Дренаж колодца - Well drainage

Дренаж колодцев - это осушение сельскохозяйственных угодий колодцами. Сельскохозяйственные земли осушаются насосными колодцами (вертикальный дренаж) для улучшения почвы за счет контроля уровня грунтовых вод и засоления почвы.

Вступление

Подземные ( грунтовые воды ) дренаж для грунтовых вод и засоленности почвы в сельскохозяйственных земель может быть сделано путем горизонтальных и вертикальных дренажных систем.
Горизонтальные дренажные системы - это дренажные системы, использующие открытые канавы ( траншеи ) или подземные дренажные трубы.
Вертикальные дренажные системы - это дренажные системы, использующие откачиваемые колодцы, открытые выкопанные колодцы или трубчатые колодцы.

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

Обе системы выполняют те же цели , а именно , контроль грунтовых вод и контроль солености почвы .
Обе системы могут облегчить повторное использование дренажной воды (например, для орошения), но колодцы предлагают большую гибкость.
Повторное использование возможно только в том случае, если качество грунтовых вод приемлемое, а соленость низкая.

Дизайн

Хотя одной скважины может быть достаточно для решения проблем с грунтовыми водами и засолением почвы на нескольких гектарах, обычно требуется несколько скважин, поскольку проблемы могут быть широко распространены.
Скважины могут быть расположены в форме треугольника, квадрата или прямоугольника.
При проектировании поля скважины учитываются глубина, емкость, расход и расстояние между скважинами.

1. Сброс находится из водного баланса .
2. Глубина подбирается в соответствии со свойствами водоносного горизонта . Колодец-фильтр необходимо разместить в проницаемом слое почвы.
3. Расстояние можно рассчитать с помощью уравнения расстояния между скважинами, используя расход, свойства водоносного горизонта, глубину скважины и оптимальную глубину уровня грунтовых вод.

Определение оптимальной глубины зеркала грунтовых вод - задача дренажных исследований .

Приток в скважины

Геометрия полностью проходящей дренажной системы в однородном изотропном водоносном горизонте

Геометрия дренажной системы частично проникающей скважины в анизотропном слоистом водоносном горизонте

Основное, стационарное состояние , уравнение для потока в полной мере проникающих скважин (т.е. скважин достигает непроницаемый базы) в регулярно разнесенных а поле в однородном неограниченном (preactic) водоносного горизонта с гидравлической проводимостью , которая является изотропным является:

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

где Q = безопасный сброс из скважины - т. е. стационарный расход, при котором не происходит перетягивания или истощения грунтовых вод - (м ³ / день), K = равномерная гидравлическая проводимость почвы (м / день), D = глубина под поверхностью почвы, = глубина дна колодца, равная глубине водонепроницаемого основания (м), = глубина водного стола на полпути между колодцами (м), является глубиной уровня воды внутри колодца (м), = радиус воздействия колодца (м) и - радиус колодца (м). ${\ displaystyle D_ {b}}$${\ displaystyle D_ {m}}$${\ displaystyle D_ {w}}$${\ displaystyle R_ {i}}$${\ displaystyle R_ {w}}$

Радиус влияния скважин зависит от формы поля скважины, которая может быть треугольной, квадратной или прямоугольной. Его можно найти как:

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

где = общая площадь скважинного поля (м ² ) и N = количество скважин в скважинном поле. ${\ displaystyle A_ {t}}$

Безопасный сброс скважины (Q) также можно узнать из:

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

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

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

Расстояние между колодцами

С помощью уравнения расстояния между скважинами можно рассчитать различные варианты конструкции, чтобы прийти к наиболее привлекательному или экономичному решению для контроля уровня воды на сельскохозяйственных землях.

Основное уравнение потока нельзя использовать для определения расстояния между скважинами в частично проникающем поле скважин в неоднородном и анизотропном водоносном горизонте, но необходимо численное решение более сложных уравнений.

Стоимость наиболее привлекательного решения можно сравнить со стоимостью системы горизонтального дренажа, для которой расстояние между дренажами может быть рассчитано с помощью уравнения дренажа, служащей той же цели, чтобы решить, какая система заслуживает предпочтения.

Собственно конструкция скважины описана в

Иллюстрация задействованных параметров показана на рисунке. Влагопроводность можно найти из теста водоносного горизонта .

Результат программы WellDrain, расстояние между скважинами = 920м

Программное обеспечение

Числовая компьютерная программа WellDrain для размещения скважин расчетов учитывает полностью и частично проникающих скважины, слоистых водоносных слоев, анизотропии (различные вертикальные и горизонтальные гидравлические проводимости или проницаемости) и входное сопротивление.

Моделирование

С помощью модели подземных вод, которая включает возможность введения скважин, можно изучить влияние системы дренажа скважин на гидрологию проектной территории. Также есть модели, дающие возможность оценить качество воды .

SahysMod - это такая полигональная модель подземных вод, позволяющая оценить использование колодезной воды для орошения , влияние на засоление почвы и глубину уровня грунтовых вод .

Рекомендации

Внешние ссылки

• Программа контроля засоления и рекультивации (SCARP) с использованием скважин в долине Инда в Пакистане.
• Веб-сайт о заболачивании и мелиорации земель системами горизонтального и вертикального дренажа: [9]