Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
При залегании уровня грунтовых вод на глубинах, превышающих мощность капиллярной каймы, полная и капиллярная влагоемкость около зеркала воды практически одинаковы. Поэтому для этих условий (ПВ КВ) применяется (III.4).
Кроме того, при медленных колебаниях уровня грунтовых вод и залегании их на указанных глубинах водоотдача и недостаток насыщения в основном одинаковы.
Весьма важным является вопрос о постоянстве параметра р, или лишенной свободной воды порозности при неустановившемся движении грунтовых вод со свободной поверхностью.
Как указывает С. Ф. Аверьянов (1956), предполагать неизменность свободной порозности можно лишь в том случае, если грунтовые воды залегают на значительной глубине и их режим изменяется очень медленно.
При быстрых изменениях уровня грунтовых вод, при которых скорость подъема капиллярной каймы отстает от повышения уровня, давление на уровне воды выше атмосферного. Таким образом, свободная порозность (параметр р,) зависит от положения поверхности грунтовых вод и скорости ее изменения во времени.
Основываясь на параболической зависимости влажности почвогрунтов в пределах капиллярной каймы от ее высоты, С. Ф. Аверьянов получил следующее выражение для параметра р, в случае опускания уровня грунтовых вод от поверхности земли до глубины у или в случае подъема уровня от глубины у до той же поверхности
^ = |И^{1|-|-[-^(1-/ТнЮ + /1ЧРГ|}. (Ш.6>
где
здесь у г? HR\ W0 — объемная влажность, при которой начинается интенсивное движение воды в грунте (это отвечает НВ); W1 — полная влагоемкость в долях от единицы объема; Нк — максимальная высота капиллярного поднятия.
Аналогичное выражение для |х получено для случая изменения уровня на величину ±dy (на глубине у)
ii = [i-Vri=p;]n'1, (Ш.7)
где обозначения прежние.
Б. С. Маслов (1970) рекомендует учитывать полную ПВ, капиллярную КВ и наименьшую НВ влагоемкости для расчета усредненной величины водоотдачи, которая выражается следующей формулой в наших обозначениях:
.. _ (ПВ-КВ) Я+(ПВ-НВ) (Н—Нк)
М1 ----------------jj--------------1 (lil.o)
где Н — величина понижения уровня грунтовых вод, считая от поверхности земли; Нк — максимальная высота капиллярного поднятия, причем Н > Нк.
В этой формуле величины ПВ, НВ, КВ, очевидно, являются средневзвешенными по высоте.
Многие исследователи определяют значение водоотдачи в зависимости от водопроницаемости.
Так, например, по Г. Д. Эркину# для минеральных грунтов
[I-= 16,5 VIVy, (Ш.9)
где k — коэффициент фильтрации, м/с; у — глубина залегания поверхности грунтовых вод, м.
По А. И. Ивицкому, для торфяных грунтов
[i = 8,2 VT*Vy*, (III.10)
где обозначения прежние.
По К. П. Лундину, для всех грунтов
H = 0,13-t-0,07^1g k, (III.И)
где к — коэффициент фильтрации, м/сут.
По Л. Дамл и Р, Вингер (США), для любых грунтов
[л = 0,1254-f 0,1152 lg к. (.111.12)
Для иллюстрации значений некоторых водно-физических свойств почво-грунтов приведена табл. 1 из работы Б. С. Маслова (1970).
Следует заметить, что со значениями параметра [А в этой таблице совпадают полученные нами и другими авторами данные.
Определение наименьшей влагоемкости НВ выполняют методом залива водой площадок. При этом увлажнение производят на всю глубину корнеобитаемого слоя (не менее 1,5 м). Размер горизонтальной площадки 2 X 2 м. По краям ее насыпают земляные валики для предохранения от растекания. Высота валика не менее 20 см.
Водно-физические свойства осушаемых почвогрунтов
(средние значения)
Почва Объемная Плот Пори Наимень Высота Коэффициент Водоотдача
масса, ность, стость, % шая вла макси фильтрации, для метро
г/см® г/см8 гоемкость мального м/сут вого слоя
объемн., капилляр (в долях
% ного под объема)
нятия,
см
Торф верховой 0,08--- 1,4---1,6 90---95 65---70 60---70 0,0я---0,и * 0,02-0,1
» низинный 0,13 1,4---1,6 80---90 55---60 60---90 0,0 п---п 0,08-0,14
0,2-0,3
Песок мелко 1,6-1,7 2,6---2,7 35---40 12---18 10-20 0 ,п---п 0,1-0,2
зернистый 1,4-1,6 2,7 40-45 15-20 40-60 0 ,п 0,06-0,15
