Оросительные воды при бездренажном орошении в аридном климате могут быть источником солей в почве, так как содержат то или иное количество растворимых солей. Оптимальное содержание солей в поливной воде – 1 г/л и меньше. Особое внимание следует обратить на грунтовые воды, так как они являются непосредственным источником поступления солей в почву вследствие высокой испаряемости влаги почвой. Поверхностные и грунтовые воды, содержащие легкорастворимые соли, не всегда достигают русла и задерживаются на элементах рельефа с наименьшими уклонами.
Уровень грунтовых вод становится близким к поверхности (1–3 м), в результате чего происходит капиллярный подъем минерализованных грунтовых вод. Вода при этом быстро испаряется, а минеральные соли остаются в верхних слоях почвы, засоляя их. Наибольшая величина концентрации солей, которая при определенной глубине и режиме орошения не вызывает засоления почвы, называется критической минерализацией природных вод. Критическая глубина зависит от механического состава почвы, величины и интенсивности испарения [63]. Засоленность природных вод – насыщение природных вод минеральными веществами (солями) [58].
Общепризнанной ИГ классификации г.п в настоящее время нет, хотя предложено довольно много специальных (по устойчивости пород в откосах, по несущей способности пород, по коэффициенту крепости Протодьяконоваи др.) и общих (Ф. П. Саваренского, Н. Н. Маслова, Е. М. Сергеева, П. Н. Пашокова и др.) классификаций. Наиболее удобной является общая классификация Ф. П. Саваренского, предложенная в 1937 г. и получившая развитие в работах В. Д. Ломтадзе. Она построена на учете структурных связей пород, определяющих их прочность, деформируемость, устойчивость и водопроницаемость.
По классификации Ф. П. Саваренского все горные породы подразделяются на пять групп;
1) твердые (скальные),
2) относительно твердые (полускальные),
3) рыхлые несвязные,
4) мягкие связные,
5) породы особого состава, состояния и свойств.
В первую группу — твердых (скальных) пород – входят разновидности магматических, метаморфических и осадочных пород имеющие высокую степень сохранности, большую прочность и устойчивость, малую деформируемость и водопроницаемость.
Вторая группа — относительно твердые (полускальные породы большое разнообразие пород, для к-ых характерны нарушение монолитности (выветрелость, трешиноватость), пониженная прочность и высокая (как правило) водопроницаемость. Эти породы обладают сильной неоднородностью, что создает большие затруднения при их изучении, а также при оценке их устойчивости в качестве основания и вмещающей среды сооружений. К этой группе В. Д. Ломтадзе относит:
1) магматические, метаморфические и осадочные прочно сцементированные породы повышенной трещиноватости и выветрелости;
2) обломочные слабо сцементированные породы
3) глинистые породы высокой плотности;
4) органогенные и органогенно-химические породы;
5) пирокластические и эффузивно-осадочные сцементированные породы.
Выделение этих пород в самостоятельную группу имеет большее практическое значение для инженерной практики. По существу, оценивая твердые горные породы в условиях их естественного залегания в качестве среды и основания для сооружений, строитель имеет дело с полускальными породами, т. е. с породами, обладающими рядом нарушений сплошности и изменениями состава, что приводит их к плохому физическому состоянию, к уменьшению прочности и устойчивости и к росту водопроницаемости и деформируемости (главным образом в результате остаточных деформаций).
Примеры частных клас-ций: грунтов разрабатываются с использованием одного или нескольких показателей состава и свойств грунтов.
Сели -кратковременный горный поток с очень высокими до 60% от общего объема содержанием твердого материала, обладающий большой разрушительной силой.
Для возникновений и развития сели необходимые сочетания условий:
- холмистый или горный рельеф с крутыми обнажениями; - уклоны русел не менее 0,1 градуса; - наличие значительных запасов рыхлообломочного материала в руслах; - континентальный климат обуславливающий русловой сток, т.е. выпадение значительного количества осадков.
фактора формирования селей:
1гр – гидрометеорологические; 2гр – геологоморфологические.
Развитие ГП, поддающиеся интенсивному выветриванию.
Развитие экзогенных процессов (оползни, обвалы, сплывы).
Благоприятные геоморфологические условия (большой бассейн питания).
Формы гидрографической сети их уклоны.
Сейсмические явления.
Распределение и характер растительности.
Селевой бассейн – водосборный бассейн, в пределах которого формируется селевые потоки.
Селевой очаг или очаг формирования твердого стока – часть селевого бассейна, с которого в селевой поток поступает рыхлообломочный материал.
Селевые очаги: действующие, потенциальные.
Зона транзита, где происходит транспортировка материала.
Конус выноса. Рисунок.
По характеру проявления: - русловые; - склоновые.
По характеру движения в зависимости от степени насыщения твердым материалом: - связные или структурные; - текучие или турбулентные.
Основные свойства селевых потоков:
- скорость движения; - объемный вес или плотность; - ударная сила потока; - содержание кр/обломочного материала в единице объема; - характер движения; - радиус действия потока.
Скорость селевого может быть 8м/сек.
При постановки прогноза нужно оценить: - место и время; - тип селей; - зону влияния или радиус действия.
Прогнозирование в пространстве – это общая оценка селеопасности территории (региональные карты), оценка условий (мощность, селеактивность бассейнов).
При прогнозах необходимо оценить гидрометеорологические факторы, геологоморфологические.
Прогноз времени – дендрохронологический метод позволяет проанализировать состояние растительности, на которых могут быть селевые события.
Противоселевые мероприятия:
1гр – пассивные методы предусматривают борьбу только в руслах рек (сооружения запруд, дамб, наносоуловителей). Не защищают, только экономические потери защищают.
2гр – полуактивные (агромелиорации, мелкие гидротехнические сооружения в очагах). Направлены на ослабление и на локализацию энергии. 3гр – активные гарантируют успешную борьбу с селевым потоком.
Методы борьбы: - инженерные; - агромелиоративные (высадка деревьев и т.д.).
1. В/з галерея – на МПВ с неглубоким залеганием УПВ и небольшой мощности обводненных отложений (до 10 м). Прим. в долинах современных русел рек с постоянными водотоками.
2.Лучевые в/з – одноярусные и двухярусные – (водоприемная шахта и горизонтальные дренажные скважины в виде лучей, пройденные от ствола шахты в радиальном направлении) – на МПВ при неглубоком залегании УПВ и мощности (до 30 м). В долинах русел рек с постоянным водотоком.
Одноярусные буровые скважины в виде линейного ряда, оборудованные в продуктивной толще фильтрации) – на месторождениях и в речных долинах с мощностью обводненных отложений > 20 м (инфильтрационные водозаборы).
2. Многоярусные (2-3 близко расположенные на различной глубине скважины в 4-5 м друг от друга – с ярусным расположением фильтров) – МПВ с мощной толщей обводненных пород (более 100 м) – месторождения артезианских бассейнов платформенного типа, например.
3. Многозабойный линейный ряд взаимодействующих скважин (из основного ствола разведочно-эксплуатационной скважины бурят несколько боковых ответвлений с целью обнаружения наиболее водообильных зон в закарстованных породах) на месторождениях трещинно-карстовых вод (IVтип).
4. Спаренный водозабор, на водозаборном участке закладывают 2 раздельные группы скважин (одна для захвата и отбора пресных вод, а другая для периодического отбора соленых) – на месторождениях с сплошными гидрогеологическими условиями
5.Площадной водозабор (буровые скважины располагают рассредоточено и равномерно по площади) – на различных месторождениях, используемых для орошения и водоснабжения.
В результате расчетов должны быть определены: число водозаборных сооружений (скважин, колодцев), их размеры (глубина, диаметры) и расстояние м/д сооружениями, дебит каждого водозабора при заданном времени эксплуатации и максимально допустимых понижениях уровня. При этом должно выдерживаться условие Sрасч<=Sдоп. Величина Sдоппринимается равной 0,5-0,75 полной мощности пласта, если остающаяся неосушенной часть пласта обладает меньшей водопроводимостью, чем средняя водопроводимость всего пласта, и если в пределах оставшейся неосушенной части пласта обеспечивается возможность установки и нормальной эксплуатации насосного оборудования.
Методика расчета дебита водозаборов и понижения уровня п/в определяется в зависимости от типа и схемы водозабора и природных условий участка его расположения
Система вод-ия – комплекс инж сооружений предназначенных: 1–для забора воды из природных источников, 2–улучшения ее качества, 3–транспортирование, хранение и подача воды потребителям
Основные требования, предъявляемые к системе вод-ия:-система должна обеспечивать потребителя водой в требуемых количествах и требуемого качества в течение срока эксплуатации водозабора.-должна обладать определенной степенью надежности.
Классификации систем вод-я.
-по виду источника:
1) с использованием поверхностных вод,
2) с использованием пв,
3)смешанные системы водозабора
-по способу подъема воды:
1) нагнетательные, 2) гравитационные, 3) комбинированные.
-по назначению:
1) хозя-бытовые, 2)производственные, 3) противопожарные, 4)объединенные.
-по охвату потребителей: 1) местные, 2) централизованные, 3)групповые
-по характеру использования воды:
1) прямоточные (после использования сбрасывается), 2) оборотные системы, 3) с повторным использованием воды.
Схемы вод-я – последовательность включения инженерных сооружений в систему
Факторы определяющие вид сооружения: а)тип источника и качества воды, б)вид потребителя и требования к качеству, в)рельеф местности, г)размещение потребителей в плане, д)размеры водопотребления, е) наличие предприятий, ж)мощность водоисточника, з) удаленность от объекта.
Схема водосн с исп-ем пов-х вод:1)источник поверх вод; 2)речной водоприемник А-водоприемное отделение (вода отстаивается),Б-всасывающие; 3)насосная станция I-го порядка; 4)очистные соор; 5)резервуары чистой воды; 6)насосная станция II-го подъема; 7)водонап. башня;8)объект водоснаб; 9)напорные водоводы; 10)водопров сеть; 11)пьезометрич уровень.
Схема водоснаб-я с испп.в:1)эксплуатир-й напорный горизонт; 2)водоза-борная скв; 3)насос водопод-й, выпол-й функции насосной станции I-го порядка; 4)обслужив-й павильон; 5)глинистые отмостки; 6)очистные соор-я (хлораты, Clгазообраз-й); 7)резервуары чистой воды; 8)насосная станция II-го порядка; 9)объект водоснаб; 10)водоподъемная башня; 11)пьезометрич напор; 12)напорные водоводы; 13)водопроводная сеть.
При проектировании систем вод-я любого объекта определяется необходимое количество воды. Расходы воды на различные нужды могут быть сведены к 3 категориямводопотребителей: 1 – хозяйственно-бытовые нужды, 2 – расход воды для производственных целей, 3 – расход воды на пожаротушение.
Источники вод-я (требования): должны обеспечивать получение необходимого количества воды с учетом роста потребности в связи с ростом на 30%, бесперебойное снабжение водой, вода необходимого качества, обеспечить подачу воды с наименьшей затратой средств, обладать мощностью что бы отбор воды не нарушил сложившуюся экологическую систему.
Режим и основные категории водопотребления
Режим водопотребления - это распределение затрат водопотребления во времени за определенный период - год, сутки и т.п..
Потребление воды населением на протяжении года неравномерное. Так, летом ее тратят больше, чем зимой, в предвыходные дни больше, чем в остальные дни недели. Отношение суточного расхода в сутки наибольшего водопотребления Qmax.сут к средне суточному расходу Qcр.сут называют коэффициентом суточной неравномерности водопотребления:
Ксут.=Qmax.сут, / Qcр.сут
Величина Kсут зависит от степени благоустройства зданий. С увеличением степени благоустройства коэффициент суточной неравномерности водопотребления уменьшается.
На промышленных предприятиях коэффициент суточной неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления принимают равным единицы, т.е. считают, что водопотребление равномерное на протяжении года. Неравномерность потребления технической воды зависит от принятой технологии, количества продукции, которая производится, а для некоторых производств — от времени года. Последнее относится прежде всего к производствам, которые тратят воду на охлаждение.
Коэффициент суточной неравномерности потребления производственной воды устанавливают технологи соответствующих производств.
Основными видами потребления воды являются:
хозяйственно-питьевое водопотребление жителей населенных пунктов; водопотребление промышленных предприятий;
водопотребление, связанное с благоустройством территорий (поливка улиц, зеленых насаждений и пр.);
использование воды для пожаротушения; с
обственные нужды системы водоснабжения и для животноводческого сектора.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Для районов застройки зданиями с водопользованием из водоразборных колонок удельное среднесуточное (за год) водопотребление на одного жителя следует принимать 30...50 л/сут.
Удельное водопотребление включает расходы воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды в общественных зданиях, за исключением расходов воды для домов отдыха, санаторно-туристических комплексов и оздоровительных лагерей в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения и качества воды, степени благоустройства, этажности застройки и местных условий.
Расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. п. (парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовление различных фабрикатов, промывка продукции и пр.).
Расход воды для пожаротушения.
Кроме того, вода расходуется на собственные нужды водопровода (промывка фильтров, водоприемных устройств, сети и др.).
Требования, предъявляемые к качеству воды, различны в зависимости от характера ее использования. Так, к воде, идущей на удовлетворение питьевых нужд населения, в первую очередь предъявляют требования санитарно-гигиенического порядка. Вода должна быть безвредной для здоровья, не содержать болезнетворных бактерий, быть прозрачной, не иметь запаха и дурных привкусов.