Способ стабилизации уровня грунтовых вод на осушительно- увлажнительных системах
СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ , включающий стабилизацию уровня воды в сети открытых каналов или дрен путем установки чувствительного элемента сигнализатора уровня на заданной глубине , отличающийся тем, что, с целью поддержания оптимального водного режима почв при действии осадков и испарения, чувствительный элемент устанавливают со смещением от заданного уровня грунтовых вод на величину, определяемую по формуле
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D4 Е 02 В 11 00
@ ." . "1" У 2,т-- »,,„
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с
I б
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576901/30-15 (22 ) 08.04. 83 (46) 30.07.85. Бюл. № 28 (72) Б. Ш. Мордухович (7! ) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт мелиорации и водного хозяйства (53) 626.86(088.8) (56) Аверьянова С. Ф. Расчет понижения и подача грунтовых вод при осушении системой каналов (дрен) — «Гидротехника и мелиорация», 1957, № 12, с. 49 — 61.
Авторское свидетельство СССР № 763519, кл. Е 02 В 11/00, 1978. (54) (57) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ
УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ, включающий стабилизацию уровня воды в сети открытых каналов или дрен путем установки чувствительного элемента сигнализатора уровня на заданной глубине, отл22чающийся тем, что, с целью поддержания оптимального водного режима почв при действии осадков и испарения, чувствительный элемент устанавливают со смещением от заданного уровня грунтовых вод на величину, определяемую по формуле
5еь (+S ) М „,>@ >
x>e "" гГ я "р ь арчь=, SU»1170038 А где h": — расстояние от поверхности земли до места расположения чувствительного элемента сигнализатора уровня, м; йо — стабилизируемый уровень грунтовых вод, м;
q — интенсивность осадков, м/сут;
f — интенсивность испарения, м/сут; е — точность регулирования уровня грунтовых вод, м;
L — половина расстояния между регулирующими каналами, дренами. м;
S — удаленность чувствительного элемента сигнализатора уровня от канала дрены, м; о — коэффициент волоотлачи почвы; г1 — коэффициент усиления системы по каналу управления;
V — скорость снижения уровня волы в регулирующей сети, м/сут, и при достижении уровня грунтовых вол под действием осадков глубины расположения чувствительного элемента снижают уровень воды в регулирующей сети на величину ХН=- -(Х вЂ” 1) с послелующей ста— 6— билизацией уровня воды в регулирующей сети на глубину ++Ah при расположении
Ч уровня грунтовых вод ниже отметки /2
Изобретение относится к мелиорации, преимущественно в гумидной зоне с неустойчивым естественным увлажнением, и может быть использовано при регулировании водного режима почв на осушительно-увлажнительных системах.
Целью изобретения является поддержание оптимального водного режима почв на осушительно-увлажнительных системах при действии осадков и испарения.
Способ стабилизации уровня грунтовых вод поясняется схемой, на которой кривая
1 характеризует зависимость уровня грунтовых вод от времени при установке чувствительного элемента 2 сигнализатора уровня грунтовых вод на расчетной глубине
h" и динамике уровня воды 3 в регулируюгцей сети; Ho — уровень воды в регулирующей сети, обеспечивающий стабилизацию ровня грунтовых вод на глубине 1,. при отсутствии стохастических возмущений (осад ки, испарение) .
Пример. В случае, когда на объект не ..ействуют осадки или испарение, уровень воды в регулирующей сети поддерживается
1с помощью, например, автоматических рег ::яторов электрического или гидравлического типа, установленных на гидротехнических сооружениях) иа постоянной глубине
Н, которая обеспечивает стабилизацию уровня грунтовых вод на требуемой (оптимальной) глубине hp. Величины hp u Ho связаны соотношением
ho=gHo, где q — коэффициент усиления системы по.каналу управления, который является параметром статической характеристики объекта и отражает влияние на систему постоянно действующих возмущений (отток воды на прилегающие территории, грунтово-напорное питание и т. д.) . Коэффициент усиления системы определяется по экспериментальным данным в соответствии с известной методикой.
Рассмотрим работу системы в динамике при действии стохастических возмушений.
При выпадении осадков и фильтрации их в почву уровень грунтовых вод 1 движется вверх от заданной отметки ho. Пока уровень грунтовых вод при движении вверх находится ниже расчетной отметки уровень воды 3 в регулирующей сети поддерживается регулятором на первоначальной глубине Но.
В момент достижения уровнем грунтовых вод 1 места установки чувствительного элемента 2 сигнализатора уровня дается команда на открытие затвора водовыпускного сооружения для снижения уровня воды 3 в регулирующей сети на расчетную величину АН, которая происходит с некоторой скоростью U (эта скорость зависит от конструкции системы, расхода воды и размеров поля регулирования) . Далее уровень воды 3 в сети поддерживается регулятором
40 постоянным на глубине Н, + ЬН (от поверхности) в течение всего промежутка времени, пока уровень грунтовых вод 1 не возвратится к расчетной глубине h" местоположения чувствительного элемента 2 сигнализатора уровня. В момент прохождения уровня грунтовых вод 1 через чувствительный элемент 2 при движении вниз дается команда на сооружения для возвращения уровня воды 3 в регулирующей сети к первоначальной глубине Ío. В дальнейшем эта глубина поддерживается регулятором постоянной в течение всего промежутка времени, пока уровень грунтовых вод 1 находится ниже отметки h
Параметры рассматриваемой системы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы уровень грунтовых вод не вышел ниже глубины ho+ (e — заданная точность регулирования, определяемая потребностями сельскохозяйственных культур) при действии испарения заданной (наиболее характерной для об ьекта ) интенсивности Г и стабилизации уровня воды в регулирующей сети на отметке Но. При этом глубину и " установки чувствительного элемента сигнализатора уровня грунтовых вод и величину ЛН управляющего воздействия на снижение уровня воды в регулирующей сети необходимо рассчитать так, чтобы уровень грунтовых вод при движении вверх не вышел за пределы глубины ho- при действии осадков заданной (наиболее характерной для объекта) интенсивности q, и расход воды на нейтрализацию данных осадков был бы наименьшим.
Далее рассчитывается величина управляющего воздействия на снижение уровня воды в регулирующей сети, которая обеспечивает стабилизацию уровня грунтовых вод на междренье при действии осадков интенсивности q у отметки ho- — е, т. е. в пределах заданной точности регулирования
При этом динамика уровня грунтовых вод в случае нейтрализации осадков существенно зависит от глубины установки чувствительного элемента сигнализатора уровня в почве, дающего команду на снижение уровня воды в регулирующей сети.
Если чувствительный элемент устанавливается достаточно высоко над требуемой отметкой стабилизации уровня ho, то в процессе нейтрализации осадков с помошью данного способа стабилизации может прсизойти недопустимый выход уровня грунтовых вод за пределы точности регулирования. С другой стороны, если чувствительный элемент сигнализатора расположен слишком близко к hp, то происходит частый сброс воды в регулирующей сети при выпадении осадков, что ведет к непроизво1170038
Составитель О. Крылова
Редактор A. Долинич Техред И. Верес Корректор Л. Бескид
Заказ 4677/25 Тираж 649 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дительным расходам воды из системы и преждевременному износу ее элементов, Для оптимального функционирования системы необходимо установить чувствительный элемент сигнализатора уровня грунтовых вод на расчетной глубине h таким образом, чтобы перепад глубины ho — h" был наибольшим из возможных, при которых обеспечивается колебание уровня грунтовых вод на междренье в пределах заданной точности регулирования е в течение всего процесса нейтрализации осадков интенсивности. Оптимальная величина h" рассчитывается по указанной в формуле изобретения зависимости, которая получена теоретически на основании приведенных выше соотношений и проверена экспериментально в лабораториях и полевых условиях.
