Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Осушительная эффективность дренажа в замкнутых впадинах суглинистых почвогрунтов

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Осушительная эффективность дренажа в замкнутых впадинах суглинистых почвогрунтов"

. НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЩИНЕНИЕ

БЕЛОРУССКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЖСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

СИВЩКИС КАЗЙС КАЗЕВИЧ

УДК 631.62:631.4

ОСУШИТЕЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДРЕНАЖА В ЗАМКНУТЫ! ВПАДИНАХ ОТЛШШЛЖ 1КЯВОГРУНТОВ

Специальность: 06.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соизкание ученой степени кавдвдага технических каук

На правах рукописи

Минск - 1991

Диссертационная работа выполнена в Московском ордена Труде вего Красного Знамени гидрошляорагявнш институте.'

Научный руководитель - доктор технических наук,

ярсфаоо ор ГЁ7П. Ралямин [

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных

,чаув, профессор А.Ю.Дирсе, кандидат технических наук, старший научный сотрудник В.Т.Климков

Ведущая организация - институт "Литгипроводхоэ"

Защита диссертации состоится * 6 " 195

года на заседании специализированного совета Д-09&03.01 Белорз ского ордена Трудового Красного Знамени надчно-исследовательск( института мелиорации и водного хозяйства (БелНИИМиВХ) по адрес] 220040, Г.Минок, ул.М.Горького, 153.

С диссертацией можно рзнакомитнн в библиотеке института.

Автореферат разослан 1991 года.

Ученый секретарь специализированного

совета, кадвдцат технических наук А.П.Лихац.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Широкое и комплексное развитие сельскохозяйственных мелиораций в Литовской республике способствовало значительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Однако в последнее время интенсивное использование игнорированных земель выявило и целый ряд недостатков. Наблюдениями за мелиоративным состоянием осушенных земель установлено, что в более понижен-ах местах и замкнутых впадинах часто на длительное время скапливается поверхностные воды. Из-за этого на осушенных площадях задерживается весенняя обработка почвы, а на засеянных полях уменьшается или совсем гибнет урожай. Эти недостатки серьезно влияют на эффективность мелиорированных земель, снижают уровень их использования.

Опыт ремонта и реконструкции осушительной сети показал, что часто причиной неудовлетворительного осушения замкнутых впадин бывают технические неисправности дренажных систем. Однако встречается немало случаев, когда и после реконструкции дренажа водный режим замкнутых впадин не соответствует требованиям сельскохозяйственного производства. Некоторые впадины удается осугаить только из второй или третьей попытки. Это указывает на то, что в настоящее время недостаточно изучены закономерности осушительного действия цренажа в замкнутых впадинах.

Цель работы. Изучить закономерности осушительного действия дренажа в замкнутых' впадинах, выявить причины, препятствующие эффективной работе дренажа и разработать рекомендации по их осушению и освоению.

В программу выполненных автором работ вошло:

1. Исследования режима поверхностных я почвенно-грунтовых вод замкнутых впадин. .. •

2. Раскопки дренаяа на недостаточно осушенных замкнутых впа-цинах и' определение причин скопления поверхностных вод.

3. Искусственное затопление замкнутых впадин п исследование особенностей формирования-дренажного стока.

4. Теоретические расчеты поверхностного стока в залкнутые впадины.

5. Расчеты осушительного действия дренажа в замкнутых впадинах.

Методика исследований. Определение связей водного режима замкнутых впадин с метеорологическими факторами при помощи методов статистического анализа. Анализ формирования притока в зам-кнуте впадины поверхностных; вод на основе теория инфильтрации и расчеты осушительного действия дренажа с использованием теории фильтрации к данных экспериментальных исследований.

Научная новизна. Влервпе изучены особенности водного режима, замкнутых впадин в зависимости от метеорологических факторов и состояния осусительной сети, предложена некоторые способы диагностики причин скопления поверхностных вод и данн предложения по улучшению мелиоративного состояния замкну тих впадин.

Практическая ценность. Полученные результаты будут способствовать улучшению ремонта дренажа, совершенствованию проектирования осушения и освоения замкнутых впадин. Использование проверенных и апробированных теоретических методов расчета поверхностного стока позволит учесть пространственно-временную изменчивость водно-физических свойств почв, и, как следствие, повысит эксплуатационную надежность проектируемых дрэнаглшх систем.

Апробация и реализация работы. Результаты исследований были изложены и обсугдени'научно-техннческой конференции преподавателей Московскогоггвдромелиоратшзного института в 1986 г. в г.Москве, на всесоюзной научно-технической конференции "Регулирование водного рэята дренироганных минеральных почв" в 1937 г. в г.Каунасе, на XXXIJ (1987 г.) и ХХХИ] (1988 г.) научных конференциях преподавателей Литовской сельскохозяйственной академии в г.Каунасе.

РоБультати исследований были использованы при ремонте за.-.цену тшс впадин во всех районах республики. В создаваемой в институте Литгипроводхоз системе аЕтоштизированного проектирования дренажных сооружений (САПР "Дреная") излеченная методика расчета поверхностного стока в замкнутые впадины используется как одна из проектных процедур.

Публикация. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений, библиографии (включающей 86 наименований и 6 ■приложений). Основное содержание диссертации изложено на 149 стра-

ницах машинописного текота, включающего 32 таблицы и 37 рисунков,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ'!

.Во введения содержится обоснование актуальности темы диссертация, сформулированы основные положения, внносголне па за;:¡иту.

В первой глава дана характеристика переувлажненных земель Яитовской республики, рассмотрены почвы замкнутых впадин и усло-зпя их водного питания, сделан обзор зодло-дрпззческик свойств почв замкнутых впадин и юс водосборов, обобщена изученность осушительного действия дренажа.

Проведоппые почвеняо-меляоративннэ исследования шказаля, что здпа треть переувлажненных земель в Литве составляет переувлажненные почвы впадин я понижений. В средней и западной части рес-зублики, гдз находится подавляющее большинство временно лереувлак-тэшшх земель Литвы, во впадинах в ооноепом встречаются дерново-гаеевнэ, подзолисто-болотные глеевне п подзолисто-болотные перегнойные суглинистые почвы. Физические свойства почв впадин да?.е зходного механического состава колебаются в широких продола::. ' Объемная гас с а подпахотного горизонта (горизонта Б) 1солебается от [,4 до 1,8 г/см3.

В Литве и других рводубликах проведет обширные исследования зеуштельяого действия дренажа в суглинистых почвах. Однако практически вое исследования проведены на глееватых почвах или на поч-зах соответствующих условиям водосборов впадан. Исследований ооу-вятельного действия дренажа в замкнутых впадинах практически не доводилось.

Во второй главе даются программа исследований и характеристи-•са закинутых впадин, в которых проводились наблюдения за воднгм :еяшом, представляются методики обработки и анализа данных набет-*эниП. .

Для исследований в суглинистых почвах было внбрано 82 впади-тл, аз них 66 ооустенкых закрытыт.1 дренаяем и 16 ке осушенных, В пе-зиодз паблядений (1935-1988 гг.) 12 неосушениых впадин было осуже -ю и на 16 проведена реконструкция или ремонт оаушительпой сети. 1ри проведении реконструкции и ремонта црекака во врегд раскопок эпределялись и описывались встречаемые технические недостатки данала. По своим топографические характеристикам выбранные впадя-ш били различиями: площадь впадин била в основном от нескольких десятков га до 1,0 га, а глубина от 0,25 до 1,25 гл. По иелиоратяв-

4

ному состоянии впадкны били очень различные - от неудовлетворительно до хорошо осушенных.

Весной и осеньи в критические периоды райоты дренажа на выбранных впадинах и в их водосборах проводюшоь наблюдения за режимом поверхностных и почванно-грунтовых вод. Измерения проводились через кавдые 3-4 дня. Все наблюдения проводились работниками эксплуатационной слукбы мелиоративных систем, согласно с общей программой оценки мелиоративного, сосгояшхя осушенных земель.

В одной впадане' находящейся в колхозе "Венибе" Таурагского района были проложены дополнительные коллекторы и устроен колодец для измерения дренажного стока из впадины и ее окружающего водосбора. В 1987 г. при помощи насосной станции СШ-75/100 проводились 4 опыта искусственного затопления владины. Во время опытов измерялось подаваемое'количество воды, дренажный сток, уровни почвенко-групговых и поверхностных вод во впадине.

Собранные материалы наблюдений обрабатывались и анализировались при помощи статистических методов, математических моделей поверхностного стока. Также использовались теоретические формулы для расчета осушительного действия дрена-ка.

Анализируя влияния различных природных факторов на водный режим замкнутнх впадин и определяя, причины скопления поверхностных вод использовались общие статистические методы и в частности метод главных компонент.

Количество притекающих во впадины поверхностных вод вычислялось на основании известной модели склонового стока Л.С.Куч-ыента, позволяющей учитывать неоднородность почв. Для адаптации модели Л.С.Кучмента использовались многолетние наблюдения поверхностного стока проведенные Хитгипроводхозом в Каунасском районе в экспериментальном хозяйства Литовской МИС. При анализе водного режима замкнутых впадин я расчетах поверхностного стока метеорологические данные брались из ближайших метеостанций.

• В третьей главе изложены метеорологические условия периода наблюдений, рассматриваются особенности ракима поверхностных и почвенно-грунтовнх вод в различных замкнутых впадинах.

Метеорологические условия периода наблюдений были довольно характерны для Литовской республики. По водности (по количеству осадков) 1985 год был 22,7,2 обеспеченности, соответственно Г986 г. и 1937 г. -'22,7 И 33,7* обеспеченности. Количество осадкоЕ выпавшие за март месяц этих лет соответственно было 40, 60 и 7С$

обеспеченности, а за апрель - 15, 3, 14, ? и 90$ обеспеченности.

Весной 1985 года из всех наблюдаемых впадин было затоплено 52, 1986 г. - 30 и 198? гг. - 14 впадин. Осенью соответственно было затоплено 12, 8 и 2 впадины. Это указывает, что наиболее опасным периодом для затопления замкнутых впадин в Литве является гесна.

Для выяснения причин затопления замкнутых впадин из.всех материалов наблюдений 1985 года были выбраны разлитые типичные фрагменты режима поверхностных вод и вычислены парные коэффициенты корреляции мезду уровнями поверхностных вод во впадинах и количеством выпавших осадков (к), дефицитом влажности воздуха <(t) и средней температуры воздуха (£■ ). Наилучшая корреляционная связь получена с количеством осадков, однако коэффициенты корреляции колебаются в широких пределах - от 0,1 до 0,85. Прямая корреляционная связь с температурой и дефицитом влажности воздуха практически отсутствует.

Б дальнейшем был проведен анализ имевшихся данных по методу главных кошонент. Результаты расчетов доказали, что вклад атмосферных осадков б общую диспепсию поля составляет 64- 96%, дефицита влажности воздуха - 4 -30%, температуры воздуха - 0-5$. Осадки больше информации несут в хорошо осушенных впадинах, а меньше -хужевши совсем неосушенных впадинах ( рис. I).

Множественные коэффициенты корреляции визе парных. Однако для отдельных впадин они сильно отличаются. Имеется впадины в которых коэффициенты корреляции между метеорологическими факторами и уровнем поверхностных вод близки к единице, а в других они ровны лишь 0,5. (рис. I). Аналогичные результаты анализа получены и доя данных 1986 и 1987 гг. Однако выяснилось, что парны« и множественные коэффициенты корреляции варьирует не только для различных вдадгн, но' для одних и тех же впадин в различнее годы наблюдений. Встречаются впадины, в которых в одном году коэффициенты множественной корреляции ыевду уровнями поверхностных вод и метеоролога --ческими факторами бывают 0,75, а в другом лишь 0,4. Это указывает на то, что кроме метеорологических ыакторов на реяш поверхностные вод вдиявт в другие факторы.

Дальнейший анализ влияния метеорологических условий на реян*. поверхностных вод показ ai, что встречаются много впадин, з г.отор::-: мелиоративное состояние тал-находящихся осушенных почв из года в год сильно меняется. В одном году поЕсрхностш."з вода ногависст.о

G

% юо т 80 70 60 м

40

30

20

Ю

Г Ф 3 2 I

ИЗ О

/ 2 3 1 5 6 7 я $ ■ Ю п п ¡3 Н ¡5 !$ 17

/V* фрагмента

Рис ¡Процентный Ьклад отдельных метеорологических срактсрс-5 5 фрагментах снижения поверхностных бод £ замкнутые неосуииенных и различной интенсибности осушенных ЬлсЗинах Ьасеннвга периода (985 г.

1.0

о.в с.е

а г о

I 2 3 4 5 е 7 8 } 'П н 12 /3 Н 15 № 17

Значения мноквстЬенных коодхрициенгяо5 корреляции С ураг-шнтах снижения лс£ерхнасгп!/ых &од 6 замкнутых &;айина*

недсушенше неидоблрсуш. удо&л. осцш. хорошо осуш. впадины , , впадины , бпаЭини , , бпадины

•Л

1 К* V

1 * Л Г \

( А 1-» 1 > * *

1 I

./У

< П к 1

к 'н> * У

X N У V

у V 4 1 \-

и N А / л Э Г

1 к 1 > V 0 И »к* Нац,

ч У у \ \ /

> > л /

от водности весеннего периода скапливаются лишь на непродолжительное время, а в другом - задерживаатся до весеннего сева. Причиной этого является различное их сельскохозяйственное использование и с этим связано изменение водно-фязичеспих свойств почв. Только в ноосуиешшх впадинах пли во впадинах с технический неисправностями дрокаяа, независимо от водности весны, поверхностные воды всегда находятся почтя одинаково длительное время - до июня месяца.

Для оценки влияния метеорологических услозия на реким почвен-но-грунтовых вод во впадинах был проведен аналогический, как я для поверхностных вод, статистический анализ. Результаты показали, что осадки вносят около 70% информации в общи дисперсии поля. Коэффициенты тожественной корреляции мззду уровнями почвенно-грунто-вых вод п метеорологическими факторами в одних впадинах почта равны 1,0, а в других - лишь 0,58.

Ечсыхание почвы (до требований весенней обработки), как и в случае с поверхностными водами, не всегда корродируются о водностью сезона. Особенно это характерно для впадин с техническими неисправностями дрсиака. Б таких впадинах снижение уровней почвенно-грун-товых вод начинается только после значительного' новшоние темпера-' туры Еоздуха. Во впадинах с хорошо действующим дренажем уровни почвенно-грунтовых вод начинают понижаться сразу после огтапвания почвы.. Исследования показали, что даже в тех впадинах, где драпал работает хорошо, высюсашге почвы до требований весенней обработки (приблизительно соответствует снижении уровней почветшо-груктових вод до 0,5 ы) отстает от прилегающих площадей на 5-8 суток.

В четвертой главе приведена результаты исследований формирования дренажного стока из впадины под действием атмосферных осадков к пра искусственном ее затоплении.

Проведенные исследования дренагного стека показали, что в суглинистых зашкутше впадинах как и на рывших гестах дрена- работает периодически - во влааше периода года. Например, в за-лк-нутой впадине в колхозе "Езнибе" Таурапкого ра!!ена дрепат. рабо- . тал осенью 1907 года, глпой 13ПЗ года во время оттепелей п посияй 1038 года. Летом 103? п 193.') гг. дречая по впадпи<? гге работая. Работа дрена-а во впадине отличалась знактолыю бэльжой иктс-нсгл?-иоегьв, чем п округачгг.ем водосборе. В ноябре 198" г о:: а гз втдяяы отгеден.т 34,4 мм, з декабре 1.30,4 мм, а в карте п апреле года

-22,7 мм вода. Однако из водосбора впадины в бто же время соответственно отведено лшдь 4, 8,12,0 и 2,0 мм, то есть в 10 раз меньше, чем из впадины. Значит в волнистом - западинном рельефе основная часть дренакного стока формируется в замкнутых впадинах.

'•' Так как рассматриваемая впадина дажа^Ьамые влажные периоды не была затоплена, то для исследования работы дренажа в условиях максимальной нагрузки, она была затоплена искусственным образок. Всего било проведено две серии опытов по два затопления. Первая серия опытов была начата 21 июля, а вторая 4 сентября 1987 года. Каждый опыт продолжался два дня. Одно затопление проводилось в течении первого дня, а второе на следующий день. Вдакность почвы 21 июля {перед первым опытом) была близка к влакности разрыва ка-пилярной каймы, а 4 сентября - равна наименьшей влагоемкоеты (НВ),

' После включения насоса дренагшнй сток скоро возрастал к на второй час достигал своего максимума. В первый день первого опыта максимальный дреняашй сток достиг 11,1 л/с. Это в 10 pan больше, чем расход дренажной системы впадины, полученный в естественны?" условиях. Во вреш второго затопления максимальный расход бал значительно меньшим - 2,5 л/с (рис.2).

Динамика дренажного стока во вреш опытов второй серии была аналогична как и в первом случае, но максимальный расход дренажа первого зптоплешя достиг лишь '7,7 л/с, а второго затопления -6,0 л/с. Как видно из рис.2 максимальный расход дрена-ха первого опыта был значительно большим,' чем второго опыта. Причиной этого была малая.начальная влажность почвы и этим вызванное ее растрескивание. Значительное уменьшение максимального расхода дрена-з на второй день первого опыта показывает, что после обильного увлажнения сухой почвы произошло ез набухание, занос трещин и некаппиляр-ных лор. Во время второго опыта, когда начальная вла&кость почвы была больше, уменьшение водопропускной способности почвы была значительно меньше (ркс.2).' Все это указывает на то, что на эффективность работы дреналса во впадинах большое влияние оказывает физическое состояние почвы. ' ' '

Во вреда опытов была затоплена площадь 0,11 га. Однако наблюдения за режимом почвенно-грунтовых вод 'показали, что насосом поданная вода расстекалась довольно далеко и дренаж интенсивно работал на площади около 0,22 га. Значит при максимальном расходе дренажа - II л/с, максимальный модуль дренажного стока-получаптся'

Время; чао

.. Рис. 2 Гидрогросры дренажного сго.хсг из искуаёепно затопленной бподихы 1-¿а топление 2!. 07. !?87г„ 2--¿отопление 21.07.!397г. 1 - затопление 04.09. №7 г, 4--затопление 01.0?. 1937 г.

50 л/о га. Это десятки раз больше, чем обычно наблюдается в более крупных дренажных окстемах. В структурных, рыхлых (объемная масса - 0,9 — 1,3 г/см3) суглинистых почвах уложенный дренаж может отвести большое количество воды.

В пятой..главе излагается результаты исследования влияния дренажа, а такко его ремонта и реконструкции ка водный режим замкнутых впадин.

Проведанные исследования показали, что до осушения практиче-' ски во всех замкнутых впадинах скапливаются поверхностные воды, которые иногда задерживаются до июня месяца и даже дольше (табл.1). Осушение замкнутых впадин дренажем с расстояниями между дренами 6-8 м суцеотвенно повлияло на их водный режим. В больней части ис-следуемнх впадин поверхностные воды совсем перестали скапливаться. Однако в некоторых владкках, хотя дренаж,и значительно .".. .влиял на их водных рекюд, окопленяй поверхностных вод он не предотвратил. (табл.1). Это указывает на то, что в различных впадинах дренаж действует с различной эффективностью.

Таблица I.

Влияние дренажа на режим поверхностных вод ■ замкнутых вдеднн в весеннем периода

й впа-!Рассто-!Характвристш£а ! До осушения ¡После дины !яние ¡водного режима . ¡осу-! между ! |_______ _ ¡ЕШНЙЯ

!ии!Нм' ! 1985 г, 198б"г.{Ъв7с

~ I ~ Т ~ Т ~ " ~ У ~ I ТI ~ 11С ~ XII ® ~

Осадки за январь-апрель

ш 187,9 212,4 51,4

I 0 Наибольшая высота затоп-

ления, М 0,35 0,40 О

Даты исчезновения поверхностных Ззод 24,05 27,05

Осадки.за январь-апрель,

ш . . 190,0 215,3 121,3

Наибольшая высота затоп-6 леИиЯ, :л 0,16 0,12 . О

Даты исчезновения поверх-

ноотиих иод 22,05 . 06,05

Л

I . 2

3

4 5 6

Осадки за январь-апрель,

мм 164,5 165.3 79,0

Наибольшая высота затопления, и ■■ ' 0,32 ■ 0,35 О

Даты исчезновения поверхностных вод ' 30,05 30,05

Осадки за январь-апоель,

т • . - 189,6 174,9 • -90,7

Наяболылая высота затопления, м 0,61 0,06 0,07

Даты исчезновения поверхностных вод 34,05/ 24,0-1 23,01

Сходный характер изменения режима поверхностных вод наблюдался и после реконструкции или рёмонга дрэнага.

Анализ режима почвенно-грунтовнх вод показал, что в весенней периоде на уровни этих вод сильно влиялт атмосферные осадки и они скачкообразно колебаютея. Однако при повышении температуры воздуха наступает такой момент посла которого уровни прчвенно-грунго-вых вод высоко не поднимаются. После'снижения уровней почвенио-грунтовпх вод ниже 0,5 и от поверхности земли суглинистые почвы обычно созревают к вэсенгам полеводческим работам, Поэтому влияние реконструкции и ремонта осушительной сети на режим почвепио-грунтовых вод было оценено по датам их.окончательного снижения до 0,5 м. Мелиоративное-"обстоянва всего поля мокко оценить по разнице созревания почвы к весешнш полеводческим работам во впадинах s их окружающих площадях. Учитывая эти обстоятельства и пытаясь элиминировать разнообразия"чете урологических условий реккм почвенно-грунтовнх вод возашнутых впадинах сравнили с рекгалом почвешш-грунтовых вод в водосборах впадин (табл.2)По данным таблицы 2 видно, что до ремонта и реконструкции осушительной соти высыханью рочв (снижение уровней И-ГВ до 0,5 м) во впадинах и в их водосбора рах сильно отличалось. Кроме этого в отдельные годы ата разница была неодинаковая. После реконструкции н'репоита осушительной соти разница меаду упомяяутыда величинами в большинстве случаев значительно сократилась, хотя это сокращение было неодинаковее. 13 6 и 7 впадинах сокращение раз ниш по впсыханш почв было супееавешич

Таблица 2.

слияние реконструкции и ремонта, осушительной сети замкнутых впадин на режим уровней почвен-но-грунтовых вод 3"весеннем периоде

-!—г:: ■'................... ¡конструкции Даты снижения уровней пачвекно-грунтовых вод

нах мелиора-1 тканых мвро-!прияткй . i * ■ " !• ! 1 . До реконструкции и ремонта .дренажа После реконструкции

1985 г. ! . 1286 г. . ! 1987 г. ■ 1988 г..

Во впа Вшо- Разни," Во В во- Разни-дине СоОре • ца. j апаци досбо ца, . сут. ¡не ре сут Со В водо-Раэница, впа- сборе сут дине Ба впа В во- Разни-дике досбо- ца, сут ре

I | 2 \ 3 4 5 j 6 7 8 9 10 II 12 13 14/

I Фильтр поглотитель 17.05 31.03 47 29.04 08.04 21 19.04 16.04 3 31.05 11.04 50

2. Дополнительный .дренам 24.04 . 20.04J 4 11.05 31.03 41 12.04 31.03 12 31.03 31.03 0

3. Ремонт коллектора 30,05 2Э.05 ю. 02.05 28.04 4 31.03 31.03 0 « —

4. Дополнитель-• кый дренаж 17.05 19.04 28 07.05 31.03- 37 30.04 27.04 з .. 28.04 31.03 28

5. Дополнительный дренаж 12.05 "18.04 24 01.05 28.04 3 24.04 12.04 12 03.05 • 03.05 -0.

•6. : Фильтр пог-'лотитель, дополнительный .дренаж 23.05 31.03 53 17.04 31.03 17

7. Дополнительный дренаж 30.05 31.03 •60 «ч 31.03 31.03 0

и достаточное. Почва в ыкх вьадиках высыхала до начала наступления весенне-полеводческих работ (табл.2). Б 4 и 5 впадинах после устройства дополнительного дренагл рази ада иеяду датами высыхания почвы во впадина и в водосборе такзе сократилась, но нэ столь много. Сравнивая абсолютные дашвысыхания можно утвзрздать, что почвы этих впадин высыхали о некоторым опозданием. Можно сделать вывод, что эффективность дополнительного дренаш в различных впадинах бывает различная. Это безусловно обуславливают водно-физические свойства почв,

■ Из таблицы 2 такзе видно, что рем'лт коллектора дают хорошие результаты (2-я впадина). Устройство фильтра-поглотителя без сгущения дрен необеспечнвает необходимого водного ренкма (1-я впадина). ,

В шестой главе приводится расчет поверхностного стока в замкнутые впадины. ,

Расчеты поверхностного стока проведены при пидоци пнфпльтра-циошю-стоковой модели Д.С.Кучаеига.

Адаптация модели была провод ела на дренальой системы .'5 10 Литовской ШЮ, в которой имеется детальные наблюдения за поверхностным стоком. Дня проверки расчетов на дренажной системе Литовской МИС было выбрано 7 ливней, которые сформировали поверхност-енй сток. Результате расчетов показали, что ггдрографы и коо®и-циенты поверхностного стока довольно хорошо совпадают с фактическими. (рис.3, табл.3).

Аналогичные результаты получена а для 7 типичных прокэвод-ственшх дрогш:янх систем. Прошдешалй анализ результатов расчета показал, что на точность расчэтов наибольшее влияние оказывает общее количество осадков, интенсивность, лиШш и.начальная влажность почвы. Это мало учитывается в проектных нормативах Литгиаро-водхоза я коэффициенты поверхностного стока по нли бпзают бадьши-ш. Для более точного определения во вггадпнп прптекааш.их поверхностных вод, целесообразно нспользогагь современные цц$ильтрацкон-ные модели.

В седьмой главе излогегш результаты расчета осушительной эффективности дренажа в затянутых впадинах.

' В замкнутых впадинах основной задачей дрецаг.;а явится отрод поверхностных вод. Для определения количества скапливающихся во впадиш\х изоиточных вод использовали ранее проведение расчеты по-

14 >s is it n /p 20 :t гг 2j 24 ! гз tt4ac

f?uc S Сопостайлениг фактических ( 1 } и рассчитанных(2) расходов- '¿асы дсжс?Ёого лободш на boçocSope дре-uc^hî-.ù системы м40 опытного хозяйства Литовской MLtî,

Таблица 3

Сравнение расчитаииых и фактических характеристик поверхностного стока на дренажной систе:.:е. № 10 экспзриментальнэго хозяйстве Литовской ¡/II 1С

№ Дата К-во Обес- Качал'»-Слой стока, Когффицивкт лив ливня осад печен нал мм стока

ня ков, ность влаясн.--

мы осац- почвы 5акти Гасчи- Факти-Рс.с- нор (в ?! . чес- тайный чес- читан мативау

/О

от А.С.кий 11.)

кий

аай Литгил роводхо па

1 02.08.74 16,6 23,7 20.1

2 15-17.10.74 23,0 33,0 29,4

3 31.10.74 19,5 28,2 29,2

4 5-8.07.;? 9в,7 2,3 ¿3,3

5 04.08.77 30,С8 1С,4 25,6

6 3-10.10.60 32,9 15,6 24,3

7 11.10.00 16,4 31,В 25,5

0,57 0,70 0,03 0,04 0,60

0,02 О,СО 0,001 0,00 0,60.

'3,81 3,ае 0,195 0,193 0,60

21,16 аз.1 . . 0,2Ти 0,а16 0,0

2,16 4,33 0,070 0,141 0,-.30

3,-12 3,60 0,1и4 0,1С 9 0,60

1,05 1,10 0,054 0,007 0,60

аерхнэстного стока по методике ¿.С.Кучмента и дополнительно проводили расчеты поверхностного стока длл тех же замкнули впадин по проечтныы нормативам Латгипровоцхоза. По. нормативам ^итгипро-пэдхоза засчитанное количество поверхностных -0.4 получилось больший, чем по методика Л.С.Кучмзнтз.

В целлх оценки возможностей усоьеряенстЕОванчя методик.! про-оптирования осушения были проведаны расчеты уехс.т^еш^г расстояний в тиничььв: впадинах ц/л ливней различной обеепаченностк. Расчеты проводились по формуле:

я „4! а)

л

где: Е - расстояния между дренами;

£> - расход вода, отводимой однлм меттг.м дреса.уа; í - допустимее преми зато-лення впядинь; ¡г~ глубина зэтопл'?;и:я ямдкни.

При проведении рас »ею а рубина аатопл^ния шади,н определялась на основе пичислшшого объема поверхностного стока по методике Л.С.дучмеьта. Удеяыше расходы црен <5кл1 опредолен« :щт, спо-

хо

собами: на основе теории фильтрации и по нормативам Яитгипро-водхояа. Полученные результаты теоретических фильтрационных расчетов показали, что междренные расстояния получаются нереальными - лишь несколько см. Поэтом}- в замкнутых впадинах, в которых встречаются суглинистые почвы, теоретические методы расчета .дренажа использовать невозможно. Результаты расчетов ыеждренных расстояний с использованием нормативных удельных расходов приводятся в таблице 4. Из таблицы 4 видно, что при ливнях 12 и 24% обеспеченности междренные расстояния часто получаются близки к фактическим, то есть к тем, которые обеспечили удовлетворительное мелиоративное состояние впадин. В некоторых впадинах вычисленные междренные расстояния намного отличаются от фактических, как в меньшую так и в большую сторону. Как уже отмечалось раньше теоретические расчеты поверхностного стока, а следовательно и глубины затопления замкнутых впадин, довольно надежны. Поэтому указанные несовпадения неждренннх расстояний может быть вызваны только неточностями определения удельных расходов .дрен. Можно сделать вывод, что для улучшения проектирования осушения замкнутых впадин в настоящее время .'.л используемые расчетные удельные расходы .дрен необходимо больше дифференцировать зависимо-от водно-физических свойств почв.

ЗЗао'лица 4

Сравнение вычисленных и фактических расстояний ыекцу дренаыи в замкнутых впадинах

Район, хозяйство пп (№ объекта и скстеш)

Глубина Даты исчезновения Расстоя-впадкны поверхностных вод нке •■•эк-

(м) ..... ■ цу дренаки

- 1985г. 1956г. 1987г. фактически

построенных дренаж них систем, (и)

Ра- Вычисленные расстояния счет- мекду дренами. (>■:)

упечь- Обеспеченность ливней(Й)

ний ра '

"й*/ 2

сут)

10 12 . 24

1 Шауляйский р-н. к-з км.Янкуте (1-6; 0,32' 14, С-4 21.04 20.04 ао 0,59 4,3 5,5 6,3 19,5

2 Скуоцассккй р-н. к-з 'Чукне" (1-143 0,60 11.04 14 . 0,52 1,3 1,3 1,3 2,6

3 Таураг схслй р-н . к-з "ВЬеиибе" сх-зЗ 0,45 — а 0,26 1,2 2,7 4,3 7,4

4 Окуодасский_р-к, к-з "Лайс-е" (2-3) 0,63 10,04 ю : 0;52 20,8 34,7 •

5 Еютльоккв р-н, к-з им. ^¿ичурииа (5-15) 0,36 02.05 С2.С5 10.04 18 - 0,2о 1,8 10,4 10,4 52

б Скуодасск'ги к-з '"Лукне" (3-15) 0,53 ОБ. 04 — — 8 - 0,С9 2,4 2,4 2,4 4,5

7 • ¡*ак-уойский р-н, с-э Стачгнай (5-69) 0,39 П.04 8 0,52 3,5 3,5 3,5 3,5

вывода И ПРЕДШШЕНИЯ

. I. 3 условиях литны наиболее опасным периодом для затопления замкнутых впадин поверхностны»« водами является весна. В летне-осеннем периоде затоплений бывает в 2-3 раза меньше.

2. Основными причинами затоплений осушенных замкнутых впадин бывают технические неисправности дренажа (преимущественно поломка трубок .дренажных и водоотводящих коллекторов), неточное определение притекающих в них поверхностных вод и недоучет водно-физических свойств почв при проектирования .дренажа,

3. Для:диагностики причин недостаточной эффективности дренажа' в замкнутых впадинах целесообразно использовать данные о повторяемости и продолжительности их затопления.

4. Во впадинах, а которых ежегодно скапливаются поверхностные воды независимо от водности весеннего периода и в которых снижение поверхностных и почвенно-грунтовых вод весной начинается только при значительных повышениях температур, .дренаж обычно нахо-дится^ехнически неисправном состоянии.

5. Во впадинах, в которых величина и продолжительность затопления имепт тесную- связь с метеорологическими факторами причинами недостаточного их осушения являются неточное определение количества притекающих в них поверхностных вод и этим вызванное неправильное определение мёждренных расстояний.

6. Для более точного определения количества притекающих во впадины поверхностных вод целесообразно использовать современную теорию инфильтрации. Хорошие результаты дает на основании этой теории построенная модель Л.С.Кучмента.

7. Осушительная эффективность дренажа в зависимости от водно-физических свойств почв колеблется в широких пределах. 'В:;плст-ных бесструктурных почвах дренаж действует слабо и даже уменьшение мездренных расстояний 2 или 3 раза незначительно улучшает водный режим впрдкк.-й рыхлых структурных почпах того же механического состава фактически наблюдаемые максимальные модули .дренажного

стока Десятки раз отличаются от расчетных.

8. Водно-физические свойства почл в замкнутых впадинах меня-югея не только по плещг-ди, но и во времени. Ир-за различной начальной влажности почвы максимальные модули .ррепа-хного сток?, при одинаковых глубинах затопления могут колебаться до 5 раз.

9. Дня улучшения водного режима осушенных замкнутых впадин в первую очередь целесообразно проверить техническое состояние дренажа и при необходимости устранить его неисправности. В случае необеспечения требуемого водного режииа замкнутых впадин и после ремонта дренажа, необходимо изучить водно-физические свойства почвы.

Во впадинах со структурными водопронцщешыи почвами и исправным .дренажем нужно устроить дополнительные црзны, а во впади-ках с плотными бесструктурными почвами еще и фильтры-поглотители. Впадины, в которых устройство поглотителей по разным причинам яь-ляется нелриешшмыы, осушать совсем нецелесообразно. Такие эамк- . нутые впадины лучив оставлять неосушеяными в аиде регуллтсрог экологической ситуации полей.

10. Для дальнейшего улучи-ення качества просктно-иоискатель-ских раоот необходимо просеем более детальные научные исследования платности, пористости и структуры почв замкнутых впащ'.н и влияние эуих свойств на работу дренажа е условиях затопления.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Улучдпть уход за мелиоративными сис^мами. - Жяыес укис, 1986, № II, с.13-14 (на литовском ядьже).

2. Проблемы вне.дргзния шгенсизпнх технология на мелиорирован-них яймлях. - Сб.к.тр. Дк'.СХА-Каунас, Норейиишкес, 1967, с,53-о4 (па литовском языке).

3. Проверка гипотез п*тем математического ыоделкров?:ша реакции замкнутых дренированных понкгеши!. - Сб.к.тр. ДитСХА,- Наунае-Я:сэдеыкн, 1937, с.2-4 (а солзторзтвв).

4. Экспериментальная лрозерхч модели яокце-ллс пачодкоз д^я дренированных замкнутда лонииеннП. - Сб.н.тр. йи-гНИИГиМ. Пойыгасн/.е эффективности .действия осушительных систем. Елгапа, 1936, с.71/80 (в соавторстве).

5. Технический прогресс через проекты мелиорации. - Млмее укис, 1988, У 6, с.12-13 (на литовском языке),

6. ¡¿сияние г; 5 др";<? т е о р о л о г ич с к и х факторос на продолжительность затопления эамкнутих цтхыпрогашик понижений. - Экопр^со-иифо^ма-ция ЦСНТИ Цннвовхозл СССР., к:.В!.9, серад Осу.'.внис и осушительные системы^ 1988, с.1-£.

7. Эффективность работы .дренажа на замкнутых понижениях рельефа при различной начальной влажности почв. - Экспресс-информация ЦБНТИ Минводхоза СССР, вып. II, серия „Осушенкг и осушительные системы," М., 1938, с.7-11.

8. Использование методов математического моделирования доя расчетов поверхностного стока. - Шлиорация и водное хозяйство, 1909, Л5 10, с.51-54 (в соавторстве).