Аннотация

Цель: анализ и обобщение результатов исследований отечественных и зарубежных ученых, посвященных теории фильтрации из мелиоративных каналов. 

Обсуждение. В качестве материалов для анализа использовались результаты исследований, проводимых отечественными учеными в СССР и Российской Федерации, зарубежных исследований, а также полученные автором данные по методам расчета фильтрации из каналов гидромелиоративных систем. В работе обобщены исследования отечественных и зарубежных ученых, направленные на развитие теории фильтрации в области оросительных каналов и гидромелиоративных систем, выявлены основные недостатки, сведения о которых получены различными авторами за более чем 80-летний период становления фильтрационной школы применительно к каналам мелиоративного назначения. Рассмотрены основополагающие, применяемые в настоящее время, методы решения задач фильтрации через противофильтрационные экраны (в т. ч. при их повреждаемости), включающие: экспериментальные, теоретические, экспериментально-теорети¬ческие и численные. Представлены расчетные зависимости, используемые для фильтрационных расчетов мелиоративных каналов, основанные на классических методах теории фильтрации. 

Выводы. Выявлены новые (не рассмотренные ранее) задачи, направленные на исследование водопроницаемости покрытий мелиоративных каналов (преимущественно магистральных и оросительных), выполняемых из геосинтетических полимерных и бентонитовых материалов. Рассмотрены методы, используемые при решении задач водопроницаемости геосинтетических противофильтрационных экранов оросительных каналов. В отечественной литературе имеются только отдельные публикации, которые затрагивают вопросы применения современных строительных геосинтетических материалов на мелиоративных каналах. Практически отсутствуют исследования, посвященные вопросам водопроницаемости геосинтетических бентонитовых материалов, в частности, с учетом самозалечивания повреждений ввиду сложности решения таковых задач.

doi: 10.31774/2712-9357-2025-15-1-130-154

Для цитирования

Баев О. А. Развитие исследований, посвященных теории фильтрации из каналов // Мелиорация и гидротехника. 2025. Т. 15, № 1. С. 130–154. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2025-15-1-130-154.

Список литературы

1. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (1917–1967) / В. И. Аравин [и др.] / Ин-т проблем механики АН СССР, Ин-т гидродинамики СО АН СССР, ВНИИ гидротехники им. Б. Е. Веденеева, ВНИИ природных газов. М.: Наука, 1969. 545 с.

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

3. Павловский Н. Н. Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения: собр. соч. М.; Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1956. Т. 2. 771 с.

4. Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977. 664 с.

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

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

7. Косиченко Ю. М., Баев О. А. Методы расчета водопроницаемости полимерных противофильтрационных экранов гидротехнических сооружений // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 2017. Т. 286. С. 10–21. EDN: YTTPQP.

8. Kosichenko Yu. M., Baev O. A. Water permeability of the polymer screen with a system of slits of hydraulic structures // Magazine of Civil Engineering. 2018. Vol. 7(83). P. 148–164. DOI: 10.18720/MCE.83.14. EDN: ZDIKNN.

9. Косиченко Ю. М. Исследования фильтрационных потерь из каналов оросительных систем // Мелиорация и водное хозяйство. 2006. № 6. С. 24–25. EDN: HYKQON.

10. Косиченко Ю. М. Расчет противофильтрационной эффективности облицовок с пленочными экранами // Гидротехническое строительство. 1983. № 12. С. 82–86. EDN: OQPJER.

11. Анахаев К. Н. Гидромеханический расчет свободной фильтрации из водотоков криволинейного профиля со смещенным тальвегом // Доклады РАН. 2004. Т. 395, № 6. С. 761–766. EDN: OQSOON.

12. Анахаев К. Н. Свободная фильтрация из водотоков // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2004. № 5. С. 94–99. EDN: OVYFZZ.

13. Ищенко А. В. Гидравлическая модель водопроницаемости и эффективности противофильтрационных облицовок крупных каналов // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 2010. Т. 258. С. 51–64. EDN: MTVWBT.

14. Косиченко Ю. М., Бакланова Д. В. Определение вероятного риска аварии крупного канала вследствие фильтрационных деформаций // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2012. № 1(05). С. 145–156. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=561 (дата обращения: 25.12.2024). EDN: OSKLFB.

15. Бакланова Д. В. Расчетное обоснование вероятности разрушения потенциально опасных участков крупного канала от фильтрационных воздействий // Природообустройство. 2013. № 2. С. 43–48. EDN: QBDLNF.

16. Баев О. А., Косиченко Ю. М. Гидромеханическое решение задачи водопроницаемости экрана нарушенной сплошности // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2018. № 4. С. 3–11. DOI: 10.31857/S056852810000554-0. EDN: YPHJML.

17. Косиченко Ю. М., Баев О. А. Многослойные конструкции противофильтрационных покрытий с бентонитовыми матами и оценка их сравнительной эффективности // Гидротехническое строительство. 2019. № 3. С. 37–43. EDN: ZYMDDN.

18. Giroud J. P., Khatami A., Badu-Tweneboah K. Evaluation of the rate of leakage through composite liners // Geotextiles and Geomembranes. 1989. Vol. 8, № 4. P. 337–340. https:doi.org/10.1016/0266-1144(89)90016-2.

19. Giroud J. P., Badu-Tweneboah K., Soderman K. L. Theoretical analysis of geomembrane puncture // Geosynthetics International. 1995. Vol. 2, iss. 6. P. 1019–1048. https:doi.org/10.1680/gein.2.0045.

20. Touze-Foltz N., Rowe R. K., Duquennoi C. Liquid flow through composite liners due to geomembrane defects: analytical solutions for axi-symmetric and two-dimensional problems // Geosynthetics International. 1999. Vol. 6, № 6. P. 455–479. DOI: 10.1680/gein.6.0160.

21. Giroud J. P., Thiel R. S., Kavazanjian E. Hydrated area of a bentonite layer encapsulated between two geomembranes // Geosynthetics International. 2004. Vol. 11. P. 330–354. DOI: 10.1680/gein.11.4.330.51769.

22. Touze-Foltz N., Giroud J. P. Empirical equations for calculating the rate of liquid flow through composite liners due to geomembrane defects // Geosynthetics International. 2003. Vol. 10. P. 215–233. DOI: 10.1680/gein.10.6.215.37243.

23. Giroud J. P., Daniel D. E. Liquid migration in an encapsulated bentonite layer due to geomembrane defects // Geosynthetics International. 2004. Vol. 11, iss. 4. P. 311–329. https:doi.org/10.1680/gein.2004.11.4.311.

24. Eldesouky H. M. G., Brachman R. W. I. Viscoplastic modelling of HDPE geomembrane local stresses and strains // Geotextiles and Geomembranes. 2020. Vol. 48(1). P. 41–51. DOI: 10.1016/j.geotexmem.2019.103503. EDN: SBAEEL.

25. A fully coupled three-dimensional numerical model for estimating canal seepage with cracks and holes in canal lining damage / X. Han, X. Wang, Y. Zhu, J. Huang // Journal of Hydrology. 2021. Vol. 597. Art. № 126094. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2021.126094. EDN: BTVPWE.

26. Kosichenko Yu. M., Baev O. A. Modified geomembrane compositions for hydraulic structure impervious coatings // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. P. 548–552. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.548. EDN: XOTXBX.

27. Touze-Foltz N. Large scale tests for the evaluation of composite liners hydraulic performance // Proceedings of the Seventh International Waste Management and Landfill Symposium. S. Margherita di Pula, Cagliari, Sardinia, Italy. 1999. Vol. 3. P. 157–164.

28. Bonaparte R., Giroud J. P., Gross B. A. Rates of leakage through landfill liners // Proceedings of Geosynthetics. IFAI, San Diego, California, USA. 1989. Vol. 1. P. 18–29.