Розрахунок горизонтальних збірних дренажних трубопроводів меліоративних систем при наявності похилу рівня ґрунтових вод

Abstract

Розглянута система з двох диференційних рівнянь за допомогою яких опису-ють рух рідини в дренажній трубі зі змінною витратою, а також умови входу в неї рідини з навколишнього ґрунту через бічні стінки в режимі фільтрації. Вона складається з рівняння гідравліки змінної маси і модифікованого рівняння фільтрації. Даний трубопровід прокладений горизонтально при наявності похилу поверхні рівня ґрунтових вод (РГВ). Показано, що в даному випадку, без суттєвої похибки другим членом в першому рівнянні можна знехтувати. Шляхом введення нових змінних вихідна система зводиться до безрозмірного вигляду. Представлено розв’язок даної системи рівнянь. Показано, що в даному випадку розв’язок вихідної системи рівнянь залежить від величини трьох основних факторів: коефіцієнта опору збірного дренажного трубопроводу «ζl»; узагальненого параметра «A», який комплексно враховує конструктивні і фільтраційні характеристики розглядуваного потоку; похилу рівня ґрунтових вод «І». При аналізі використано поняття нескінченно довгого горизонтального дренажного трубопроводу, який працює при наявності похилу РГВ, або, що теж саме, трубопроводу з нескінченною фільтраційною спроможністю стінок бічної поверхні. Відмічається, що такий трубопровід буде мати максимальну пропускну спроможність в порівнянні з таким же трубопроводом обмеженої довжини. На основі проведеного аналізу отримано відносно прості і зручні у використанні аналітичні залежності для розрахунку характеру зміни витрати і перепаду напорів за довжиною даного дренажного трубопроводу. Для спрощення розрахунків запропоновано відповідні допоміжні графічні залежності. Підтверджено, що величина геометричного похилу РГВ, поряд з коефіцієнтом опору і узагальненим параметром, суттєво впливає на розрахункові параметри таких труб.