Потери воды в необлицованных каналах

В течение первой стадии происходит промачивание грунта под каналом. Фильтрационный поток, сплошь заполняя потери поры грунта, образует тело насыщения - область, заклю­ченную между поверхностью канала и фронтом движения зоны промачивания (рис. 26,3, а). Эта стадия фильтрации длится до тех пор, пока фронт движения зоны промачивания 1 не сомкнется с существующим уровнем грунтовых вод 2 или поверхностью водоупора, и обычно скоротечна (сутки или недели после заполнения канала).

После достижения поверхности грунтовых вод наступает вторая фаза фильтрации (с подпором) (рис. 26.3, б), в течение ко­торой происходит растекание грунтовых вод от канала.

В каналах периодического действия отмечается еще третья ста­дия, когда после осушения канала образовавшийся под ним бугор фильтрационных вод растекается в стороны по поверхности грунто­вых вод.
Фильтрация из канала в, первой стадии - процесс резко неустановившийся. Расчет характеристик фильтрационного потока при различный свойствах грунтов основания излагается в специальных курсах.
В случае залегания под каналом однородного грунта время его промачивания на глубину у от дна определяется по формуле

       (26.11)

 где  - недостаток насыщения (в долях единицы); k - коэффици­ент фильтрации; H - полная высота капиллярного поднятия воды в грунте.

Обычно через несколько дней или недель после наполнения ка­нала фронт движения зоны промачивания достигает уровня грун­товых вод. К этому времени граница растекания тела насыщения занимает положение, показанное пунктирной линией на рис. 26.3, а. Общий объем потерь воды в этой фазе, несмотря на ее кратковременность, может быть весьма значителен и равен объему тела на­сыщения (на 1 м канала):

              (26.12)

 где К - коэффициент, зависящий от отношения В/h и заложения откоса т и определяемый по графику (рис. 26.4).

Во всех постоянно действующих ка­налах наиболее продолжительна вторая стадия фильтрации (с подпором). Она имеет главное значение при оценке потерь. При расчете второй стадии фильтрации можно пользоваться общеизвестными методами.

Следует помнить, что на практике геологические условия каналов часто сложны и не соответствуют предпо­сылкам теоретических решений. В та­ких случаях гидрогеологические усло­вия схематизируются или используют­ся для расчета эмпирические формулы.

В частности, для расчета потерь воды в оросительных каналах применяют формулы А. Н. Костякова, в которых потери воды на 1 км канала даются в % от протекающего в нем расхода во­ды Q: для каналов в легкопроницаемых грунтах ; в средeнепроницаемых грунтах ; в тяжелых малапроницаемых грунтах .
Данные опыта эксплуатации показывают, что средние потери на 1 км длины канала в % от расхода воды в нем при среднепроницаемых

 Рис. 26.4. График    функции К=1(В1к,   т)   для   расчета
свободной (без подпора) фильтрации воды   из   кана­лов

грунтах колеблются от 0,2-0,5% для крупных каналов (Q = 20-100 м³/с) до 3-4% для мелких (Q= 1-50 м³/с).

Величина фильтрации из канала не остается постоянной во вре­мени: вследствие миграции частиц грунта в фильтрующей cреде - грунте, вымывания и отложения взвешенных наносов и растворен­ных солей расход фильтрации с течением времени уменьшается иногда в несколько раз. Так, потери воды на Каракумском канале с 0,41 м³/с на 1 км канала снизились на седьмой год работы канала до 0,2 м³/с, т. е. почти вдвое.