авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

«к. Е. И ВАН О В кандидат технических naj'K s n.4 i ...»

-- [ Страница 4 ] --

1 — гряды и кочки! на болоте № 1, 2 — то ж е, на болоте № 2, мочажины и западины на болоте № 1, 4 — то ж е, на болоте № 2.

ности растительного вещ ества с глубиной характеризуется табл. 7.

Р аспределение по высоте поверхностного слоя залеж и кап и л­ лярной влагоемкости найдется к ак разность полной объемной влаж ности и осмотической влаж ности в каж дом данном, гори^ зонте слоя, т. е.

= ^—. (38) гд е %и —^соответственно полная, кап и ллярн ая и осмотиче­ ская влаж ности в объемных процентах. Н а рис. 47 представлены вычисленные этим путем кривые капиллярной влагоемкости д л я поверхностного слоя болот.

Таблица О б ъ е м н о е с о д е р ж а н и е р а с т и т е л ь н о г о в е щ е с т в а (в % п о о б ъ е м у ) в п о вер х н о стн о м р асти тел ьн о м слое за л е ж и (по данным В. В. Романова) Ботанический Глубина слоя, в см от п о вер х ­ состав, в весо­ ности мохового покрова болота вых Тип болотного м икро­ ландш афта и элемент S микрорельеф а к и а •в грядово-м очаж инны й комплекс:

а) С фагново-ку етарничковые гряды, о бл есен ­ 1,9 88, ные сосной. 1,1 1.1 1, 1,3 8, 1.5 1,4 3. б) М очажины с ф аг­ 0,73 0,69 1.2 2,6 0, ново-пуш ицевы е 2,4 2.4 82,0 17, 1, О блесенны е склоны резковы пуклы х мо­ ховы х болотных мас­ сивов — сф агновик сосн ово-кустарн ичко вый.. 3, 3,5 3.2 3,4 4,4 59,7 35, 4, Ц ентральны е части вы ­ пуклы х грядово-м оча жинных болотных массивов:

а ) Западины сфаг ново-пуш ицево-, 2.1 1, кустарничковы е 1.1 1,3 1,4 1,4 3. 77,3 19, б) П овы ш ения сф агн ово-ку­ старничковые редко облесен 0,94 0,80 0,89 0,89 1,0 1. H b f e сосной... 91,7 7. 1. В § 17 указы валось, ЧТО установление зависимости (33) по функции распределения пор (31) или (32) возмож но лиш ь в том случае, когда по высоте исследуемого слоя структура его остается неизменной. Этого нельзя сказать про верхний расти тельный слой болотных массивов, где, как видно хотя бы из.

табл. 7, объемное содерж ание растительного вещ ества возрастает с глубиной. Поэтому, если подходить более строго, то по полу­ ченным кривым распределения капиллярной влагоемкости (рис. 47) нельзя судить о содерж ании и распределении крупных пор в верхней части монолита на основании данны х нижней^ части кривой и, наоборот, для нижней части монолитов нельзя судить о содерж ании и распределении в ней наиболее мелких пор по верхней части кривой. О днако это не явилось бы недо* статком метода, если бы определялась капи ллярн ая влагоем кость верхнего слоя болота при неизменном горизонте грунтовых Рис. 47. К ривы е капиллярной влагоемкости в верхнем расти­ тельном слое.

Грядово-мочажинный микроландшафт: 2 — гряды сфагново-кустарничковые, 3 — мочажины сфагново-пушицевые. Сфагновик кустарничково-пушицевый, редко облесенный низкорослой сосной: 1 — кочки и повышения, 4 — сосняк сфагново кустарничковый, 5 — межкочечные западины.

вод, д л я которого на монолитах были определены зависимости, представленные на рис. 47. Но д л я точных расчетов водоотдачи болотного массива нужно знать изменение функции капиллярной влагоемкости в зависимости от горизонта грунтовых вод.

П ри неизменной структуре слоя по глубине кри вая распреде­ ления капиллярной влагоемкости очевидно не зависит от поло­ ж ения уровня грунтовых вод, а при медленных изменениях уровней грунтовых вод перем ещ ается вместе с уровнем грунтовых вод, не изменяя своей формы. При непрерывно и зм е­ няю щ ейся структуре зал еж и с глубиной и увеличении количества мелких пор за счет уменьш ения крупных, что и имеет местО' в действительности, кривая распределения капиллярной вл аго ­ емкости с падением уровня грунтовых вод д олж н а изменять свою форму. В приведенных опытах В. В. Р ом ан ова изменение струк­ туры по высоте образцов не учитывалось. Д л я этого потребова­ лось бы снятие кривых распределения капиллярной влагоемкости при ц елом ряде р азли чны х р асстоян и й го р и зо н то в гр у н то вы х во д от п овер хн ости болота (о б р а з ц а ). П оэтом у и коэф и ц и енты водо­ отдачи вер хн его слоя болота, вы чи сл ен н ы е как ф ункц и и гл уб и н ы и п р и в е д е н н ы е в т а б л. 8, я в л я ю т с я сто ян и я ур овн я гр у н то вы х во д приближ енной коли чествен н ой хар актер и сти ко й. Н у ж н о ож и дать, что дей стви тельн ая водоотдача долж на бы ть несколько вы ш е в сам ы х верхни х го р и зо н тах м о хо во го слоя, чем ' по данны м 8. О д н а к о в табл. н астоящ ее врем я для хар актер и сти ки водо­ отдачи верхни х го р и зо н то в болотны х м асси вов не и м еется более точн ы х- д ан н ы х.

Таблица С ум м ар н ая в о д о о т д а ч а п о в е р х н о с т н ы х с л о е в т о р ф о з а л е ж и (в м м слоя воды ) П они ж ени е ур о вн я гр у н то вы х вод от Тип болотного п о в е р х н о с т и д о г л у б и н ы z,~ с м м икроландш аф та и элем ен т м икрорельеф а 5 10 15 25 30 35 40 45 50 55 Гряды гр я д о в о -м о чаж и н н ого ком­ п л е к с а........................... 20 49 80 170 217 258 109 140 192 235 П овы ш ен и я цент­ ральной части вы ­ пуклы х м ассивов. 29 96 130 161 187 208 229 267 286 Западины ц ен траль­ ной части и м оч а­ ж и н ы гр я д о в о -м о ­ чаж ин н ого ком­ п л е к с а............................ 68 15 1 20 О п ределени е кри вой капиллярной и о см о ти чески й вл аго ем гк о сти м ож ет бы ть сдел ан о, кром е то го, с п ом ощ ью капилляри м етров. П ри этом м ож ет бы ть учтено и зм енени е стр уктур ы и п ор и стости и ссл ед уем о го слоя с гл уб и н о й. Д ля торф а таки х ю п ы тов пока не п р ои зводи л ось.

8, г д е На о сн о ван и и табл. п ри ведены данны е по водотдаче всего слоя, л еж ащ его над уровнем гр у н то вы х вод, при п они ж е­ Z, нии уровня гр у н то вы х вод от п овер хн ости до гл у б и н ы по­ д стр о ен а табл. 9, в котор ой вы чи сл ен ы коэф и ц и енты водоотдачи.

П ослой ны й коэф и ц и ент водоотдачи, которы й будем обозн а 'Ч а т ь хар актер и зует коли чество стекаю щ ей воды из болота при п ониж ении у р о вн я гр у н то вы х во д на единицу вы со ты от д а н ­ z.

ной начальной гл уб и н ы стояни я го р и зо н та Ч и сл ен н о коэф ици­ ент вы р аж ается отнош ени ем коли чества стекш ей воды, вы р аж ен н ого в м и лли м етрах или санти м етрах слоя, к вели чи н е см пониж ения уровня воды на 1 при данном го р и зо н те. В ряде..с л у ч а е в п р и р а с ч е т а х у д о б н е е п о л ь з о в а т ь с я п оняти ем сум м ар н о го. коэф и ц и ента водоотдачи г, под которы м р азум еется отнош ени е всего объем а воды, стекш его из слоя, закл ю ч ен н о го м еж ду ловер хн остью болота и уровнем гр у н то вы х вод, к полном у ‘О б ъ е м у э т о г о с л о я.

Таблица Значения коэф иц иентов в одоотдач и для р азл и ч н ы х м икроландш аф тов К оэф иц иен т водоотдачи «I С ум м арны й коэф ициент на единицу вы соты водоотдачи S сни ж ен и я уровн я грун товы х вод S gS Расстоян ие уровня t- о грун товы х I2чи о 5 со о вод от 2 5* I I S.S оS Э Э о® » Я Я 1_ Sо поверхности С Я ИО ^ ig = Ь!

Л «5 S о U ОS о ч е с а Z, е;

Л « ^ srg о, 6^ сз Ч s| «3 S см О. » о SgS^ Я" S ^ li 3 (о т — до) л 5 ed D ^ сз D сх а f Уь Кf ОН =3 и ао « Sот и m О) « 5s® IS. Ив"" S Но ^оW ||1 § о,0 0я ® S.

ti н о «3 S с о bi гг о tT a я 0,3 0 0,3 0,4 0 0,5 8 5 0,4 0 0,5 О- 5 — 10 0,3 8 0,6 4 0,4 6 0,4 9 0,6 1 0,3 0,7 0 0,6 0 0,6 0,6 2 1 0 -1 5 0,5 3 0,4 0,5 15— 20 20 0,6 0,5 8 0,6 8 0,5 4 0,4 0,6 2 0,5 2 0,6 2 0 -2 5 0,6 2 25 0,5 6 0,4 0,5 0,4 6 0,6 0,6 0 0,5 2 30 0,4 2 5 -3 0,5 0,4 4 0,4 2 0,5 3 0 -3 5 40 0,5 4 0,5 3 5 -4 45 0,5 2 0,5 40— 50 0,5 4 5 -5 0 0,5 0,5 0,5 50— 55 60 0,4 9 0,5 5 5 -6 П одсчет су м м ар н о го коэф и ц и ента водоотдачи п р о и з1зо ди тся по кривы м р асп р еделени я осм о ти ческо й и капиллярной вл аго ­ ем кости (р и с. 4 8 ). З адаваясь разн ы м и зн ачен и ям и уровней Z, гр ун товы х вод к значени ям осм о ти ческо й вл аго ем ко сти, котор ая не зави си т от го р и зо н та гр ун то вы х вод, п р и бавляем п ослой ны е значени я кап и ллярной вл аго ем к о сти, соответствую Z4, 23, Z 2,...

ш ;

и е р азли чны м и сходн ы м го р и зо н та м и т. д. П олу­ к р и в ы е 62^ 1, 63(^2, чаем и т. д., п р е д с т а в л я ю ш ;

и е собой кри­ вы е сум м арн ой вл аго ем к о сти, зави сящ и е от п олож ени я уровня b4dd3, b^ddz, biddi гр у н то вы х вод. П лощ ади будут п р едставл ять соб о й в соответствую щ ем м асш табе коли чества стекш ей воды, a^a^dibi, aia^dzbs а п лощ ади и т. д. — коли чества воды, о став­ ш ей ся Б слое над уровнем гр у н то вы х вод. К оэф иц иент сум м ар Р и с. 49. К р и в ы е за в и с и м о с т и вод оотдачи поверхностного С.ЧОЯ б о л о т, о т г л у б и н ы с т о я н и я у р о в н е й г р у н т о в ы х в о д.

1 — кочки и повыш ения сфагновика кустарничково-пуш ицевого, облесенного сосной, 2 — гряды сфагново-кустарничковые, 3 — западины и мочажины сф аг­ ново-пуш ицевые, — грядово- очажинный микроландш афт, 5 — сфагново пуш ицевые микроландш афты.

ной водоотдачи в этом случае будет вы р аж аться отнош ени ем п лощ адей. пл. (dd^bo) при Z = Zn, ' п л. ( a i d d 2a ^ ) ^ пл. (d d sb j) при Z — Z ' п л. (OjCfrfgag) И т. д.

По оп р еделенны м значени ям tj, ?з и т. д. стр ои м кривы е На р и с. 4 9 п ри ведены кри вы е водоотдачи вер хн его р асти тель­ н о го, го р и зо н т а болотны х м асси вов, п остр оенн ы е в соответстви и :

с табл. 8, для гр я д о в о -м о ч а ж и н н о го (в п редп олож ени и 50 % гр я д и 50% м очаж ин) и с ф а гн о в о -п у ш и ц е в о го м и к р о л а н д ш а ф т о в,.

а такж е для отдельны х элем ентов м и крорельеф а.

Из эти х кри вы х ви дн о, что д л я гр у б ы х п одсчетов коэф и ц и ента:

водоотдачи в ср едн ем для вер хн его о ч есн о го " слоя болот он м ож ет п р и н и м аться равны м 0,5. К этом у значени ю коэф и ц и ент см, т.

водоотдачи бли зок в д и ап азо н е от z = О до z = 35 е. в п ре­ делах обы чны х колебаний уровня гр у н то вы х вод на м оховы х м и кроландш аф тах.

§ 19. В о доп р оводи м ость торф а В одоп р оводи м ость торф а как и всякой м елко п о р и сто й ср еды :

хар актер и зую т коэф и ц и ентом ф и льтрац и и. К оэф ициент ф и льтра­ ции является о сн о вн о й чи сл о во й хар актер и сти ко й, оп р еделяю щ ей ;

водоп р оводи м ость, или водоп р он и ц аем ость, гр у н тов, т. е. сво й ­ ство гр у н то в п р о п ускать чер ез себя воду.

К свой ствам гр у н та, от которы х зави си т в о д о п р о в о д и м о с т ь,.

отн о сятся коли чество, вели чи на и ф орма пор. К ром е то го, водо­ п р о во ди м о сть зави си т от вязкости воды, которая в свою оче­ редь оп р еделяется тем п ер атур ой. Р азм ер ы пор в торф е и в вер х^ нем деятельном го р и зо н те тор ф ян ой залеж и колебл ю тся, к а к мы ви дел и, в ш и роки х п р ед ел ах. К о л и чество пор в тор ф ян ой залеж и, то го или д р у го го ди ам етра оп р еделяется кри вы м и р асп р еделени я;

пор, ан ал о ги ч н ы м и р ассм отр ен н ы м вы ш е кривы м расп р еделени я, кр уп ности части ц. Ч то касается ф орм пор, то устан овл ен и е их зн ачи тел ьн о более слож но и т р е б у ет м и к р о ско п и ч еск о го ан ал и за стр уктур ы торф а.

Д ля возм ож ности тео р ети ч еско го вы вода зави си м ости коэф и­ ц и ента ф и льтр ац и и о т р азм ер о в и ф ормы пор гр у н та п р и ни м аю т' для пор к а к у ю -л и б о оп р еделенную гео м етр и ч ескую ф орм у. Так.

как естествен н ы е гр у н ты и в о со б ен н о сти торф п р е д с т а в л я ю т,, как п рави ло, ве сьм а р азнородны й м атери ал по кр уп н ости соста­ вляю щ и х их ч асти ц, то для п одсчета коэф и ц и ента ф и льтрац и и.

123.

о п ер и р ую т со ср едн и м и значен и ям и р а зм ер о в пор или ди ам етров ч асти ц.

И з ги д р авл и ки и звестн о, что скор ость дви ж ен и я воды в тр убке связан а с гр ад и ен то м давлени я степ ен н ой зави си м остью ц= C i«, (3 9 ) и— С— гд е средняя скор ость дви ж ени я воды в трубке, коэф и­ ц и ент соп р оти влени я, /— гр ад и ен т давлени я, т. е. п адение дав­ п— лени я на единицу п ути дви ж ени я п отока, п оказатель сте­ п ени, ко то р ы й и зм ен яется от 1 д о 0,5 в зави си м ости от скорости и разм ер ов п отока.

Д л я тр убок м а л о го п о п ер еч н о го сечени я, в котор ы х дви ж ени е воды п р о и схо д и т при лам инарном р еж и м е, я= 1, с л е д о в а т е л ь н о и = С1. (4 0 ) Введем следую щ и е обозн ачен и я:

ш— площ адь п о п ер еч н о го сечени я гр у н та, через которы й ф и льтрует вода, u)p — площ адь всех пор в р ассм атр и ваем ом п оп еречном сечени и, s = О) - _ коэф и ц и ент п ор и стости.

Т о гд а р асход ф и льтрац и и через п оп еречное сечен и е ш будет вы раж ен в ф орме Q= ео)Ц = г с о С /. (4 1 ) Величина г;

= ^ = еС / (4 2 ) (О ' ’ н азы вается скор остью ф и льтрац и и и п р едставл яет собой ср ед­ ню ю скор ость, с котор ой д ви гал ась бы ж и д ко сть, если бы все п оп еречное сечен и е ш бы ло занято п отоком. С кор ость ф и льтра­ ции п р ед ставл яет, таки м о бр азо м, ф и кти вн ую вели чи ну, введ ен и е котор ой о п р авды вается, однако, рядом сущ ествен н ы х п реи м у­ щ еств и уп рощ ени й, которы е п олучаю тся при р ассм отр ен и и общ их законов ф и льтрац и и.

Н етрудно ви деть, что скор ость ф и льтрац и и связан а со ср ед­ ней скор остью дви ж ени я воды в порах гр у н та соотнощ ени ем V = su. (4 3 ) Величина sC в ф о р м ул е (4 2 ) н а зы в а е т ся коэф и ц и ентом ф и л ь­ k.

тр ац и и и о б о зн а ч а е тся о бы чн о б у к во й З ави си м ость (4 2 ) обы чно зап и сы вается в ф орме 'V= kl (4 4 ) и вы раж ает соб о й осн о вн о й закон ф и льтрац и и в м ел ко п о р и сто й ср еде, и м енуем ы й в ги д р авл и ке законом Д ар си.

Из п о сл ед н его вы раж ени я ви дно, что коэф и ц и ент ф и льтра­ v I ции есть вели чи н а ф и кти вной скор ости при гр ад и ен те или соответствен н о вели чи н а р асхода воды, п р о текаю щ его через еди ни чное п оп еречное сечени е ф и льтрую щ ей ср еды при гр а д и ен те, р авн о м еди ни ц е.

С кор ость дви ж ени я воды в порах гр у н та м ож ет бы ть такж е вы р аж ена через р азм ер ы пор. П р и н и м ая д л я л ам и н ар н о го дви ­ ж ени я сп р аведли вы м закон Н ью тона д л я ж и дки х тел, л егк о п ок а­ зать, что для трубок кр у гл о го сечен и я и м еет м есто соотнош ени е “- f f /. сч см^), гд е jj. — вязко сть ж и д ко сти (в динах на I j— удельны й вес ж и д ко сти, g— ускор ен и е си лы тяж ести, i? — радиус тр убки.

Д ля п оп еречны х сечени й п р о и звол ьн о й ф ормы вы раж ени е для скор ости м ож но н ап и сать в а н ал о ги ч н о м ви де:

“= Т С 6) гд е f — площ адь п о п ер еч н о го сечен и я поры (в о о б щ е п ерем ен­ ная в нап р авлени и ф и л ьтр у ю щ его п о т о к а ), L— п ери м етр п оп е­ р еч н о го сечен и я, а — чи сл ен н ы й б езр азм ер н ы й коэф и ц и ент, зави ­ сящ и й от ф ормы пор. Д л я ц и ли ндр и чески х пор с к р у гл ы м п оп е­ речны м сечен и ем, как видно из соп оставл ени я (4 5 ) и (4 6 ), а= — Из вы раж ени й (4 0 ) и (4 6 ) н еп о ср едствен н о п олучаем, что коэф и ц и ент соп р оти влени я C= f(g., (4 7 ) а коэф и ц и ент ф и льтрац и и Из ф орм улы (4 8 ) ви дн о, что коэф и ц и ент ф и льтр ац и и гр у н то ­ вой м ассы о п р ед ел яется р азм ер ам и пор гр у н то во го скел ета, ф ор­ мой пор, общ ей п ор и стостью и вязко стью воды, которая зави ­ си т, в свою очередь, от тем п ер атур ы.

П ер вы е три вели чи н ы отн осятся к хар актер и сти ке гр у н то во го ск ел ета, и есл и они и звестн ы, то коэф и ц и ент ф и льтр ац и и м ож ет б ы ть л егк о оп р еделен по ф о р м уле (4 8 ).

К ак п оказы ваю т м н о го ч и сл ен н ы е эксп ер и м ентальны е и ссле­ дования, п р о и звед ен н ы е р азли чны м и и сследователям и с м и не­ ральны м и гр у н там и, коэф и ц и ент п ор и стости, а соответствен н о и р а зм ер ы пор в гр у н т е з а в и с я т о т вн ещ н его д а в л е н и я, п р и л о ж ен н о го к гр у н ту. Д ля к аж д о го ви да гр у н та оп р еделенном у внеш нем у давлени ю соответствует вп олне оп р еделенная вели чи на пори 'с т о с т и. С вязь м еж ду п ор и стостью и давлени ем устанавли вается с пом ощ ью ком п р есси онн ы х кр и вы х.

Х арактерной о со б ен н о стью м и неральны х гр у н то в явл яется то, • что в них структура скел ета не и зм ен яется или и зм ен яется м ало О ПД во здей стви ем ф и льтр ую щ ей ж и д ко сти. П оэтом у водоп рово­ д и м о сть.м и н ер ал ьн ы х гр у н то в р азл и ч н ы х составов для п р акти че »ски х ц елей и м еется возм ож н ость. хар актер и зо вать с п ом ощ ью ;

п о с т о я н н ы х значени й коэф и ц и ента ф и льтрац и и.

Торф в этом отнош ени и си льн о отли чается от м и неральны х гр у н то в.

Б л аго д ар я сп ец и ф и чески м о со б ен н о стям состава и структуры тор ф а, оп р ед ел яю щ и хся его о р ган и ч еск и м п р о и схо ж д ен и ем, коэ­ ф иц иент ф и льтр ац и и, как п оказы ваю т оп ы ты, уж е не явл яется для н его п остоянной хар актер и сти ко й. Д ля о д н о го и то го же ви да торф а и при п остоянстве вн еш н его давлени я коэф и ц и ент • ф и льтрац и и м ож ет и зм еняться в ш ироких п ределах. П од вли я­ ни ем ф и льтрую щ ей ж и дко сти стр уктур а то р ф я н о го скел ета сп о­ со б н а л егк о ви дои зм еняться, в результате ч его и зм ен яется водо -п р о п у с к н а я сп особность.

Таким о бр азо м, в зави си м ости (4 8 ), стр о го го во р я ;

входящ и е в н ее вели чи н ы коэф и ц и ента п ор и стости, р а з м е р о в пор и ф о р м ы пор, надо п о л агать п ерем енны м и вели чи нам и, п р едставл яю ­ щ ими ф ункции врем ени, напора и начальны х усл ови й ф и льтра­ ции (в см ы сл е у в л а ж н е н н о сти то р ф я н о го с к е л е т а ).

Значения коэф и ц и ента ф и льтрац и и для тор ф а оп р еделяли сь м н о ги м и автор ам и, и в н астоящ ее врем я накоп лен довольн о зна­ чи тельны й ц и ф р овой м атери ал. О дн ако воп р ос о ф и зи ческой сто­ рон е я вл ен и й, п р о и схо д ящ и х в то р ф е при ф и л ьтр ац и и и и зм ен яю ­ щ их структуру то р ф я н о го скел ета и его водоп р оп ускн ую сп о­ соб н о сть, ещ е о стал ся м ало и сследован н ы м. П ричиной э то го явл яется сл о ж н о сть соп р о во ж даю щ и х п р оц есс ф и льтр ац и и явле­ ний и м ето ди чески е тр удности эксп ер и м ентальны х и сследован и й.

Тем не м енее это т воп р ос и м еет больш ое научн ое и п ракти ческое..з н а ч е н и е для услови й дви ж ени я воды в болотах, п оэтом у необ­ ходим о п одробнее остан ови ться на явлени ях, соп р овож даю щ и х ф и льтр ац и ю в торф яной м ассе, и ф актор ах, опр еделяю щ и х во д о ­ п р о п ускн ую сп особн ость торф а.

Э к сп ер и м ен тал ьн ы е и ссл ед о ван и я, п р о и звод и вш и еся в лабора­ тор н ы х и п олевы х услови ях, п реж де всего п оказы ваю т, что наряду с зави си м остью коэф и ц и ента ф и льтрац и и от степ ени р аз •лож ени я и б о тан и ческ о го со ста в а то р ф а, коэф и ц и ен т ф и льтр ац и и.з а в и с и т о т в р е м е н и (п р о д о л ж и т е л ь н о с т и ф и л ь т р а ц и и ), д е й с т в у ю ­ щ его напора (ги д р а в л и ч е с к о го гр а д и ен та ) и н ач ал ьн о го состоя­ ния то р ф я н о го гр у н та. О п ы ты Я. Я- Гетм анова [5 ] и Л. С. Ев­ с т а ф ь е в а [1 1 ], п р о в о д и в ш и е с я ими н а то р ф я н ы х м о н ол и тах в лот ж ах и на сп ец и альны х п ри бор ах, п оказал и, что для торф ов средне и си льно р азлож и вш и хся коэф и ц и ент ф и льтрац и и при ш еп р ер ы вной ф и льтрац и и ум еньш ается во вр ем ени (т а б л. 1 0 ).

А н ал о ги ч н о е ум еньш ени е вели чи н ы коэф и ц и ента ф и льтрац и и было п олучено А. Д. Д убахом [8 ] в п олевы х и сследован и ях на верховы х болотах, п р о во ди вш и хся м етодом откачки воды из скваж и н.

Таблица Vм ен ьш ен и е к оэф и ц и ен та ф ильтрации со врем енем (п о я. Я. Г е т м а н о в у ) Зн ачен и я коэф ициента П родолж и­ ф и льтрации, с м /се к С тепень тельность разлож ен и я, Х арактер торф а оп ы та, в начале в конце 7о сутки опы та опы та рации Be f ) т и к а л ь н о 1,0. 10-® 8,1 1 -IQ-'* О с о к о в о -г и п н о в ы й 8,6-10- 2,58-10- верхний с л о й 24, н и ж н и й С ф а гн о в о -п у ш и ц е в о 5,Ы 0 -® 1,18-10- м алая ш ейхцериевы й..

П у ш и ц е в о -с ф а гн о 7,Ы 0 - 2,45-10'^ в ы й................................. 2 5 — Направление фильтрации горизонтальное П у ш и ц е в о -с ф а гн о ­ верхний 1, 8 7. 1 0 - '“ вы й....... 2, 4 3.1 0 - " * с л о й 10, н и ж н и й i И з д ан н ы х табл. 11 ви дн о, что с ум еньш ени ем степ ени р азло­ ж ени я торф а скор ость сн и ж ен и я коэф и ц и ента ф и льтрац и и ум ен ьш ается. П ри этом, как утверж дает Е встаф ьев, в м ало раз­ л о ж и вш и хся то р ф ах ф и льтр ац и я с течен и ем вр ем ени м ож ет д аж е увели чи ваться или «и м еть п ер и о д и чески е к о л еб ан и я ».

О п ы ты Гетм анова, кром е то го, п оказы ваю т (т а б л. 1 2 ), что с течени ем вр ем ени скор ость сн и ж ен и я коэф и ц и ента ф и льтра­ ции ум ен ьш ается и по п р о ш естви и п р и бли зи тельн о 50 суток ста­ н ови тся п р акти чески равной нулю, т, е. ф и льтрац и я стаб и л и зи ­ р уется.

О п ы ты, п роведенны е А. Д. Д убахом на О н ц евском болоте в п олевы х усл ови ях, в общ ем п одтверди ли р езультаты Я- Я. Гет­ м анова и дали ан ал о ги ч н ую картину ум еньш ени я коэф и ц и ента ф и льтрац и и во вр ем ен и (т а б л. 1 1 ).

Т аблица С корость сни ж ен и я коэф и ци ента ф ильтрации при вы сокой и средней степ ен и разл о ж ен и я торф а С корость сни ж ен и я коэф ициента С тепень ф и льтрац и и П рим ечан и е В ид торф а разл о ж ен и я, в пределах о /о п ервы х 10 с у т о к с м 1с е к сут С редняя ско­ О пы ты п о ле­ О соково­ 5 0 -7 0 0, 7 3.1 0 “ ^ р о сть сниж ения вы е на О н топяной за п ер в ы е ц евском болоте 3 суток (А. Д. Д у б а х а ) 69 С редняя ско­ О пы ты О соково- 0, 6 5 4.1 0 - ® ВНИИГМ а ги пн овы й рость сниж е­ на м онолитах ния за п ер в ы е суток То ж е 24 верхний 0.1 1 8 -1 0 -® То ж е То ж е слой 35 см, 69 н и ж н и й с л о й 15 с м П о оп ы там, п роведенны м на болоте Гл ад к о м, А. Д. Д у б а х сд е ­ лал закл ю ч ен и е, что сн и ж ен и е коэф и ц и ен та ф и льтр ац и и при уста­ нови вш ем ся ур о вн е в колодц е Таблица 12 наблю дается лиш ь в течени е Зависи м ость скорости сниж ения п ервы х 9 ч асо в, а затем коэ­ коэф ициента ф ильтрации от ф иц иент ф и льтр ац и и стан о ­ продолж ительности ф ильтрации ви тся п остоян н ы м. О днако этот вы вод следует отнести С корость сниж е­ лиш ь к торф ам м алой сте­ П родолж и­ И нтер­ ния коэф ициента п ени р азлож ени я (о т 5 до тельность вал ф и л ьтр ац и и за 3 5 % ).

от начала врем е­ данны й интервал О п ы ты по и зм енени ю ф ильтрации, ни, М врем ени сутки сутки коэф и ц и ента ф и льтр ац и и см /се к сут торф а во вр ем ени на обр аз­ см, цах вы со то й от 10 до в трубках так о го ж е ди ам ет­ О 11 ра, тщ ательно п роведенны е 5,9 5.1 0 - ;

И 12 1,0 2.1 0 - в 1936— 1937 гг. Л. С. Е в­ 11 0,9 0.1 0 - ' стаф ьевы м [И ], такж е п ока­ 9 1,0 0.1 0 - ' 43 зали, что коэф и ц и ент ф и ль­ 10 1,0 0.1 0 - ' тр ац и и ум ен ьш ается во вр е­ 11 2,0 0 -1 0 -' 16 0,0, м ени значи тельно б ы стр ее 17 6,0.1 0 - * для тор ф ов си льно р азло ж и вш и хся;

для торф ов м алой степ ени р азлож ени я это ум ень­ ш ени е незначи тельно. Д анны е Л. С. Е встаф ьева по сн и ­ ж ени ю коэф и ц и ента ф и льтрац и и во вр ем ен и п ри ведены в табл. 13.

На р и с. 5 0 даны кривы е и зм ен ени я коэф и ц и ента ф и льтр ац и и во врем ени, п остр оенн ы е по р езул ьтатам эти х оп ы тов. Из них ви дно, что коэф и ц и ент ф и ль­ тр ац и и в течени е п ервы х Cff/f суток р езко сн и ж ается;

затем ф и льтрац и я стаб и ли зи р уется, и коэф и ц и ент ф и льтр ац и и ко­ л еб л ется ' около н еко то р о го ср ед н его значени я, и м ея тен­ денц и ю к весьм а м едленном у сн и ж ен и ю.

Я. Я- Г е т м а н о в а В оп ы тах бы ла сделана п оп ы тка устан о­ ви ть влияние на коэф и ц и ент ф и льтрац и и напора. О казал о сь, что и зм ен ени е н ап ор а и зм ен яет вели чи н у коэф и ц и ента ф и ль­ тр ац и и ;

при этом с увел и чени ем н ап ор а коэф и ц и ен т ф и льтр ац и и увели чи вается в п ервы е м о­ м енты п осле и зм ен ени я напора.

Е сли далее напор о стается по­ сто ян н ы м, то коэф и ц и ент ф и ль­ трац и и начи нает вн овь ум ень­ ш аться от н о во го (у в е л и ч е н ­ н о го ) значен и я.

0 30. 60 Вет 6 сут ря ках П ер ечи сленны е эксп ер и м ен ­ тальн ы е и сследован и я даю т возм ож н ость сдел ать кач ествен ­ Р и с. 50. У м е н ь ш е н и е коэф ициента ф и л ьтр ац и и то р ф а в зави си м о сти от ные вы воды о характере и зм е­ п родолж и тельн ости ф ильтрации нени я водоп р оводи м ости тор ф а (п о оп ы там Л. С. Е в с т а ф ь е в а ).

и явл яю тся н есом н ен н ы м до­ 1 — кривая для осоково-лесного торф а (сте­ казател ьством то го, что тор ф пень разлож ен и я 55%), 2 — кривая для трост­ никово-лесного торф а (50%).

п р едставл яет собой м атери ал, водоп р он и ц аем ость к о то р о го не м ож ет р ассм атр и ваться даж е в п р акти чески х р асчетах как ве­ личина п остоян н ая. П оэтом у коэф и ц и ент ф и льтрац и и торф а д о л ­ ж ен р ассм атр и ваться как ф ункция следую щ и х вели чи н: 1) сте­ п ени д и сп ер сн о сти, или степ ен и р азлож ени я, тор ф а, 2 ) ботани че­ ск о го состава тор ф а, 3) вн еш н его давлени я на тор ф яную м ассу, 4) вл аж н о сти тор ф а к м ом енту н ачал а ф и льтр ац и и, 5 ) и нтервала вр е м ен и, п р о тек ш его с м ом ента н а ч а л а ф и льтрац и и, 6 ) вели чи ны напора. Влияние п осл едн и х тр ех ф акторов о стается пока наи м е­ нее ясны м, т а к как оно связан о с ещ е м ало и зучен н ы м м ехани з 9 К. Е. Иванов MOM ф и л ь т р а ц и и в тор ф е, с и зм енени ем стр уктур ы ф и льтрую щ ей среды под вли яни ем ги д р о д и н ам и ч еско го давлени я и капилляр­ ных си л и набухани ем м ельчайш их ф ракций то р ф я н о го скелета.

Таблица О тноси тельн ое ум еньш ение коэф и ц и ен та ф ильтрац и и во врем ен и по Л. С. Е в стаф ь ев у Во сколько Во сколько о ч раз ум ень­ раз ум ень­ со СЗ ш и лось k ш илось k л о о. о при тем п е­ В ид торф а В ид торф а при тем п е­ р а т у р е 10° р а т у р е 10° S к* (U ея з а 2,5 з а 2, g % н J Н 0J м есяца м есяца о « О^ О с о к о в о -л е с н о й 55 2.5 Г и п н о в о -т о п я н о й 20 1. 45 2.5 15— 20 2. • 50 4. Тростниково­ П арвиф олиум 5 -1 0 1. лесной 2.5 М едиум 4 0 -4 5 1,2 2 5 -3 0 1. Г и п н о в о -т о п я н о й 2. 35 25 1. 2 0 -2 5 1.5 3 0 -3 5 2. З ави си м ость коэф и ц и ента ф и льтрац и и тор ф ов от ботани че­ ск о го состава и степ ен и р азл о ж ен и я торф а бы ла подробно и ссле­ дована в оп ы тах Л. С. Е встаф ьева. На о сн о ван и и м н о го чи сл ен ­ ных оп ы тов на обр азц ах им была устан овл ен а эксп ер и м енталь­ ная зави си м о сть д л я коэф и ц и ента ф и льтрац и и в сл едую щ ем ви де:

(4 9 ) kio — см!сек J— гд е коэф и ц и ент ф и льтрац и и в при 10°;

степ ень р азлож ени я тор ф а, вы р аж енная в п роц ентах;

аир — п остоян ­ ны е, зави сящ и е от ботани­ Таблица ческого состава (в и д а ) тор­ С редни е зн ач ен и я коэф и ц и ен тов фа и нап равлени я ф и льтра­ ф ильтрации торф а ции (в торф яной з а л е ж и ).

(п о Л. С. Е в с т а ф ь е в у ) В ср едн ем для вер ховы х и ни зи нны х торф ов в зави ­ К оэф ициент си м о сти от нап равлени я ф ильтрации, ф и льтр ац и и коэф и ц и енты см jсек Н аправление ф и льтрац и и и м ею т по опы­ ф ильтрации там Л. С. Е встаф ьева значе­ верхо­ н и зи н н ая вая ния, п ри веденны е в таб л. 14.

залеж ь зал еж ь Из данны х табл. 14 ви д­ но, что в вер ховы х торф я­ ных залеж ах коэф и ц и ент Г ори зон тальн ое. 0,0 0 0 7 5 0,0 0 0 4 ф и льтрац и и в верти кальном 0,0 0 0 0 2 3 0,0 0 0 4 7 В ерти кальное..

нап равлени и значи тельно м еньш е, чем в го р и зо н тал ьн о м. В н и зи нны х тор ф ян ы х залеж ах коэф и ц и ент ф и льтр ац и и в вер ти кальн ом и го р и зо н тал ьн о м н ап р а­ влени ях оди наков. На р и с. 51 п р ед ставл ен ы кривы е, характери ­ зую щ и е и зм енени я коэф и ц и ента ф и льтр ац и и сф агн о во го тор ф а в зави си м ости от степ ени р азлож ени я при вер ти кальной и го р и ­ зонтальной ф и льтрац и и.

Н есм отр я на больш ое к о л и ч е с т в о •о п ы т о в, которое бы ло про­ ведено Л. С. Е встаф ьевы м, п олученны е коэф и ц и енты ф и льтр а­ ции на о бр азц ах тор ф а п р едставл яю т п р еум еньш енны е зна­ чени я по ср авн ен и ю с дей стви тел ьн ы м и средни м и коэф и ц и ен Р и с. 51. К ри вы е зави си м ости коэф и ц и ен та ф и льтрац и и от степ ен и р а зл о ж е н и я д л я с ф а гн о в о го то р ф а (п о д ан н ы м Л. С. Е в с т а ф ь е в а ).

i? — При горизонтальном направлении фильтрации, 2 — при вертикальном направлении фильтрации.

там и ф и льтрац и и, им ею щ и м и м есто в естествен н ы х торф яны х залеж ах. П ри п роведени и оп ы тов с обр азц ам и (в о со б ен н о сти м алы х р а з м е р о в ), п р и няты м и в оп ы тах Е встаф ьева, не учи ты ­ вается п овы ш ени е коэф и ц и ента ф и л ьтр ац и и, ко то р о е и м еет м есто в естествен н ы х тор ф ян ы х залеж ах в связи с нали чием крупны х вклю чени й о статко в п ней и корней д р евесн о й р асти тельн ости, вдоль котор ы х м ож ет уси л ен н о ф и льтровать вода. К ром е то го, при р аб о те с м алы м и обр азц ам и трудно учесть р азли чи я в водо­ н асы щ енности р азли чны х го р и зо н то в торф яной залеж и, в зави ­ си м ости от которой в си льн ой степ ен и м ож ет увел и чи ваться или ум ен ьш аться коэф и ц и ент ф и льтр ац и и. Э то обстоятельство о гр а­ н и чи вает возм ож ность н еп о ср ед ствен н о го п ереноса результатов оп ы тов по ф и льтрац и и на м алы х обр азц ах в услови я естествен ­ ной торф яной залеж и и делает необходи м ы м п ользоваться для р асчета водоп р оводи м ости тор ф ян ой залеж и гл авн ы м обр азо м данны м и п ол евы х оп ы тов.

9* Е сл к п одсчи тать по ф орм уле (4 9 ) коэф и ц и ент ф и льтрац и и тор ф ов р азн о го б о тан и ч еск о го состава для вы со ки х степ ен ей р а з­ лож ения (5 5 — 6 5 % ), то мы получим значени я для верховы х тор ф ов, колеблю щ и хся в п ределах от 8 - 1 0 “'^ до 2 • Ю ''® ш / с е к.

С ледовательно, тор ф с вы со ко й степ енью р азлож ени я прибли­ ж ается по водоп р он и ц аем ости к гл и н ам, д л я котор ы х коэф и ц и ент см!сек.

ф и льтр ац и и и м еет вели чи н у порядка 1 0 “ '' П ри м алы х степ енях р азлож ени я (1 0 % ) коэф и ц и ент ф и ль­ см1сек^ трац и и по ф ор м уле (4 9 ) и м еет вели чи ну п ор ядка а - 10“ ^ гд е 1 а ;

10, т. е. водоп рони ц аем ость торф а п р и бли ж ается к м елко зер н и сто м у п еску.

Р езул ьтаты оп р еделени й коэф и ц и ента ф и льтрац и и тор ф а п утем откачки скваж и н в п олевы х усл ови ях д аю т такой ж е ш иро­ кий д и ап азо н и зм ен ени я его значен и й.

С о гл асн о оп ы там А. Д. Д убаха и д р., наи больш и е значени я коэф и ц и ентов ф и льтрац и и в п овер хн остн ы х, очень слабо р азло­ ж и вш и хся слоях тор ф ян ы х залеж ей м о гу т д о сти гать и больш и х вели чи н, чем верхни й п редел в оп ы тах Л. С. Е встаф ьева. В о со ­ б ен н ости это о тн о си тся к отдельны м участкам болотны х м асси ­ вов, п ер есы щ ен н ы х вл аго й свер х норм альной в л а г о е м к о с т и,.

и отдельны м си льно обводненны м п р о сл о й кам торф а. П олевы е оп ы ты т а к ж е п о д твер ж д аю т, что ниж ний п редел зн ачен и й коэф и­ ц и ентов ф и льтрац и и хорош о р азлож и вш и хся торф ов в естествен ­ см!сек.

н ы х тор ф ян ы х за л еж а х п адает до 10“ ® § 20. О п редельны х значени ях гр ад и ен то в давлени я и вли яни и ;

уп лотнени я тор ф ян ой м ассы на водоп р оводи м ость В одоп р оводи м ость тор ф а не явл яется п остоян н ой его харак­ тер и сти кой. Ее и зм ен ени я связан ы с состоян и ем твер д о го ске­ лета торф а и усл ови ям и ги д р о д и н ам и ч еск о го р авн овеси я тор ф я­ ной м ассы.

Закон Д ар си, на о сн ове к о то р о го дается обы чно хар актер и ­ сти ка водоп р оводи м ости гр у н то в, п рим еним в полной м ере лиш ь к тем ди сп ер сн ы м ср едам, в котор ы х коли чество сво б одн о й воды п реобладает, а вода, м олекулярно связан н ая со скелетом т о р ф а,, составл яет н езн ачи тельное коли чество. П ри одной и той же об­ щ ей вл аж н о сти с увели чени ем ди сп ер сн о сти тор ф а увели чи ­ вается коли чество м олекулярно связан н о й воды и ум еньш ается коли чество сво б одн о й воды. П ри вы со ко й ди сп ер сн о сти тор ф а и вл аж н ости, не п ревы ш аю щ ей норм альной, вся или п очти вся вода н аходи тся в м елки х кап иллярах и в поле дей стви я п оверх­ н о стн ы х си л.

Г. И. П окр овски й счи тает, что вода в торф е при и звестны х усл ови ях м ож ет о бл ад ать сво его рода м ехан и ческой п р о чн о стью ^ или у п р у го стью, как н азы вает А. Д. Б р }д а с т о в. Д ля то го чтобы началось п ередви ж ени е части ц воды отн о си тел ьн о части ц твер д о го скел ета, необходи м о п р еодолеть начальное соп р оти вле­ ни е, наруш и ть связь м еж ду части ц ам и воды и скелетом тор ф а, обусловл ен н ую си л ам и м о л ек ул я р н о го п ри тяж ени я. П оэтом у лока гр а д и ен т давлени я не д о сти гн ет и звестн ой вели чи н ы, при котор ой начальное соп р оти влени е части ц воды будет ур авнове­ ш и ваться си лам и давлени я, ф и льтр ац и я воды в торф е будет от­ сутствовать. Величина гр ад и ен та /о, при котором начи нается дви ж ени е воды в порах тор ф а, н азы вается начальны м ф и льтра­ ционны м гр ад и ен то м давлени я. В м есто зави си м ости (4 4 ), вы ра­ ж аю щ ей закон Д ар си, мож но в этом с л у ч а е.н а п и с а т ь ур авне­ ние ф и л ьтр ац и о н н о го дви ж ени я в следую щ ем ви де;

v = k {I-Io ), (5 0 ) V— ф и льтрац и и, I — д ей ствую щ и й гд е скор ость гр а д и ен т давле­ ния. Величина /о з а в и с и т о т д и сп ер сн о сти торф а и его вл аж н о сти.

С у м е н ь ш е н и е м вл аж н о сти /о долж но увели чи ваться.

П оняти е н ач ал ьн о го гр ад и ен та давлени я хорош о объ ясн яет ряд явлени й, котор ы е н аб л ю даю тся в дви ж ени и воды в тор ф я­ ных залеж ах болотны х м асси во в и от котор ы х зави си т водоотдача и сток с болотны х м асси вов.

С сущ ествован и ем н ач ал ьн о го соп р оти влени я п ерем ещ ени ю воды в порах твер д о го скелета связан ы и те и зм енени я коэф и­ ц и ента ф и льтр ац и и во вр ем ен и, котор ы е были рассм отр ены вы ш е.

Д ей стви тельн о, если счи тать, что д л я к аж д о го зн ачен и я в л а ж ;

н о сти сущ ествует оп р еделенное значени е п р ед ел ьн о го гр ад и ен та ф и льтр ац и и, то при ум еньш ени и вл аж н о сти торф а дол ж ен н асту­ п и ть м ом ент, к о гд а дей ствую щ и й гр ад и ен т давлени я окаж ется р авны м п редельном у и ф и льтр ац и я долж на п р екр ати ться.

Н аоборот, если вн ачале дей ствую щ и й гр ад и ен т равен п ре­ дельном у и соответствен н о ф и льтр ац и я р авна нулю, то всякое увели чени е гр ад и ен та долж но вы звать п оявлени е ф и льтрац и он­ н о го дви ж ени я воды в торф е.

П од вли яни ем увел и ч и вш его ся давлени я вода начинает п ере­ м ещ аться в п орах твер д о го скелета бы стр ее и давлени е со сто­ роны воды на части ц ы скелета во зр астет. Ч асти ц ы твер д о го скелета, н аход и вш и еся до п овы ш ени я давлени я в состоян и и по­ коя всл ед стви е р авен ства си л тр ени я м еж д у ним и и о стал ьн ы м и части ц ам и скел ета давлени ю на них воды, п осле возр астан и я гр ад и ен та давлени я начнут п ер ем ещ аться вм есте с водой внутри более крупны х пор скелета торф а. Э то п ерем ещ ени е бу­ д е т и м еть м есто д о те х пор, п ока в ся м асса части ц твер д о го ске­ лета тор ф а п остеп енн о не п ри дет к состояни ю более п лотной укладки части ц в скелете и р авн о веси ю, отвечаю щ ем у новом у п овы ш енном у д а в л е н и ю.. П осле это го ф и льтрац и я долж на ста­ I б и л и зо ваться. Е сли дей ствую щ и й гр ад и ен т давлени я будет 1 ольш е б н ачал ьн о го гр ад и ен та /о, со о тветству ю щ его новом у со­ сто ян и ю скел ета, то скор ость ф и льтр ац и и п осле стаб и ли зац и и не будет р авна нулю, а будет и м еть оп р еделенное конечное значе­ I ни е. Е сл и будет /о п р и с т а б и л и з о в а в ш е м с я с о с т о я н и и с к е л е т а, то скор ость ф и льтр ац и и долж на бы ть равна нулю.

Таким о б р азо м, при увели чени и гр а д и ен та давлени я ско­ рость ф и льтрац и и и ф и льтрац и онны й р асход долж ны в п ервы е м ом енты во з р а ст а т ь, а за тем, по м ер е то го к а к скел ет б уд ет при­ ход и ть к н о во м у состоян и ю уп лотненности и р авн о веси я с си лам и давлени я воды, скор ость ф и льтр ац и и будет ум еньш аться.

Е сли с этой точки зр ен и я р ассм отр еть р езул ьтаты п р и веден­ ных вы ш е оп ы тов по оп р еделени ю коэф и ц и ентов ф и льтрац и и Я. Я. Гетм анова, А. Д. Д убаха и Л. С. Е встаф ьева, то наблю ­ давш и еся в них явлени я ум еньш ени я коэф и ц и ента ф и льтрац и и в о вр ем ен и и и зм енени я их от напора вп олне объясн и м ы.

И нтер есно при этом зам ети ть, что Я. Я. Гетм анов, п роводи в­ ш ий оп ы ты на м онолитах в безнап ор ны х лотках при отн о си ­ I.

тельно м алы х уклонах получил, как им сам и м о тм ечал ось, коэф и ц и енты ф и льтрац и и по п р о ш естви и 50 суток п ракти чески р авны м и нулю. У м еньш ени е, нап ри м ер, коэф и ц и ента ф и льтра­ ции в о со к о в о -ги п н о в о м торф е 6 9 % -н о го р азлож ени я получи­ л ось у Я. Я. Гетм анова в 800 раз (т а б л. 1 0 ). Л. С. Е встаф ьев получал в свои х оп ы тах, п р о во ди вш и хся при гр ад и ен тах не­ сколько больш и х еди ни ц ы, ум еньш ени е водоп р оводи м ости всего лиш ь в 1,5 — 4,0 р аза (т а б л. 1 3 ).

Э ти р азн ы е р езул ьтаты вп о л н е зако н о м ер н ы, есл и рассм атр и ­ вать их с точки зр ен и я сущ ествовани я п р ед ел ьн о го гр а д и ен та ф и льтрац и и.

М алы е уклоны в оп ы тах Я. Я- Гетм анова являли сь, пови ди ­ /о, к о т о р ы е с о о т в е т ­ м ом у, бли зки м и к п р ед ел ьн ы м значени ям /= ствовали состоян и ю полной ко н со л и д ац и и твер д о го скелета, и потом у ф и льтрац и я п очти п ол н о стью п р екр ащ алась. В оп ы тах h, Е встаф ьева значен и я соответствовавш и е состояни ю п о л н о го р авн о веси я твер д о го скел ета, были м алы по ср авн ен и ю с п ри м е­ н явш и м и ся гр ад и ен там и / 1, в с л е д с т в и е ч его ф и льтрац и я ста­ б и ли зи р о валась при значи тельн ы х скор остях ф и льтрац и и, оп р е­ деляем ы х зави си м остью (5 0 ).

§ 21. М етоди ка л аб о р ато р н о го опр еделени я водоп р оводи м ости п о вер хн о стн о го слоя болот на м онолитах О п ределени е коэф и ц и ентов ф и льтрац и и п овер хн остны х слоев болотны х м асси вов, п р ед ставл яю щ и х собой ж и вой р асти тельн ы й слой и слой м ал о р азл о ж и вш его ся р асти тел ьн о го м атери ала, про­ и зводи тся на крупны х м онолитах в сп ец и ал ьн ы х ф и льтрац и он­ ных лотках (р и с. 5 2 ).

М оноли ты вы р езаю тся на болотном м асси ве зи м ой из про­ м ер зш его ;

сл о я вм есте с расти тельны м п окровом для то го, ч то бы п ол н остью сохр ан и ть ненар уш енную стр уктур у и ссл ед уем о го об­ р азц а, соответствую щ ую природны м усл ови ям. В м ер зл о м со­ стояни и м онолиты обр абаты ваю тся с п ом ощ ью пилы и рубанка стр о го по р азм ер ам лотка, затем закл ад ы ваю тся в лоток, гд е они п остеп енно оттаи ваю т.

Д ля то го чтобы при п роведени и оп ы та п олучи ть естествен ­ ные услови я дви ж ени я п отока в м оноли те, укладка м оноли та в лоток долж на п р ои зводи ться со стр о ги м соблю дени ем то го по­ лож ени я, в котором он н аходи л ся на болоте по отнош ени ю к на­ п равлени ю естествен н о го ф и л ьтр ац и о н н о го п отока. П оэтом у при вы р езке м онолита на болоте необходи м о следи ть за тем, чтобы длинная стор она его ор и ен ти р овалась на болотном м асси ве п а­ раллельной нап равлени ю н аи б о л ьш его уклона. Верхняя гр ан ь Р и с. 52. С хем а кон струкц и и ф и льтрац и онн ого лотка для и сслед ован и я ф и льтрац и и на м онолитах.

м онолита, п р едставл яю щ ая собой естествен н ую ^п овер хн ость бо­ лота, не обр абаты вается.

Влияние на вели чи н у коэф и ц и ента ф и льтрац и и п редвари тель­ н о го п р ом ор аж и вани я и п о сл ед у ю щ его оттаи вани я м онолита всл ед стви е крупны х пор о ч есн о го слоя болот, как п оказы ваю т оп ы ты, п р акти чески незначи тельно. К ром е то го, и сп ы ты ваем ы е м оноли ты б ер утся из сл о я б о л о та, гд е еж его д н о и м еет м есто е ст е ­ ственн ое п р ом ер зани е. С ледовательно, значен и я коэф и ц и ентов ф и льтрац и и, котор ы е п ол учаю тся в оп ы тах на м онолитах п осле их оттаи вани я, соответствую т естествен н о м у состояни ю вер хн его сло я б о л о тн о го м асси ва п осле его оттаи вани я весн о й. Д л я более гл у б о к и х слоев тор ф ян ой залеж и, и м ею щ и х больш ую степ ен ь р азлож ени я, м етод взяти я м ер зл ы х м оноли тов уж е неп ри м ени м, так как для это го п р и ш лось бы и скусственно зам ор аж и вать тор­ ф яную залеж ь, в р езультате ч его и зм ен и л ась бы стр уктур а тор ф а, б л аго д ар я нали чию в нем зн ач и тел ьн о го коли чества коллоидны х части ц и м ел ко п о р и сто й стр уктур е, а с нею и зм ен и л и сь бы и ф и льтрац и онны е свой ства ср еды.

Ф и льтр ац и онны й лоток (р и с. 5 2 ), в котором п р о и зводятся оп ы ты, п р едставл яет собой м еталли чески й ящ ик ш ириной 50— см, см м, 60 гл уб и н о й 70 и длиной 1,3 укр еп ленны й на сп ец и ал ь­ 1 ъ 2.

.

ной стан и н е с пом ощ ью опор Вр ащ ени ем винтовой опоры / л егко и зм ен яется уклон лотка. Л оток и м еет, кром е то го, сп уск­ ной кран для р егу л и р о вк и расхода, вы текаю щ его из лотка, и напорны й бачок 5, из к о то р о го п од ается вода через р егу л и р о во ч ­ 3.

ный кран в верхню ю кам еру лотка О п ы ты по опр еделени ю коэф и ц и ента ф и льтрац и и начи наю тся лиш ь п осле то го, как залож енны й в лоток монолит п ол н о стью оттает. О ни заклю чаю тся в и зм ер ени и ф и л ьтр ац и о н н о го р асхода, п р о хо д я щ его через м онолит, при задан н ом уклоне дна лотка и заданной гл у б и н е воды в лотке.

Д ля создани я в лотке р авн о м ер н ого реж и м а ф и льтр ац и и не­ обходим о, чтобы гл у б и н а во д ы в вер хн ей и ни ж ней кам ерах бы ла оди наковой, что д о сти гается при задан н ом уклоне лотка р егу л и ­ р овкой р асхода (с п ом ощ ью вы п у скн о го и п о д аю щ его к р а н о в ).

П ри этом ср едн и й уклон п овер хн ости п отока в м онолите полу­ чается равны м уклону д н а л о тк а и п овер хн ости м он оли та. У кл о н ы лотка следует п риним ать р авны м и или б ли зки м и к естествен н ы м уклонам п овер хн ости б ол о та, ко лебл ю щ и м ся в п ределах от 0,0 1 д о 0,0 0 0 5.

П ри соблю ден и и указанны х требовани й услови я ф и льтрац и и в м онолите п ол н о стью соответствую т наблю даем ы м в н атур е, по­ этом у п олучаем ы е значен и я коэф и ц и ен тов ф и льтрац и и м о гу т и с­ п о л ь зо в а т ь ся д л я р а сч е т а ф и л ьтр ац и о н н о го д ви ж ен и я в о д ы в е с т е ­ ствен н ы х болотны х м асси вах.

П о д сч ет коэф и ц и ента ф и льтрац и и ведется ho ф орм уле h— гд е все вели чи н ы и звестн ы из оп ы та: гл уб и н а воды в вер х­ В — ш и р и н а ней и н и ж н ей кам ерах;

лотка, равная ш ирине м оно­ ли та;

Д /г — р азн ость го р и зо н то в воды в ниж ней и вер хн ей ка­ L— i — -у к л о н м ерах;

длина м онолита;

дна лотка, равны й ^;

Q— р асход ф и льтрац и и.

О п ределяем ы е эти м п утем вели чи ны коэф и ц и ентов ф и льтра­ k ции п р ед ставл я ю т собой ср ед н и е его значени я по всей гл уб и н е h слоя м оноли та и, очеви дно, зави ся т от толщ и ны взя то го м оно­ ли та. Э то не д ает возм ож н ости п риним ать их за общ ую харак­ тер и сти ку водоп р оводи м ости вер хн его слоя б о л о тн о го м асси ва.

Д ля п олучени я п осл едн ей необходи м о знать п осл ой ны е зн ач ен и я кривую распределения коэф и ц и ентов ф и льтр ац и и, т. е. и м еть коэфициентов фильтрации по тол щ и н е вер хн его слоя залеж и.

Д ля этой ц ели оп р еделяю т ср едн и е значени я коэф и ц и ентов h \, h% Ы, ф и льтрац и и в м оноли те, соответствую щ и е гл уб и н ам k при •и т. д. (р и с. 5 2 ), п р о в о д я р я д и зм ер ени й п осл едовател ьн ы х сни ж ени ях или п овы ш ени ях го р и зо н то в воды в лотке. П ри этом соблю даю т достаточн ую вы держ ку вр ем ен и п осле и зм ен ени я го ­ ри зонта для то го, чтобы над уровнем воды устан о ви л о сь новое р авн о весн о е р асп р еделени е капиллярной вл аги.

ki, kz...

По п олученном у ряду значени й й г, стр ои тся эксп ер и ­ м ентальная кривая зави си м ости ср едн и х значен и й коэф и ц и ен­ h тов ф и льтрац и и в слое о т толщ и ны э то го слоя, счи тая от дна лотка (р и с. 5 3 ). По этой кривой м ож но п одсчи тать значе­ ния коэф и ц и ентов ф и льтрац и и в каж дом данном элем ентарном Р и с. 53. Э к с п е р и м е н т а л ь н а я к р и в а я за в и с и м о с т и с р е д н и х коэф и ц и ен тов ф и льтрац и и о т толщ ин ы ф и льтрую щ его слоя (д л я с ф агн о в и к а с о с н о в о -к у с та р н и ч к о в о го ).

4 2, 2 от слое отстоящ ем на р асстоян и и п овер хн ости м онолита.

Д ей стви тел ьн о, обозначая — коэф и ц и ент ф и льтрац и и в эле­ 2 от п овер хн ости бол ота м ентарном слое н а р асстоян и и (п р и ч е м z = Н — h, h — •г л у б и н а гд е Я — толщ и на м онолита и воды в л о т к е ), м ож ем н ап и сать, что Z = H -h k^dz (52) k:

H—z откуда ^ _ d [ f t ( W — z) j (53) Tz или, п ереходя к конечны м р азн остям, ^ Д [й(Я -2)] (54) Р азб и вая кривую р и с. 5 3 на м алы е и нтер валы по зави си ­ м ости (5 4 ) п одсчи ты ваю т значени я для к аж д о го z и стр оят новую кривую п о сл о й н о го р асп р еделен и я коэф и ц и ента ф и льтра­ = f{z ) ции по гл у б и н е (с м. р и с. 5 9 ).

§ 22. П олевы е сп особы опр еделени я коэф и ц и ента ф и льтр ац и и в торф яной залеж и О п ределени е коэф и ц и ента ф и льтр ац и и тор ф а в п олевы х ус­ ловиях и м еет ц елью вы ясн ен и е водоп р оводи м ости торф яной за­ леж и болотны х м асси вов, н аходящ и хся в ненаруш енном есте­ ственн ом состо ян и и. Э то оп р еделен и е о бы чн о п р о и зводи тся п утем откачки воды из скваж и н или колодц ев, сделанны х в торф яной зал еж и. П ри м еняю щ и еся при этом м етоды в о сн о вн о м таки е ж е, как и при ги д р о гео л о ги ч ески х и сследован и ях и при оп р еделени и коэф и ц и ентов ф и льтр ац и и в м и неральны х гр у н тах. Вы воды тео­ р ети чески х зави си м остей для п одсчета коэф и ц и ентов ф и льтра­ ции д а ю т ся в кур сах ги д р а вл и к и и ги д р о гео л о ги и ;

п оэто м у здесь п р и ведем лиш ь окончательны й ви д некотор ы х расчетн ы х ф ор­ м ул, прим еняем ы х при опр еделени и коэф и ц и ентов ф и льтр ац и и в торф ах.

О тм ети м, что в услови ях болотны х м асси вов, всл ед стви е осо­ бен н остей стр уктур ы тор ф ян ой залеж и ;

при опр еделени и коэф и­ ц и ента ф и льтр ац и и п р и ход и тся встр ечаться с рядом тр удностей м ето д и ч еско го х а р а к т е р а в больш ей м ере, чем это и м еет м есто в м и неральны х гр ун тах. П оэтом у си льно о гр ан и ч ен а прим ени­ м ость сущ ествую щ и х ф орм ул для усл ови й тор ф ян ы х з а л е ж е й,, в которы х они м о гу т р ассм атр и ваться лиш ь как приближ ен­ ные сп особы р асчета. В се зави си м о сти, отн о сящ и еся к оп ределе­ нию коэф и ц и ента ф и льтрац и и в гр у н те п утем откачки воды из колодц ев (и л и с к в а ж и н ), вы во дятся в п редполож ени и нали чия о д н о р о д н о го во д о п р о н и ц аем о го гр у н та. П оэтом у при неоднород­ ном по ф и льтрац и онны м свой ствам гр у н те указанны е зави си ­ м ости уж е неп ри м ени м ы. Е сли коэф и ц и енты ф и льтрац и и гр у н та м ен яю тся в небольш и х п р еделах, то с некоторы м п ри бли ж ени ем м ож но прим енять эти зави си м ости для оп р еделени я ср ед н его коэф и ц и ента ф и льтр ац и и гр у н та. Н о в тех сл у ч ая х, к о гд а коэф и ­ ц и енты ф и льтрац и и м ен яю тся в десятки ты сяч р аз, к а к это и м еет м есто в естествен н ы х болотны х м асси вах, прим енение зави си м о­ стей, вы веден н ы х для о д н о р о д н о го гр у н та без учета стр ати гр а­ ф и чески х о со б ен н о стей торф яника, м ож ет п р и вести к п олучени ю соверш енно ош ибочны х результатов.

Д р у ги м о гр аи и ч ен и ем п р и м ен и м о сти некотор ы х ф орм ул, вы ­ води м ы х для оп р еделени я коэф и ц и ента ф и льтрац и и в однород­ ном гр у н те, явл яется п редп олож ени е о том, что дно скваж и ны или колодца уп и р ается в водонеп р он и ц аем ы й гр у н т. Э то усл о­ ви е м ож ет бы ть соблю дено лиш ь в редки х случаях при и сследо­ ван и и коэф и ц и ентов ф и льтрац и и тор ф яны х залеж ей.

Д ля то го чтобы в п р акти чески х р аботах и збеж ать неп рави ль­ н о го п рим енения р асчетн ы х зави си м остей, необходи м о учи ты в а т ь стр ати гр аф и ю тор ф яни ка и чер едован и е си льно и слабо р аз­ л ож и вш и хся п р о сл о ек то р ф а зар ан ее, до реш ени я во п р о са о при­ м енени и то го или д р у го го сп о со ба.


О п ределени я коэф и ц и ен тов ф и льтрац и и с п ом ощ ью откачки ?

из скваж и н м о гу т бы ть п р о и зведен ы двум я сп особам и, о сн о ва н ­ ными на 1) п оддерж ани и п осто ян н ого го р и зо н та в скваж и н е ш 2) и зм ер ени и врем ени во сстан овл ен и я ур овн я в скваж и н е п осле о тк а ч к и из н ее в о д ы и сн и ж ен и я го р и зо н та.

П ер вая гр у п п а сп особов о сн о вы вается на зави си м остях, по­ лучаем ы х из р ассм отр ени я устан о ви вш его ся во вр ем ени гр у н то 6) а) Р и с. 54.

во го п отока к скваж и не;

втор ая — на п р и б л и ж е н н ы х у р а в н е н и я х,, вы води м ы х из усл ови й н еу стан о ви вш его ся п отока.

Р ассм о тр и м вначале сп о со бы, осн о ван н ы е на п о д д е р ж а н и и -' п о сто ян н о го го р и зо н та в скваж и н е.

1 -й способ заклю чается в устр ой стве скваж и н ы с водоне­ п рони ц аем ы м и стен кам и (р и с. 5 4 а ), с п олуш аровы м или п лоски м :

сетчаты м дном. Э тот сп особ м ож ет п р и м ен яться при и сследова­ нии коэф и ц и ента ф и льтрац и и д о стато чн о м ощ ны х и с р а в н и т е л ь н о -' однородны х по водоп р он и ц аем ости п ластов. Е сл и, как п о к а за н о -’ на р и с. 5 4, ниж е н ач ал ьн о го уровня гр у н то вы х во д р асп о л агается п ласт более или м енее о д н о р о д н о го по степ ен и р азлож ен и я тор ф а, то для п олучени я п рави льны х р езультатов н е о б х о д и м о,.

чтобы ниж ний обр ез трубы скваж и н ы отстоял от ни ж ележ ащ и х слоев тор ф а с р езко отли чной водоп р он и ц аем остью ( н а п р и м е р,, от так н азы ваем о го п о гр ан и чн о го го р и зон та) не м енее чем на' 4 — 5 ди ам етров сам ой скваж и ны.

139' Т ак о й ж е сп о со б м о ж ет бы ть прим енен и для опр еделени я коэ ф и ц и ента ф и льтрац и и во д о п р о во д ящ и х сл о ев зал еж и, зал егаю щ и х под водонепрони ц аем ы м и или слабо п рони ц аем ы м и го р и зо н там и (р и с. 5 4 6 ). В этом случае обсадная труба оп ускается до ниж ней п л о ск о сти во д о н еп р о н и ц аем о го сл о я торф а или ни ж е ее. Р а сст о я ­ ние от о бр еза тр убы до сл ед у ю щ его во д о н еп р о н и ц аем о го слоя лолж но соответствовать вы ш еуказанном у усл ови ю. П ри м алой м о щ н о сти и сследуем ы х на коэф и ц и ент ф и льтрац и и слоев тор ф а.д и а м е т р скваж и н вы го д н ее делать возм ож н о м еньш и м. ' k Д ля п одсчета коэф и ц и ента ф и льтр ац и и при п олуш аровом.д н е с л у ж и т з а в и с и м о с т ь г— тде радиус скваж и н ы в санти м етрах, Q— р асход воды л!сек см^1'сек, пз или откачи ваем ы й из скваж и ны, для п оддерж а­ ния п остоян н ой р азн о сти го р и зо н то в z/o ( п о о т н о ш е н и ю к началь •ном у у р о в н ю гр у н то вы х вод) п осле то го, к а к реж и м ф и льтрац и и п ол н остью установи лся. П осл едн ее ф и кси р уется тем, что кривая аЪ б).д е п р е с с и и, или п ьезом етр и чески х вы со т, (р и с. 5 4 с некото­ р о го м ом ен та вр ем ен и п осле н ач ал а откачки скваж и н ы п ер естает -и з м е н я т ь с я.

П ри п лоском дне скваж и н ы р асчетн ая ф орм ула и м еет ви д k= -г^ — • (5 6 ) 4ту;

оГ ^ ’ 2 -й способ заклю чается в устр ой стве скваж и н ы с водоп р о 'н и ц а е м ы м и стенкам и, дно которой уп и р ается в водонеп р он и ц ае­ м ы й или о тн о си тел ьн о сл а б о п р они ц аем ы й слой (р и с. 5 5 ). В этом -с л у ч а е средни й коэф и ц и ент ф и льтрац и и и ссл ед уем о го слоя (з а ­ кл ю ч ен н о го м еж ду уровнем гр ун то вы х во д и водонепрони ц аем ы м • сл о ем ) будет равен k = - Yu?.... R hi — у р о тде /га ^ ур овень воды на р асстоян и и от скваж и ны,. 'в е н ь в о д ы в скваж и не, а о стал ьн ы е обозн ачени я п реж ни е.

Д ля и сп о л ьзо ван и я п ри веденны х зави си м остей в п ракти че ^ски х оп ы тах по откачке необходи м о д о сти гн у ть п осле начала -о т к а ч к и устан о ви вш его ся п олож ени я кри вой д еп р есси и. Д ля это го на некотором р асстоян и и от осн о вн о й скваж и ны, из кото­ рой ведется о ткачка воды и в которой в с е врем я п оддер ж и вается п остоян н ы й ур овень, устр аи вается ещ е две скваж и н ы (р и с. 55) ив н и х п ер и о д и ческ и п р о и зводи тся и зм ер ени е п олож ени я ур о вн я.

.К о г д а ур овень в доп олни тельны х скваж и н ах п ер естает и зм е­ н яться со врем енем, м ож но счи тать, что кривая деп р есси и до ч сти гл а устан о ви вш его ся состоян и я. С э то го м ом ента начи наю т Q, ^и зм ер ени е о ткач и ваем о го из скваж и н ы коли чества воды под­ J4 д ер ж и ваю щ его п остоянны й ур овень в скваж и не, а такж е всех:

остал ьн ы х вели чи н, вхо дящ и х в зави си м ости (5 5 ), (5 6 ) или (5 7 ) _ М етод оп р еделени я коэф и ц и ента ф и льтрац и и по устан ови в­ ш и м ся реж и м ам далеко не всегд а явл яется удобны м, так как;

при м алы х значен и ях коэф и ц и ентов ф и льтр ац и и тор ф ов (о с о ­ бенно при ср ед н е и си л ьн о р азл о ж и вш и хся то р ф ах) тр ебуется вы ­ ж и дать дли тельное вр ем я, и зм ер яем ое и н о гд а суткам и, при:

неп р ер ы вной о тк ач к е, что бы к р и вая д еп р есси и п ол н остью устан о­ ви лась. К ром е то го, всл едстви е р езко го п овы ш ени я ги д р авл и ч е­ ск о го гр ад и ен та при откачке по ср авн ен и ю с естествен н ы м гр а­ ди ентом в залеж и, тор ф ян ая м асса вокруг скваж и н ы в зон е р асп р остр анен и я д еп р есси и н ач и н ает и зм ен я ть свою стр уктур у к а к под вли яни ем увел и чи вш его ся ги д р о д и н а м и ч еск о го, так и капил­ л яр н о го давлени я и п остеп енн о уп л отн яться в соответстви и с но Поверхн. Полота., т гш т ш т т т ^.

Р и с. 55.

вы м и усл ови ям и кон сол и дац и и. П оэтом у тор ф м еняет сво ю »

ф и льтрац и онную сп особность, и есл и вы ж и дать у стан о ви вш его ся !

состояни я, то ф акти чески и зм ер яем ы е коэф и ц и енты ф и льтрац и и уж е не будут со о тветство вать тем, котор ы е тор ф ян ая м асса и м ела до начала оп ы та, будучи в естествен н о м состоян и и. Э то обстоя­ тельство явл яется п ри нци пи альны м н ед о статко м всех м е т о д о в,^ о сн о ван н ы х на п олучени и устан о ви вш его ся ф и л ьтр ац и о н н о го по­ тока в торф яной м ассе. Е сли ещ е у ч есть, что п р и веденны е вы ш е зави си м о сти вы ведены в п редполож ени и о д н о р о д н о го ф и льтра­ ц и о н н о го гр у н т а, т о гд а к а к то р ф ян ая зал еж ь, к а к п рави ло, д о ст а ­ точно р азн ор одн а по свои м ф и льтрац и онны м свой ствам, то в п р акти чески х п олевы х и сследован и ях коэф и ц и ента ф и льтр ац и и :

следует отдать п редп очтени е втор ой гр у п п е сп о со б о в, о сн о в а н н ы х на приближ енном р ассм отрени и неустанови вш ей ся ф и льтрац и и :

в скваж и н у. Г л а вн о е п реи м ущ ество эти х сп о со бо в состои т в т о м, что за коротки й п р ом еж уток врем ени, в течени е к о то р о го и дет оп ы т, тор ф яная м асса не усп евает и зм ени ть свою стр уктур у и:

уп л отн и ться под дей стви ем у в е л и ч е н н ы х ги д р о д и н а м и ч е ск и х и к а -' пиллярны х си л. П оэтом у и зм ер яем ы е вели чи н ы коэф и ц и ентов^ i4l 4и льтр ац и и п о л уч аю тся б о л ее бли зки м и к дей стви тел ьн ы м значе­ ниям их в залеж и, н аходящ ей ся в состоян и и естествен н о го уп л от яени я.

С ущ ность м етода восстан овл ени я уровня заклю чается в сле­ д ую щ ем. И з скваж и н ы бы стр о о ткач и ваю т во д у так, чтобы уро­ вень сн и зи л ся на некоторую вели чи ну уо от п ервоначаль­ н о го п олож ени я (р и с. 5 6 ).

Затем в м ом ент п рекращ е­ уо ния откачки и зм ер яю т и за сек аю т вр ем я. П о м ере н а ­ п олнени я скваж и н ы ф и ль­ трую щ ей водой ф и кси р ую т ряд п ром еж уточны х п олож е­ ний го р и зо н та воды в сква­ у ж ине и врем я их н аступ л е­ t ния от начала нап олнени я скваж и н ы.

Д ля вы чи сл ен и я коэф и­ ц и ента ф и льтрац и и по эти м данны м сл уж и т р яд теор ети ­ Р и с. 56.

чески х п риближ енны х ф ор­ м ул. П р и ведем две из них, которы е даю т наилучш ие р езул ьтаты для торф яны х залеж ей «естествен н ы х б о л о тн ы х м асси во в.

1. Ф орм ула М и н ско го и н сти тута б о л о тн о го хозяй ства ЗН -у (5 8 ) Igioy + l g 10 З Н - у о ] t— аде вр ем я, за которое ур овень в скваж и н е п одн ялся от поло У до у о Н— -ж е н и я (р и с. 5 6 ), р асстоян и е от н ач ал ьн о го уровня ^гр у н то вы х вод до дна скваж и н ы.

Ф орм ула вы ведена и сходя из следую щ и х п редп олож ени й.

1Три слабо водоп рони ц аем ы х гр у н тах в теч ен и е^к о р о тк о го про­ м е ж у тк а вр ем ени откачки не усп евает вы течь в скваж и н у сколько «и будь значи тельн ое коли чество воды ;

объем же воды, тре "б у ю щ и й ся для зап ол нен и я скваж и н ы, невели к. П оэтом у ур овень •ВОДЫ в т о р ф е, о к р у ж а ю щ е м скваж и н у, в течени е вр ем ени зап ол­ нени я скваж и н ы не у сп ева е т зн ачи тел ьн о сн и зи ться и о бр азо вать вокруг нее во р о н к у д еп р есси и. Л и н и и токов ф и льтрую щ ей через «стен ки скваж и н ы воды в п ервы е м ом енты вр ем ени будут п ред­ ста вл я ть линии, б ли зки е к вер ти кал ям (с м. р и с. 5 6 ), ч т о д а е т в о з ­ м о ж н о сть счи тать ги д р а вл и ч еск и й гр ад и ен т над уровнем воды ш скваж и н е, под дей стви ем к о то р о го п р ои сходи т ф и льтрац и я, 1 авны м р еди ни ц е.

П олный р асход воды, ф и льтрую щ ей в скваж и н у, с м ом ен та алрекращ ени я откачки и начала во сстан овл ен и я го р и зо н та скла­ ды вается из тр ех составл яю щ и х:

1) р асхода воды Q i, п о с т у п а ю щ е го чер ез стен ки вы ш е уровня У, воды в скваж и н е Q 2, 2) р асхода п о сту п аю щ его через боковы е стен ки ниж е у, уровня Q 3, ф и л ь т р у ю щ е г о ч е р е з д н о с к в а ж и н ы.


3) р асхода Э ти составляю щ и е вы р аж аю тся через коэф и ц и ент ф и льтра­ ции и ги д р авл и ч ески й гр ад и ен т следую щ и м обр азо м :

Ql = 2т :гук, гд е / = 1;

Cf 2 T zr{H --y)y и V2 —, Н -у гд е У /=, Н ~у ''+ -2 п р едставл яет собой ср едн и й ги д р авл и ч ески й гр ад и ен т за врем я во сстан овлен и я уровня от н ач ал ьн о го его п олож ени я г/о д о лю ­ у, бого п р о м еж у то чн о го п олож ени я для к о то р о го бер ется отсчет вр ем ен и ;

dt Н ап олнени е скваж и ны за врем я то гд а вы р ази тся следую ­ щ им ур авнени ем :

dt.

dy = 2шк [у + И н тегр и р у я это вы р аж ен и е в п ределах от г/о д о г/ и п р о и з в е д я н екотор ы е уп рощ ени я, п олучаем зави си м ость (5 8 ).

2. Ф орм ула Д оната — П и сар ькова k= (5 9 ) гд е все обозн ачени я п реж ни е, вы веден а в п редполож ени и, что за коротки й п р ом еж уток вр ем ен и откачки и п о сл ед ую щ его вос­ становлени я уровня в скваж и н е о бр азую щ аяся при этом воронка деп р есси и вокр уг скваж и ны за счет вы ли вш ей ся в скваж и н у воды не усп евает р асп р остр ани ться на зн ачи тел ьн о е р асстояни е от скваж и ны и си льно и зм ен и ть свою ф орм у.

П одробны й вы вод этой ф орм улы и злож ен в ли тературе [3 2 L О днако зам ети м, что эта ф орм ула теорети чески обосн ован а зна­ чи тельно ху ж е, чем ф орм ула (5 8 ).

В озм ож н ость прим енения при п р акти чески х оп р еделени ях коэф и ц и ентов ф и льтр ац и и той или д р уго й ф орм улы зави си т от степ ен и водоп р оводи м ости и сследуем ы х го р и зо н то в залеж и. П ри м алы х значен и ях коэф и ц и ентов ф и льтрац и и, леж ащ и х в диапа­ см!сек зон е от 0,0 1 и м енее, безусловн ое п редп очтени е следует отдать ф орм уле (5 8 ) ^ к о то р ая д л я эти х услови й д ает достаточн о точны е р езультаты, а ф орм ула (5 9 ) дает си льно завы щ енны е значени я. П ри коэф и ц и ентах ф и льтр ац и и в д и ап азо н е от 0,0 1 — см!сек 0,1 ф орм ула (5 9 ) д аст достаточн о точны е р езультаты.

О б ъ ясн яется это тем, что при больш ой водоп р он и ц аем ости во­ кр уг скваж и н ы за п ери од откачки (в о со б ен н о сти при не очень бы стр ой о ткачке) о бр азуется зам етн ая воронка д еп р есси и, всл ед­ стви е ч его карти на дей стви тельн о н еу стан о ви вш его ся ф и льтра­ ц и о н н о го д ви ж е н и я ближ е к п редполож ени ям, п олож енны м в ос­ нову вы вода ф орм улы (5 9 ).

ГЛАВА III ДВИ Ж ЕН И Е ВО ДЫ И КО ЛЕБА Н И Е УРО ВН ЕЙ ГРУН ТО ВЫ Х ВО Д В ЕСТЕСТВЕН Н Ы Х БОЛОТН Ы Х М АССИ ВАХ § 23. С одерж ани е воды в естествен н ы х болотны х м асси вах Водный реж и м болот следует и зучать с учетом значи тельн о отли чаю щ и хся ги д р о л о ги ч еск и х сво й ств р азли чн ы х участков бо­ лотны х м асси во в. К а к п р ави льно у к а зы в а ет В. Д. Л о п ати н : « Г р я д а и м очаж и н а^ сущ ествую щ и е рядом и нередко чер едую щ и еся че­ м, рез каж ды е 2— 3 и м ею т резко" р азл и ч н ы е реж и м ы ф и льтра­ ции, тем п ер атур ы, вл аго ем к о сти, зам ер зан и я и о ттаи ван и я, стр ук­ туры и связн ости торф а».

В связи с эти м о со б ен н о важ но удели ть вним ание тем р азли ­ чиям в водны х сво й ствах, которы е хар актер и зую т р азн ы е болот­ ные м и кроландщ аф ты и р азли чны е го р и зо н ты тор ф ян ой залеж и болотны х м асси вов, что в конечном и то ге оп р еделяет о сн о вн ы е закон ом ер н ости во д н о го реж и м а болот.

О ц ени вая содер ж ани е воды в болоте, обы чно и м ею т в ви ду общ ее коли чество вл аги, н аход ящ ей ся в торф яной м ассе и верх­ нем расти тельном слое болота, без р азделени я ее на р азли чн ы е ф и зи чески е к атего р и и, опр еделяю щ и е степ ень связн ости воды с тверды м вещ ество м тор ф а.

К о л и чество воды, содер ж ащ ееся в естествен н о м болотном м асси ве, ко л ебл ется от 87 до 97% по отнош ени ю к весу тор ф я­ ной м ассы. П о данны м С. А. С идякина и С. В. К урдю м ова [1 9 ], п редельная вл аж н о сть вер ховы х и ни зи н ны х то р ф ов с зо л ьн о стью до 10% (с ч и т а я на аб со л ю тн о сухую м ассу тор ф а) хар актер и ­ зуется таб л. 15.

Д ля болотны х м асси вов, и м ею щ и х п овы ш енную зол ьн о сть твер дой составной ч асти торф а, по данны м К урдю м ова для ни зи нны х п ой м енны х бол от У кр аи н ско й ССР, м акси м ал ьн о е вл аго ­ содер ж ани е составляет 91% (п о весу) и в ср еднем ко л ебл ется 80 д о от 8 5 д о 90% при зол ьн о сти ни ж е 3 0 % и от 85% при зо л ь­ н о сти более 30%. К ак видно из эти х данны х, среднее содер ж а­ ние воды в н еосуш ен н ы х естествен н ы х болотны х м асси вах чр ез­ вы чай но вели ко. Б олотны е „, Таблица м асси вы, сл о ж ен н ы е п реи м у­ В есов ая вл аж н ость торф а щ ествен н о ве р хо вы м тор ф ом, в зав и си м ости от степ ен и и м ею т несколько больш ее р азл ож ен и я вл аго со д ер ж ан и е, чем м ас­ си вы, сл о ж ен н ы е ни зи нны м В есовая влаж ность С тепень торф а, % тор ф ом. У м еньш енное вла­ разлож ен и я го со д е р ж а н и е н и зи н н о го т о р ­ т о р ф а, о/о н и зи н н ого верхового фа по сравнени ю с верхо­ вы м при одной и той же степ ени р азлож ен и я объяс­ 10 9 6,7 9 4, н яется его р азли чн ы м бота­ 20 9 4,4 9 2. ни чески м составом и разн ой 30 9 2,7 9 0, о см о ти ч еско й вл аж н о стью не 9 1,3 8 8, вп олне р азлож и вш и хся ос­ 50 9 0,1 8 8, 60 8 9,0 8 7, татков растен и й. Н и зи нн ы й тор ф и м еет, как п рави ло, более вы со кую зол ьн о сть су­ хо го о р ган и ч еско го вещ ества, что такж е сни ж ает значени е ве­ совой вл аж н о сти за счет п овы ш ени я веса твер д о го вещ ества торф а.

О днако хар актер и сти ка вл аго со д ер ж ан и я естествен н ы х тор­ ф яны х залеж ей с п ом ощ ью весо во й вл аж н ости очень н еп о каза­ тельна, так как не дает п р ед ставл ен и я о том, какая часть еди ­ ницы объем а.в том или ином го р и зон те б о л о тн о го м асси ва занята водой, какая часть зан ята тверды м (о р га н и ч е с к и м и м и н е ­ р альны м ) вещ ество м и какая часть во зд у хо м. П р а вд а, при р еш е­ нии м н о ги х и нж енер ны х во п р о со в, нап ри м ер при п роекти р ова­ нии и эксп лоатац и и то р ф ян ы х зал еж ей на топ ли во, ш ироко п оль­ зую тся п оняти ем весо во й вл аж н о сти, п отом у что при п одсчетах вы хода п р о м ы ш л ен н о го тор ф а и зап асов его это п р едставл яет больш ие п р акти чески е уд о б ства. П ри ф и зи чески х же и сследова­ ни ях состоян и я естествен н ы х тор ф яны х залеж ей ив ги д р о л о ги ч е­ ски х р асчетах, в частн ости для расчета водоотдачи болотны х м асси вов, во д о р егул и р у ю щ ей сп особн ости их и т. д., необходи м о знать п реж де всего объем ное содер ж ани е воды, твер д о го вещ е­ ства и воздуха в тор ф ян ой залеж и.

О собен но сказы вается н еуд о б ство вы раж ени я вл аго со д ер ж а­ ния в весовы х п роц ентах при и сследован и и верхни х го р и зо н то в тор ф озалеж и и р асти тел ьн о го слоя болот. Р ассм атр и вая п ослой ­ ное содер ж ани е вл аги в тор ф озалеж и, проф. А. Д. Д у б а х [8 ] ил­ л ю стр и р ует его табли цей, заи м ствованн ой из работы В. Г. Го­ рячкина [6 ] (т а б л. 1 6 ).

10 к. Е. Иванов Из табл. 16 ви дн о, что весо вая вл аж н о сть им еет м акси м ум в слое залеж и на гл уб и н е от 2 до 3 ж от п овер хн ости болота и ум ен ьш ается к а к к п овер хн ости болота, т а к и с увели чени ем гл у ­ м.

бины свы ш е 3 О днако и зм енени я вл аж н о сти в вер хн и х слоях м и в слоях ниж е 3 (п р и д о н н ы х го р и зон тах залеж и ) обуслов­ лены совер ш енно р азны м и причинам и.

Таблица И зм ен ен и е в есо в о й вл аж н ости по гл у б и н е тор ф я н ой за л е ж и Глубина В есовая Золь­ взяти я влаж ­ ность, Р азлож ен и е В ид торф а пробы, ность, «/о м % В е р х о в а я з а л е ж ь, у р о в е н ь г р у н т о в ы х в о д 0,4 8 — 0,6 1 м. о т п о в е р х н о с т и 7,0 С ф агн овы й с прим есью пу­ О 8 2,6 С лабое ш ицы и кукуш кин а льна 3, 8 7,2 П у ш и ц е в о -с ф а гн о в ы й М енее ср ед ­ 1, него 3. 2.0 8 9,5 С реднее 8 8,7 2. 3,0 С ф а гн о в о -п у ш и ц е в ы й 8.2 О соковы й с песком и д р еве­ Х орош ее 3,5 8 7, синой м от Н и з и н н а я з а л е ж ь, у р о в е н ь г р у н т о в ы х в о д 0,5 0 — 0,5 5 поверхности 0 7 3,7 5,6 П у ш и ц е в о -с ф а гн о в ы й с с о с ­ С реднее ной и кукуш ки н ы м льном 6, 1,0 8 3,1 О соковы й со сф агн ум ом и Б о л ее сред триф олью него 4, 2.0 8 9,0 Г и п н о в о -о с о к о в ы й С реднее 5, 8 9,2 О с о к о в ы й с ги п н ум ом 3,0 »

7 0,5 П есок с осокой и триф олью 4,0 7 0,6 Х орош ее У м еньш ени е весо во й вл аж н ости в придонны х слоях залеж и объясн яется как п овы ш енной степ ен ью р азлож ени я тор ф а и, сл ед о вател ьн о, больш ей уп л отн ен ностью его скелета, так и п овы ­ ш енны м содер ж ани ем м и неральны х вклю чени й, увели чи ваю щ и х вес твер дой ф азы.

В верхни х слоях тор ф ян ой залеж и и в осо б ен н о сти в ее м верхнем г о р и з о н т е т о л щ и н о й д о 0,5 ум еньш ени е весо во й влаж -, н о сти связан о не с увели чени ем коли чества твер дой ф азы, гд е, наоборот, коли чество твер д о го вещ ества р езко ум еньш ается, а с увели чени ем содер ж ани я воздуха над уровнем гр у н то вы х во д в зон е кап иллярной и о см о ти ч еско й вл аж н о сти.

Н есколько п ониж енную вл аж н о сть в слоях от 0,5 до 1,5 — м 2,0 гл уб и н ы по ср авн ен и ю с ни ж ележ ащ и м и слоям и следует, п овидим ом у, объясн и ть вли яни ем р егу л я р н ы х п ер и о д и чески х по­ ни ж ени й уровня гр ун то вы х вод в течени е го д о во го цикла и воз­ никаю щ им при этом капиллярны м давлени ем, п ередаваем ы м на твердую ф азу ни ж ележ ащ и х сл о ев и уп лотняю щ и м скел ет торф а.

Таким обр азо м, расп р еделени е вл аж н о сти (в весовом ее вы ­ р аж ени и ) по гл у б и н е тор ф ян ой залеж и более или м енее пра­ ви льно отраж ает соотнош ени е коли чества твер дой и ж идкой ф азы только в слоях, зал егаю щ и х ниж е уровня гр у н то вы х вод, гд е содер ж ани е воздуха м ало и тор ф п р едставл яет собою двухф азную си ­ стем у. В зон е ж е вы ш е ур овня гр у н то ­ вы х во д ве со ва я вл а ж н о сть совер ш ен н о \ \ не отр аж ает дей стви тельн ое вл аго ­ \\ X......

содер ж ани е. л \ З десь вл аго со д ер ж ан и е м ож ет ко­ лебаться в весьм а ш ироких п ределах V ч \ в зави си м ости от гл у б и н ы зал еган и я \ л уровня гр у н то вы х вод и б о тан и ч еск о го состава р асти тел ьн о го сл о я болот.

По оп ы там В. В. Ром анова [3 4 ] п р и il стоян и и уровня гр у н то вы х вод вровень с п овер хн остью болота в вер хн ем 1 0 -с ж 'j слое объем ное содер ж ан и е вл аги (с ч и ­ тая от п овер хн ости м о хо во го о чеса) J м ож ет доходи ть до 9 9,3 % (в м очаж и­ 80 нах гр я д о в о -м о ч а ж и н н о го м икроланд­ Влажность 6 объемнЫх % ш аф та) и твер д о го вещ ества соответ­ Рис. 57. Распределение влаж ­ с т в е н н о 0,7 %.

ности в торф яной залеж и.

На р и с. 57 п р ед ставл ен ы кри вы е 1 — для верховых (сфагново-пуши цевых) торфов, 2 — для залеж и, р асп р еделен и я вл аж н о сти по гл уб и н е сложенной низинными (бсоковыми тор ф ян ой залеж и, п олученны е п ер есче­ торфами).

том в объем ны е п роц енты данны х табл. 16 и д а н н ы х В. В. Ром анова при усл о ви и п о л н о го н а сы щ е ­ н и я с л о я в л а го й, т. е. п ри у р о в н я х г р у н т о в ы х вод, стоящ и х вро­ вен ь с п овер хностью болота. Р и су н о к 58 хар актер и зу ет р асп р ед е­ 30-см л ен и е твер д о го вещ ества по гл у б и н е в верхнем слое (п о данны м В. В. Ром анова) для р азли чн ы х м и кроландш аф тов. Из эти х кр и вы х, в частн ости, ви дно, что в п овер хн остн ы х слоях за дёж и коли чество твер д о го вещ ества и зм ен яется очень р езко, составл яя 0,7 — 3 % в зави си м ости от ти п а м и кроландш аф та, у п овер хн ости ж и во го м о хо во го покрова и доходит до 6— 10% м от в сл о я х н а гл уб и н е о ко л о 1 п оверхности. С о дер ж ан и е твер дой м ф азы в слоях, зал егаю щ и х гл уб ж е 1 от п оверхности, сохр а­ няется более п остоян н ы м, к о л еб л я сь от 6 до 8% на м асси вах, сл о ж ен н ы х вер ховы м и торф ам и, и от 7 до 1 -2 % на м асси вах, сло­ ж е н н ы х н и зи н ны м и тор ф ам и.

10* при уровнях гр у н то вы х вод, стоящ и х ниж е п овер хн ости бог лота, в слое залеж и над уровнем гр у н то вы х вод больш ая часть пор занята воздухом. П оэтом у в зоне колебания уровней гр у н то вы х во д торф яная залеж ь не и м еет п остоян н ого характер­ н о го значени я содер ж ани я вл аги, п оскол ьку оно р езко и зм е­ н яется в зави си м ости от гл уб и н ы стояни я го р и зо н та гр у н то вы х во д, степ ени р азло ж ен и я, уп л отн ен ности и б о тан и ческ о го состава р асти тел ьн о го вещ ества, оп р еделяю щ и х вы со ту кап иллярной 5% Рис. 58. С о д е р ж а н и е с у х о го в е щ е с т в а в верхн ей !

расти тел ьн о м го р и зо н те то р ф ян ы х зал еж ей.

I — гряды сфагново-кустарничковые, грядово-мочажинного комп­ лекса, 2 — мочажины сфагново-пуш ицевые, 3 — сосняк сфагново кустарничковый, 4 — сфагновик кустарничково-пуш ицевый, обле­ сенный сосной центральных частей выпуклых болотных массивов.

зоны И о см о ти ческую вл аж н о сть, и и н тенси вности и сп ар ен и я, в том чи сл е и тр ан сп и р ац и и р астен и й.

Таким о бр азо м, сл е д у ет п одчер кн уть, что вер хн и е слои то р ф о ­ залеж и при полном насы щ ен и и пор водою и м ею т наи больш ее содер ж ани е вл аги по ср авн ен и ю с о сн о вн о й тол щ ей то р ф о зал еж и (р а з н и ц а доходит до 6— 7% объем ной в л а ж н о ст и ). Н а о б о р о т,, см при п ониж ении ур о вн я гр у н то вы х во д н а 50— 60 ниж е п оверх­ н о сти болота объ ем н ая вл аж н о сть вер хн его 3 0 -с ж слоя п а д а е т до 20— 30%, остальн ая часть (о к о л о 70— 80% ) зан ята воздухом иг ни чтож ная часть (1 — 3 % ) — р асти тельны м вещ ество м. П ри п е­ р ехо д е к весо во й вл аж н о сти 2 0 — 3 0 % объем ной вл аж н о сти будут соответствовать 89— 93% весо во й вл аж н о сти. П оэтом у весо вая й лаж ность совер ш ен н о не дает п р ед ставл ен и я о дей стви тел ь ном состоян и и увлаж нени я верхни х го р и зо н то в б о л о тн о го м ас­ си ва, гд е тор ф ян ая залеж ь п р ед ставл яет соб о й тр ехф азн ую си ­ стем у;

вода воздух - f твердое о р ган и ч еск о е вещ ество.

В связи с эти м вряд ли мож но со гл аси ться с вы водом А. Д. Д убаха, которы й, ан ал и зи р уя данны е табл. 16, п риходит к следую щ ем у вы воду: «В слое тор ф а, л еж ащ его над уровнем гр у н то во й воды, гд е вли яет и сп ар ен и е и гд е п оп олнени е вл аги п р ои сходи т кап и л л яр н ы м п одняти ем ее, со д ер ж ан и е вл а ги в торф е м еньш е, чем в слоях, н аходящ и хся ниж е го р и зо н та гр у н то во й воды, но р азн и ц а эта. все ж е невели ка». В дей стви тел ьн ости р аз­ ница во вл аго со д ер ж ан и и очень б о л ьш ая, п ри чем вл аго со д ер ж а­ ние вер хн и х слоев м ож ет ко л ебаться по ср авн ен и ю с вл аго со д ер ­ ж ани ем о сн о вн о й толщ и залеж и как в больш ую, так и в м ень щ ую сто р о н у.

А н ал и зи р уя данны е по весо во й вл аж н о сти верхни х го р и зо н ­ тов б о л о тн о го м асси ва О р ш и н ски й мох (т а б л. 1 7 ), А. Д. Д убах д ел ает заклю чени е о больш и х вели чи н ах [8 1 ее в этом случае.

Таблица С равнение объем ной и весовой влаж ности торф а.

Б о л о т о О р ш и н с к и й м о х, 2 5 / V I I I 1 9 3 2 г.

В л а ж н о с т ь, о/ц С тепень Глубина от разл о ж е­ поверхно­ ния.

сти болота, объем ная весовая см 0 -7 2 89 13 7 -1 1 89 1 8 -3 8 40 88 3 8 -5 0 Д ей стви тельн о, из ср авн ен и я д ан н ы х табл. 17 п о л у ч а ется, что вл аж н о сть вер хн и х го р и зо н то в оди накова с вл аж н о стью всей толщ и тор ф ян ой залеж и. О днако это было бы п р ави льны м, есл и бы коли чество р асти тел ьн о го вещ ества (т в е р д о й ф азы ) бы ло в верхни х го р и зо н тах такое ж е, как и в ни ж ележ ащ и х слоях.

На сам ом деле содер ж ани е сухого вещ ества в верхни х го ­ р и зонтах залеж и в бол ьш и н стве случаев составляет около 1%, а в ни ж ележ ащ и х — 6— 12%. Е сли п ер есчи тать, в соответстви и о р и с. 58, весо вую вл аж н о сть в объем ную, то получим данны е обт^м ной вл аж н ости (с м. табл. 1 7 ), п оказы ваю щ и е такж е р ез­ кое сн и ж ени е содер ж ани я воды в верхни х слоях залеж и.

Э то содер ж ан и е вл аги по кри вой р авн о весн о го расп р еделен и я капиллярной вл аж н о сти (р и с. 45) долж но п р и бли зи тельн о соот­ см ветствовать р асстоян и ю уровня гр у н то вы х вод 45— 60 от по­ вер хн ости болота.

14?

Е сли в. вер хн и х го р и зо н тах тор ф озалеж и, в п ределах ам пли­ туды колебания уровня гр ун то вы х вод, вл аго со д ер ж ан и е п одвер ­ гается р езки м и зм ен ени ям как по сезонам го д а, так и из го д а в го д (в о со б ен н о сти на болотах с п реобладани ем атм о сф ер н о го п и т а н и я ), то во зн и к а ет во п р о с, каковы м о гу т б ы ть колебания во вр ем ен и вл аго со д ер ж ан и я б о л о тн о го м асси ва в слоях торф а, за­ л егаю щ и х н и ж е -з о н ы колебания уровней гр ун то вы х вод. С п е­ ц и альны х и зм ер ени й п ослой ной вл аж н о сти торф а для вы яснени я и зм ен чи вости ее в м н о го л етн ем и го д о во м цикле не п р о и звод и ­ л ось. Э ксп ер и м ен тал ьн о это т во п р о с о стается совер ш ен н о неосве­ щ енны м. О днако теор ети чески е сообр аж ени я, бази р ую щ и еся на и звестн ы х нам ф и зи чески х свой ствах тор ф а, и косвенны е дан­ ны е, о сн о ван н ы е на и зучени и дей стви я о суш и тел ьн ы х канав, даю т все о сн о ван и я счи тать, что д л я о д н о го и то го же б о л о тн о го м асси ва вл аго со д ер ж ан и е его тор ф озалеж и, за и склю чен и ем вер хн его слоя, в п ределах ам п ли туды колебания уровней, яв­ ляется весьм а устой чи вой вели чи н ой, д л я и зм енени я которой тре­ буется дли тел ьное наруш ени е во д н о го б алан са болота.

Д ей стви тельно, п одсчи таем, в о -п е р в ы х, какое коли чество вл аги д ол ж н о бы ть доп олни тельно вли то в тор ф яную залеж ь бо­ на 1 %.

л о тн о го м а сси ва, ч то б ы ее ве со ва я вл аж н о сть и зм ен и л ась Для это го р еш и м конкретны й прим ер.

м П усть тор ф ян ая залеж ь и м еет гл уб и н у 4 (н е счи тая вер х­ н его слоя тол щ и н ой, р авн о й ам п ли туде колебания уровней гр у н ­ товы х в о д ), ср едню ю весо вую вл аж н о сть 92%. Т р ебуется повы ­ си ть вл аж н о сть до 93 %.

Введем следую щ и е обозначени я:

§1 — н а ч а л ь н а я весовая вл аж н о сть тор ф а в п роц ентах, при р а в е н 7,;

которой объем ны й вес торф яной м ассы §2 — конечная весо вая вл аж н о сть тор ф а в п роц ентах п осле д о б а вл ен и я во д ы, при котор ой о б ъ ем н ы й ве с его р авен 8, = В наш ем п рим ере 92 %, S.^ = 93 %.

8j п р и ­ Е сли к еди ни ц е объем а торф а начальной вл аж н ости 85 8,, бави ть такое коли чество во д ы, что вл аж н о сть его станет то получим соответствен н ое увели чени е еди ни ц ы объем а торф я­ ной м ассы до вели чи н ы 1. П ри этом, очеви дно, м ож ем на­ п и сать сл едую щ ее соотнош ен и е:

ьУ _ (1 0 0 -8,) ( 100- 82) • a-l К о л и чество воды, котор ое необходи м о добави ть на еди ни ц у объем а тор ф озалеж и, вы р ази тся В п ер вом приближ ении в п р акти чески х р асчетах мож но при­ T i = T 2= l. 7, ним ать так как и зм ен ени я Ti и весьм а невели ки.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.