Методи і способи осушування земель залежно від типів водного живлення.
Методи, способи і режими осушення.
Метод осушення базується на основному принципу дії на несприятливий водний режим надмірно зволожених земель з метою їх перетворення в оптимальний для всестороннього сільськогосподарського використання. Він визначає спрямованість меліоративних заходів.
Спосіб осушення містить конструктивно-технологічний набір прийомів збору і відведення поверхневих і підземних вод із надмірно зволожених земель. Іноді це проводиться за допомогою поєднання технічних (інженерних) засобів і агротехнічних заходів. Перелік основних методів і способів осушення земель представлені в таблиці 1.7.
Режим осушення забезпечує меліоративними заходами сприятливий для рослин повітряно - вологісний стан грунту, що характеризується оптимальною аерацією і вологістю, нормою осушення, критичною глибиною залягання ґрунтових вод, допустимою тривалістю затоплення земель.
Оптимальна аерація грунту визначається вільною різницею між пористістю і вологістю. Вони складає 20-40% пористості грунту, тобто 20-40%) пор шару грунту повинні бути вільні від вологи і заповнені повітрям (менші значення для трав, великі для коренеплодів). При вмісті повітря в грунті менше 15-20% газообмін відбувається повільніше, через нестачу кисню замість розкладання органічних речовин відбувається їх бродіння, зростає кислотність ґрунту, починається її обглеювання, що веде до зниження урожаїв.
Оптимальна вологість ґрунту змінюється в межах від 55 до 85%. Великі значення (75-85%) відповідають вологолюбним культурам (трава), менші (55-77%о) - овочевим і технічним, проміжні (65-75%) - зерновим.
При регулярному осушуванні вологість ґрунту не варто доводити до рівня зав'ядання (в'янення), її потрібно підтримувати в активному шарі в межах, що необхідні для потреб культур і в залежності від типу ґрунтів. Середні норми осушення наведені в таблиці 1.8.
Критична глибина залягання ґрунтових вод визначає такий їх рівень, при якому не відбувається засолення грунтів. Вона є більша, ніж норма осушення. Наприклад, для Барабінськой низовини в Західному Сибіру критична глибина складає, м: 0,9 - на півночі, 1,3 - в центрі і 1,7 - на південному сході.
Допустима тривалість затоплення весняними повенями лугів без збитку для урожаю трав залежить від їх вигляду і представлена в таблиці 9
Затоплення озимини зернових та інших культур не допускається, Влітку при випаданні атмосферних опадів на полях не повинні утворюватись калюжі і поверхневий стік.
Методи і способи осушування земель залежно від типів водного живлення.
| Природне | Метод | Спосіб осушування | ||||||
| призначення | осушування | |||||||
| земель | ||||||||
| Плоскі рівнини | Атмосферне | Пристрій відкритих каналів (збирачів | ||||||
| малими ухиламиі | живлення | штучних улоговин, закритих збирачів, | ||||||
| западинами | Прискорення | планування поверхні, агромеліораційні | ||||||
| глини | поверхневого | заходи (вибіркове борознування і | ||||||
| суглинки | стоку | гребневание поверхні, узкозагонная оранка | ||||||
| глибоким | Підвищення | уздовж схилу). | ||||||
| (більше 3-5м) | инфильтра- | Кротовий і щілинний дренаж, | ||||||
| заляганням | ционной | агромеліораційні заходи (глибоке | ||||||
| ґрунтових вод, | здатності | спушення, глибока оранка, спушення | ||||||
| Верхові болота | грунтів | підорного горизонту, кротование, глибоке мульчування, вапнування грунту, обробка химмелиорантами, піскування торфов, заходи щодо зменшення глибини промерзання і прискорення відтавання грунту) | ||||||
| Піски, | Ґрунтове | Пристрій каналів (осушувачів), закритий | ||||||
| супіски, | живлення | матеріальний дренаж (систематичний або | ||||||
| рідко суглинки 3 | Пониження | вибірковий), вертикальний, кротовий і | ||||||
| неглибоким (0- | рівнів | щілинний дренаж, поглиблення природних | ||||||
| 1,5м) заляганням | ґрунтових вод | дрен (річки, струмки), кольматаж поверхні | ||||||
| рівнів ґрунтових | « | |||||||
| вод | ||||||||
| Перехопленн | Пристрій спритних каналів і дрен, | |||||||
| я потоку | береговий і вертикальний дренаж | |||||||
| ґрунтових | ||||||||
| вод | ||||||||
| ґрунтових | ґрунтових вод (боротьба з втратами | |||||||
| вод | у каналах і ін.), біологічний дренах 1 | |||||||
| Нижні | Грунтово- | Глибокий горизонтальний (відкритий і | ||||||
| схилів. | напірне | закритий) і вертикальний дренвАй | ||||||
| притерасні | живлення | розвантажувальні скважин: | ||||||
| частини | Пониження | горизонтального дренажу. | ||||||
| предглинтовіе | ||||||||
| низовини | Пристрій водозаборів підземних вЯ | |||||||
| низовинні | заходи щодо обмеження питащм | |||||||
| болота; рівні | То ж, за | напірного водоносного горизонту | ||||||
| напірних | межами | |||||||
| перевищують | об'єкту | |||||||
| рівні | ||||||||
| болотяних вод | ||||||||
| Схильне | ||||||||
| живлення | ||||||||
| Пристрій нагірних каналів | ||||||||
| Нижні | Перехопленя | перехоплюючих дрен, захисних гребель! | ||||||
| схилів | схилу | |||||||
| слабопроникникливих | стоку | |||||||
Таблиця 1.7.
| глини | зеншення | заходів на схилі |
| суглинки розвинена | притоки поверхневі вод ззовні | ставків, лиманів, лісонасадженні оранка зябу і оранка упоперек суглинкових грунти. повьіпк-пг агротехніки і інтенсивності використання земель, |
| Намивне | ||
| живлення | ||
| Сучасні | Прискорення | Регулювання рік-водоприймач |
| заплави | руслового | (випрямлення, поглиблення |
| озер | стоку | розчищення русла). |
| приморські | Захист від | Обвалування річок, озер; пристро |
| тривалим | затоплення | нагорно-ловчих каналів |
| затопленням весною влітку | Регуліроване стоку за | Пристрій водосховищ на річці і | притоках, перекидання частини сто басейн іншої річки, перехоплення: |
| межами | річки (озера) каналом з скиданням |
Таблиця 1.8
Середні норми осушення грунту під різні культури, см
| Культура | Норма осушення | |
| У | за весь період | |
| Зернові: | 70-90 70- | |
| - | 0-80 | |
| ярини | 70-80 | |
| коноплі | 70-85 | 85-105 |
| картопля | 85-100 | 90-100 |
| цукровий і кормовий | ||
| буряк | ||
| і соняшник, | 70-80 | 80-100 |
| кукурудза на силос | ||
| Трави: | 60-75 70- | |
| на сіно - | 0-60 | |
| на випас- | 65-70 |
Таблиця 1.9.
Терміни затоплення лугів з різними травами
| Трава | Термін затоплення, сув |
| Овсянница червона, люцерна синя | 5-10 |
| Мятлик луговий, мишачий горошок | 12-15 |
| Польовиця біла, кострец грый | 15-25 |
Схеми захисних дренажів.
На захищених від підтоплення територіях в залежності від топографічних і геологічних умов, характеру забудови умов руху підземних вод зі сторони водо розділу і берегу приймають наступні основні схеми захисних дренажів: однолінійну, дволінійну, багатолінійну, кільцеву і комбіновану.
Однолінійна схема дренажуявляє собою одиночну протяжну дрену, яка розміщена вздовж однієї з меж захищеної території. В залежності від місця розміщення цієї дрени за відношенням до межі захищеної території її називають береговою або головною. Берегова дрена розміщується у нижній межі захищеної території вздовж берегу ( рис.1.19, а, б,г) і призначається для затримки ґрунтових вод як зі сторони берегу, так і зі сторони водо розділу. Головна дрена розміщується вздовж верхньої межі захищеної території (рис.1.19, в) і її основне призначення- перехват грунтових вод, які поступають зі сторони водорозділу. В окремих випадках ця дрена може приймати фільтраційні води зі сторони берегу. Яка із дрен має переваги в кожному випадку установлює фільтраційний розрахунок.
При установці однолінійної схеми дренажу переважно передбачають заходи, які виключають негативний вплив обхідної фільтрації на ефективність роботи дрена. Це досягається або продовженням кінцевих дільниць дрени ( відрізки a і d на рис.1.19, г), або установкою відсічних дрен ( відрізки в і с на рис.1.19, г).
Планове розміщення і протяжність кінцевих дільниць і відсічних дрен встановлюється розрахунком.
Дволінійна схема дренажу( рис.1.20 ) включає дві лінійні дрени, одна з яких розміщується вздовж берегу, а друга – вздовж верхньої межі захищеної території. За характером роботи перша з них виконує роль берегової дрени, а друга – роль головної дрени. Необхідність установки двох лінійних дрен виникає переважно при великій ширині захищеної території і значному підпорі ґрунтових вод зі сторони берегу, коли одна лінійна дрена не може забезпечити необхідного пониження депресійної кривої ( норму осушення ).
Рис. 1.19. Однолінійні схеми захисного дренажу
а, б, г – берегова дрена; в – головна дрена; 1 – усік води; 2 – територія, що захищається; 3 – захисна дамба; 4 – дренаж; 5 – насосна станція; 6 – водо зберігач.
Планове розміщення двох лінійних дрен вибирають на основі порівняння можливих варіантів. При наявності дамб обвалювання слід враховувати також дренуючий вплив придамбового дренажу. Однак, в більшості випадків розумно берегову дрену розміщувати так, щоб вона одночасно виконувала роль придамбового дренажу.
Рис. 1.20. Дволінійна схема захисного дренажу: 1 – усік води; 2 – територія, що захищається; 3 – головна дрена; 4 - берегова дрена; 5 – насосна станція; 6 – водо зберігач.
Рис. 1.21. Багатолінійна схема захисного дренажу: 1 – усік води; 2 – територія, що захищається; 3 – дрена; 4 - насосна станція; 5 – дамба обвалування; 6 – водо зберігач.
Багатолінійна схема дренажу (рис.1.21) в основному використовується при великій потужності фільтруючої товщі в умовах наявності інфільтраційного живлення по всій площі, коли стає неможливим створити захист території від підтоплення двома лінійними дренами. В багатолінійній схемі дренажу, яку називають також «систематичним дренажем», дрени розміщують приблизно рівномірно по всій дренуючій території з врахуванням: рельєфу, геологічної будови, характеру забудови площадки. На міських забудованих територіях такий дренаж розміщують в основному вздовж вулиці під’їздів. В систематичному дренажі сітка складається із дрен-осушувачів і дренажного колектору ( рис. 1.22 ).
Рис. 1.22. Систематичний горизонтальний дренаж: а – план; б – розріз А-Б; 1 – не понижений рівень грунтових вод; 2 - понижений рівень грунтових вод; 3 – дрени – осушувачі; 4 – водонапір; 5 - дренажний колектор; 6 – оглядовий колодязь.
Кільцева схема дренажузастосовується для захисту від підтоплення окремих будівель і невеликих площадок. В залежності від гідрологічних умов площадки і необхідного пониження рівня підземних вод дренаж виконується або у вигляді повного кільця ( рис.1.23, а ), або у вигляді півкільця П- або Г-подібної форми ( рис.1.23, б ). Викид дренажних вод здійснюється само витоком при невеликому заглибленні або насосною станцією у випадку значної глибини дренажу.
Рис. 1.23. Кільцеві схеми дренажу: а – кільцева дрена; б – пів кільцева дрена; 1 – площадка, що захищається; 2 – дрена; 3 – насосна станція; 4 – усік води; 5 – водо зберігач.
Комбінована схема дренажу включає поряд з лінійним дренажем, який забезпечує загальне пониження рівня підземних вод на захищеній території, локальні дренажні системи, які забезпечують необхідне місцеве пониження рівня, у вигляді кільцевого дренажу у значно заглибленої будівлі ( рис. 1.24, а ) або природних понижень у вигляді русла або тальвегу (рис.1.24, б).
Рис. 1.24. Комбінована схема захисного дренажу: 1 – дрена; 2 – насосна станція; 3 –– дамба обвалування; 4 – водо зберігач; 5 – природна дрена.