Открытая регулирующая сеть
Открытая регулирующая сеть используется для осушения на улучшенном сенокосе на подтапливаемых естественных водотоком пойм земли, когда ср. месячные уровни 50%-ой обеспеченности опускаются не более 0,75-1,0 м от поверхности земли.
Проектирование в плане ведется по следующих осн. требованиям: *каналы следует располагать, параллельно друг другу с учетом границ землепользования и полей севооборотов; *длина каналов д.б. от 700 до 1500 м, меньшая длина допускается при осушении окраин массива; *сопряжение каналов рег. сети с проводящими каналами ведется под прямым или близким к нему углом; *каналы необходимо располагать перпендикулярно направлению потока поверхностных вод (поперечная схема). При уклонах местности менее 0,005 возможно и вдоль уклона местности (продольная схема); *при осушении пойм каналы располагают в направлении потока паводковых вод; *выборочную рег. сеть (тальвеговые каналы) необходимо проектировать по наиболее низким местам поверхности и минерального дна болота; *расстояние В (Е) между открытыми собирателями при осушении лугопастбищных земель составляет 100-200м, расстояние Е может определятся по официальным методикам и по опытным данным по объектам-аналогам. *закрытые и открытые собиратели следует устраивать только по поперечной схеме. Параметры поперечных сечений каналов принимают конструктивно с учетом действующих ТНПА.
Проектирование в вертикальной плоскости: Минимальную глубину принимают минеральных грунтах – 1,0 м; в торфяных – 1,2 м (после осадки торфа). Увеличение глубины > 1,5 м необходимо обосновать.
Уклоны дна каналов принимают не менее 0,0003, на мало уклонном рельефе 0,0002. И не более: 0,0005-для песчаных; 0,003-суглинистых; 0,005-глинистых грунтов. Принятые уклоны должны обеспечивать неразмывающие скорости при пропуске расчетных расходов. При размывающих скоростях предусматривают крепление русла или сооружения для уменьшения уклона канала (перепады, быстротоки).
При впадении в гидравлически не рассчитываемые каналы (с расходом воды до 0,5 м3/с) дно рег. каналов д.б. выше на 10 см; а в гидравлически рассчитываемые каналы (с расходом воды более 0,5 м3/с) дно рег. каналов располагают ниже уровня меженных вод в них не более чем на 10 см.
Материальный дренаж.
Материальный закрытый дренаж допускается проектировать только после интенсивного осушения открытыми каналами в течение 4-5 лет назначая при этом защитные мероприятия в зависимости от остаточного содержания закисного железа. Срок службы и надёжность материальной закрытой сети зависят от вида и качества используемых материалов и от технологии и качества строительства. Материальная сеть отличается тем что дренажная полость в грунте создаются с помощью труб (керамич. или пластмас). Полость в грунте можно устроить кроме перечисленных материалов досками, жердями, различных скальных крупнообломочных материалов. Вода из почвогрунтов может удаляться не только по полостям но и по более мелким фильтрационным ходам по песчано-гравийной смеси, скруткам хвороста, шлаковым засыпкам. По названию материала устанавливается название регулирующей сети. Сеть из пористых материалов называется фильтрационной, а если она состоит из труб и пористого материала-полостно-фильтрационной. Нематериальная регулирующая сеть - кротовая и щелевая. Для строительства материального закрытого дренажа в отдельных случаях используют каменную наброску (при наличии камней), бетонные и асбестоцементные трубы. В опытном порядке в траншею также засыпают гранулированный подсушенный торф. Глубина заложения материальных дрен в минеральных грунтах составляет 1-1,3 м. Если дрены закладывают с искусственным уклоном, то глубина их в истоке не должна быть менее 0,7-0,9 м. Трубы изготовляют с внутренним диаметром 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 250 мм длиной 333 мм, а трубы диаметром более 100 мм - длиной 500 мм. Зазоры между трубами не должны превышать 1 - 2 мм. При укладке граненых труб производительность труда и качество работ ниже, чем при укладке цилиндрических. Осушительные дрены устраивают из труб диаметром 50-75 мм, коллекторы - из труб больших диаметров. При содержании закисного железа более 14 мг/л необходимо предусматривать первичное осушение открытыми каналами в сочетании с кротовым дренажем (там, где это возможно).
Вертикальный дренаж
Вертикальный дренаж, как способ осушения, в определенных условиях, позволяет экономично использовать водные ресурсы, наиболее точно управлять водным режимом с/х полей, на основе автоматизации процессов регулирования УГВ и динамике почвенных влагозапасов на с/х полях.
Использование вертикального дренажа предпочтительно на осушительных системах при стабильном притоке ГВ с прилегающей территории или при притоке этих вод с нижележащих водоносных пластов.
Широкое применение находят осушительные-оросительные системы вертикального дренажа и на землях атмосферного питания, которые используют под улучшенные сенокосы, овощные культуры при значительном дефиците почвенных влагозапасов и при невозможности за счет предупредительного исследования элементов осушительных систем для поддержания УГВ на необходимой глубине. Кроме того с помощью линейной системы вертикального дренажа можно оградить территорию от избыточного притока фильтрационных вод со стороны рек, водоемов, а так же для снижения напора подземных вод.
Вообще основным фактором указывающим на возможность применения вертикального дренажа в гумидной зоне, в зоне неустойчивого движения яв-ся: - геоморфологическое положение в сочетании с рельефом поверхности с/х полей; - гидрогеологическое строение осушительной территории; - фильтрационные свойства водовмещающих отложений; гидравлическая связь ГВ с нижележащими водоносными слоями; - тип водного питания земель и качественные хар-ки подземных вод. Вертикальный дренаж применяется, когда торфяники, зоторфованые пески легкие супеси подстилаются слоем отложений мощностью более 15 метров.
Глубина скважин вертикального дренажа обычно не превышает 20-50 метров, диаметр 30-50 см.
18. Организация поверхностного стока и повышение эффективности действия регулирующей сети
При проектировании осушительной сети необходимо предусматривать следующие мероприятия:
— защиту мелиорируемых земель от поверхностных и грунтовых вод, поступающих с прилегающих водосборов (оградительная сеть, выполняемая в соответствии с требованиями 5.18.2 – 5.19.1);
— устройство искусственных ложбин, колонок-поглотителей и колодцев-поглотителей для отвода поверхностных вод из замкнутых понижений;
— планировку поверхности мелиорируемых земель;
— глубокое рыхление почв среднего и тяжелого механического состава;
— ликвидацию западин и понижений;
— устройство водоемов-копаней для аккумуляции поверхностного и дренажного стоков, проектируемых в соответствии с требованиями 5.21.2 – 5.22.11;
— разравнивание вынутого из каналов грунта слоем не более 0,10 м с устройством в откосах воронок для сброса поверхностных вод.
Выбор мероприятий по организации поверхностного стока при наличии нескольких вариантов следует производить на основании технико-экономических расчетов с обязательным учетом максимального сохранения гумусового слоя.
Мероприятия по организации поверхностного стока следует разрабатывать на почвах любой водопроницаемости. При значительном количестве разрабатываемых мероприятий их следует отражать на отдельном плане масштаба 1:2000, на котором показываются естественные водотоки, водоразделы и площади бассейнов, а также запроектированные сооружения и мероприятия.
19. Планировка мелиорируемых земель
Планировка мелиорируемых земель подразделяется на строительную, послеосадочную и эксплуатационную. Строительная и послеосадочная планировки выполняются в период строительства мелиоративной системы. Эксплуатационная планировка выполняется в процессе сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель, по мере необходимости.
Планировка мелиорируемых земель должна предусматривать следующие мероприятия:
— засыпку старых ликвидируемых каналов, карьеров, ям, староречий, сети предварительного осушения;
— засыпку мелких понижений и частичную засыпку крупных понижений при их раскрытии и уполаживании откосов за счет местного, а также привозного грунта;
— уничтожение валов выкорчеванной древесной и кустарниковой растительности;
— разравнивание кавальеров (толщиной слоя не более 0,10 м), неиспользуемых насыпей, буртов грунта;
— срезку крутых переходов от старопахотных земель к вновь осваиваемым;
— выборочную и площадную бульдозерную планировку на участках с развитым микрорельефом, раскорчеванных площадях, участках с наличием западин глубиной до 25 см и шириной более 20 м, которые не могут быть ликвидированы длиннобазовым планировщиком;
— выравнивание поверхности и отделочную планировку длиннобазовым планировщиком.
Глубокое рыхление почв тяжелого механического состава
При проектировании закрытых осушительных систем для улучшения водно-физических свойств почв, увеличения интенсивности притока воды к дренам, повышения водоаккумулирующей способности слабопроницаемых почв необходимо, в зависимости от природных условий, предусматривать глубокое рыхление почв.
Глубокое рыхление следует применять на фоне закрытого дренажа на суглинистых и глинистых почвах с коэффициентом фильтрации подпахотных горизонтов менее 0,2 м/сут, при отсутствии в зоне рыхления камней размером более 20 см.
Глубокое рыхление, как разовое мероприятие в период строительства осушительной системы, следует предусматривать:
— на минеральных почвах легкого состава — при наличии сцементированных гидроокисью железа или карбонатами линзообразных горизонтов небольшой мощности;
— на торфяных почвах мощностью до 0,5 м — при наличии слоя оглеения на контакте торфа с минеральным грунтом.
Глубокое рыхление почв следует предусматривать под прямым или близким к прямому (не менее 75°) углом по отношению к регулирующей закрытой сети.
Максимально допустимая глубина рыхления должна быть на 0,3 м меньше минимальной глубины дрен. Глубокое рыхление следует выполнять на выровненных (спланированных) и обработанных почвах.
Кротование слабопроницаемых почв
Кротование применяется на связных минеральных почвах в кротоустойчивых грунтах.
Кротовины прокладываются в период оптимальной влажности почвы (от 21 % до 27 %), когда глинистые почвы находятся в пластичном состоянии.
Кротование слабопроницаемых почв необходимо применять при отсутствии внутрипочвенных камней. Глубину кротовин следует принимать до 1,2 м, но не ближе 0,3 м от верха дрен.
диаметр кротовин — от 5 до 8 см.
Кротование допускается применять при осушении болот без погребенной древесины при степени разложения торфа не менее 45 % и мощности пласта торфа более 0,8 м.
Показатель устойчивости кротовых дрен r в минеральных грунтах определяется в период изысканий из соотношения
20.Устройство искусственных ложбин и колодцев-поглотителей
Для отвода поверхностных вод из замкнутых понижений при осушении земель с западинным рельефом устраиваются искусственные ложбины. При проектировании искусственных ложбин должны соблюдаться следующие требования:
1. глубина ложбин должна быть от 0,2 до 0,6 м; при западинном рельефе глубину ложбин на водоразделительном участке небольшой протяженности допускается увеличивать до 0,8 м;
2.длина ложбин при безуклонном рельефе должна быть не более 400 м;
3. уклон ложбин следует принимать не менее 0,001;
4.гумусовый слой должен быть сохранен или восстановлен;
5.коэффициент заложения откосов m засеваемых ложбин, используемых под пашню, должен приниматься равным 10, под сенокосы и пастбища — 5, ширина ложбин по дну — от 0 до 10 м, для незасеваемых ложбин — на землях не сельскохозяйственного использования — 3 м;
6.вдоль бровок ложбин должны быть предусмотрены защитные дрены;
7.гидравлический расчет ложбин следует выполнять при расчетном расходе воды более 0,05 м3/с и уклоне дна более 0,005.
Сброс воды из ложбин должен предусматриваться в открытую сеть, водоемы-копани, закрытые коллекторы.
Сопряжение ложбины с открытой сетью или водоемом-копанью предусматривается по типу воронки. Сопряжение ложбины с закрытым коллектором должно предусматриваться через колодец-поглотитель.
Колодцы-поглотители следует применять для отвода поверхностных вод из замкнутых понижений. Гидравлические расчеты колодцев-поглотителей необходимо производить на расчетные расходы обеспеченностью 10 % весеннего и летне-осеннего паводков.
Для беспрепятственного притока воды к колодцу-поглотителю вокруг него в радиусе
от 1,5 до 2,0 м следует проектировать замкнутое понижение, заглубленное от 0,2 до 0,3 м ниже поверхности земли. При этом уклон поверхности водосбора понижения должен быть не менее 0,001.
Колодцы-поглотители рекомендуется размещать по границам полей севооборотов, у дорог, у опор линий электропередачи, по опушкам леса, на территории несельскохозяйственных угодий и т. п.
Ликвидация небольших по площади и глубине замкнутых понижений
Ликвидация замкнутых понижений глубиной до 0,15 м и площадью до 0,03 га производится в процессе планировки мелиорированных земель длиннобазовым планировщиком. При большей площади должна предусматриваться их засыпка местным или привозным грунтом в процессе бульдозерной планировки или отвод воды из понижения закрытым собирателем с пунктирной или сплошной фильтрующей засыпкой траншей или устройством в траншеях колонок-поглотителей.
Отвод воды из понижений глубиной более 0,15 м должен производиться путем их засыпки местным или привозным грунтом в процессе выполнения площадной бульдозерной и кулисной планировки мелиорируемых земель, при помощи поглощающих устройств и ложбин стока, а также за счет строительства водоемов-копаней природоохранного назначения.
Выбор способа ликвидации застоя воды в понижениях глубиной более 0,15 м производится в зависимости от топографических условий, технических характеристик строительной техники и технико-экономических показателей. При этом отдается предпочтение засыпке понижений, так как этот способ является более долговечным и не препятствует применению сельскохозяйственной техники.
Засыпка понижений должна производиться:
— грунтом, образовавшимся при устройстве ложбин стока, проходящих через седловины при раскрытии понижений;
— привозным грунтом или за счет перемещений грунта из резко выраженных возвышений местности, при условии затруднения раскрытия понижений и плоском рельефе местности.
При разработке мероприятий по отводу поверхностных вод из понижений следует учитывать, что при выкорчевке древесной и кустарниковой растительности глубина понижений увеличивается на 0,20 м.
Для сброса воды, накапливающейся за кавальерами или полевыми дорогами, на каналах должны устраиваться закрытые и открытые воронки. Закрытые воронки-водовыпуски должны устраиваться у переездных и подпорных сооружений для отвода воды из придорожной полосы.
