Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Сочетание рассмотренного балансового метода расчета испарения и определения величины влагообмена зоны аэрации с атмосферой waAt, с одной стороны, и экспериментальных наблюдений с помощью испарителей за испарением на поверхности не успевших просочиться осадков ?ос, поливных вод ?ор — с другой, позволяет значительно сократить объем воднобалансовых работ. При этом достаточно определить величину wa At один раз за длительное время At. По этой величине waAt, осадкам X и водоподаче Уор на орошение согласно (V.49) находят суммарное испарение. Расчленение последнего на составляющие производится с помощью данных указанных выше экспериментальных наблюдений.
Пример расчета баланса влаги в зоне аэрации
Для иллюстрации метода расчета баланса влаги в зоне аэрации приведем данные по изучению влажности почвогрунтов и баланса грунтовых вод на балансовом участке Подмосковного гидрогеологического стационара ВСЕГИН-ГЕО за 1951/52 гидрологический год.
Балансовый участок располагался на открытой с юга поляне вблизи дер. Ще-милово Ногинского района Московской области. Наблюдения за режимом
грунтовых вод производились по створу скважин 1—3—6/50, расположенных по потоку вод. Около средней из них велись систематические наблюдения за влажностью почвогрунтов от дневной поверхности до зеркала воды, которое находилось на глубине 2,35—3,03 м от поверхности.
С поверхности до глубины 0,15—0,20 м залегает гумусовый горизонт подзолистой почвы, ниже (до 0,65 м) — супесь легкая, которая повсеместно подстилается разно- и мелкозернистыми песками флювиогляциального происхождения. Грунтовые воды в этих песках на глубине 30 м подстилаются оксфорд-кимериджскими глинами верхней юры, которые являются надежным водоупором (мощность глин 12 м).
Наблюдения за влажностью производились термостатно-весовым методом. Пробы грунта отбирались с трехкратной повторностью, для чего в каждый срок отбора проб бурились три зондировочные скважины. По вертикали в каждой скважине точки взятия проб размещались через 0,10 и 0,25 м, в капиллярной кайме — через 0,1 м.
По данным наблюдения за уровнем грунтовых вод по указанному створу скважин и данным о коэффициенте фильтрации пород, который был определен кустовой откачкой и равен к = 12,5 м/сут, среднем коэффициенте водоотдачи или недостатка насыщения пород [л = 0,25 был рассчитан баланс грунтовых вод за 1951/52 гидрологический год. При этом применялся метод конечных разностей. На основании вычисленных величин питания w At для створа скважин и данных о колебании уровня воды и водоотдаче пород в пункте отбора проб согласно (V.43) уточнялась величина (<?i~Q-^IF. Поэтому вычисленная разность между притоком и оттоком вод в горизонтальном направлении {((>!—Q2)IF I At точно отвечала балансовой почвенно-грунтовой призме, для которой рассчитывался баланс влаги. Результаты такого расчета сведены в табл. 11.
Измерения запасов влаги проводятся по отдельным поясам зоны аэрации, из которых верхний отвечает корнеобитаемому слою почвы, нижний — капиллярной кайме мощностью 0,4 м.
Расчетные периоды времени отвечают характерным фазам сезонного изменения уровня грунтовых вод и совпадают с теми отрезками времени, для которых составлен баланс грунтовых вод по указанному створу скважин.
Запас влаги, полностью насыщающей грунт в пределах изменения уровня п‘АН, вычислен с учетом пористости п = 0,387 и фактического изменения уровня в пункте отбора проб на влажность.
В седьмой строке табл. 11 приведены значения влагообмена зоны аэрации с атмосферой wa At, вычисленные по (V.42).
Атмосферные осадки X взяты по осадкомеру, установленному на том же участке. Здесь же выделены положительные величины ша At — инфильтрация осадков в почву и суммарное испарение с почвы Z, вычисленное согласно (V.49).
Для сопоставления с этими результатами приводятся: величина питания грунтовых вод сверху w At и изменение их уровня АН, взятые из расчета баланса грунтовых вод и данных наблюдений в пункте отбора проб на определение влажности.
Из результатов приведенного расчета видно, что в период с 8/Х 1951 г. по 22/IX 1952 г. выпало 742,0 мм осадков. Положительное питание грунтовых вод составило 267,0 мм/год, или около 36% суммы осадков. Испарение этих вод — 212,4 мм/год, или 28,6% годовой суммы осадков. В итоге за год грунтовый поток получил путем нфильтрации с поверхности 7,4% годовых осадков (54,6 мм), что вызвало подъем уровня на 0,2 м.
Водный баланс почвенно-грунтовой призмы за 1951/52 гидрологический год (в мм слоя воды)
Периоды наблюдений
Л!' Элементы баланса СМ • 24/Х 1951 г.--- 26/II --- 7/IY 7/IV---8/V 8/V--- 16/VI 16/VI---22/VII 22/VII---23/VIII 23/VIII---22/IX Итого за год
п. и. С 26/11 1952 г. 1952 г. 1952 г. 1952 г. 1952 г. 1952 г. 1952 г.
