Осушение   местности


Различают следующие виды дренажей: систематический, головной, береговой, кольцевой, пластовый. Регулирующей частью дренажной системы являются трубчатые дрены. Дрена называется совершенной, если ее основание находится на водоупоре, и несовершенной, если ее основание не доходит до водоупора.

Удельный расход фильтрационных вод горизонтальной  совершенной дрены на горизонтальном водоупоре при одностороннем притоке воды в дрену определяется по формуле

 м3/сутки на 1 п.м.,

где: K  – коэффициент фильтрации, м/сутки;

       H  – высота    непониженного    уровня   грунтовых  вод  (УГВ) или мощность водоносного слоя, м;

        h0  – глубина воды в дрене;

        L  –  ширина полосы действия (радиус действия) дрены, м.

Ординаты Z кривой депрессии на удалении x от оси дрены

 м,

или

 м.

Ширину полосы действия (радиус влияния) дрены можно определить по таблице П2.9 справочных данных или по формуле

 м,

где: S0 =H – h0 – требуемое понижение УГВ у дрены, м.

 Удельный расход фильтрационных вод горизонтальной несовершенной дрены круглого сечения при одностороннем притоке воды в дрену вычисляется по формуле

 м3/сутки на 1 п.м.,

а ординаты кривой депрессии

,

где: H1 – глубина  погружения  центра   дрены  в  водонасыщен-ный грунт, м;

        r – радиус дрены, м;

A – коэффициент, вычисляемый по формуле

.

Удельный расход совершенной дрены в системе кольцевого дренажа

 м3/с на 1 п.м.

Общий расход воды в дренаже составит

 м3сутки.

Депрессионную кривую по внешним границам кольцевого дренажа строят по упрощенному уравнению

 м.

Депрессионная кривая внутри осушаемого участка устанавливается примерно на уровне воды в дренах.

Удельный расход несовершенной дрены в системе кольцевого дренажа вычисляется по формуле

 м3/сутки на 1 п.м.

Здесь, как и выше, H1 – глубина погружения дрены от УГВ, м.

Расчет головного дренажа сводится к расчету одиночной дрены по приведенным выше зависимостям, за исключением удельного расхода несовершенной дрены, определяемого по формуле

 м3/сутки на 1 п.м.

Время на осушение защищаемой территории может быть вычислено из формулы для радиуса влияния дрены

откуда для совершенной дрены

 суток.

Для несовершенной дрены

 суток,

где  – средняя мощность осушаемой зоны м.

 

Пример 1.

Для защиты от подтопления подвала сооружения предусматри-вается устройство кольцевого дренажа из асбоцементных труб.

Определить удельный и суммарный фильтрационные расходы, произвести гидравлический расчет дрены.


Отметка поверхности земли (в створе дрены)                        = 200,0 м               

Отметка уровня грунтовых вод (в створе дрены)                   = 199,5 м

Отметка водоупора (в створе дрены)                                       = 190,0 м

Отметка дна начала дрены                                                        = 196,5 м

Размеры сооружения в плане:

длина                                                                             l               =     40 м

ширина                                                                          b            =     16 м

Грунт участка местности                                  песок среднезернистый                                         

Коэффициент фильтрации                                          K    = 12  м/сутки

Диаметр дрены                                                             d            =      0,2м

Решение

Т.к. отметка дна начала дрены = 196,5 м больше отметки водоупора = 190,0 м – дрена несовершенна.

Радиус дрены           

Принимаем глубину воды в дрене 

Глубина погружения центра дрены в водонасыщенный грунт

H1 =199,5 – 196,5 – 0,10 = 2,90 м.

По таблице П2.9 приложения 2 радиус влияния дрены для среднезернистого песка R = 100…200 м. Принимаем R = 150 м.

Удельный расход фильтрационных вод в несовершенной горизонтальной дрене

  м3 /сутки на 1 п.м.

Суммарный фильтрационный расход в конце дрены (половина общего расхода дренажа)

 м3/сутки.

Гидравлический расчет дрены

Из формулы Шези    

найдем минимальный уклон дна дрены, обеспечивающий пропуск расхода Q.

Для дрены, до половины заполненной водой

- площадь живого сечения     м2;

- гидравлический радиус        м.

По таблице П2.5 приложения 2 для асбоцементных труб коэффициент шероховатости n = 0,0092.

По формуле Маннинга коэффициент Шези

68

Требуемый уклон дна дрены

Принимаем минимальный допустимый уклон для дрен I0 = 0,0005. При этом дальний конец дрены должен быть глубже заложения дрены в начале (в точке А) на

Пример 2.

Для перехвата грунтовых вод с целью защиты от подтопления заглубленных сооружений, возводимых на заданном участке местности, предусматривается устройство головного дренажа из полиэтиленовых труб.

Определить удельный и суммарный фильтрационные расходы, произвести гидравлический расчет дрены и определить время, потребное для осушения местности в пределах полосы действия дрены.

 

 

 

Отметка поверхности земли (в створе дрены)                        =   25,0 м               

Отметка уровня грунтовых вод (в створе дрены)                   =    24,5 м

Отметка водоупора (в створе дрены)                                       =   22,0 м

Отметка дна начала дрены                                                       =   22,0 м

Длина головной дрены                                                     l         =      80 м

Диаметр дрены                                                                 d     определить

Грунты участка местности                                 песок мелкозернистый                                        

Коэффициент фильтрации                                              K= 4,0  м/сутки

Коэффициент водоотдачи                                                m        =   0,15

Решение

Отметки водоупора и дна начала дрены совпадают (22,0 м) – дрена совершенна.

Мощность водоносного слоя

H = 24,5 – 22,0 = 2,5 м.

Предварительно принимаем диаметр дрены d = 100 мм, глубину наполнения дрены . Тогда требуемое понижение УГВ

Ширина полосы действия (радиус влияния) дрены

Удельный расход фильтрационных вод

 м3/сутки на 1 п. м.

70

Суммарный расход фильтрационных вод

 м3/сутки.

Принимаем минимальный допустимый уклон дрены I0 =  0,0005.

При наполнении дрены до половины:

- площадь живого сечения дрены

 м2;

- гидравлический радиус    м.

По таблице П2.5 приложения 2 для полиэтиленовых труб коэффициент шероховатости n = 0,0086 с/м1/3.

Коэффициент Шези

м1/2/с.

Пропускная способность дрены (по формуле Шези)

Окончательно принимаем диаметр дрены d = 100 мм.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: