A Уравнение дренажа - это уравнение, описывающее связь между глубиной и расстоянием между параллельными подземными дренажами , глубина водного столба, глубина и гидравлическая проводимость почвы. Используется в конструкции дренаж.
Параметры в уравнении дренажа ХугудтаХорошо известным уравнением стационарного дренажа является уравнение расстояния между дренажами Хугуда. Его оригинальная публикация на голландском языке. Уравнение было введено в США ван Шильфгаардом.
Уравнение Хугхуда можно записать в виде:
где:
Условие устойчивого (равновесного) состояния. В устойчивом состоянии уровень грунтовых вод остается равным. n, а скорость сброса (Q) равна скорости пополнения подземных вод (R), то есть количества воды, поступающей в подземные воды через водный стол на единицу время. Учитывая долгосрочную (например, сезонную) среднюю глубину зеркала грунтовых вод (Dw) в сочетании со средней долгосрочной скоростью подпитки (R), чистые запасы воды в этот период времени пренебрежимо малы, а устойчивое состояние условие выполнено: достигается динамическое равновесие.
Вывод уравнения. Для вывода уравнения Хугудт использовал закон Дарси, суммирование круговых потенциальных функций, а для определения влияния непроницаемого слоя - метод зеркальных изображений и наложения.. Хугудт опубликовал таблицы для определения эквивалентной глубины (d), поскольку функция (F) в d = F (L, Di-Dd, r) состоит из длинных рядов членов.
Урожайность (Y) и средняя сезонная глубина зеркала грунтовых вод (X в дм)Определение:
расчетный интервал дренажа (L) можно найти из уравнения в зависимость глубины слива (Dd) и радиуса слива (r).
Критерии дренажа. Нельзя, чтобы уровень грунтовых вод был слишком мелким, чтобы избежать снижения урожайности, или слишком глубоким, чтобы избежать условий засухи. Это предмет исследования дренажа. На рисунке показано, что средняя сезонная глубина уровня грунтовых вод менее 70 см вызывает депрессию урожайности.. Рисунок был получен с помощью программы SegReg для сегментированной регрессии.
В 1991 году выражение в закрытой форме было разработано для эквивалентной глубины (d), которое может заменить таблицы Хугхуда:
где:
Теоретически уравнение Хугуда можно использовать и для наклонных участков. Теория осушения склонов подтверждается результатами экспериментов с песчаными резервуарами. Кроме того, можно учесть входное сопротивление, с которым сталкивается вода при попадании в канализацию.
Геометрия дренажей в наклонной земле, используемая в теории
Подтверждение экспериментов по дренажу в наклонном песчаном резервуаре
Определение входного сопротивления
Формула дренажа может быть расширена для учета (см. Рисунок справа):
В уравнении усиленного дренажа используется гидравлический эквивалент закона Джоуля в электричестве.
Он имеет форму дифференциального уравнения, которое не может быть решено аналитически (т.е. в закрытой форме ), но решение требует числовой метод, для которого необходима компьютерная программа .
Наличие компьютерной программы также помогает быстро оценить различные альтернативы и выполнить анализ чувствительности.
На синем рисунке показан пример результатов компьютерного расчета с усиленным уравнением дренажа с использованием Программа EnDrain. Он показывает, что включение поступающей энергии, связанной с перезарядкой, приводит к несколько более глубокому уровню грунтовых вод.