Содержание к диссертации
Стр.
Введение 5
1« Исследование свойств новых нетканых защитно-
фильтрующих материалов 12
1*1« Предварительные исследования по выбору новых
нетканых ЗФМ ' 15
Деформации и фильтрационные свойства новых нетканых ЗФМ 23
Исследование, водоприемной способности и фильтрационных сопротивлений дрен.с новыми фильтрами из нетканых материалов 32
ІЛ, Исследование механической кольматации новых "' " нетканых ЗФМ при укладке дрен в различенные .
грунты 39
ВЫВОДЫ по главе *..... 47
2. Исследование поровой структуры и защитных
свойств дренажных фильтров из тканых и не
тканых материалов ^9
2.1. Распределение площади пор по диаметру для
стеклотканей и стеклохолстов, используемых
в качестве ЗФМ 50
Теоретические и экспериментальные исследования размеров и распределения пор в дренажных фильтрах из стеклотканей в несколько слоев. . 58
Методика подбора тканых и нетканых ЗФМ при использовании их в трубчатых дренажах с . фильтрующей обсыпкой .
ВЫВОДЫ по главе . . . . . . 91
Стр.
Исследование свойств неотсортированных морских
ракушечных песков и золошлаковых отходов ГРЭС
с целью использования их в качестве обсыпок
дренажа 92
Определение гранулометрического состава мор
ских ракушечных песков и золошлаковых отходов
ГРЭС 93
Исследование фильтрационных свойств обсыпок
из морских ракушечных песков и золошлаковых .
отходов ГРЭС „ 99
Исследование суффозионности морских ракушечных песков и золошлаковых отходов ГРЭС . 108
Исследование механической кольматации нетканых
волокнистых фильтров, работающих в контакте с
морскими ракушечными.песками и золошлаковыми.
отходами ГРЭС I23
ВЫВОДЫ по главе 135
Исследование водоприемной способности горизонтального трубчатого дренажа с учетом экранирования грунтом обратной засыпки траншеи . « 137
Методика и результаты исследования притока к подрусловой дрене на интеграторе ЭГДА . . 139
Определение влияния площади контакта дрены с грунтом ненарушенной структуры и ширины траншеи на приток к дрене без фильтрующей обсыпки 143
Исследование влияния фильтрационных свойств и размеров обсыпки на приток к дрене . . 148
ВЫВОДЫ по главе 154
Стр.
Опытно-производственные исследования и -экономическая эффективность дренажных систем с-новыми неткаными волокнистыми фильтрами и фильтрующими обсыпками из местных материалов 157
Производство и опытное внедрение, новых.защит
ных фильтров из нетканых материалов 157
Определение фильтрационных свойств грунтов
обратной, засыпки дренажных траншей на участ
ках орошения Крымской области *7*
Экономическая эффективность применения новых *88
дренажных-фильтров и обсыпок из-местных мате
риалов в трубчатых дренажах мелиоративных
систем "Н&
ВЫВОДЫ по главе Выводы и рекомендации
Литература
Приложение
Введение к работе
Актуальность. В решениях ХХУІ съезда КПСС, Продовольственной программе СССР предусмотрено дальнейшее развитие мелиорации земель, возрастающая ее роль в составе агропромышленного комплекса, в надежном обеспечении страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем, а также поставлена задача "..добиться всестороннего повышения эффективности использования орошаемых и осушаемых земель и сокращения сроков достижения на этих землях проектной урожайности" [ 57 /. Требуется также повысить технический уровень и качество водохозяйственного строительства. На Всесоюзном экономическом совещании по проблемам агропромышленного комплекса, проходившем в марте 1984г., было отмечено, что большое внимание должно быть уделено использованию орошаемых и осушаемых земель [ 70 У.
В ходе выполнения Продовольственной программы планируется довести площади орошаемых земель в 1990г. до 23...25 млн.га и осушенных земель до 18...19 млн.га. Обеспечить валовой сбор зерна с орошаемых земель в 1990г. 20...22 млн.тонн, производство кормов на мелиорированных землях - 80...82 млн. кормовых единиц. По Украинской ССР - ввести в эксплуатацию за десятилетие не менее I млн.га орошаемых земель и осушить 1,3 млн.га переувлажненных земель.
Составной частью мелиорации земель является устройство различных типов дренажа, в основном, горизонтального трубчатого. Эффективность работы дренажа во многом зависит от правильно выбранной конструкции фильтра, надежности защиты дрен от заиления. Последнее обеспечивается применением защитно-фильтрующих материалов /ЗФМ/.
— б -
В последние годы уже нашли широкое применение и у нас в стране и за рубежом волокнистые ЗФМ из искусственных минеральных и полимерных волокон, имеющие целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными песчано-гравийными фильтрами. Вместе с тем эти материалы остаются еще довольно дефицитными, и одна из проблем - создание и исследование новых рулонных ЗФМ, расширение ассортимента материалов, которые бы могли использоваться в качестве ЗФМ, То же относится и к обсыпкам горизонтального трубчатого дренажа. Научная разработка этих вопросов имеет большое значение для повышения эффективности работы горизонтального трубчатого дренажа, необходимой для высокопроизводительного использования мелиорируемых земель.
Цель и задачи исследований. Цель данной диссертационной работы - исследование новых нетканых ЗФМ и обсыпок горизонтального трубчатого дренажа, разработка рекомендаций по их применению на мелиоративных системах и в других областях водохозяйственного строительства.
В задачи исследований входило: исследование деформации, фильтрационной способности новых защитных фильтров из нетканых материалов и механической кольматации этих фильтров при укладке дренажа в разжиженные грунты; определение водоприемной способности дрен, защищенных новыми фильтрами из нетканых материалов; исследование защитных свойств фильтров из нетканых материалов; разработка методики подбора тканых и нетканых ЗФМ при использовании их в трубчатых дренажах^с фильтрующей обсыпкой; определение грансостава и исследование суффозионности морских ракушечных песков и золошлаковых отходов ГРЭС; исследование фильтрационных свойств обсыпок из морских ракушечных песков и золошлако-
вых отходов ГРЭС и механической кольматации нетканых волокнистых фильтров, работающих в контакте с ними; исследование водоприемной способности горизонтального трубчатого дренажа с учетом экранирующего эффекта обратных засыпок дренажных траншей в тяжелых и лессовидных грунтах; проверка работы дренажа с новыми неткаными ЗФМ в натурных условиях на опытно-производственных и производственных участках; определение экономической эффективности применения новых ЗФМ и обсыпок дренажа в мелиоративном строительстве.
Методика исследований. Работа выполнена с использованием следующих методов:
анализ и обобщение достижений по применению волокнистых ЗФМ из минеральных и полимерных волокон и фильтрующих обсыпок из неотсортированных местных материалов в мелиоративном строительстве, а также данных, свидетельствующих об экранирующем эффекте обратных засыпок дренажных траншей в тяжелых и лессовидных грунтах;
физическое моделирование при выполнении лабораторных и полевых опытов, при исследовании фильтрационных, физико-механических свойств, отруктурных параметров, механической кольматации и водоприемной способности дренажа с неткаными и ткаными ЗФМ и новыми обсыпками;
математическое моделирование при определении водоприемной способности горизонтального трубчатого дренажа с учетом экранирующего эффекта;
теоретические исследования защитных свойств фильтров из тканых материалов при использовании их в трубчатых дренажах с фильтрующей обсыпкой и при дренировании несвязных грунтов;
- полевые исследования на опытно-производственных участках дренажа в колхозе "Завет Ленина" Джанкойского р-на, Крымской области, в колхозе им.Кирова Жидачевского р-на, Львовской области, на участке реконструируемой осушительной системы в совхозе Авангард" Броварского р-на, Киевской области с целью определения эффективности работы дренажа с новыми неткаными ЗФМ и проверки результатов, полученных автором; также полевые исследования с целью определения состояния и характера работы дрен из витых ПБХ труб были проведены на участках орошения Крымской области в совхозе "Феодосийский" и колхозе "Октябрь" Советского р-на, в колхозах "Украина" Кировского р-на и "Россия" Джанкойского р-на.
Научная новизна. Изучены нетканые иглопробивные и клееные полотна, ранее не применяемые на Украине в качестве защитных 'фильтров мелиоративного дренажа. На один из видов фильтрующих материалов, рассмотренных в ходе предварительных исследований, получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства. На основании обобщения экспериментальных исследований и натурного изучения автором даны практические рекомендации по основным вопросам, связанным с применением в дренажах мелиоративных систем нетканых иглопробивных и клееных полотен в качестве защитных фильтров, а также ряда морских ракушечных песков и золошлаковых отходов ГРЭС, не используемых ранее для обсыпок дренажа. На основании обобщения экспериментальных и теоретических исследований защитных свойств фильтров из тканых материалов предложена методика подбора этих материалов при использовании их в трубчатых дренажах с фильтрующей обсыпкой. Получены зависимости, учитывающие влияние площади контакта дрены с грунтом ненарушенной структуры, ширины траншеи на приток к дрене без фильтрующей обсыпки и влияние параметров обсыпки на
- 9 -приток к дрене при определении водоприемной способности горизонтального трубчатого дренажа с учетом экранирующего эффекта обратной засыпки дренажных траншей в тяяселых и лессовидных грунтах.
Практическая ценность и реализация работы. Диссертационная работа была включена и входила в общесоюзную программу 0,85.01 "Разработать научно-технические основы и комплекс мероприятий по улучшению использования и охраны водных ресурсов страны, задание Д 4.3 "Разрабо-тать индустриальные конструкции дренажей для защиты территорий от подтопления" /постановление Госплана СССР и ГКНТ от б ноября 1981г. № 211/425/ и в общесоюзную целевую программу 0.Ц.03І "Раз-витие прогрессивных технологий и индустриальных методов строительства на основе создания и широкого применения эффективных строительных материалов, изделий и конструкций, машин, оборудования и инструмента, обеспечивающих снижение при их применении в строительстве трудоемкости на 25% и материалоемкости на 10%\' задание СД 5а2 "Разработать проект инструкции по проектированию инженерной защиты территорий от затопления и подтопления", а также выполнялась по двум хоздоговорных темам.
Основные положения диссертации были использованы при составлении технических условий ТУ 17 УССР 3650-83 "Полотно клееное нетканое технического назначения" и вошли в проект общесоюзного отраслевого стандарта "Фильтры дренажные из искусственных волокнистых материалов", разработанного Институтом гидромеханики АН УССР и другими организациями по заданию Минводхоза СССР.
В 1980...1982г.г. строительным организациям Минводхоза УССР Ирпенским комбинатом "Прогресс", Киевской области поставлено 259 тыс.м иглопробивного нетканого полотна, который был использован в качестве защитного фильтра при строительстве горизонтального
~ 10 -трубчатого дренажа. Трестом "Киевводстрой" Минводхоза УССР в 1983г. с неткаными клееными холстами уложено 285 км дренажа. Трестом "Дунайводстрой" Минводхоза УССР в 1983г. построено 33 км горизонтального дренажа с фильтрующей обсыпкой из морского ракушечного песка.
Основные положения, выносимые на защиту. Для рассмотрения на Ученом совете выносится: I/ разработанные новые дренажные нетканые защитно-фильтрующие материалы - иглопробивное и клееное полотно из отходов текстильного производства; 2/ обоснование применения новых видов дренажных обсыпок в тяжелых и лессовидных грунтах - морских ракушечных песков и золошлаковых отходов ГРЭС; 3/ методика подбора тканых и нетканых ЗФМ при использовании их в трубчатых дренажах с фильтрующей обсыпкой; 4/ зависимости влияния конструктивных особенностей дре-ны на приток к ней с учетом экранирующего эффекта обратной засыпки дренажных траншей в тяжелых и лессовидных грунтах; 5/ результаты опытно-производственной и производственной проверки и внедрения дренажа с новыми неткаными ЗФМ на орошаемых и осушаемых массивах Украинской ССР.
Апробация работы. Основные результаты исследований изложены в II научных статьях и тезисах докладов. Материалы диссертационной работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании "Полимерные материалы и научно-технический прогресс в мелиорации и водном хозяйстве", г.Елгава, 1980г., на Республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы водохозяйственного строительства", г.Ровно, 1980г., на заседании секции осушения ВАСХНИЛ "Осушение и окультуривание минеральных земель гумидной зоны, г.Таллин, 1983г., на научно-технической конференции "Мелиоративным и водохозяйственным объектам
- II -
Продовольственной программы - надежное научное обоснование", г.Киев, 1983г», на конференции молодых ученых ВНИИГиМ и ВНИПИ экономики "Исследования молодых ученых для выполнения Продовольственной программы", г.Москва, 1983г., на совместном заседании секции осушения земель Отделения гидротехники и мелиорации ВАСХНИЛ и Проблемного Совета по осушению, осушительным системам и проблемам мелиорации земель Нечерноземной зоны, г.Сарны, 1984г.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав основного текста, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Всего 215 страниц машинописного текста, включающих 70 рисунков и 46 таблиц. Список литературы вклю-чает 115 наименований.
