Дренаж скважины

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

• 1 Введение
• 2 Дизайн
• 3 Поток в скважины
• 4 Расстояние между скважинами
• 5 Программное обеспечение
• 6 Моделирование
• 7 См. Также
• 8 Ссылки
• 9 Внешние ссылки

Подземный (подземные воды ) дренаж для уровня грунтовых вод и засоления почвы на сельскохозяйственных землях может быть выполнен горизонтальные и вертикальные дренажные системы.. Горизонтальные дренажные системы - это дренажные системы, использующие открытые канавы (траншеи ) или подземные дренажные трубы.. Вертикальные дренажные системы представляют собой дренажные системы, использующие откачиваемые скважины, открытые выкопанные колодцы или трубчатые колодцы..

Карта поля скважин для подземного дренажа с радиальным потоком через концентрические цилиндры, представляющие эквипотенциальные возможности

Обе системы служат одним и тем же целям, а именно контроль уровня грунтовых вод и контроль засоления почвы.. Обе системы могут способствовать повторному использованию дренажных вод (например, для орошения), но колодцы обеспечивают большую гибкость.. Повторное использование возможно только в том случае, если качество грунтовых вод приемлемое, а соленость низкая.

Хотя одной скважины может хватить для решения проблем с грунтовыми водами и засолением почвы на нескольких гектарах, обычно требуется несколько скважин, потому что проблемы могут быть широко распространены.. Скважины могут быть расположены в форме треугольника, квадрата или прямоугольника.. Конструкция поля скважины учитывает глубину, емкость, расход и расстояние между скважинами.

1. Расход определяется из водного баланса.
2. Глубина выбирается в соответствии со свойствами водоносного горизонта. Фильтр колодца должен быть размещен в проницаемом слое почвы.
3. Расстояние может быть рассчитано с помощью уравнения расстояния между скважинами, используя расход, свойства водоносного горизонта, глубину скважины и оптимальную глубину зеркала грунтовых вод.

Определение уровня грунтовых вод. оптимальная глубина зеркала грунтовых вод является областью исследования дренажа.

Геометрия дренажной системы полностью проникающей скважины в однородном изотропном водоносном горизонте Геометрия дренажной системы частично проникающей скважины в анизотропном слоистом водоносном горизонте

Основное, установившееся состояние, уравнение для потока к полностью проникающим скважинам (т. е. скважинам, достигающим непроницаемого основания) в равномерно распределенном поле скважин в однородном неограниченном) водоносный горизонт с гидравлической проводимостью, которая является изотропной, составляет:

$Q\; =\; 2\; \pi \; K\; (D\; b\; -\; D\; m)\; (D\; w\; -\; D\; m)\; ln\; \; Р\; я\; р\; вес\; \{\backslash \; Displaystyle\; Q\; =\; 2\; \backslash \; пи\; К\; \{\backslash \; гидроразрыва\; \{\backslash \; left\; (D\_\; \{b\}\; -D\_\; \{m\}\; \backslash \; right)\; \backslash \; left\; (D\_\; \{w\}\; -D\_\; \{m\}\; \backslash \; right)\}\; \{\backslash \; ln\; \{\backslash \; frac\; \{R\_\; \{i\}\}\; \{R\_\; \{w\}\}\}\}\}\}$

где Q = безопасный сброс скважины, т.е. установившийся расход, при котором не происходит перетягивания или истощения грунтовых вод - (м / день), K = равномерная гидравлическая проводимость почвы (м / день), D = глубина ниже поверхности почвы, $D\; b\; \{\backslash \; displaystyle\; D\_\; \{b\}\}$= глубина дна колодца, равная глубине непроницаемого основания (м), $D\; m\; \{\backslash \; displaystyle\; D\_\; \{m\}\}$= глубина уровня воды на полпути между колодцами (м), $D\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; D\_\; \{w\}\}$- глубина уровня воды внутри колодца (м), $R\; i\; \{\backslash \; displaystyle\; R\_\; \{i\}\}$= радиус влияния скважины (м) и $R\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; R\_\; \{w\}\}$- это радиус колодца (м).

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

$R\; i\; =\; (A\; t\; \pi \; N)\; \{\backslash \; displaystyle\; R\_\; \{i\}\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{\backslash \; left\; (\{\backslash \; frac\; \{A\_\; \{t\}\}\; \{\backslash \; pi\; N\}\}\; \backslash \; right)\}\}\}$

где $A\; t\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{t\}\}$= общая площадь поверхности поля скважины (м) и N = количество скважин в поле скважины.

Безопасный сброс скважины (Q) также можно найти из:

$Q\; =\; q\; A\; t\; NF\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; Q\; =\; q\; \{\backslash \; frac\; \{A\_\; \{t\}\}\; \{NF\_\; \{w\}\}\; \}\}$

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

$D\; w\; -\; D\; m\; =\; q\; A\; t\; 2\; \pi \; K\; (D\; b\; -\; D\; m)\; NF\; w\; ln\; \; (R\; i\; R\; w)\; \{\backslash \; displaystyle\; D\_\; \{w\}\; -\; D\_\; \{m\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{qA\_\; \{t\}\}\; \{2\; \backslash \; pi\; K\; (D\_\; \{b\}\; -D\_\; \{m\})\; NF\_\; \{w\}\}\}\; \backslash \; ln\; \backslash \; left\; (\{\backslash \; frac\; \{R\_\; \{i\}\})\; \{R\_\; \{w\}\}\}\; \backslash \; right)\}$

Используя уравнение расстояния между скважинами, можно рассчитать различные конструктивные альтернативы, чтобы прийти к наиболее привлекательному или экономичному решению для контроля уровня воды в сельскохозяйственных угодьях.

Основное уравнение потока нельзя использовать для определения расстояния между скважинами в частично проникающем поле скважин в неоднородном и анизотропном водоносном горизонте, но требуется 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 уравнение дренажа - служит той же цели, чтобы решить, какая система заслуживает предпочтения.

Собственно конструкция скважины описана в

На рисунке показаны соответствующие параметры. гидравлическая проводимость может быть определена из теста водоносного горизонта.

результатов программы WellDrain, расстояние между скважинами = 920 м

Цифровая компьютерная программа WellDrain для расчета расстояния между скважинами учитывает полностью и частично проходящие скважины, слоистые водоносные горизонты, анизотропию (различную вертикальную и горизонтальную гидравлическую проводимость или проницаемость) и входное сопротивление.

С помощью модели подземных вод, которая включает возможность введения скважин, можно изучить влияние системы дренажа скважин на гидрологию площади проекта. Существуют также модели, которые дают возможность оценить качество воды.

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

1. ^ Бемер, В.К., и Дж.Боунстра, 1994, Дренажные системы Tubewell, Глава 22 в : HPRitzema (ред.), Принципы и применение дренажа, Publ. 16, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. стр. 931-964, ISBN 90-70754-33-9. Он-лайн: [1]
2. ^ILRI, 1999, Дренаж и гидрология / соленость: водный и солевой баланс, 29 стр. Конспект лекций Международного курса по дренажу земель (ICLD), Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [2]
3. ^ ILRI, 2000, Подземный дренаж (трубчатые) скважины: уравнения расстояния между скважинами для полностью или частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них, 9 стр. Принципы используется в модели «WellDrain». Международный институт мелиорации и благоустройства земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды [3pting. Загрузите программное обеспечение "WellDrain" с: [4] или с: [5]
4. ^SahysMod, Пространственная модель агро-гидро-засоленности: описание принципов, руководство пользователя и примеры из практики. Рабочая группа SahysMod Международного института мелиорации и улучшения земель, Вагенинген, Нидерланды. На линии: [6].. Загрузите модель из: [7] или из: [8]

• Программа контроля солености и рекультивации (SCARP) с использованием лунок в Долина Инда в Пакистане.
• Веб-сайт о заболачивании и рекультивации земель с помощью систем горизонтального и вертикального дренажа: [9pting