автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Новые методы расчета осушительно-увлажнительных систем

12?, - л - ^

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ИЗЫСКАНИЯМ, ИССЛЕДОВАНИЯМ, ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ В СССР И ЗА РУБЕЖОМ

«СОВИНТЕРВОД»

На правах рукописи

ХОЛОДОК ЛЕОНИД АЛЕКСЕЕВИЧ

НОВЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.23.07. - гидротехническое и мелиоративное строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА - 1991

Работа выполнена в Белорусском институте механизации сельского хозяйства.

Официальные оппоненты: Академик ВАСХНЖ, доктор технических

наук, профессор Маолов Б.С.

Заслуженный деятель науки и техники БССР, заслуженный мелиоратор БССР, доктор, технических наук, профессор. Шебеко В.Ф.

Доктор техн^еских наук, профессор Румянцев И.С.

Ведущая организация - ЦНИИЖВР

Защита диссертации состоится "" /4" " 1992 г.

на заседании Специализированного совета Д 099.08.01 при Производственном объединении по изысканиям, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов в СССР и за рубежом "Совинтервод" по адресу: 129344, Москва, ул.Енисейская, д.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПО "Совинтервод".

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью,-заверенной печатью, просьба направлять в адрес Специализированного совета.

Автореферат разослан

" ЛЗ " 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета Д 099.08.01, к.Т.Н.

Н.Г.Зубкова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В нашей стране всегда придавалось огромное значение развитию мелиорации как основы интенсификации сельскохозяйственного производства.

На совещании в марте 1991 г. руководители водохозяйственных органов страны решили обеспечить на принципиально новой основе < совместную деятельность в области научно-технической полигики, нормативно-методичеркого обеспечения, кооперации промышленного производства, координации внешнеэкономических связей, выработки водохозяйственной политики, создания новых форм совместной работы и связей, информационного обеспечения, подготовки и переподготовки кадров. Для координации этой деятельности создан Совет руководителей водохозяйственных органов, в задачу которого входила не только координация научно-технической политики, но и решение вопросов экологии, защиты и улучшения окружающей среды.

Большие мелиоративные работы велись и ведутся в республике Беларусь. В настоящее время общая площадь осушения составляет около 3195 тыс.га, из которых 2023,7 тыс. осушено дренажем. С двусторонним регулированием водного режима насчитывается 704 тыс.га земель. Площадь орошаемых земель (дождевание) составляет 147,4 тыс. га. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС и загрязнением радионуклидами площадь сельскохозяйственных угодий уменьшилась на 0,5 млн.га. С учетом этого планируется наряду с реконструкцией систем построить новые мелиоративные системы на 400 тыс.га. При этом основное внимание должно быть уделено решению вопросов охраны природы и получению чистой продукции.

Сейчас разработаны и утверждены правительством "Основные направления развития мелиорации земель и их использования в республике Беларусь". В шести разделах "Основных направлений..." рассматриваются приоритетные направления (улучшение неэффективно используемых .угодий, освоение ранее выбывших из оборота земель и реконструкция устаревших мелиоративных систем), вопросы проектирования и строительства наиболее совершенных апробированных многолетней практикой и доработанных конструктивно с учетом последних достижений науки мелиоративных систем. Последние четыре раздела посвящены эксплуатации, использованию земель, охране окружающей среды в связи с мелиорацией, государственной экологической экспертизе, науке и передовому опыту.

Поставленные задачи количественного увеличения и качественного изменения в мелиорации требуют разработки новых конструкций мелиоративных систем, совершенствования методов расчета их параметров на основе новейших достижений науки, создания новых водо-сберегавдих технологий регулирования водного режима корнеобитаемо-го слоя почвы. Решение этих задач - крупная проблема, практическая реализация которой имеет большое народнохозяйственное значение, так как повысит эффективность мелиорируемого гектара и этим явится определенным вкладом в выполнение сложной в настоящее время задачи обеспечения населения продовольствием.

Диссертационная работа посвящена решению этой проблемы и выполнялась в Белорусском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте мелиорации и водного хозяйства и Белорусском институте механизации сельского хозяйства в рамках отраслевого плана НИР в течение 1971...1985 г.г. Отдельные разделы диссертации выполнялись в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте.

Целью исследований явилась разработка теоретических основ и научно-обоснованной методики гидравлического расчета оптимальных параметров мелиоративных систем с применением теории движения жидкости с переменной массой, что более полно отражает физическую сущность явления дренирования, а также нахождение такой мобильной конструкции мелиоративной системы, которая позволяла бы равномерно увлажнять локальные участки мелиорируемой площади, уменьшить инерционность всей системы и на основе разработанной водосберегаидей технологии планового регулирования водного режима создавать оптимальную влажность корнеобитаемого слоя йочвы на протяжении всего вегетационного периода.

Научная новизна. В работе решена научная проблема: разработаны теоретические основы гидравлического расчета закрытой сети мелиоративных систем с применением теории неустановившегося движения жидкости с переменным расходом 'по длине потока, которые явились базой единого методологического подхода к разработке методик гидравлического расчета современных оросительных и осушительных систем. На основе теоретических исследований:

- разработана методика прогноза уровней грунтовых вод в зависимости от водно-физических свойств почвы и напора в начале оросителя;

- решены задачи по определению закономерностей отсоединения

расхода жидкости по пути движения потока для различных условий фильтрации;

- получены теоретические зависимости для определения коэффициентов местных сопротивлений при слиянии и делении потока в дренажных трубках и коэффициента сопротивления трению при неравномерном движении жидкости с переменной массой;

- получены зависимости для определения расстояний между дренами-увлажнителями с учетом движения жидкости с переменной массой;

- решены задали по определению подпоров в зоне слияния потоков в открытых руслах различных поперечных сечений и разработаны мероприятия по их уменьшению.

Практическая ценность •работы. На основе обширных полевых и лабораторных исследований сформулированы требования к современным осушительно-увлажнительным системам. Предложена новая конструкция осуштельно-увлажнительной системы, более полно отвечающая этим требованиям и позволяющая наиболее равномерно увлажнять площадь и создавать оптимальный водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя почвы; разработана и внедрена в производство новая водосберегалдая технология планового регулирования водного режима на протяжении всего вегетационного периода; получены зависимости для определения длины дрены-увлажнителя, разработаны методики расчета оросителей; на современном уровне изучена структура сливапцихся потоков, что позволило внести коррективы в проектирование осушительной сети в плане и вертикальной плоскости.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в нормативные документы, которые внедрёны в практику эксплуатации мелиоративных систем Республики Беларусь на площади 39091 га с общим экономическим эффектом 1248 тыс.руб.

1. Методические указания по составлению внутрихозяйственных

и общесистемных планов водопользования на осушителъно-увлажнитель-ных системах. - Минск, БелЩШиЕХ, 1973, 122 с.

2. Руководство по' составлению планов водопользования, водо-распределения и регулирования водного режима на мелиорируемых землях. - Минск, БелНИИМиВХ, 1979, 68 с.

..3, Указания. Регулирование водно-воздушного режима почв на осушительно-увлажнительных системах при выращивании сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям (Руководящий нормативный документ. Утвержден и введен в действие приказом Минводхоза БССР от 4 декабря 1987 г. » 269).,- Минок, БелНИИМиВХ, 1987, 74 е..

Перечисленные нормативные документы переданы проектным и эксплуатационным организациям системы Минводхоза Республики Беларусь для широкого практического использования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены:

- в институте проблем механики АН СССР на ученом семинаре под руководством академика АН СССР Б .Я. Ко чиной и проф., д.ф.-м. наук О.В.Голубевой (г.Москва, 1985,1987 г.г.);

- в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте (г.Москва, 1964,1965,1966,1985 г.г.);

- на координационном совещании по проектированию и строительству каналов и гидротехнических сооружений на слабых и структурно-неустойчивых грунтах (г.Каунас, 1986 г.);

- во Всесоюзной школе по организации водопользования и недоучета на мелиоративных системах (г.Новочеркасск, 1982 г.);

- на научных конференциях Белорусского ордена Трудового Красного Знамени института мелиорации и водного хозяйства (г.Минск, 1957,1972...1981,1988 г.г.);

- на научной конференции института "Совзгипроводхоз" (г.Москва, 1984 г.);

- на научной конференции Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (г.Минск, 1976 г.);

- на научной конференции ЕИМСХ (г.Минск, 1967 г.);

- на зональных научно-производственных конференциях (г.Лю-бань, 1972,1973 г.г.; г.п.Марыша Горка, 1974 г.; г.Лушшец,1978г.).-

Кромэ того, диссертация заслушена и одобрена на расширенном заседании совета по предварительной защите Белорусского института механизации сельского хозяйства и представителей Белорусского ордена Трудового Красного Знамени института мелиорации и водного хозяйства.

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа общим объемом около 50 п.л., в том числе 2 монографии (одна из них 16 п.л. находится в печати), учебное пособие (14,4 п.л.), три рекомендации, утвержденные Минводхозом БССР и написано 12 научных отчетов по выполненным темам.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и предложений, списка литературы и приложений. Объем - 285 страниц машинописи, в том числе 58 Р»с., 38 таблиц; библиография включает 239 наименований, в том числе

22 иностранных.

Содержание диссертации

Глава I. Исследование подпочвенного увлажнения на осушительно-увлажнительных системах Республики Беларусь

По исследованиям БелНИИМиВХ /В.Ф.Шебеко, А.И.Михальцевич/ в Республике Беларусь за вегетацию растение потребляет 400...600 мм воды. За этот период в среднем выпадает осадков: во влажный год - 450 мм, в средний - 340 и в сухой - 230 мм, что говорит о дефиците влаги, который составляет: для трав на глубоких торфяниках до 80, на мелкозалежных - до 150 мм, соответственно для яровых зерновых - 80...100 и картофеля на болотах с неглубоким торфом -50...100 мм.

Одним из способов подачи воды в почву является подпочвенное увлажнение, исследованием которого в Республике Беларусь занимались А.И.Ивицкий, В.Ф.Шебеко, А.И.Михальцевич, В.М.Зубец, Н.Ф.Ле-бедевич, Г.И.Афанасик, Л.А.Холодок, А.И.Еськов, В.И.Дуброва, Ф.В. Сашпоков, К.С.Пантелей, А.Е.Вакар, Ш.И.Брусиловский, И.А.Папкевич, В.В.Писецкая, Г.Ф.Токаревский и др. Установлена возможность применения этого способа, его экономическая эффективность и перспективность. Однако такие вопросы, как равномерность увлажнения, инерционность систем, почвенные и гидрогеологические условия, технология, определение параметров регулирующей и водоподводящей сети, возшжность подачи воды на значительные расстояния изучены еще недостаточно. Для исследования этих и других вопросов бшш выбраны водосборы рек Орессы, Ясельды и Бобрика, на которых построены системы с подпочвенным увлажнением. -

I. Система четвертого и шестого Загальских каналов (с-з "Любанский" и к-з им. БВО Любанского района) в б.р. Орессы (рис.1) мелиорирована сетью открытых каналов через 250...300. м глубиной 1,4...1,6 м общей площадью 2008 га, из которых не увлажнялись 300 га (контроль), представлена глубоким и мелкозалежным торфяником, подстилаемым хорошо водопроницаемыми среднезернистыми песками (Кф= 1,25...15 м/сут), и часть объекта представлена мелкозалежным торфяником, подстилаемым мелкозернистыми песками, которые во многих местах достигают дневной поверхности. Коэффициенты фильтрации торфа, мелких и пылеватых песков составляют 0,2...1,5 м/суч. Для увлажнения вода подавалась из Любанского водохранилища.

2. Система канала 8'(с-з "Любанский") представлена торфом хорошей и средней степени разложения (Кф = 0,9...2,5 м/сут) глубиной 0,5...2,2 м, подстилаемым древнеаллювиапьными песками, преимущественно среднезернистыми с Кф = 4...6 м/сут. Общая площадь участка 890 га, из которых 230 га осушены редкими глубокими каналами глубиной 2,5...3,0 м через 500...550 м, врезанными в песок, и 660 га осушены таким же способом в сочетании с гончарным дренажем с расстоянием между дренами 40...50 м. Глубина коллекторов -1,8...2,5 м. Вода подавалась из Любанского водохранилища.

3. Дренажная система колхоза "40 лет Октября" (верховье канала 8) площадью 852 га мелиорирована редкой сетью глубоких каналов на фоне гончарного дренажа. Почвообразуыцими породами являются: глубокозалежный торф с Кф = О,II...О,4 м/сут, распространен на площади 72 га (В = 20 м); мелкозалежный торф на площади 208 га, подстилаемый пылеватыми песками с Кф = 1,0...2,46 м/сут (В = 30...40 м); мелкозалежный торф на площади 200 га, подстилаемый супесью с Кф = 0,08...0,3 м/сут (В = 16 м); песок - на площади 230 га с Кф = 1,07...7,36 м/сут. .(В = 60...80 м); супесь на площади 142 га с расстоянием между дренами В = 20...24 м. Степень разложения торфа - 40...45$. Источники увлажнения - Любанский водо-подводящий и Славковичский каналы.

4. Дренажная, система колхоЬа "Искра" Любанского района запроектирована и построена экспедицией МШИ как опытная. Имеет площадь 72 га и характеризуется разной глубиной залегания торфа от

30 до 450 см. Кф в слое 40...100 см глубокого торфяника составляет 0,5...1,65, мелкого - 1,96 и на площади 12 га с супесчаными почвами 1,14...3,19 м/сут. Торф подстилается мелкозернистыми песками. Расстояние между дренами составляет 10,15,20,25,30 и 40 м. Увлажнение проводилось подачей воды передвижной насосной станцией СНП - 50/80 из Чабусского канала в водоподводящий и далее в оросители и истоки дрен. Система оборудована задвижками.

5. Дренажная система совхоза "Советский" -Пружанского района (водосбор р.Ясельды) площадью около 4500 га мелиорирована открытой сетью каналов с расстоянием между ними 200 м и глубиной 1,2... 1,8 м. Глубина низинного торфа с грунтовым питанием - 0,3...3,7

м при преобладающем значении 1,3...1,6 м. Глубина водоупора-- до 40 м, Кф торфа - 0,58...6,9, песчаных почв - 0,11...10,83, супесей - около 0,0375, суглинков - 0,0319 м/сут. Каждый четвертый год засушливый (Р = 75...100%) с количеством осадков 526...390 мм,

4о$ - влажных (Р= 1,0...25$) с количеством осадков 743...665 мм. Каждый третий май-ишь - сухой с количеством осадков 215...280 мм. При таких колебаниях осадков рассчитывать на получение высоких и устойчивых урожаев без двустороннего регулирования почвенной влажности не приходится. Необходимое количество воды на поле подавалось по водоподводящим каналам, питающимся из прудов, наполнение которых производилось заранее насосной станцией из реки Ясельды.

6. Система Полесской опытной мелиоративной станции (ПОМС, водосбор р.Бобрик) расположена в центральной части Полесской низменности и по природным и почвенно-геологическим условиям является типичной для Приютской впадины, площадь которой составляет около 800 тыс.га. Опытная осушительно-увлажнительная система построена на площади 2000 га. Здерь применены все известные способы осушения: открытые каналы с расстоянием от 100 до 500 м, горизонтальный гончарный и пластмассовый дренаж с расстоянием между дренами от 10 до 170 м, вертикальный дренаж, механический водоподъем. Дополнительное увлажнение осуществляется путем шлюзования, дождевания и поверхностного затопления. Торф осоково-тростниковый со средней степенью разложения 35...45$ и зольностью 7...15$. Преобладающая мощность торфа - 0,3,..1,5 м. Повсеместно подстилается мелкозернистыми пзсками, переходящими затем в крупнозернистые с гравием и галькой на глубину 20...25 м. Коэффициент фильтрации пахотного слоя - 1...5 м/сут, песка на глубине до 5 м - 5...10 м/сут, а глубже - свыше 20 м/сут. Рельеф ровный, уклон в среднем 0,0002. Есть небольшие минеральные или слабо заторфованные участки. Источником воды является р.Бобрик, на которой построен шлюз. На главном канале Б-5 построена насосная станция производительностью 3 м?/с для сброса паводковых вод и подачи воды на увлажнение.

Таким образом, общая площадь, на которой проводились исследования, составила 78 тыс.га, из них на шести объектах площадью 10363 га проводились детальные исследования в течение 1971...1982 годов. Для проведения научных исследований каждый из перечисленных объектов был дооборудован гидрологическими створами колодцев и свай для измерения уровней грунтовых вод (УГВ). Все колодцы и сваи были пронивелированы и высотное их положение увязано с отметками государственной геодезической сети. Для измерения рас-

«

ходов и определения объемов воды на впитывание в почву намечались гидрометрические створы. Намечались также характерные пункты отбора образцов на влажность, места для определения коэффициентов фильтрации, площадки для определения урожайности сельскохозяйственных культур и контрольные участки, где увлажнение не проводилось. Во время опытов УГВ измерялись ежедневно или один раз в пятидневку, а в остальное время года - один раз в декаду. Влажность почвы определялась методом термостатной сушки отобранных проб объемом 50 см3 с двукратной повторностью на полях с различными культурами на всю глубину зоны аэрации, т .е. до УГВ. Расходы измерялись согласно наставлениям гидрометслужбы вертушками, поплавками, протарированными водосливами, чаще всего которыми служили водосливные отверстия шлюзов и труб-регуляторов. Коэффициенты фильтрации определялись в полевых условиях способом откачки воды из скважин, а урожайность - согласно существующим методикам. При-подпочвенном увлажнении маневрирование водоподпорны-ми сооружениями производилось в следующем порядке: все боковые подпорные сооружения закрывались до отметки, необходимой для подачи нужного количества воды водопотребителям, расположенным по пути, а на водоподводящем канале отбывались. Затем открывалось головное водозаборное сооружение на водохранилище или вода подавалась в водоподводящий канал насосной станцией из другого источника. Сооружение в нижней части увлажняемой системы должно быть закрыто. Наполнение всей системы необходимо производить снизу вверх, т.е. сначала наполняется нижняя (с меньшими отметками земной поверхности) часть системы, а затем выше лежащие каналы. '

Наилучшей технологией увлажнения является такая, когда на спаде весеннего паводка закрываются водоподпорные сооружения и этим замедляется или прекращается сток с осушаемой территории. УГВ по мере увеличения глубины корнеобитаемого слоя почвы понижаются за счет расхода воды на транспирацшо и испарение. Недостающий до поддержания УГВ и влажности в оптимальных пределах объем воды (в случае, если недостаточно местного стока) может быть подан самотеком из водохранилища или другого источника. Бри таком способе увлажнения корни растений тянутся за понижающимися УГВ, не испытывают недостатка или избытка влаги, оптимально аэрированы. При этом служба эксплуатации должна следить за тем, чтобы подпочвенное увлажнение на системе было непрерывным, вла-

гозапасы и УГВ находились в пределах оптимума от начала вегетации растений до их полного созревания. Особое внимание должно уделяться контролю за соблюдением противопожарных мероприятий и учету требований охраны природы.

Режим уровней грунтовых вон на мелиорируемой площади обуславливается притоком и стоком поверхностных и грунтовых вод, количеством и распределением во времени атмосферных осадков, интенсивностью суммарного испарения и т.д. Степень влияния кадцого из этих факторов зависит от климатических условий района, типа водного питания болота, водоотдачи (недостатка насыщения) увлажняемого слоя, способа мелиорации, характера сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель. Потребность в увлажнении определяется на основании водобалансовых расчетов и по отклонению фактических ГГВ от оптимальных. Установлено, что оптимальная глубина стояния грунтовых вод в период интенсивного роста растений должна находиться: для луговых трав - 60...80, зерновых - 80...120 и корнеклубнеплодов - 90...120 см. Меньшие значения в указанных интервалах относятся к легкозалежным торфяникам и легким минеральным почвам, а большие - к глубоким торфяникам. В диссертации приводятся таблицы и графики колебания УГВ по всем шести объектам. Там, где легкозалежный торфяник подстилается хорошо водопроницаемыми песками (Кф = 0,5 м/сут) и осушен открытыми каналами через 250...300 м (Загальская система), уровни грунтовых вод находились в основном в оптимальных пределах с интенсивностью подъема 2,3...4,0 см/сут в зависимости от типа грунтов и напора воды в каналах. При том же расстоянии на участке глубокозалежного торфяника ГГВ так же были в оптимуме, хотя интенсивность подъема составила 1,0...2,0 см/сут. Это объясняется большой влагоемкостью торфа, с верхних слоев которого корни растений забирали воду при малом осмотическом давлении. После прокладки кротового дренажа на глубине I м через 10,15 и 20 м интенсивность подъема УГВ увеличилась на 25...35$, соответственно уменьшилось время стабилизации и инерционность системы. На системе канала 8'было разбито 4 створа с общим количеством колодцев 41 и свай II. На участке без дренажа УГВ были ниже оптимальных, время стабилизации составило 12...13 дней, интенсивность подъема около 2 см/сут, а при наличии дренажа почти везде УГВ были близки к оптимальным, время стабилизации - 9...10 дней, интенсивность подъема УГВ - 3...5 см/сут.

• Анализируя рис.2, можно отметить, что ГГВ для картофеля всегда

находилась ниже оптимальной с отклонением 17...315?, так как здесь не удалось создать необходимый остаточный напор в конце оросителя. На участке ячменя ГГВ на протяжении всего вегетационного периода находилась в норме, а многолетние травы, если судить по ГГВ, испытывали недостаток влаги в конце июня и почти весь август. Но учитывая выпавшие осадки в конце июня, первых половинах июля и августа, которые не доходя до УГВ, оказывали существенную значимость для влажности почвы верхнего слоя, многолетние травы не испытывали недостатка влаги на протяжении всего вегетационного периода. Табличные и графические материалы по объекту "Искра", приведенные в диссертации, показывают, что при закрытых весной задвижках происходит постепенное снижение УГВ в течение всего вегетационного периода, а если задвижки были открыты, амплитуда колебаний УГВ увеличивалась в 1,5 раза. Исследования на этом объекте показали, что при меньших расстояниях между дренами достигается более равномерное увлажнение почвы, что положительно сказывается на урожае сельскохозяйственных культур. Анализ данных по уровням грунтовых вод в совхозе "Советский" Пр.ужанского района показывает, что они в летний период июнь-август находились на глубине О,6...О,8 м на площади под травами и 0,7...1,0 м под посевом яровых зерновых. Следует отметить стабильный ход УГВ в летнее время (июнь, июль) 1979 г., когда количество выпавших осадков было на 33/» меньше нормы, а июнь к тому же был жарким (на 2°С выше нормы). В этих весьма неблагоприятных условиях благодаря осуществлению технологии планового регулирования и своевременной корректировке водопользования, составленного предварительно на 75$ обеспеченность по осадкам, оказалось возможным обеспечить оптимальный уро-вневый режим, что способствовало получению высоких урожаев всех сельскохозяйственных культур. На- участке гончарного дренажа ПОМС УГВ во время прохождения пика паводков находились на глубине 40...50 см от поверхности почвы, а к концу апреля понижались до 90...100 см и в течение вегетации при закрытых' сооружениях коле-оалисъ в пределах ПО... 130 см. Для трав такой уровенный режим был недостаточным и на этих участках производилось дождевание. На участках с сетью открытых каналов во все годы исследований наивысшие УГВ в начале апреля наблюдались на глубине 50...60 см, к концу апреля при закрытых сооружениях понижались до 90...100 см, а пол открытых - опускались до 130 см. В некоторые периоды депрессию нная кривая опускалась ниже дна регулирующей сети и была

близка к прямой линии с уклоном в сторону водоприемника. Анализ многолетних данных по ПОМС показывает, что режим УГВ на площади с глубтой торфа 0,5...0,7 м, подстилаемой песчаной толщей более 20 м и осушенной открытыми каналами глубиной 1,5...1,8 м и гончарным дренажем, практически не зависит от ширины полосы в пределах 100...500 м и расстояния между дренами 10...170 м. Режим УГВ формируют в основном коллекторы, проложенные через 400...600 м, дно которых врезается в песок на 0,5...1,0 м. На формирование уровенного режима на осушаемой площади заметное влияние оказывает отрегулированное русло р.Бобрик, осушительное действие которого распространяется на всю длину (8 км) массива, за исключением весны при наличии подпора со стороны р.Припяти. Движение грунтового потока происходит в песчаной толще, как в пластовой дрене. Торфя-ный слой не участвует в движении, грунтового потока и его водный режим формируется, главным образом, метеорологическими условиями и дополнительным увлажнением. На ПОМС весьма неблагоприятно сложились погодные условия 1979 г. Хотя за вегетационный период в целом выпала среднемноголетняя норма осадков, их распределение характеризуется крайней неравномерностью. Особенно засушливым и жарким был июнь (осадки составили 66% нормы, температура воздуха на 2°С выше многолетней), засушливым (69$ нормы осадков) и холодным (температура на 4,4°С ниже нормы) ишь. Это потребовало четкой и оперативной работы от службы эксплуатации по управлению водным режимом, что дало возможность в таких сложных условиях получить хороший урожай всех культур.

Формирование влажности и влагозапасов в почве и подпочвенном слое при шлюзовании в значительной степени зависит от уровней грунтовых вод, типа почвы, осадков и выращиваемой культуры. По данным БелНШМиВХ (В.Ф.Шебеко, А.И.Михальцевич) верхний и нижний пределы оптимальных влагозапасов находятся примерно в пределах 70...50$ от полной влагоемкости. Анализ полевых исследований показывает, что зона наибольших колебаний влажности почвы в течение вегетационного периода ограничивается верхним тридцати-сорока-сантиметровым слоем. Глубокозалежный торфяник аккумулирует значительную часть выпадающих осадков в зоне аэрации и лишь затяжные и/обильные дожди приводят к подъему УГВ. Мелкозалежный торфяник, подстилаемый песком, значительную часть осадков пропускает вниз, к уровню грунтовых вод. Этим и объясняется различие в динаг.шке

влагозапасов и режиме УТВ. На полях с глубокой залежью торфа они более стабильны, а при мелкой залежи более динамичны и в зависимости от погодных условий подвержены частым и резким колебаниям, например, на рис.2 приведены графики.колебания глубин грунтовых вод, температур воздуха, осадков и объемной влажности в течение вегетационного периода для картофеля, ячменя, многолетних трав и яровой пшеницы по объекту "4о лет Октября" Любанского района Минской области.

Прибавка урожая от шлюзования в среднем за годы исследований составила: по Загальскому массиву на мелкозалажных торфяниках и минеральных почвах картофеля - 85, овса - 7,9, ячменя - 10,2 ц/га, на глубоких торфяниках - силосных - 90 ц/га; на системе канала 8 -овса - 8, ячменя - II, картофеля - 70 ц/га; по колхозу "Иыфа" -сахарной свеклы на глубокозалежном торфянике - 55, картофеля на мелкозалежном торфянике - 23, картофеля на супесчаных почвах -45 ц/га.

Современная осушительно-увлажнительная система, (тс.3) предложена на основании выявления недостатков при проведении полевых исследований на построенных системах и сформулированных требований к ним. Забор воды на увлажнение бсуществляется насосной станцией I, для чего на магистральном канале 5 строится шлюз-регулятор 2. Вода в закрытый ороситель 7 подается через транспортирующий трубопровод 3, расчет которого производится на расход, обеспечивавший одновременное увлажнение 2/3 всей площади системы. Из оросителя вода под напором поступает в дрены-увлажнители II, а затем впитывается в почву. Грунтовые оросители должны быть оборудованы колодцами с задвижками 6. В случае необходимости понижения УГВ направление движения воды осуществляется в обратном порядке. Шлюз-регулятор в это время открыт. Расстояние между отбытыми каналами диктуется длиной коллекторов 8 и оросителей 7. Проектирование регулирующей дренажной сети в плане с точки зрения равномерности увлажнения рассматривается ниже. Предложенная схема осушительно-ув-лажнительной системы обеспечивает наибольшую равномерность и локальность увлажнения для создания оптимальных глубин грунтовых вод и влажности почвы для различных культур, а также позволяет проводить гидравлическую промывку оросителей и дрен-увлажнителей.

Глава П. Прогноз уровней грунтовых вод при подпочвенном увлажнении

Расчет подъема и опускания уровней грунтовых вод применительно к условиям неустановившейся фильтрации дали С.Ф.Аверьянов, П.Я.Полубаринова-Кочина, М.Я.Янголь, Н.Н.Веригин, А.И.Ивицкий, C.B. Васильев, Ш.И.Брусиловский и др. Большинство теоретических работ, посвященных прогнозу УГВ на осушительно-увлажнительных системах и определению расстояний между дренами, основано на решении уравнения теплопроводности, которое характеризует область фильтрации, но не связывает параметры потока при движении воды в дрене с переменным по пути расходом. Причем, как правило, решается задача без .учета водопропускной и водоприемной способности дрены."Картину течения в системе необходимо изучать на основе уравнения движения, неразрывности и переноса субстанций, описывающих процесс внутри трубы и в пористой среде с соответствующим "сшиванием" этих решений на границе "труба-грунт", "скважина-пласт". Однако исследование данного процесса с помощью полных систем уравнений не представляется возможным", - пишет в своих работах чл.-кор.АН СССР Хубла-рян М.9. Об этом неоднощзатно говорил и акад. ВАСХНИЛ Аверьянов С.Ф. В диссертации приводится решение данной задачи в гидравлической постановке, т.к. она не решена до настоящего времени. Но для решения уравнения теплопроводности с краевыми условиями, описывающими движение жидкости с переменной массой по длине дрены, необходимо знать закономерность отделения расхода жидкости от основного потока вдоль дрены, чтобы определить его в любом необходимом для расчета сечении. Для определения закономерности отсоединения расхода от основного потока вдоль дрены решены две задачи: а) закономерность для случая, когда дренажная траншея для увеличения оттока из.дрены засыпается крупнозернистым песком или гравием, в котором движение грунтового потока будет турбулентным; б) засыпка - обычный грунт и движение грунтового потока в нем будет ламинарным (ламинарная фильтрация). Для этого запишем две системы дифференциальных уравнений, первая из которых состоит из уравнения неравномерного установившегося движения с переменной массой вдоль пути с учетом потерь напора по длине и уравнения истечения из отверстий в грунт, а вторая - из уравнения переменной массы и уравнения фильтрации.

{2-a")a,Q dQ +

gco "л5Г + К? + dx ~ u>

,,/r r^r GJa)

((2-a"te,s aa x a2 | dh_ _

goj dx к? dx

da _ 2XKrJ Po h\ did)

[ax -~Ф~\Т~ '

Совмяптное решение этих уравнений дает

ИЛИ

ах2 о1х

у"у' + ^>УУ' + - О ) (.За)

У" +Ауу' +Ву2 =0 , (.30)

где 0= расход в любом сечении дрены и в начале дре-

ны-увлажнителя в конце стабилизации УГВ; ¿Г, - коэффициент Кори-олиса; ^ - расходная характеристика потока; Л =(%,/$)-Н - разность напоров в дрене и над дреной; ф - сумма фильтрационных сопротивлений; - соответственно площадь поперечного сечения потока и водоприемного отверстия дренажной линии; ^, Кгр - коэффициенты исетечения из отверстия в грунт и фильтрации; а" - безразмерный коэффициент отделения массы жидкости; х = х/1 , где I - длина дрены; &д - внешний диаметр дрены; 8 - толщина фильтра. ; Л^т^б^д

о- ¿¿г ' а~ к2

_ 2(2~а")<Х,ХКгр1ди 2ХКгр 12&н

А~ до)2Ф ; К'Ф

Решение найдено при следующих граничных условиях: X - изменяется на отрезке /0; I/ ; у(0) = I; у(1) = 0. Необходимо отметить, что решение уравнения (,3а) в общем виде приводится в справочниках, а решение уравнения (36) представляет значительную трудность, как нерешенное в математике. Общее решение найдено в виде асимптотически сходящегося ряда

У(Х) = . (4)

п = 0 Н

Окончательно решение уравнения (,2а) имеет вид:

- = с(х-/)(осх+1-<х)-*>[{ос2+ь)хг-(2ас2+ас +26)х + с =-и~а)«<(ос2+а+Ь+1)*'; = ос2/(зссг+2Ь)}

= (6С'+ Ь)/(ЗХ2+26); К3 = ОСЬ/ (ЗХ2 +26) ,

<Х - корень кубического уравнения и.3 + Ьи + О .

Решение общего уравнения ^4) дает закономерность отделения расхода по длине дрены для случая ламинарной фильтрации в окрестности дрены.

ан а и /+«+(1+<х)2 (/+<*>♦ 1 и ~ /+ [ (1+сОг + (1+ср+ М (М 6//Х](х У Г А' МК ух

где +м«(г I' (б)

Л1 = [к(сс-2)~б]/[3(/+йС)]; б(= в/А ; К=ЗВ/А ; и = М {[¿/?(М)]-[(2+ф(Ш)]+0,5} +Х{[(сС+2)/3]~ Щ1+Л)/3]} + /;

К, - расходная характеристика; - коэффициент Ко-

риолиса. Динамика уровней грунтовых вод описывается уравнением Буссинеска, которое имеет следующий вид:

дь ~ду* ' а' ~ 8 ' (7)

где КГр - коэффициент фильтрации грунта, м/сут; /гср - средняя глубина мощности водонасосного горизонта, м; 8 - недостаток насыщения; /г - глубина грунтовых вод, отсчитываемая от водоупора, м; к=к(х,уЛ) - координаты Срис.4) пространства и времени;

'. Начальные и граничные условия для решения уравнения (7) имеют вид: А(х,Ь(х,21,¿) = Н(х,{); !г(Х,у,0)= = у(х,у) . где I - половина расстояния между дренами. Применение уравнения (5) и (6) доя раскрытия краевых условий весьма затруднительно из-за исключительной громоздкости выкладок. Поэтому уравнение (26) в дальнейшем апроксимируется на ЭВМ ЕС-1020, а в случае турбулентной фильтрации закон отделения расхода принимается равномерным. Изменение расхода воды в дрене во времени определяется функцией впитывания воды в почву А.Н.Костикова, которая для данного случая имеет вид

. где*>1. Тогда краевые условия для решения уравнения (7) будут иметь вид:

I) для случая турбулентной фильтрации Н(х, t) =M(x)(t/T)-2T+f?(x); (8)

Нх,у) =-^ Г У2- --L * y+M(x)T2z+R(r),{$)

mh до)Ч I 2и 4S(oV \5l t J 8gxLzJuzSza? ' (10)

£(*)= (Po/S) ~ 2iBX +hcp } 2) для случая ламинарной фильтрации

H(x,t) = мш/Т)~гт+ N(xKt/T)'т+ R(x); (Ц)

+ M(X)T^+ N(x)TT-2l0X +hcp + у ■ iI2)

Общее решение уравнения £7) представлено в виде ряда Фурье

k(x,y,i) = £ TH(x,i)sin^~ • (13)

ft =1 21 '

Приближенное решение уравнения в квадратурах для случая турбулентной и ламинарной фильтрации имеет вид:

(и.

где: I) для турбулентной фильтрации H(x,t) описывается уравнением 48); М(х) - уравнением (.9); A=t(2z+J)M(x); В=2гМ(х)/Т; 2) для ламинарной фильтрации в окрестности дрены

а) равномерное отделение расхода по длине дрены

= ~да)*Г\~21! Ад и)2'5 ■ \5(г I 7'

т(2г+1)М(х) т(т+1)втшФ _ 2ГМ(Х) TQmin0_ А = т2 ~ 4ХГгР1Тг ' " Т ZiKrfLT ' Нх) = - атшФ/2якгр1 ;

б) неравномерное отделение расхода по длине дрены H(x,t) = м(х)(у)~гГ+ m(j)~r+e(x) ;

А = г[2М(х)(2г+/)+Я(х)(т+!)]/2Г2; ■ В = т[2М(х) +М(х)}/Т; и/л / 6г-2а аЬ , а2- \

/ Ь Ьг-2а г аЬ а* Л

а *2.3-10*0.%-т,60.н+0,11; Ь =1,285-524Цн;(2н = 2е'1-вт-п; а? = КгрЬср/д; Т = - 0,016К?, + ¿^Л^ + да , (15,15а)

где г' - суммарное суточное испарение для данной культуры;

¿в - геометрический уклон дрены. По этим уравнениям молено рассчитать глубину грунтовых вод в любой точке междренного пространства на необходимую дату увлажнения.

Сравнение' теоретических и экспериментальных данных приведено в табл.1.

Глава Ш. Расчет параметров закрытой осушительно-увлажнительной сети

Осушительно-увлажнительная сеть должна быть запроектирована и построена так, чтобы она отводила избыточную воду и в нужное время подавала недостающее количество ее в корнеобитаемый слой почвы, т.е. чтобы" в оптимуме обеспечивался водно-воздушный режим для данной сельскохозяйственной культуры. Одним из факторов повышения урожайности является равномерность увлажнения почвы, которая определяется рельефом местности и длиной дрены-увлажнителя и оросителя, которые не могут приниматься равными длине дрены-осушителя и коллектору. Для определения длины заЕфытого оросителя необходимо строить йьезометрическую линию напоров, которая определяется местными.потерями в тройниках и потерями по длине. При движении энергия основного потока теряется на отрыв частиц от него, изменение их направления и удар о противоположную стенку водоотвода. На основании теоремы Эйлера об изменении количества движения системы материальных точек получена теоретическая зависимость для определения местных потерь напора для случая деления потоков, которая проверена на специально поставленных лабораторных опытах.

Л л

К =1>— > (16)

Таблица I

Сравнение теоретических и экспериментальных данных УГВ (колхоз "Искра" Любанского района Минской области)

№4 пп Створ и колодец Почва Средний Расстояние ¿¿о, м Расстояние эт хренк Ро 5 а, сум Лкг, м см Мт-М*

КФ' м/сут г ' м ААГ Ш' %

I 2 3 4 5 6 7 • 8 9 10 II 12 13

I. 3-3 м/з тор ф 1,96 20 10 0,85 0,112 0,000185 0,0175 0,445 0,41 8,9

2. 3-9 II 1,96 40 20 0,6 0,07 0,00037 0,0175 0,197 0,20 -1,5

3. 4-4 торф глубокий 1,05 20 10 0,71 0,089 0,000185 0,0175 0,31 0,33 -6,5

4. 2-5 и 1,05 40 20 о; 56 0,04 0,00037 0,0175 0,157 0,14 8,3

5. 7-13 супвсь 2,16 10 5 1,35 0,3 0,000092 0,0175 0,95 0,92 3,1

6. 3-16 II 2,16 15 7,5 1,22 0,25 0.0С0138 0,0175 0,82 0,79 3,7

7. 1-4 II 2,16 25 12,5 1,16 0,235 0,000231 0,0175 0,752 0,72 4,2

6. др.* 29 м/з торф 1,96 20 2 0,8Й 0,112 0,00037 0,0342 0,385 0,375 1,3

9. н и 11 II 5 II I» II II 0,383 0,365 2,1

10. н 11 К II 6, 5 " 1» « 11 0,382 0,360 5,7

II. и 11 И II 10 II 11 II 11 0,382 0,350 8,3

12. супесь 2,16 30 2 0,95 0,235 0,00055 0,0397 0,242 0,21 4Д

Продолжение таблицы I

и_2 ! . 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! 7 ! 8 !_9 ! ТО_1 ТТ ! Т2 I ТЗ

13. др. » 29 супесь 2,16 30 5 0,95 0,235 0,00055 0,0397 0,195 0,19 2,56

14. торф глубок. 1,05 40 5 1,0 0,065 0,00074 0,0293 0,229 0,24 -4,8

15. " " " 7,8 " " " " 0,213 0,19 10,8

16. " " " 12,7 " " " " 0,191 0,16 16,2

17. " " " 20 " " " " 0,177 0,15 15,2

Анализ таблицы показывает, что формулой (14) со значениями 8...12 и 15,15а вполне можно пользоваться для прогнозов уровенного режима на осушительно-увлажнительных системах

где

20

П = Чг/йо ; / = иг/а)0 ■ йт , й0, шт,0)о ~ соответственно расходы и площади поперечных сечений транзитного

и отделяемого потоков; у> - угол деления потоков. Движение воды в дренажных трубах всегда будет неравномерным, а поэтому коэффициент сопротивления трению Л должен быть большим по сравнению с водопроводными трубами из-за потерь энергии на отделение расхода по пути.

■Я-сум. =Л+ДА , где ¿Л. - увеличение коэффициента сопротивления трению за счет изменения расхода по пути.

4«0а(Ь +2ах/6)

1[1- Ьх/1 -а(хД)2] ' (17)

где 6 и а - коэффициенты, зависящие от начального расхода 0.н и определяемые по (15) и (15а); сС и - диаметр и длина дрены; Л? - расстояние от устья до данного сечения дрены. Расчеты показывают, что 4А может достигать больших значений. Это говорит о том, что отсоединение массы жидкости от основного потока существенно влияет на потери напора по длине, а значит, и на длину дрены-увлажнителя, которая диктуется созданием необходимых напоров для увлажнения площади конечными дренами. В диссертации приводится методика определения длины оросителя, основанная на построении пьезометрической линии по формуле

„ _ ШтЦ +0,55(1^.1)41 = К*

где И1, ¿1 - потери напора и длина участка оросителя данного диаметра, м; - расход, необходимый для увлажнения площади,

подвешенной к данному диаметру оросителя. Общий расход на увлажнение всей площади определяется из условия подъема УГВ на необходимую величину. При построении пьезометрической линии учитывается местные потери напора. Затем назначается оптимальная длина оросителя, которая ограничивается необходимым напором над последней дреной для увлажнения площади, обслуживаемой ею. Полевые исследования А.Е.Вакара и Л.А.Холодка выявили, что дре-■ нажная линия в связи со значительными потерями воды на отток в

почву полностью не заполняется водой, а значит, отсутствует напор. Поэтому длина ее может значительно отличаться от длины при работе закрытой сети на осушение, т.к. для увлажнения необходимо создать определенный напор в начале и остаточный в конце над дреной. Максимальная длина дрены-увлажнителя (расстояние от истока дрены до пересечения ее с пьезометрической линией) из условий увлажнения и промывки определяется по формуле

= Ю,161гс1* = 10,16 1твх~ Лйграы, А((1гр +0,Б591тах)2 ' (18)

где И - напор в начале дрены-увлажнителя, м; с( - диаметр дрены, м; Л - коэффициент сопротивления трению с учетом изменения расхода по длине; £ - расход на увлажнение на I п.м. дрены;

йф - транзитный расход увлажнителя, необходимый для промывки дрен от заиления. Чтобы уравнение (18) не решать относительно 1тах подбором, построена номонрамма (рис.5). Оптимальную длину дрены-увлажнителя можно определить по формуле ¿опг.-^тахО'б) % где б - часть от начального напора; рекомендуется принимать в пределах 0,1...О,4. Чем больше б , тем короче дрена, но равномернее увлажнение почвы. Длина дрены-увлажнителя при работе ее только на увлажнение определяется по формуле автора

где I = С'Вр + 0,75L0 , (19)

t'dP = Ы -¿hL +«QzmJga)z)/(Zc0Q^/Щсо^, L0 - расстояние между дренами; Рд/§ - напор над дреной;

Aht - необходимый подъем УГВ посередине между дренами, который задается в зависимости от вида сельскохозяйственных культур;

Cffp - длина дрены-увлажнителя от истока до линии, где влияние оросителя или открытого канала не сказывается на увлажнение.

В настоящее время для расчета расстояний между дренами тлеются формулы Костянова А.Н., Аверьянова С.Ф., Ивицкого А.И., Му-рашко А.И., Михальцевича А.И., Янголя A.M., Брусиловского Ш.И., Олейника А.Я., Веригина H.H., Шестакова В.А., Хугхауфта, Эрнста и др. Каждая из них предназначена для расчета дренажа либо в определенных почвенно-геологических условиях, либо уточняет известные зависимости введением новых параметров. Отмечая большое теоретическое и практическое значение этих формул, необходимо

заметить, что многие из них не учитывают: а) действие проводящих каналов; б) часть из элементов водного баланса; в) несовершенство дрен по характеру выфытия пласта и влиянию защитного фильтра;

г) характер понижения депрессионной кривой у дрены и на междренье;

д) ни в одной из формул фильтрационный поток в о1фестности дрены не "сшит" с движением жидкости с переменной массой в дрене. Следует отметить, что мелиоративные объекты отличаются большим разнообразием природных условий, в то время, как достаточно обоснованные методы определения расстояний между дренами разработаны только для ограниченного щ>уга простых фильтрационных схем. Теоретические исследования, проведенные автором, показали, что расстояние между дренами с точки зрения равномерности увлажнения - величина переменная и уменьшается от устья к истоку дрены.

Уравнение (14) при Н(х, I) = Н(х, ;

- превышение УГВ над дреной и посередине между дренами дает биквадратное уравнение относительно / : 5А_ 4) [2А( 12а* 2а?

решением которого является формула для нахождения расстояний между дренами ______

/Г = а}/-^(б+3 ^б2 + 6,67А-АН ) ■ (20)

Формула (20) получена при совместном решении уравнения движения жидкости с переменной массой по дренажной трубе и уравнения фильтрации:

2Т т(2т+1)

а? 6 = —М(х) А = —р— М(х);

М(х)~ определяется по выше приведенным формулам для турбулентной фильтрации при равномерном отделении расхода по длине дрены и для ламинарной фильтрации при равномерном и неравномерном законе отделения массы по пути; йк =М(х) +(Р0/^) .

Другие значения параметров указаны выше. Так как расстояние между дренами уменьшается с увеличением длины дрены, чтобы мелиорированная территория увлажнялась более равномерно, чем при традиционном расположении дрен ( ¿в - по длине дрены), на рис.6 приведен пример проектирования сети в плане по новой ме-

4-одике для 10 - 120 м, I = 40 м.

Глаза 1У. Планирование и осуществление оптимального водно-воздушного режима при эксплуатации осуштельно-увлажнительных систем

Главной задачей эксплуатации мелиоративных систем, помимо технического ухода и ремонта, является организация планового водопользования, т.е. бесперебойная подача воды на поля при недостаточном увлажнении и отвод избытка влаги при переувлажнении. Правильно оценить и предсказать режим почвенной влаги, установить избыток или дедЕшцит ее для сельскохозяйственных культур, изыскать источники водоснабжения можно на основании водобалансовых расчетов по приходным и расходным элементам для слоя аэрации за характерные по увлажненности типичные или реальные годы. Цикличное увлажнение на местном стоке или с подачей воды извне при глубоких исходных глубинах грунтовых вод является недостаточным мероприятием для обеспечения оптимальной влажности почвы, т.к. растения испытывают попеременный избыток или недостаток влаги. Кроме того, нерационально расходуется значительное количество воды на подъем УГВ из глубоких горизонтов к корнеобитаемому слою почвы и на отток за пределы увлажняемой площади. Предложенная водосберегаодая технология планового регулирования водного режима, основанная на предварительном составлении внутрихозяйственных и общесистемных планов водопользования, предусматривает такое увлажнение, когда на спаде весеннего паводка закрываются сооружения и зарегулированный сток используется для подъема УГВ в течение всего вегетационного периода с пополнением воды в каналах из других источников.

Внутрихозяйственные планы водопользования составляются гидрологом межрайонных управлений мелиоративных систем совместно с агрономической службой и мелиоратором хозяйства под руководством главных инженеров МУ00С и утверждаются исполнительным комитетом районного Совета народных депутатов. Расчет ведется методом водного баланса для засушливого 75% и сухого 90/1 обеспеченности по осадкам года. Основой хозяйственного планирования водопользования является расчет подекадного потребления воды по культурам и оперативная декадная увязка поливов. Техника полива должна обеспечить равномерное увлажнение почвы на участке (по площади и

глубине) заданной нормой, наименьшие затраты труда и средств на основе автоматизации и механизации, возможность механизации после-поливных обработок, минимальные нет^изводательные потери воды и органического вещества. Выбор способа подачи воды в почву обычно предопределен проектом, который должен учитывать размеры поля, положение горизонтов воды в сети. В связи с .этим в проектах строительства необходимо разрабатывать типовые схемы внутрихозяйственных планов водопользования, где учитывается весь технологический процесс сельхозпроизводства. Учесть конкретно при составлении планов природные, физико-биологические, хозяйственно-экономические, технические, организационные и др. факторы на большом числе участков (полей) в зоне деятельности даже одного МУООС практически невозможно. Поэтому в диссертации предлагается решить задачу определения режимов работы ОУС на основе комплексной оценки совокупности стандартных агрометеоданных, подразделить территорию бассейна или ее часть на увдтшенные однородные участки по идентичности основных факторов: рельеф, прчвогрунты с примерно одинаковыми водно-физическими свойствами, размеры и спланирсван-ность участков, выращиваемая культура и способ увлажнения. Такая "обработка" территории значительно уменьшит количество расчетов при составлении планов водопользования, которые могут быть действительны для одинаковых по влажности годов и посева на данном поле определенной сельскохозяйственной культуры. Составленные таким образом планы могут быть использованы даже в последующих ротациях севооборотов. Внутрихозяйственные пла#ы водопользования позволяют давать предварительную оценку технических возможностей систем и устанавливать плановые объемы подачи и сброса воды, разрабатывать межхозяйственные системные планы регулирования водного решила, программировать урожай культур по обеспеченности поля водой, планировать взаимосвязи управлений эксплуатации с хозяйствами, разрабатывать мероприятия в управлениях эксплуатации, обеспечивающие правильное регулирование водного режима и выполнение ремонтно-эксплуатационных работ в вегетационный период. Подготовительные работы по составлению внутрихозяйственных планов включают план земельного массива хозяйства в целом шш побригадно, ведомость площадей с идентичными условиями увла^ения и линейной схемой хозяйственной сети, на которую наносятся водно-физические свойства почвы и плановая урожайность.

Одним из основных документов планового водопользования является ведомость водного режима, олределящая подекадно необходимое количество подачи (сброса) воды на поле (с поля) для какой-нибудь культуры на I га. Подекадные расчеты основаны на уравнении водного баланса, включающего начальные и конечные. запасы воды, осадки 0 , испарение Е и капиллярное подпитывание ¿' . За начальные влагозапасы в первой расчетной декаде принимаются равновесные в зависимости от грунта. Осадки и испарение соответствующей обеспеченности для различных культур за теплый период принимаются по ближайшей метеостанции (.в диссертации приведены необходимые данные в приложении).

Наиболее неизученной составляющей водного баланса является капиллярное подпитывание, которое оценивается приближенно 30...75$ суммарного испарения при глубинах грунтовых вод 100...40 см от поверхности почвы и определяется по формуле

I = 58 ¿р (100/И)°'7! , мм/дек.

где 8 - коэффициент, учитывающий изменение потока влаги в слой 0...50 см по сравнению с потоком во всю зону аэрации,-который снимается с. графика В.Ф.Шебеко в зависимости от грунта и 1ТВ; ¿<р -максимально возможная величина потока капиллярной влаги для данного грунта на высоте 5..Л5 см от УГВ (таблица приложения); (100/!г\0'75- поправка, полученная Ф.В.Саллюковым на основании обработки экспериментальных исследований И.А.Папкевича и Г.А.Афанасика для различных грунтов С16 видов грунтов, приведенных в приложена!). Конечные влагозапасы рассчитываются по уравнению водного баланса

В дальнейшем за начальные влагозапасы следующей рас-

четной декады принимаются предыдущей декады. При этом может

быть три случая: 1)<Л/х<\Мнп - влагозапасы на конец расчетной декады меньше нижнего предела оптимальной влажности. Требуется увлажнение; 2)'МИп<У1к^ - влагозапасы на конец расчетной декады находятся в оптимуме. При этом, если УГВ находится на такой глубине от корневой систем, что не грозит разрыв капиллярной каймы, то увлажнение не .требуется. В других случаях необходимо производить увлажнение, но так, чтобы ; 3) - влагозапасы в расчетном слое почвы на конец расчетной декады больше верхнего предела оптимальной влажности. Необходим сброс воды.

Тогда количество воды на увлажнение определится как разность водоотдачи без увлажнения Вн и при увлажнении Вк плюс разность подпитывания при увлажнении ¿у и без него ¿$ . тн ~ По начальной и конечной водоотдаче определяют

начальный и конечный УГВ, а по ним - снижение (повышение) УТВ. По влагозапасам на конец расчетной декады №к , сравнивая их с верхним и нижним пределами оптимальной влажности,и по уровням грунтовых вод в конце декады {сравнивают их с оптимальными ГГВ и величиной эффективного капиллярного подпитывания Нк \ делают вывод о дополнительной подаче воды в регулирующую сеть и определяют величину подъема или опускания воды в каналах или увеличения (уменьшения) напоров в оросителе или дрене-увлажнителе. Для определения подпитывания от УГВ, водоотдачи, величины повышения (понижения) горизонтов воды в _каналах в диссертации приводятся необходимые таблицы и графики. Приведена также методика расчета ведомостей водного режима в виде таблицы с кошфетным' примером.

Хозяйственный план подачи водр на подпочвенное увлажнение составляется на основании ведомостей водного режима и служит для определения суммарного количества воды для увлажнения и сброса на все мелиорируемые земли колхоза или совхоза, времени и сроков увлажнения, сроков отпуска и расходов в узлах выдела. На основании продолжительности увлажнения, которая определяется по известной формуле А.М.Янголя, назначаются сроки увлажнения с таким расчетом, чтобы к концу декады необходимое количество воды поступило в расчетный корнеобитаемый слой почвы, а УГВ и влажность находились в оптимальных пределах. При этом начало увлажнения необходимо стре-'миться' приурачивать к периодам определенной фазы развития растений £даш зерновых выход в трубку, колошение; для корнеплодов -время смыкания ботвы и утолщения клубней и т.д.). Гидролог МУООС совместно с мелиоратором и агрономом хозяйства намечают наиболее выгодные узлы распределения воды. Сооружения в этих узлах в обязательном порядке тарируются и по установленным тарировочным рейкам ведется строгий учет отпуска воды хозяйству. В случае острого дефицита воды в водохранилище отпуск ее производится на основании экономических соображений по согласованию с руководством хозяйства,. которое обязано учитывать потребность в воде наиболее влаголюбивых и экономически выгодных сельскохозяйственных культур.

Исполнительный режим подпочвенного увлажнения осуществляется

методом корректировки планового режима под руководством гидролога МУООС на основании краткосрочных прогнозов погодных условий. На последнюю декаду предыдущего месяца определяется влажность -почвы в поле, по которой рассчитываются влагозапасы в корнеобитаемом слое, и эти запасы принимаются за начальные. УГВ измеряют в первый день текущей декады.и принимают их за начальные. В водобалансовых расчетах для последующей декады можно принимать осадки и сумму температур воздуха за предыдущую декаду, если прогноз погоды не предсказывает резких изменений. Тогда суммарное испарение определяется известной зависимостью по суше температур и коэффициенту, равному слою испарения на 1°С, который приводится в справочниках. Расчеты контролируются ежемесячным измерением влажности и ежедекадным измерением ГГВ. Все остальные данные рассчитываются по такой методике, как и ведомости водного режима.

Общесистемные планы водонаспределения разрабатывает гидролог МУООС при непосредственном участии и под руководством главного инженера на увлажнительный сезон на основе хозяйственных планов, планов посева с учетом режима водоисточника, объема зарегулированного стока, потерь воды на фильтрацию и испарение, а также сброс воды во время и после увлажнения. При этом устанавливаются размеры, сроки и порядок подачи воды водопртребителям. Эиэт план является основой работы всей системы и включает в себя: а) расчет режима источника увлажнения, при котором определяется распределение годового стока водотока 50,75 и 90$ обеспеченности по декадам. Этот расчет разрабатывается в проекте и берётся из него; б) план подачи воды потребителям, по которому определяются сроки и подекадное суммарное количество воды на увлажнение по системе; в) план забора воды из источника, устанавливающий' . расходы в голове системы, на узлах распределениями т.д. Общесистемные планы составляются и утверждаются не позже, чем за месяц до начала увлажнения.

. В диссертации приводятся разработанные методики хозяйственного, исполнительного и общесистемного планов,в виде таблиц с конкретными примерами расчета, а также подробно излагаются мероприятия по подготовке мелиоративных систем к увлажнению, организация и проведение работ то регулированию водного режима. При выполнении предлагаемой технологии управления водным режимом особое внимание должно уделяться корректировке оперативного плана водопользования, т.к. различия"в биологических особенностях возделываемых культур, вод-

2о

но-физических свойствах почвы, гидрологических и гидрометеорологических условиях обусловливают разнообразие формирования водопо-.требления на отдельных участках. Эти различия усугубляются недостаточной точностью и несвоевременностью получения агрометеорологических фактических, расчетных и прогнозных данных. Вследствие указанных причин оперативное планирование водного режима и его реализация является сложной задачей и зависит от обеспеченности водными и материально-техническими ресурсами, технического состояния системы и ее размеров, количества участков и хозяйств, наличия во-допотребителей несельскохозяйственного назначения и т.д. Однако вследствие хорошего экономического эффекта предложенная технология регулирования водного режима нашла широкое применение на осуши-тельно-увлажнительных системах Республики Беларусь, что является значительным резервом увеличения урожая на мелиорированных землях. В диссертации приведены некоторые аргументированные предложения по перегруппировке ИТР в МУООС с целью усиления отдела планирования и управления водным режимом.

Глава У. Совершенствование способов расчета

параметров осушительной сети

В главе рассматриваются мало изученные вопросы открытой мелиоративной сети при работе ее на осушение. В настоящее время в нашей стране уделяется большое внимание мелиорации.земель закрытым материальным дренажем, хотя еще значительная часть земель мелиорируется отбытыми каналами, где ндкен быстрый отвод большого количества воды на малоуклонных площадях и по водно-физическим свойствам почв и типу водного питания целесообразность строительства дренажа резко падает. При проектировании открытой сети в вертикальной плоскости многие параметры назначаются без достаточного теоретического обоснования. Так, например, дно канала старшего порядка проектируется' ниже дна канала младшего на величину 0,1...0,2 м, что при многопорядковости сети дает большие запасы и объем работ по выемке грунта нижележащих каналов в значительной мере увеличивается, хотя для пропуска расчетных расходов поперечное сечение канала может быть и" меньшим. Проектирование узлов, соединений каналов в плане та!сже требует дополнительных исследований из-за деформаций в месте слияния потоков и возникающих попеременных подпоров, которые уменьшают пропускную способность русла, задерживая этим сток с осушаемой площади, что затягивает сроки сева сельскохозяй-

•ственных культур и этим-оказывает отрицательное влияние на урожай. Эти и другие вопросы рассматриваются в диссертации. Для выяснения соответствия проектных параметров эксплуатационным проведены полевые обследования свыше 600 узлов соединения на объектах: "Кор-чеватка", "Копанец", "Лоша", "Волма" в Минской области и "Тияки" в Рязанской области.'Анализ результатов обследования показывает, что существующие уклоны принимающих водотоков в 1,5...3,0 раза уменьшились по сравнению с проектными,, а впадающих значительно увеличились, особенно в устьевой части. Ширина по дну впадающих каналов в узле соединения увеличилась в 2...7 раз. Рассмотрение вопросов' проектирования сети в плане и вертикальной плоскости в узлах соединения привело к до сих пор мало изученному в такой постановке вопросу слияния потоков, решением которого занимались А.Я.Милович, С.Ф.Аверьянов, Г.А.Петров, Ю.А.Ибад-Заде, Л.А.Холодок, В.Ф.Бубнов, А.А.Митрюхин, С.И.Федорова, Г.Э.Квашилава, В.Д.Дупляк, С.И.Пруч-кин, А.Т.Гаврюхов, Д.А.Козлов, Э.И.Михневич, А.Ф.Печкуров, В.В. Смыслов и др. В диссертации приводятся теоретические решения для русел трапецеидальной, прямоугольной и параболической формы поперечного сечения, которые получены с использованием теоремы Эйлера об изменении количества движения системы материальных точек. При этом допущено, что Нв=Нп . Ошибка, как показали опыты, не превышает 1%. Эти решения дают величину подпоров в зоне соединения потоков и имеют следующий вид: а) для русел трапецеидальной формы поперечного сечения

где

Кр.в [Ь+лШ) +лЖг)=4,.гЛсГс(2) (21)

Ф) -Лг„(з +2Л„); Л ЧГАГ'; К = ^г >•

_ а,

"п

соответственно расходы, ширины по дну и глубины впадагадего и принимавшего каналов; т - заложение откосов; у - угол слияния по т о ко в; г = тЬ/б; /2Хр е - критическая глубина во впадающем канале. Порядок расчета:

1) Оцределяют ширины по дну и нормальные глубины каналов в соответствующих сечениях методом сравнения с гидравлически наивыгоднейшим профилем;

2) определяют постоянные коэффициенты для данного узла слияния;

3) подсчитывают правую часть уравнения (21)

4) задаются рядом значений глубин, определяют лп и рассчитывают девую часть уравнения (21) = /[Ч>1„(?)\ ;

5) строят график [%п (г)] , по которому, зная (рс(2) снимают 3 и тогда И = б2/т . Составленная программа для мщфо ЭВМ значительно упрощает задачу;

6) для русел прямоугольного дечешн. глубина воды в каналах веред слиянием определяется из кубического уравнения

+2 =0 , (22)

где в = 2к%срс/Ьс 2) = сову + 2ИКр,п ;

А = 6с/6п ; л = ;. Л/ = Ь„ = к ;

в) для русел параболического сечения глубина воды определяется решением уравнения

где /г4 +а/13/г + с=0 , (23)

В -Лу2РН - ширина' канала по верху; р - параметр параболы.

В диссертации приводятся номограммы для решения уравнений (22) и (23), а также методика .проектирования крупных каналов, где ' соотношение р=В/иср принимается по В.С.Алтунину или А.И.Богомолову. Для проверки полученных решений и изучения гидравлической структуры слйяния потоков были проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях на 1фупномасштабной моделе трапецеидального сечения с применением различной измерительной аппаратуры. Уровни воды измерялись шпщенмасштабом с точностью 1%

измеряемой глубины, осредненные продольные скорости - трубкой Пито, которая дает точность 1,5...2,5%, малые скорости ( 30см/с) -пластинчатым флюгером Подгаричани (точность 2...3%), осредненное поле скоростей (три составляющих) в точке, протарированной шаровой трубкой с диаметром головки 8 мм (ошибка в отсчете угла - 25 ми- . нут, в скорости - 6%). Для измерения пульсационных скоростей применялся двухкомпонен'гный тензометрический датчик, принцип действия которого основан на преобразовании величины механического воздействия потока на приемный элемент датчика в электрическую величину. По Б.М.Егидису максимальная ошибка - 5$. Расходы измерялись, протарированными треугольными водосливами (ошибка не превышала 2%). В опытах изменялось соотношение расходов вв/вя от 0,1 до 1,0, угол слияния - 60...90°, перепад впадающего канала над принимающим 0...I2.5 см, уклоны. Изучался рельеф водной поверхности, величина сжатого сечения и водоворотной зоны, величина возникающих подпоров во впадающем и принимающем каналах по сравнению с нормальными глубинами при равномерном движении, распределение продольных, поперечных, вертикальных и пульсационных составляющих скоростей.

В диссертации приводятся эмпирические зависимости для определения подпоров и коэффициент сжатия в зоне слияния потоков. Сравнение экспериментальных л теоретических зависимостей по подпорам дает расхождение до 3$, что говорит о возможности-практического использования формул (21),(22) и (23). В зоне слияния потоков.развивается мощная поперечная циркуляция, по классификации М.В.Потапова отнесенная к центробежным фрикционным, причиной которой являются градиенты давлений, которые и вызывают появление градиентов трех составляющих скоростей в поперечных сечениях. При этом наблюдается переменный отжим одного потока другим, вследствие чего динамическая ось блуждает по руслу, происходит деформация поля скоростей, увеличивающаяся с увеличением соотношения энергий сливающихся потоков.

'Все сказанное является причиной резких деформаций дна и откосов каналов. Изучение структуры потока й зависимости от запаса дна впадающего канала над дном принимающего при различных соотношениях расходов и уклонах во впадающем канале (рис.7а, Jg= 0,0057,t =0, (р = 60°, ? = 0,5; рис. 16,.Js = 0,0057, t = 7,5, (f = 60°,Ц =0,5) показало, что значительные изменения уклона впадающего канала с 0,0007 до. 0,0057 почти не вносит количественных изменений в ее структуру. Замена же уклона равнозначным по величине порогом

'(рис.76) усиливает развитие поперечной циркуляции и все вытекающие отсюда отрицательные последствия. Кроме того, анализ экспериментальных данных показывает, что пульсацио'нные составляющие продольных и поперечных скоростей в 5...8 раз больше пульсаций при отсутствии порога и достигают величин самих осредненных поперечных скоростей. Поэтому при наличии порога размывы необходимо ожидать большими. Эти данные говорят о том, что с гидравлической точки зрения не безразлично, как сопрягать поток: дно в дно или с перепадом. Если учесть, что запасы впадающего канала над цринима-ющим рекомендуются ТУиН проектирования для улучшения гидравлической работы узла слияния, то опыты показывают вредность этого неверного утверждения и в проектной практике от перепадов необходимо отказаться. Полевые"и лабораторные опыты показывают, что при проектировании открытой осушительной сети в плане, необходимо на небольшом отрезке канала перед впадением делать закругления с углом слияния 20...25°, что значительно уменьшит величину подпоров и деформацию каналов. Кроме того, при увеличении расходов на 10% ширина должна увеличиваться на Ъ%, а глубина - на 2%.

Глава У1. Экономическая эффективность предлагаемых

мероприятий

В этой главе приводятся разработанные соискателем в соавторстве нормативные документы, утвержденные Минводхозом БССР, которые внедрялись на построенных объектах республики в течение 1973...83 годов. Дается методика расчета экономической-эффективности, примеры расчета для некоторых хозяйств и инструкции, на основании которых дано экономическое обоснование. Предложенная, технология планового регулирования водного режима внедрена на площади 39091 га с общим экономическим эффектом 1248 тыс.руб или около 32 руб/га (см. утвержденный "Перечень актов внедрения"). Кроме того! дан пример расчета годовой экономической эффективности от предлагаемых мероприятий по снижению подпоров в зоне слияния потоков.

Общие выводы и предложения I. Анализ полевых исследований, проведенных на шести объектах с различными способами осушения и почвенно-геологичезкими ус-' ловиями на общей площади 19363 га в бассейнах рек Орессы, Бобрика, Ясельды позволил сделать вывод о целесообразности шлюзования открытой сети через 250...300 м (на Полесской низменности можно и больше) только в случае наличия мелкозалежного торфяника, подстилаемого хорошо водопроницаемыми песками. В других случаях следует в дополнение к открытой сети прокладывать материальный дренаж, а на глубоких торфяниках - готовый, увеличивающий интенсивность подъема УГВ на 25...35$.

2. Уменьшение расстояний между дренами способствует более равномерному увлажнению почвы, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур, но повышается стоимость системы. Это положение заставляет искать новые конструкции дренажных систем и новые способы их расчета, которые должны основываться на движении жидкости с переменной массой, как наиболее полно отражающей физическую сущность роли дренажа для увлажнения. Конструкция системы должна улучшить ее эксплуатационные качества, как мобильность в- создании оптимальной влажности на отдельных участках, равномерность увлажнения, уменьшение инерционности и т.д. Выработанные требования к увлажнительным системам позволили предложить новую конструкцию, способную создавать оптимальный водный режим корнеобитаемого слоя почвы для различных культур в течение всего вегетационного периода.

3. Большинство теоретических работ, посвященных водному режиму осушительно-увлажнительных систем, основано на решении уравнения теплопроводности, которое характеризует область фильтрации, но не связывает с ней параметры движения воды в дрене с переменным по пути расходом. ''Сшивание" этих уравнений на границе "труба-' грунт" дает новые решения по прогнозированию УГВ, которые наиболее полно отражают физическую сущность явления. Путем решения этих дифференциальных уравнений получены зависимости прогнозирования УГВ для турбулентной фильтрации при равномерном отделении расхода по длине увлажнителя и для ламинарной фильтрации при равномерной

и неравномерной раздаче расхода по пути.

4. На основании полевых исследований установлено, что' длина дрены-увлажнителя отличается от длины дрены-осушителя в связи со

значительными потерши воды на отток в почву (впитывание). Применяя теорию движения жидкости с переменной массой, получены зависимости для определения длины увлажнителей исходя из условий только промывки, увлажнения и промывки и только увлажнения. Для упрощения расчетов по ним построены номограммы. Дана методика расчета оросителей. Кроме того, получены формулы для определения ко-эадициента сопротивления трению при неравномерном движении жидкости в трубе с переменным расходом и местных потерь напора.

5. Решая совместно уравнение движения жидкости с переменной массой и уравнение теплопроводности, получена зависимость для определения расстояния между увлажнителями, анализ которой показывает, что расстояние между дренами зависит от длины дрены. На основании этого вывода предложена новая методика проектирования регулирующей сети в плане, которая учитывает влияние увлажнения от оросителя и дает возможность осуществлять более равномерное увлажнение на междренном расстоянии и на всей'мелиорируемой площади.

6. Предложенная методика расчета планов регулирования водного режима основана на уравнении водного баланса и предусматривает создание в корнеобитаемом слое почвы оптимальных влагозапасов с контролем уровней грунтовых вод. Основой хозяйственного планирования водопользования является расчет подекадного потребления воды по культурам. Реализация планового водопользования и его корректировка осуществляется службой эксплуатации на базв разработанных ведомостей водного режима, плана подачи воды на увлажнение хозяйству и системного плана. Эти документы 'легко рассчитываются на микро ЭВМ и в течение вегетационного периода корректируются исполнительным режимом подпочвенного увлажнения.

. 7. Наилучшей технологией увлажнения является такая, .когда на спаде весеннего паводка закрываются водоподпорные сооружения и этим замедляется или прекращается сток с осушаемой территории. УГВ по мере увеличения глубины корнеобитаемого слоя почвы понижаются за счет расхода воды на транспирацию и испарение. Недостающий до поддержания УТВ и влажности в оптимальных пределах объем воды (в случае, если недостаточно местного стока) может -быть подан самотеком из водохранилища или механическим подъемом.из реки, озера, копани. При таком способе увлажнения корни растений тянутся за понижающимися УГВ, не испытывают недостатка или избытка влаги," оптимально аэрированы. Для практического использования разработанной методики в четвертой главе приводятся некоторые "снивелированные"

итоговые положения, которыми может пользоваться агрономическая служба хозяйств. Широкое внедрение предлагаемой технологии явится значительным резервом увеличения сельскохозяйственной продукции на мелиорированных зеишях.

8. Учитывая важность вопроса, следует реализовать на практике предложение о создании в МУООС отдела планирования и управления водным режимом.

9. Проведенные полевые и лабораторные опыты по слиянию потоков показали отрицательное воздействие бокового притока, который создает подпоры в узле, резко изменяет структуру потока, что увеличивает деформацию дна и откосов каналов. Приводятся зависимости для определения подпоров в зоне слияния потоков для различных поперечных сечений русел, которые рекомендуется учитывать при проектировании. Кроме этого, во всех .случаях необходимо делать закругления впадающего канала перед местом впадения до 20...25°, что улучшит гидравлическую структуру сливающихся потоков и уменьшит деформации. Доказана необходимость при проектировании отказа от перепадов дна, впадающего канала над дном принимающего.

10. Предложенная технология планового регулирования водного режима внедрена на площади 39091 га с общим экономическим эффектом 1248 тыс.руб или 32 руб/га. Экономическая эффективность от предлагаемых мероприятий по снижению подпоров составляет

45,8 руб/га.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости // Научные записки МГШ, т. XXIX. - М.: Колос, 1965, с.158...168.

2. Опыт применения двухкомпонентного тензометрического датчика для измерения мгновенного поля скоростей при лабораторных исследованиях плановой задачи слияния потоков // Материалы научной, конференции Московского гидромелиоративного института. - М.: МГШ, 1966, с.50,..51. Соавтор - Натальчук Ю.М.

3. Структура сливающихся потоков в трапецеидальных руслах и расчет открытой осушительной сети в вертикальной плоскости // Материалы научной конференции МГМИ. - М.: ШЛИ, 1966, с. 79...88.

4. Исследование форм свободной поверхности потока при непрерывном присоединении расхода // Записки МГШ, т. XXXI. - М.:Ко-лос, 1966, с. 158...165.

5. Определение скорости в сжатом сечении при слиянии потоков // Научные записки БИМСХ, вып.П. - Мн., 1968', с.374...379.

6. Проектирование осушительных каналов с учетом неравномерности движения жидкости // Научные записки БИМСХ, вып.П. - Мн., 1968, с.380...386.

Л. Деформации русел в местах слияния потоков // Доклады конференции молодых ученых, посвященной 50-летию БССР и КПБ. - Мн., 1968, с.4...14. Соавтор - Саллюков Ф.В.

8. Расчет глубин в зоне слияния потоков при проектировании осушительных систем // Доклады конференции молодых ученых, посвященной 50-летию БССР и КПБ. - Мн., 1968, с.60...68.

9. Проектирование открытой осушительной сети // Сборник трудов молодых ученцх, вып. Гидротехника и мелиорация. М., 1968, с.17... 23.

10. Методические указания по составлению-внутрихозяйственных

и общесистемных планов водопользования на осуштельно-увлажнитель-ннх системах. - Мн., ротапринт, 1973, i23 с. Соавторы - Зубец В.М., Еськов А.И.

11. Закономерность отсоединения расхода воды по длине дрены-увлажнителя // Мелиорация переувлажненных земель (тезисы докладов) . - Мн., БелНИИМиВХ, 1974, C.I63...I65. Соавтор - Розенблюм

A.B.

12. Составление внутрихозяйственных и общесистемных планов водопользования на осушительно-увлажнительных системах-// Эксплуатация осушительно-увлажнительных систем в зоне избыточного увлажнения. - Мн., БелНИИМиВХ, 1974, с.165...180, Соавторы - Зубец

B.М., Еськов А.И.

13. Исследование двустороннего регулирования водного режима в бассейне р.Орессы с подачей воды из Любанского водохранилища // Мелиорация переувлажненных.земель, труды БелНИИМиВХ, т.ХХП.-Мн.: Ураджай, 1974, с. 87...97. Соавтор - Зубец В.М.

14. Расчет местных потерь напора в местах соединения дрен с коллекторами и оросителями на осушительно-увлажнительных системах // Эксплуатацка мелиоративных систем в зоне избыточного увлажнения. - Мн., L974, с.92...101.

15.. Закономерность присоединения расхода воды по длине дрены-осушителя // Труды БелНИИМиВХ, т.ХХШ. - Мн., 1976, с.123...131. Соавтор - Розенблюм A.B.

16. Расчет параметров осушительно-увлажнительных систем

// Проспект выст. ВДНХ СССР. - Мн.: Полымя, 1976, 8 с. Соавторы -Зубец В.М., Вакар А.Е.

17. Прогноз УГВ при подпочвенном увлажнении закрытых осушительно-увлажнительных систем // Труды БелНИИМиВХ, т.ХНУ, 1976, C.3...I7. Соавторы,- Зубэц В.М., Розенблюм A.B.

18. Методика расчета дрен-увлажнителей и оросителей при проектировании осушительно-увлажнительных систем // Труды БелНИИМиВХ, т.ХХУ. - Мн., 1978, с.36...45.

19. Эксплуатация осушительно-увлажнительных систем. - Мн.: Ураджай, 1979, 183 с.

20. Руководство по составлению планов хозяйственного водопользования, водораспределения и регулирования водного режима на мелиорируемых землях. - Мн.: БелНИИМиВХ, 1979, 68 с. Соавторы -Зубец В.М., Еськов А.И., Папкевич И.А., Корженевский А.Н.

21. Расчет расстояний между дренами-увлажнителями // Конструкции и расчеты осушительно-увлажнительных систем, вып.4. - Мн.: БелНИИМиВХ, 1979, с. 27...36.

22. Составление планов водопользования, водораспределения и регулирования водного ратшма на мелиорируемых землях // Наука производству. - Мн., 1980, с.23.,,26.

23. Расчет расстояний между дренами-увлажнителями (случай ламинарной фильтрации) // Научные основы проектирования и строительства гидромелиоративных систем. - Мн.: БелНИИМиВХ, 1981,

с. 41...48.

24. Прогноз уровней грунтовых вод при подпочвенном увлажнении // Регулирование водного режима торфяных и минеральных почв.-Мн.: БелНИИМиВХ, 1981, с.32...45.

25. Организация водопользования и учета воды на мелиоративных объектах // Организация водопользования и водораспределения на мелиоративных системах. - Новочеркасск, 1982, с.66...67.

26. Расчет -уровней грунтовых вод при подпочвенном увлажнении'// Мелиорация переувлажненных земель, т.ХХХП. - Мн.: Ураджай, 1984, с.55...64.

27. План водопользования // Мелиорация, краткая энциклопедия. - Мн.: Белорусская'Советская энциклопедия, с.354.

28. Расчет подпоров в зоне пересечения главного канала переброски впадающими водотоками // Проектирование и строительство

каналов и гидротехнических сооружений на структурно-неустойчивых грунтах. - М.: Союзводпроект, 1987, с.

29. Указания. Регулирование водно-воздушного режима почв на осушительно-увлажнительных системах при выращивании сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям (Руководящий нормативный документ утвержден и введен в действие приказом Минводхоза БССР от 4 декабря 1987 г. № 269). - Мн.: БелНИИМиВХ, 1987, 74 с. Соавторы - Саплюков Ф.В., Гордон Д.Р., Новик Л.И., Поливко H.A., Палкевич А.И., Писецкая В.В., Жибуртович К.К., Пилипчук СЖ, Брезгунов B.C., Тиво П.Ф., Зубец В.М., Коноплев Е.А., Мышко P.A., Волобуева Л.М.

30. Мелиоративные системы с подпочвенным увлажнением (в печати) , 16 п.л.

31. Практикум по гидравлике и гидромеханизации сельскохозяйственных процессов. - Мн.: Ураджай, 1991, 272 с. Соавторы - Кос-тюченко Э.В., Лаптев В.И.

□ - пункты отбора проб на влажность

о - пункты определения коэффициента фильтрации

гидрометрический ствпр -регулирующие сооружения

-створ наблюдетельных колодцев

Звга Авскии ? оЗоотбодящий _ канал

1"ис. I. Схема Загальской О.У.С.

УГВ и влагозаласы на объекте "40 лет Октября"

<00 so 'so

20

о 80

SO

ЬО

20

стВор 1,к-цЗ; картофель

I Pïï ' г I Г ИТ I III'

,7

. а А ix* SsL -

* '4><¿

я1--

стдор 2, к-и, 4 ; ячмень

Í»

4 w ■—

X 4 ■к

/ лАл/

3 IV 1 \2\3 V < \ 2\3 V! " 1\2\3 VII 1\2\S VIII

Рис. 2. I - влагозаласы в слое 0.

4 - -"- 7Г...ЮГ су; Г -

го 5 •з

АО S

ео

N к

80

а: «о 1004

ПО t 40

г? 2о «

? s rW^ I ю

60 g Ùt [80 I § во

я- ? 100%« .120 40 ч

\¡0 §4,

-"is 20

"Il 0

1 ' n 1 M Г Г 1 1 III' '

,7

ч

J* —X— 1

отбор 14.К-Ц 1; пшеница яровая

2) ,л /л /

ч^ ---'

3 M 2| 3 1\2\3 M 21 з

IV V VI VII VIII

..20 см; 2

- / О

yjß; с -t

см;

с :

i - осадки.

--э-1 да- •

Рис. 3. Схема осузштельно-увлажнительной системы:а)с группированными дренами и закрытым оросителем двустороннего действия, б) с группированными дренами и закрытым оросителем одностороннего действия, в) с закрытым оросителем двустороннего действия, г)с закрытым оросителем одностороннего действия Д)насосная станция, 2)шлюз-регулятор', 3) транспортирующий трубопровод, 4)открытый канал, 5) водоисточник, 6) колодцы с задвижкой, 7)закрытнй ороситель, 8)сбросной коллектор, 9)групповоЯ ороситель, Ю)групповой коллектор, II) дрена-увлажнитель.

Рис. 4. Расчетная схема.

Рис.- 5.. Номограмма для опредления Стаж

М 1--2000 ¿с = 40 м С = 120 м

задвижка

Рис. 6. Предлагаемая осуштельнс-увлат.нитёльная система

4Г1

[0.33 ГОАЗ Г0.55 ГО63 Г.0.75

5) ГО.33 тз Г0.53 гоьз го?з

Рис. Распределение поперечных и вертикальных

скоростей в сжатом сечении.