Аннотация

Цель: получить расчетные зависимости для определения свободной и подпертой фильтрации из оросительных каналов. 

Материалы и методы: в исследовании использовались методы теории фильтрации из необлицованных и облицованных каналов гидромелиоративных систем. 

Результаты. Свободная фильтрация из каналов при установившемся движении потока показывает значительные потери воды, достигающие 30 % от расхода. В результате снижается коэффициент полезного действия каналов, что способствует подтоплению приканальных территорий, последующему засолению земель, заболачиванию и постепенному выбытию их из сельскохозяйственного оборота. Свободная установившаяся фильтрация из каналов будет наблюдаться при отсутствии непроницаемых водоупорных слоев на глубине или при залегании уровня грунтовых вод на глубине более 20–25 м от поверхности земли. В связи с этим для определения фильтрационного расхода при свободной фильтрации рекомендуются расчетные зависимости Н. Н. Павловского, В. В. Ведерникова, А. Н. Костякова, С. Ф. Аверьянова и Ю. М. Косиченко. В случае, когда происходит подпертая фильтрация при установившемся движении, для расчета может использоваться метод фильтрационных сопротивлений и формулы С. Ф. Аверьянова, Н. Н. Веригина, А. Я. Олейника, учитывающие неустановившийся процесс фильтрации с учетом дифференциального уравнения неустановившегося движения потока типа Фурье. 

Выводы. Полученные решения задач фильтрации при установившемся движении позволили найти расчетные зависимости и методы расчета для свободной и подпертой фильтрации из оросительных каналов. Разработана классификация фильтрационных потерь из оросительных каналов для условий свободного потока.

doi: 10.31774/2712-9357-2022-12-3-227-243

Для цитирования

Баев О. А. Расчеты установившейся свободной фильтрации из необлицованных каналов // Мелиорация и гидротехника. 2022. Т. 12, № 3. С. 227–243. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2022-12-3-227-243.

Список литературы

1. Косиченко Ю. М., Баев О. А. Гидравлическая эффективность оросительных каналов при эксплуатации // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15, № 8. С. 1147–1162. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1147-1162.

2. Рукавишников А. А., Абдразаков Ф. К. Исключение непроизводительных потерь водных ресурсов из оросительной сети за счет использования инновационных облицовочных материалов // Аграрный научный журнал. 2019. № 10. С. 91–94. https:doi.org/10.28983/asj.y2019i10pp91-94.

3. Ханов Н. В., Еремеев А. В. Обзор применения современных геосинтетических материалов в гидротехническом строительстве // Международная научная конференция молодых ученых и специалистов, посвященная 150-летию РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева: сб. ст. М.: РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, 2015. С. 336–339.

4. The efficiency of impervious protection of hydraulic structures of irrigation systems / M. A. Bandurin, V. A. Volosukhin, I. F. Yurchenko, V. V. Vanzha, A. V. Mikheyev // Advances in Engineering Research. 2018. Vol. 151. P. 56–61. https:doi.org/10.2991/agrosmart-18.2018.11.

5. Косиченко Ю. М., Баев О. А. Особенности гидравлических и фильтрационных расчетов осушительно-оросительных систем // Природообустройство. 2021. № 4. С. 90–98. DOI: 10.26897/1997-6011-2021-4-90-98.

6. Kosichenko Yu. M., Baev O. A. Selection of an effective seepage-control lining for canals made of traditional and geosynthetic materials // Power Technology and Engineering. 2021. Vol. 54, № 6. P. 819–824. https:doi.org/10.1007/s10749-021-01293-4.

7. Исследования гидродинамического воздействия водного потока на защитное покрытие из геосинтетического материала / К. Д. Козлов, Н. В. Ханов, В. А. Фартуков, Д. В. Козлов // Строительство: наука и образование. 2018. Т. 8, № 1(27). С. 108–117. DOI: 10.22227/2305-5502.2018.1.9.

8. Гарбуз А. Ю. Экспериментальные исследования водопроницаемости локальных повреждений бетонных облицовок каналов // Экология и водное хозяйство [Электронный ресурс]. 2020. № 1(4). С. 76–88. URL: http:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=54 (дата обращения: 01.03.2022). DOI: 10.31774/2658-7890-2020-1-76-88.

9. Баламирзоев А. Г., Иванов В. В. Численное моделирование осесимметричных течений вязкой несжимаемой жидкости // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 11(1). С. 15–20.

10. Косиченко Ю. М. Универсальная методика расчета водопроницаемости противофильтрационных облицовок с полимерными геомембранами // Природообустройство. 2020. № 4. С. 6–13. DOI: 10.26897/1997-6011/2020-4-6-13.

11. Костяков А. Н. Основы мелиораций. М.: Сельхозгиз, 1951. 750 с.

12. Павловский Н. Н. Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения. Собр. соч. Т. 2. М., Л., 1956. 771 с.

13. Ризенкампф Г. К. Основы ирригации. Т. 1. Л., 1925. 604 с.

14. Ведерников В. В. Теория фильтрации и ее применение в области ирригации и дренажа. М., Л.: Госстройиздат, 1939. 248 с.

15. Косиченко Ю. М. Гидравлика мелиоративных каналов / Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т. Новочеркасск, 1992. 175 с.

16. Веригин H. H. Фильтрация воды из оросителя ирригационной системы // Доклады АН СССР. 1949. Т. 66, № 4. С. 589–592.

17. Аверьянов С. Ф. Фильтрация из каналов и ее влияние на режим грунтовых вод. М.: Колос, 1982. 237 с.

18. Олейник А. Я. Геогидродинамика дренажа. Киев: Наукова думка, 1981. 283 с.