде горизонтальной плоскости, проходящей через среднюю на данном участке отметку, волнистые и наклонные границы между слоями также заменяют горизонтальными линиями. Схематизация геологического строения сводится к тому, что многослойный пласт приводится к расчетным схемам: однослойной и двухслойной. Внутренней их границей является плоскость раздела двух слоев с существенно разной проницаемостью.

В курсовом проекте берётся три характерные расчетные схемы и для них определяется расстояния между дренами для установившейся и неустановившейся фильтрации с гончарными и пластмассовыми дренами без защитных фильтров и с защитой дрен от заиления.

Первая расчетная схема:

-дренажные трубы располагаются в глубокозалежной торфяной залежи мощностью 2,1м, которая подстилается минеральным грунтом глубиной 2,7 м. Глубина закладки дрен b=1.30 м (схема 1).

Вторая расчетная схема:

-дренажные трубы располагаются в минеральном грунте, а сверху слой торфа глубиной 0,6м. Глубина закладки дрен b=1.30 м (схема 2).

Третья расчетная схема:

-дренажные трубы располагаются в минеральном грунте, подстилающие водоупором. Глубина закладки дрен b=1.30 м (схема 3).

На основе расчетных схем подсчитываются расстояния между дренами для установившейся и неустановившейся фильтрации с керамическими трубами без защитного фильтра, со сплошной обверткой стеклохолстом, обвертка полосками, а также для полиэтиленовых труб с круглой перфорацией, полиэтиленовых труб с круглой перфорацией сплошная обвертка стеклохолстом.

Расчёт междренных расстояний производится на ЭВМ. Результаты расчета прилагаются.

В расчётных зависимостях и на схемах приняты следующие обозначения:

- мощность пахотного слоя почвы, ;

- глубина залегания УГВ к началу расчетного периода, ;

- глубина залегания УГВ к концу расчетного периода, ;

- общая мощность зоны фильтрации под дреной в многослойных грунтах (расстояние от оси дрены до водоупора), м;

- мощность зоны фильтрации верхнего слоя под дреной, м;

- мощность зоны фильтрации под дреной в однородных грунтах, м;

- мощность нижнего слоя в двухслойных грунтах, м;

- мощность i-го слоя, м;

, , -- расчетная мощность зоны фильтрации над дреной, м;

- превышение УГВ в междренье над осями дрен в начале расчетного периода, м;

- тоже в конце расчетного периода, м;

- гидростатический напор в дрене (подпор от уровня воды в канале), ;

- гидродинамический напор в дрене, Нg = 0 м;

- расчетный напор, м;

- расстояние между осями соседних дрен, м;

- глубина заложения дрены (расстояние от оси дрены до поверхности земли), м;

m, м - коэффициенты водоотдачи соответственно торфяников (по А.И. Ивицкому) и минеральных грунтов (по Г.Д. Эркину);

- расчетный коэффициент фильтрации грунта (осредненный), м/сут;

, -- коэффициенты фильтрации соответственно верхнего и нижнего слоев осушаемых грунтов, м/сут;

- коэффициент фильтрации i-ro слоя грунта, м/сут;

- проводимость пласта (зоны фильтрации), м/сут;

, -коэффициенты фильтрации соответственно фильтра и трубо-фильтра, м/сут;

- коэффициент фильтрации i-гo слоя многослойного фильтра, м/сут;

- интенсивность осадков, м/сут;

- сумма осадков за расчетный период, м;

- интенсивность испарения, м/сут;

- запас воды в слое снега к началу таяния, м;

- слой воды на поверхности почвы, м;

- коэффициент стока талых вод;

- уклон поверхности земли;

- толщина слоя воды, подлежащего отведению дренажем за расчетный период, м;

- интенсивность инфильтрационного питания (среднесуточный приток воды к дренам за расчетный период), м/сут;

- продолжительность расчетного периода, сут;

- время стабилизации, сут;

- общие фильтрационные сопротивления (по степени и характеру вскрытия пласта), м;

- фильтрационные сопротивления на несовершенство дренажа по характеру вскрытия пласта, зависящие от конструкции дренажных труб, параметров защитных фильтров и

схем их укладки (безразмерная величина);

- фильтрационные сопротивления дренажных труб, уложенных без фильтра (безразмерная величина);

ф- приращения (положительные или отрицательные) фильтрационных сопротивлений, обусловленные влиянием фильтра (безразмерная величина);

, - диаметр дренажных труб (наружный и внутренний соответственно), м;

- длина керамических дренажных труб, м;

i - ширина стыкового зазора между керамическими дренажными трубами, м;

- толщина фильтра, стенок трубофильтра, м;

i- толщина i-го слоя многослойных фильтров, м;

- ширина полосы фильтра, укладываемого на стыках керамических дренажных труб, м;

- шаг перфорации дренажных труб, м;

- диаметр перфорационных отверстий, см;

- число рядов перфорации;

Расчетные схемы и их зависимости

3.1-ая схема

3.2-ая схема

3.3-я схема

Конструкции труб и фильтров и схемы их укладки:

Керамические трубы без защитного фильтра

Керамические трубы со сплошной оберткой холстом

Керамические трубы, обертка стыков труб полосками

Трубы полиэтиленовые с круглой перфорацией без защитного фильтра

Трубы полиэтиленовые с круглой перфорацией, сплошная обертка стеклохолстом

По данным расчета составляется таблица с расчетными расстояниями между дренами (табл.3.1).

Таблица 3.1.Расчёт расстояний между дренами

Вывод: по данным таблицы 3.1, при применении фильтра междреновое расстояние увеличивается. Принимается в качестве дренажа: трубы полиэтиленовые с круглой перфорацией, сплошная обёртка стеклохолстом. Для данного типа фильтра конструктивно принимается следующие расстояния между дренами для двухслойного грунта (дренаж в торфе)- В = 36,5м.

За расчетный период весеннего половодья принимается мгновенный максимальный расход при прохождении пика половодья. Расчет ведется для случая при отсутствии рек-аналогов.

При невозможности подбора реки-аналога расчетный максимальный мгновенный расход воды заданной обеспеченности допускается определять по формуле

(4.1.1)

Где - расчетный слой суммарного стока, ежегодной вероятностью превышения

- коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды, для всех рек при ;

- коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озер, т.к. относительная озерность данной территории равна 0%;

- площадь водосбора до расчетного створа (по заданию);

- параметр, характеризующий дружность весеннего половодья, определяемый по формуле

(4.1.2)

Где - основание натурального логарифма;

- относительная залесенность водосбора;

- относительная заболоченность водосбора;

- уклон водотока.

Расчетный слой суммарно стока , мм, определяется по формуле

,(4.1.3)

Где - средний многолетний слой стока весеннего половодья, определяемый по картам изолиний (прил.1);

- модульный коэффициент расчетной обеспеченности (), определяемый по прил.3 для трехпараметрического гамма-распределения при значении коэффициентов вариации (по картам изолиний прил.2) и асимметрии [1]

2.2 Расчет максимального расхода воды летне-осенних дождевых паводков

дрен труба фильтр мелиоративный

В качестве расчётного расхода летне-осеннего паводка принимается расчётный расход, наблюдаемый в промежутке от конца спада весеннего половодья до начала ледостава осенью.

Максимальные расходы воды дождевых паводков , , ежегодной вероятностью P=10% для расчёта сооружений осушительных и осушительно-увлажнительных систем при площади водосбора менее 50 и отсутствии рек-аналогов определяются по формуле

(4.2.1)

где - средний многолетний модуль стока дождевых паводков, ;

A - площадь водосбора, ;

- модульный коэффициент расчётной ежегодной вероятности превышения (обеспеченности), определяемый по прил. 3 по значениям .

Далее определяется средний многолетний модуль стока дождевых паводков по формуле:

(4.2.2)

a - физико-географический параметр, определяемый по прил. 11 [1];

- средняя ширина водосбора (бассейна), т.е. отношение площади водосбора к длине водотока.

- средний уклон основного водотока, 0/00 ;

с =L/A=1,8/34=0,053 км/км2 - густота речной сети, т.е. отношение суммарной длины всех водотоков на водосборе длиной свыше 2 км к общей площади водосбора;

% - средневзвешенная озёрность водосбора, принимается по прил. 16 [1].

% - относительная заболоченность водосбора, принимается по прил. 16 [1].

% - относительная площадь заболоченного леса на водосборе, принимается по прил. 16 [1].

% - относительная площадь сухого леса на водосборе, принимается по прил. 16 [1].

Затем по формуле определяется коэффициент вариации средних многолетних модулей стока воды дождевых паводков

(4.2.3)

где a' - физико-географический параметр, определяемый по прил. 12 [1].

После подсчитывается максимальный расход воды дождевых паводков , по формуле (4.2.1)

.

2.3 Расчет расхода воды предпосевного периода

Приложение 1

Карта коэффициента вариации слоя стока весеннего половодья Cv