Как быстро впитывает грунт воду

Тест на Водопоглощение Грунта. Как Правильно Сделать?

Важным условием для устройства фильтрационных полей на Вашем участке — является Тест на Водопоглощение Грунта. Как простейшие септики из бетонных колец, так и более современные пластиковые многокамерные септики-отстойники, требуют устройства полей фильтрации. Качество очистки в таких двух — трёхкамерных септиках отстойниках, составляет не более 60%. Остальная очистка происходит в грунте, на полях фильтрации. Перед тем, как монтировать поля фильтрации для Ваших очистных сооружений, необходимо провести простейший тест на водопоглощение. Данный тест на водопоглощение позволит вам узнать впитывающие свойства грунтов, и даст возможность правильно сделать поля фильтрации для вашего септика.

Тест на водопоглощение — как он влияет на устройство полей фильтрации?

Тест на водопоглощение необходим для определения типа грунта и объёма водопоглощения в месте устройства поля фильтрации. Если у вас на участке сплошная глина, то впитывающая способность такого грунта ничтожно мала. И если поле фильтрации делать в глине, то вместо фильтрации, у вас получится накопительная зловонная ёмкость под землёй, так как глина. практически не пропускает воду. Смешанные грунты обладают способностью фильтровать воду. Поэтому, если у вас песчаные грунты, суглинки и т.д., тест на водопоглощение поможет вам определить какого объёма фильтрационное поле вам необходимо. Тест на водопоглощение, также, поможет определить уровень грунтовых вод (УГВ) на вашем участке, что также очень важно для планирования места под поле фильтрации.

Последовательность действий для проведения Теста на Водопоглощение Грунта:

Тест на водопоглощение как сделать

1. Для начала, необходимо пробурить грунт или выкопать яму на глубину промерзания грунта — на 1,5 метра. Фильтрационное поле желательно делать ниже глубины промерзания грунта для корректной работы зимой. Вынимая грунт, вы определите тип грунта в этом месте.
2. Если во время устройства ямы появляется вода, необходимо определить какого типа вода появляется, и откуда поступает в яму: сверху, сбоку, снизу, или отовсюду. Вода может иметь разное происхождение: это может быть и высокий УГВ, или верховодка,
3. Если вы докопались до глины, дальше копать нет смысла — нижний уровень фильтрационного поля будет по верхнему уровню глины. Заглублять дальше не стоит — глина не пропускает воду, поэтому фильтрационное поле необходимо сделать выше глины — по верхней кромке глины.
4. Далее заливаем воду в получившуюся канаву, фиксируя сколько воды вы туда залили, а также, время за которое этот объём воды впитывается в грунт. Необходимо дожидаться, пока вода в яме не впитается в грунт, либо установится на том уровне, который, возможно, был на момент устройства ямы. Заливать яму водой полностью необходимо 5-6 раз, чтобы получить более точные данные по водопоглощению. Не забывайте считать объём заливаемой воды и время поглощения.
5. Если у вас в яме постоянно фиксируется некий уровень воды в процессе теста, тест не останавливаем, а фиксируем этот уровень воды. И если этот уровень воды остался через несколько часов после последней заливки воды в яму — этот уровень воды будет низом фильтрационного поля. Глубже фильтрационное поле нет смысла закапывать, там будет стоять вода, не впитываясь в грунт.
6. Если у вас после теста вода в яме полностью впитывалась в грунт, то низом фильтрационного поля будет низ ямы. Останется только рассчитать необходимый объём фильтрационного поля, исходя из ваших объёмов водопотребления.
7. По итогу теста на водопоглощение грунта считаете: сколько воды вылили, за какое время она впиталась в грунт, а также, необходимо знать площадь стенок и дна ямы. Сопоставляете все расчёты с средним суточным водопотреблением вашей семьи. Рассчитываете необходимую площадь водопоглощения для фильтрационного поля на основании этих данных. Расчётную площадь желательно увеличить в 2 раза, с учётом запаса. На основании полученных данных из Теста на Водопоглощение Грунта, приступаете к устройству фильтрационного поля.

Источник

Как быстро впитывает грунт воду

Почвенная влага.
Процесс инфильтрации (впитывания)
Когда идёт дождь, или поле орошают искусственно, вода впитывается в землю. Этот процесс называется инфильтрацией.
Скорость инфильтрации грунта зависит от постоянных факторов, таких как текстура почвы. Но она, кроме того, определяется факторами, значение которых может меняться, как, например, содержание влаги в почве и т.д. Рассмотрим основные факторы, влияющие на скорости инфильтрации воды в почву.
Инфильтрация воды в песок происходит быстрее, чем инфильтрация в глину. Про песок можно сказать, что его скорость инфильтрации выше.
Скорость инфильтрации грунта — это быстрота, с которой он способен впитывать воду. Обычно она измеряется толщиной (в мм) слоя воды, который грунт впитывает за час.
Скорость инфильтрации в 15 мм/час означает, что потребуется час времени, чтобы грунт впитал с поверхности слой воды в 15 мм.
Уровень впитывания воды почвой, или насколько быстро вода просачивается в почву, влияет на выбор интенсивности орошения или, другими словами, на количество воды, выливаемое в единицу времени на определенную почву.
Грубая почва впитывает воду быстрее, чем, например глина. Поэтому мы должны избежать главной проблемы, выливание воды быстрее и больше, чем почва может ее впитать. Иначе в результате перелива мы получим эрозию (разрушение) верхних слоев почвы и образование луж, что скажется на здоровье растений.
Холмистые площади, площади со значительными перепадами высот представляют некоторую проблему при проектировании системы автоматического полива. Приходится учитывать количество осадков оросителей и соотносить его с уровнем впитываемости почвы. С увеличением угла наклона уменьшается значение впитываемоести, а уровень перерасхода воды растет.
Ниже приведена таблица «Максимальное количество осадков для склонов», где отображены значения максимального количества осадков в зависимости от типа почвы и от процентного значения уклона.

Также учитывайте, что с увеличением угла наклона поверхности орошения, изменяется профиль орошения. Радиусы полива меняются.

На практике для того, чтобы компенсировать уменьшение радиуса полива, связанного с наклоном площади орошения, уменьшают расстояние между соседними по склону спринклерами на 1 % на каждое 1% увеличение наклона вплоть до 10 % (высота склона (м) / 100м * 100%). Раз, выбрав расстояние между спринклерами, его выдерживают по всему склону. Из рисунка видно, что в сторону подъема радиус полива уменьшается настолько же, насколько он увеличивается в сторону спуска. При этом образуется две проблемных области. Это область на самом верху склона и на самом его низу. В самом вверху расстояние между спринклерами надо выбрать равное реальному радиусу орошения, в то время как на основании склона расстояние надо брать увеличенным. Увеличенное расстояние у подножия слона стоит брать, для того чтобы избежать переувлажнения за границей склона.
Вдобавок время работы спринклеров на вершине холма должно быть большим, чем время работы спринклеров у основания склона. И еще один нюанс нижние спринклеры должны располагаться не в самом низу склона или у его основания, а чуть выше по склону.
Учитывая вышесказанное. Проектировщик системы полива должен определить: какую схему полива и какой режим ему выбрать при проектировании. Будут ли это дождевальные оросители (роторы, распылители) или же это будут капельницы и капельный шланг (эмиттеры) и будет ли это обильный разовый полив (см/неделю) или же частый, но кратковременный полив для того, чтобы избежать эрозии почвы (мм/день).

Уровень содержания влаги в почве характеризует количество воды, наличествующей в грунте.
Обычно эта величина выражается как количество воды (толщина слоя в мм) на метр глубины почвы. Например: когда в метре почвы присутствует количество воды (толщина слоя в мм) в 150 мм, уровень содержания влаги в почве — 150 мм/м.

Уровень содержания влаги также можно выразить в процентах от общего объёма. Например, в 1м3 почвы (т.е. с глубиной в 1 м и площадью поверхности 1 м2) содержится 0,150 м3 воды (слой толщиной в 0,150 м и площадью поверхности 1 м2). Что равняется следующему процентному содержанию влаги:

Таким образом, содержание влаги, равное 100 мм/м, соответствует 10-процентному содержанию влаги в почве .
От того сколько воды содержится в почве зависит нормальный рост растения. В ирригации принято считать, что существуют три состояния почвы, связанные с содержанием в ней воды. Рассмотрим их:
а) Предел насыщения
Когда идёт дождь или производят орошение, почвенные поры заполняются водой. Если водой наполнены все поры, про такую почву говорят, что она водонасыщенная. В этой почве совсем не остаётся воздуха.
Растениям необходимо, чтобы в почве присутствовали и вода, и воздух. При водонасыщении отсутствие воздуха может стать губительным для растения. Большинство культур не могут выдержать состояние водонасыщенной почвы более 2-5 дней.
б) Полевая влагоемкость
По окончании дренажа — сброса гравитационной воды, крупные почвенные поры заполнены как воздухом, так и водой, в то время как маленькие поры (капилляры) заполнены полностью водой. На этом этапе про почву говорят, что она достигла полевой влагоёмкости. В состоянии полевой влагоёмкости почва содержит такое количество воды и воздуха, которое считается оптимальным для роста растения.
в) Влажность необратимого завядания
Мало-помалу вода, скопившаяся в почве, всасывается корнями растений или испаряется с верхнего почвенного слоя в атмосферу. Если воду почву не добавлять, почва постепенно иссушается.
Чем суше становится почва, чем крепче удерживается оставшаяся вода на частицах почвы, и тем сложнее корням добывать её.

Источник

Просачивание воды в почву

Впитывание, или инфильтрация, — процесс проникно­вения влаги в почву. Передвижение ее от слоя к слою в условиях различной степени насыщения водой нижерасположенных горизон­тов почво-грунтов относится к процессу просачивания. Процесс этот сложный и состоит из нескольких стадий.

Чаще выделяют две ста­дии: впитывания и фильтрации.Вода атмосферных осадков, попа­дая на сухую почву, в начальный момент подвергается действию сорбционных и капиллярных сил и интенсивно поглощается поверх­ностью почвенных частиц. Постепенно поры малого сечения запол­няются и движение воды в стадии впитывания осуществляется в виде пленочного и капиллярного перемещения. При полном насы­щении всех пор движение воды в стадии фильтрации происходит под преобладающим действием силы тяжести и характеризуется за­коном ламинарного движения. В почво-грунтах всегда имеются крупные пустоты, трещины, ходы корневой системы расте­ний, по которым вода с поверхности почвы в форме капельно-струйчатого (турбулентного) движения может проникать на ту или иную глубину. Этот процесс называют инфлюацией. Соотношение между всеми формами движения меняется в широких пределах в зависимости от влажности почво-грунтов, их механического со­става, культурной обработки, наличия воздушных пробок и т. п.

Количественные характеристиками впитывания, или инфиль­трации:

— интенсивность впитывания — количество воды в миллиметрах слоя, поглощенной почвой в единицу времени (мм/мин).

— суммарная величинавпитывания — слой воды, поглощенной почвой за некоторый промежуток времени, выражается в мм.

Интенсивность впитывания зависит не только от водных свойств почво-грунтов, но в значительной степени определяется и их влаж­ностью. Если почва сухая, она обладает большой инфильтрационной способностью и в первый период времени после начала дождя интенсивность впитывания близка к интенсивности дождя. С уве­личением влажности почво-грунтов интенсивность инфильтрации по­степенно уменьшается и при достижении полной влагоемкости в ста­дии фильтрации становится постоянной, равной коэффициенту фильтрации данного почво-грунта.

Впитывание воды происходит и в мерзлую почву во время снеготаяния, но такое состояние почвы существенно замедляет процесс инфильтрации и фильтрации. При этом интенсивность процесса за­висит от начальной влажности перед замерзанием.

Передвижение воды в водоносных слоях со свободной поверхностью.

Формула Дарси

В природе существуют два вида движения воды:

1. Ламинарное свойственно движению воды в мелкозернистых породах. Скорости движения в них невелики и из­меряются метрами или даже сантиметрами в сутки.

2. Турбулентное –вкруп­нообломочных и трещиноватых породах, где скорости движения воды значительно больше.

В обоих случаях движение воды в водоносных слоях со свободной поверхностью совершается под влиянием гидростатического напора от мест с более высоким уровнем к местам с более низким уровнем.

В естественных условиях вода передвигается по направлению к выходам источников, к от­крытым водоемам, если уровень в последних стоит ниже, чем уро­вень воды в водоносном пласте, и, наоборот, может уходить из во­доемов в грунт при обратном соотношении уровней. Движение воды в водоносном пласте может быть вызвано искусственно откачкой воды из колодца, искусственным дренажем.

Наиболее изучен закон движения воды в мелкозернистых поро­дах — в песках с мелкими, преимущественно капиллярными порами (Рис. 6). Движение воды в случае фильтрации подчиняется закону Дарси, выражаемому формулой

где Q — количество воды в м 3 /с, протекающей в единицу времени через данное поперечное сечение породы площадью Fм 2 ; К — неко­торая величина, называемая коэффициентом водопроводимости или коэффициентом фильтрации; h — напор; l — длина пути фильтрационного потока в метрах.

Рис. 6. Разрез участка подземного потока.

Величина напора определяется по разности уровней в двух се­чениях потока, т. е. h = H₁ — H₂, где H₁ и H₂ — высота уровней в точках АиВ. Под влиянием напора вода из сечения АА₁перемещается в направлении сечения BB₁.

Отношение i есть паде­ние напора на единицу длины пути фильтрации, т. е. напорный градиент, или гидравлический уклон, и обозначается

i =h/l.

Разделив обе части равенства на площадь F, получим

где v =Q/F.

Величина vносит название скорости фильтрации.

Скорость фильтрации не является действительной скоростью движения воды в порах породы, она представляет фиктивную (приведенную) ско­рость движения воды. Площадь поперечного сечения потока Fвформуле принята равной площади поперечного сечения по­роды, тогда как в действительности вода передвигается в породе только по порам и площадь сечения потока равна общей площади пор. Чтобы получить действительную скорость движения вод в по­рах грунта и, надо расход воды Q разделить на площадь, занятую порами, т. е.

где р — коэффициент пористости.

Действительная скорость движения воды боль­ше скорости фильтрации (u>v),так как коэф­фициент пористости меньше единицы.

Коэффициент фильтрации численно равен ско­рости фильтрации при i = l и может быть выра­жен в см/с, м/сут и т. п. (Табл. 1).

Коэффициент фильтрации может быть опре­делен путем лабораторного анализа в специаль­ных приборах, загруженных испытуемым грунтом, а также на основании механического анализа грунта с последующим применением эмпиричес­ких формул расчета.

Ориентировочные значения коэффициента фильтрации рыхлых горных пород

Порода	Коэффициент фильтрации, м/сут	Порода	Коэффициент фильтрации, м/сут
Глина Суглинок легкий Супесь Лёсс	0,001 0,05—0,10 0,10—0,50 0,25—0,50	Песок мелкозернистый Песок крупнозернистый Гравий Галечник	1—5 20—50 20—150 100—500

Установлено, что коэффициент фильтрации зернистых грунтов зависит от величины пористости, действующей величины зерен грунта и вязкости фильтрующейся воды, которая в свою очередь за­висит от температуры воды. Все эти величины в явном или скрытом виде входят в предложенные эмпирические формулы расчета коэф­фициента фильтрации.

Источники

На склонах долин, оврагов, по склонам гор, в пониженных ме­стах котловин весьма часто наблюдаются выходы водоносных пла­стов на поверхность земли. Если водоносный пласт обнажен до уровня циркулирующих в нем вод, то в месте пересечения зеркала подземных вод с поверхностью земли подземные воды выходят на поверхность.

Различают:

— пластовые выходы —равномерное увлажнение склона на относительно большом расстоянии вдоль пересечения его с водоносным пластом;

— источники (родники) — сосредоточенные выходы подземных вод в виде отдельных струй или потоков.

По характеру выхода и условиям питания источники подразделяются на:

— нисходящие —свободный сток воды из водоносных горизонтов (обыч­но грунтовой и межпластовой) со свободной поверхностью;

— восходящие — выходы напорных вод.

В карстовых областях формируются довольно мощные источ­ники с расходом воды в отдельных случаях до нескольких кубиче­ских метров в секунду. По способу выхода на поверхность источ­ники карстовых областей очень разнообразны.

— переливные —выходы грунтовых вод из водоносного горизонта, залегающего на вогнутой поверхности водоупора (рис. 7). Режим этих источников неустойчив; с па­дением уровня дебит источника быстро уменьшается и наоборот. К данному типу относится известный источник Воклюз во Франции. По названию этого источника подобные переливные источники полу­чили наименование воклюзских.

— перемежающиеся или сифонные —характерно наличие резервуара — пещеры, в которой накапливается вода, и от­водного канала в форме сифона. Источник действует только тогда, когда вода в резервуаре достигает уровня верхнего колена сифона.

Рис. 7. Переливной (а) и сифонный (б) источники.

Восходящие источники характерны для областей со сложной тектоникой. Часто они приурочены к зонам тектонических разрывов. В этом случае вода по трещинам с некоторой глубины под гидро­статическим давлением, давлением пара или газа поднимается на поверхность. Восходящие источники обладают обычно большим де­битом и иногда высокой температурой.

Источники, выбрасывающие воду под действием давления паров воды, имеющих на некоторой глубине температуру выше 100°С, на­зываются гейзерами. Гейзеры действуют периодически.

Источник