Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент гравитационной водоотдачи или недостаток насыщения грунтов [х наиболее надежно определяется нашим методом сравнения эпюр влажности в нижней части зоны аэрации (рис. 2).
Рис. 2. Сопоставление нижних частей эпюр влажности почво-грунтов в зоне аэрации и в грунтовом потоке.
1 — площадь эпюры влажности до изменения уровня грунтовых вод; 2 — площадь эпюры влажности после изменения уровня вод; 1—1' — соответственно начальный и конечный уровни
На балансовом участке, недалеко от расчетных наблюдательных скважин в период минимального положения уровня грунтовых вод производится определение влажности почвогрунтов от поверхности до уровня воды через 10 см по вертикали. Последние 2—3 определения производят под уровнем воды. Последующее определение влажности повторяют при максимальном положении грунтовых вод на прежних глубинах. Результаты обработки данных наблюдений позволяют рассчитать недостаток насыщения почвогрунтов в границах самого высокого положения верха подпертой капиллярной каймы и самого низкого ее положения за период наблюдения уровня воды.
Для расчета величины гравитационной водоотдачи почвогрунтов первое определение влажности производят накануне спада уровня при его максимальном положении, а повторное — после спада уровня при его минимальном расположении.
Параметр |х (в первом случае недостаток насыщения, во втором — водоотдача пород) находится из выражения
AzW"* - У. AzWL р = 4*1----ду/---------- ’ (IIL1)
где Az — интервал по глубине между точками определения влажности или отбора проб грунта на влажность (при весовом способе определения влажности), мм; W;6, W'o6 — объемные влажности грунта в середине интервала глубины Az соответственно в начале и конце наблюдений (в долях единицы объема грунта); АН — величина изменения уровня грунтовых вод (при подъеме положительная, при спаде — отрицательная), мм.
При пользовании формулой (III.1) необходимо помнить, что отсчет глубин Az начинают от самого высокого положения поверхности подпертой капиллярной каймы. Заканчивают этот отсчет на уровне самого глубокого положения зеркала воды. Объемная влажность равна произведению весовой влажности на объемную массу скелета грунта.
При четком выделении подпертой капиллярной каймы (например, в песках), высота которой в начале наблюдений равна hK , а в конце — hKl, вместо (III.1) действительно соотношение
i*=45-+п- <Л^+4Н> -гг• (ш-2)
где
ДВк — BKt BKi; AhK — hKl hKi", Вк—
i=l
здесь BKl, ВКг — запасы влаги в подпертой капиллярной кайме соответственно в начале и конце наблюдений; Вк — общее обозначение этих влагозапасов; ДhK — изменение мощности подпертой капиллярной каймы; W0 — усредненная объемная влажность над капиллярной каймой до подъема уровня воды или та средняя объемная влажность, которая остается над последним положением каймы после спада уровня; п — пористость или, точнее, полная влаго-емкость грунтов. Остальные обозначения прежние.
При неизмененном запасе влаги в капиллярной кайме АВк = 0, А^ = 0
р = п - W0. (III.3)
Таким образом, только в частном случае параметр |х равен разности между полной влагоемкостью и средней объемной влажностью почвогрунтов, имевшей
место над капиллярной каймой в пределах повышения ее верхней границы или сохранившейся над каймой после понижения уровня грунтовых вод. Здесь пористость п считается адекватной полной влагоемкости Г1В. Более точнее последнюю следует считать ниже на 5—6% за счет объема защемленного воздуха (для песков, супесей) и вводить ее в расчет параметра по указанным формулам вместо величины п.
Так как при понижении уровня грунтовых вод над капиллярной каймой длительное время остается в подвешенном состоянии влажность, отвечающая наименьшей влагоемкости НВ, то для песчаных, супесчаных и суглинистых грунтов приближенно величина водоотдачи может определяться по формуле
М-^ПВ-НВ, (III.4)
где ПВ — полная влагоемкость, равная пористости п за вычетом объема защемленного воздуха; НВ — наименьшая влагоемкость, отвечающая той влажности, которая длительное время остается в капиллярно-подвешенном состоянии после отекания всей свободной гравитационной воды.
При неглубоком залегании грунтовых вод, когда максимальная высота капиллярного поднятия выше глубины до воды, параметр (я определяется по разности
р = ПВ —КВ, (III.5)
где КВ — величина капиллярной влагоемкости слоя при данном положении зеркала грунтовых вод. В этом случае величина недостатка насыщения или водоотдачи будет зависеть от положения уровня грунтовых вод. Поэтому важно знать количественную связь величины КВ с высотой над уровнем грунтовых вод.
