Дренаж колодца

Колодцевый дренаж – это дренаж сельскохозяйственных земель колодцами. Сельскохозяйственные земли осушаются насосными колодцами (вертикальный дренаж) для улучшения почв путем контроля уровня грунтовых вод и засоления почвы.

Введение

Подземный дренаж ( грунтовых ) вод для устранения засоленности грунтовых вод и почвы на сельскохозяйственных угодьях может осуществляться с помощью систем горизонтального и вертикального дренажа.
Горизонтальные дренажные системы – это дренажные системы, использующие открытые канавы ( траншеи ) или заглубленные дренажные трубы.
Системы вертикального дренажа представляют собой дренажные системы с использованием насосных колодцев, открытых вырытых колодцев или трубчатых колодцев.

Карта поля скважин для подземного дренажа с радиальным потоком через концентрические цилиндры, представляющие эквипотенциалы

Обе системы служат одним и тем же целям , а именно: контролю уровня грунтовых вод и контролю за засоленностью почвы .
Обе системы могут облегчить повторное использование дренажных вод (например, для орошения), но колодцы обеспечивают большую гибкость.
Повторное использование возможно только в том случае, если качество грунтовых вод приемлемое, а соленость низкая.

Дизайн

Хотя одной скважины может быть достаточно для решения проблем засоления грунтовых вод и почвы на площади в несколько гектаров, обычно требуется несколько скважин, поскольку проблемы могут быть широко распространены.
Лунки могут быть расположены треугольной, квадратной или прямоугольной формы.
При проектировании поля скважин учитываются глубина, мощность, дебит и расстояние между скважинами.

1. Расход определяется по водному балансу .
2. Глубина выбирается в соответствии со свойствами водоносного горизонта . Колодцевый фильтр необходимо размещать в водопроницаемом слое грунта.
3. Расстояние можно рассчитать с помощью уравнения расстояния между скважинами, используя расход, свойства водоносного горизонта, глубину скважины и оптимальную глубину уровня грунтовых вод.

Определение оптимальной глубины грунтовых вод является областью дренажных исследований .

Приток к скважинам

Геометрия дренажной системы полнопроникающей скважины в однородном изотропном водоносном горизонте

Геометрия дренажной системы частично проникающих скважин в анизотропном слоистом водоносном горизонте

Основное уравнение устойчивого состояния для потока к полностью проникающим достигающим непроницаемого основания) в регулярно расположенном поле скважин в однородном безнапорном (фреатическом) водоносном горизонте с гидравлической проводимостью изотропной скважинам (т.е. скважинам , :

$Q=2\pi K{\frac {\left(D_{b}-D_{m}\right)\left(D_{w}-D_{m}\right)}{\ln {\frac {R_{i}}{R_{w}}}}}$

где Q = безопасный расход скважины, т.е. установившийся расход, при котором не происходит чрезмерной осадки или истощения грунтовых вод - (м ³ /сут), K = равномерная гидравлическая проводимость грунта (м/сут), D = глубина от поверхности грунта, $D_{b}$ = глубина дна колодца, равная глубине непроницаемого основания (м), $D_{m}$ = глубина уровня грунтовых вод на полпути между скважинами (м), $D_{w}$ – глубина уровня воды внутри колодца (м), $R_{i}$ = радиус влияния скважины (м) и $R_{w}$ – радиус колодца (м).

Радиус воздействия скважин зависит от формы скважинного поля, которое может быть треугольным, квадратным или прямоугольным. Его можно найти как:

$R_{i}={\sqrt {\left({\frac {A_{t}}{\pi N}}\right)}}$

где $A_{t}$ = общая площадь скважинного поля (м ² ) и N = количество скважин на участке скважин.

Безопасный сброс скважины (Q) также можно узнать из:

$Q=q{\frac {A_{t}}{NF_{w}}}$

где q - безопасный выход или дренируемый избыток водоносного горизонта (м / день) и $F_{w}$ – интенсивность работы скважин (часов/24 в сутки). Таким образом, основное уравнение также можно записать как:

$D_{w}-D_{m}={\frac {qA_{t}}{2\pi K(D_{b}-D_{m})NF_{w}}}\ln \left({\frac {R_{i}}{R_{w}}}\right)$

Расстояние между скважинами

С помощью уравнения расположения скважин можно рассчитать различные варианты конструкции , чтобы найти наиболее привлекательное или экономичное решение для контроля уровня грунтовых вод на сельскохозяйственных землях.

Основное уравнение потока не может быть использовано для определения шага скважин на частично проникающем поле скважин в неоднородном и анизотропном водоносном горизонте, а необходимо численное решение более сложных уравнений.

Затраты на наиболее привлекательное решение можно сравнить со стоимостью горизонтальной дренажной системы, для которой расстояние между сливами можно рассчитать с помощью уравнения дренажа , служащего той же цели, чтобы решить, какая система заслуживает предпочтения.

Собственно конструкция скважины описана в

Иллюстрация задействованных параметров показана на рисунке. Гидравлическую проводимость можно определить по результатам испытания водоносного горизонта .

Результаты программы WellDrain, расстояние между скважинами = 920 м.

Программное обеспечение

Численная компьютерная программа WellDrain при расчете расстановки скважин учитываются полностью и частично проникающие скважины, слоистые водоносные горизонты, анизотропия (различная вертикальная и горизонтальная гидравлическая проводимость или проницаемость) и входное сопротивление.

Моделирование

С помощью модели подземных вод , включающей возможность использования скважин, можно изучить влияние дренажной системы скважин на гидрологию проектной территории. Также существуют модели, дающие возможность оценить качество воды .

СахисМод представляет собой такую ​​полигональную модель подземных вод, позволяющую оценить использование колодезной воды для орошения , влияние на засоление почвы и глубину уровня грунтовых вод .

Внешние ссылки

• Программа контроля и восстановления солености (SCARP) с использованием скважин в долине Инда в Пакистане.
• Сайт по заболачиванию и мелиорации земель системами горизонтального и вертикального дренажа : [9]