Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, принципиальная схема лизиметрической установки позволяет дифференцировать вертикальный водообмен при ступенчато-постоянном уровне воды на инфильтрацию и испарение (лизиметр I), а также дифференцировать горизонтальный водообмен в потоке вод на аккумуляцию и отток подземных вод, текущих по пласту (лизиметр II) и, кроме того, составить в целом» баланс грунтовых вод для условий их наблюдаемого режима. Приведенная*
здесь методика расчета элементов баланса по данным наблюдений иллюстрирована рассмотренным ниже примером определения элементов баланса грунтовых вод за 1965—1967 гг. Остановимся вначале на конструкции установки.
Лизиметр I с постоянным уровнем воды имеет площадь поперечного сечения 1 м2. Форма его сечения — квадратная, высота около 4 м. Изготовлен он из листового железа, покрытого лаком, толщиной
6 мм. Корпус лизиметра загружен до глубины 2—3 м монолитным почвогрун-том — почвенным растительным слоем, подзолистой супесью и разнозернистым песком. Ниже указанной глубины — песчаный грунт с нарушенной структурой. Швы лизиметра заделаны автогенной сваркой.
В нижней части лизиметра имеются обратный фильтр из гравия и перфорированные трубки, обмотанные мелкой сеткой и соединенные с выходным краном. К последнему (см. рис. 65) в наблюдательной камере подземного павильона ПТ с помощью резинового шланга присоединен бачок 1, укрепленный на кронштейне. В нем с помощью поплавкового игольчатого клапана, а также соединительной и сбросной трубок уровень воды автоматически поддерживается на высоте зеркала воды в лизиметре.
Долив воды и определение ее расхода на испарение производятся с помощью бака-компенсатора 2, а слив воды и определение инфильтрации осадков — с помощью бака 3. Визуальные наблюдения за уровнем воды в лизиметре / ведутся по пьезометру 4. Для автоматической регистрации колебания уровня используются труба-стояк с непроницаемым дном и самописцы уровня «Валдай» J—•7.
Лизиметр II с переменным уровнем воды загружен тем же почвогрунтом. У него такой же обратный фильтр, как в лизиметре I. С помощью резиновых нтлапгов вода из лизиметра может переливаться в приемный измерительный бак* 10, фиксирующий превышение подземного оттока
над притоком подземных вод, т. е. величину р Дt, а с помощью соединительного шланга, идущего от бака-компенсатора 9, в лизиметр II может добавляться вода в объеме, отвечающем разности между притоком и оттоком
(<?1—(М *,
грунтовых вод в естественных условиях, т. е. величине р—— Дt.
Слив воды из лизиметра в приемный бак 10 или долив воды в него из бака 9 осуществляется автоматически с помощью плавающего регулирующего устройства 8, поддерживающего уровень воды в лизиметре на высоте стояния грунтовых вод. Это устройство в виде большого полого сосуда, заполненного водой и плавающего в грунтовой воде, имеет поплавковый клапан, регулирующий подачу воды из бака 9, и две сливные трубки, соответственно соединенные с лизиметром п приемным баком 10. Верхний конец второй сбросной трубки выше установившегося уровня воды в регулирующем устройстве на 1—2 мм. Регулирующее устройство может перемещаться по вертикали, так как оно плавает в воде, заключенной в стояке (вертикальной трубе), сообщающейся с грунтовым потоком с помощью трубки диаметром 3/4" и скв. 17 диаметром 4". Скважина 17 пробурена на грунтовые воды непосредственно из павильона.
Для визуального наблюдения за уровнем воды в грунтовом потоке и в лизиметре служат пьезометры 11 и 12. Аналогичные водомерные трубки имеются на каждом измерительном бачке. Автоматическая регистрация уровней производится самописцами уровня «Валдай» 13—16 или более чувствительными микросамописцами. Взаимодействие элементов установки сводится к следующему. При повышении уровня грунтовых вод под влиянием инфильтрации
и бокового притока (за вычетом оттока) в лизиметр II необходим искусственных! подлив воды, равный указанной разности притока и оттока. В противном случае уровень в лизиметре окажется ниже уровня грунтовых вод, так как условия в лизиметре одинаковы с окружающей местностью только в отношении инфильтрации сверху. Подлив воды осуществляется из бака 9 через трубку, соединяющую лизиметр с регулирующим устройством, в котором находится клапан, запирающий снизу сбросную трубку, идущую от бака 9. Перелив воды из бака 9 в лизиметр происходит при разности напоров воды в стояке п лизиметре 1—2 мм.
После установления уровня воды в лизиметре на одной высоте с уровнем грунтовых вод подача воды из бака 9 прекращается, так как поплавковый клапан при этом надежно закрывает сбросную трубку.
При понижении уровня грунтовых вод под влиянием испарения и оттока (за вычетом притока) из лизиметра II производится слив воды, равный разности оттока и притока. Даже очень небольшое превышение уровня воды в лизиметре II над уровнем грунтовых вод (порядка 1—2 мм) приводит к сбросу избыточной воды из лизиметра в бак 10. Такой сброс осуществляется также через плавающее регулирующее устройство 8, находящееся на плаву в стояке, сообщающемся со скв. 17.
