Вопрос 2

2.1. При регулировании поверхностных вод действие сети направлено на ускорение поверхностного стока и перераспределения почвенной влаги по профилю почвы. При регулировании почвенно-грунтовых вод она должна принимать почвенную влагу из состояния почвенной влажности, превращать ее в состояние водного тока (т.е. понижение грунтовых вод на требуемую норму осушения).

Регулирующая сеть осуществляет отвод как, поверхностных, так и грунтовых вод в зависимости от гранулометрического состава и вида почв.

На тяжелых минеральных почвах – отвод по поверхности или по пахотному слою.

На легких почвах и торфах – отвод грунтовых вод.

Параметры регулирующей сети принимаются в зависимости от типа водного питания и почвенных условий. Открытую сеть каналов применяют при всех типах водного питания. Она состоит из каналов, а в некоторых условиях из ложбин стока. Каналы регулирующей сети устраивают с помощью каналокопателей, а ложбины – ложбиноделателями.

В систему закрытой регулирующей сети входят закрытые дрены или закрытые собиратели, водопоглотительные колодцы и др. устройства. Регулирующая сеть подразделяется на систематическую и выборочную.

Систематическая рс – состоит из регулирующих устройств, располагаемых на расчетном состоянии друг от друга по всей осушаемой площади.

Выборочная рс – устраивается для регулирования водного режима только в микропонижениях.

По отношению к направлениям движения избыточных поверхностных или грунтовых вод рег. Сеть бывает поперечной или продольной.

2.2. Регулирующая осушительная сеть может быть открытой или закрытой.

Осушение открытыми каналами получило распространение при атмосферном и грунтовом типах водного питания, т.е. для ускорения отвода поверхностных вод. Открытая регул сеть применяется для:

1. осушения естественных сенокосов, лугов,

2. в исключительных случаях для осушения территории под пашню и пастбище,

3.для осушения низинных болот при уклонах поверхности менее 0,001 при осушении лесов и болот для добычи торфа.

При устройстве регулирующей сети по отводу поверхностных вод в зависимости от объекта осушения необходимо предусматривать следующие мероприятия:

1. поля размещают в направлении наибольшего уклона местности (но не более 0,005);

2. ликвидация замкнутых понижений с обязательным восстановлением пахотного горизонта;

3.планировка поверхности участка;

4. строительство колодцев поглотителей.

При проектировании регулирующей сети на плане местности необходимо:

- установить длину каналов регулирующей сети при уклонах местности менее 0,0005 до 700 м, при уклонах более 0,0005 – до 1500м;

- соблюдать параллельность каналов регулирующей сети, и их сопряженность с проводящими каналами проводить под углом, близким к 90⁰.

Основными достоинствами осушения земель открытыми каналами являются простота их устройства и невысокие капитальные затраты на их строительство, а также универсальность применения этого способа.

Однако открытые каналы значительно уменьшают полезную площадь, занятую под каналы (свыше 10 %), служат рассадниками сорняков и их часто приходится очищать; густая сеть каналов делит поля на небольшие участки и затрудняет передвижение механизмов и машин по площади. Возникает потребность в строительстве большого количества мостов и др. сооружений.

В проектах осушения болот строительная глубина каналов и дрен должна приниматься с учетом осадки и сработки торфа. Для предварительных подсчетов величина осадки принимается (в % от глубины канала или дрены):

1. для плотного торфа – 10-15%;

2. для торфа средней плотности -15-20%;

3. для рыхлого торфа – 25-40%.

Слой сработки торфяника за весь срок службы приниматься 0,3 м.

При проектировании осушительных систем предварительное осушение временными открытыми каналами предусматривается в следующих случаях:

- при увлажнении территории, затрудняющей выполнение культуртехнических работ, предшествующих строительству осушительной сети;

-при близком залегании УГВ, без понижения которых невозможна качественная укладка закрытой сети;

- при наличии обводненных впадин.

Вопрос 3.

Метод ускорения внутреннего стока принимается во всех случаях, когда верхние слои почвы на осушаемой территории на глубину не менее 0,8 -1,0 м достаточно водопроницаемы (имеют коэффициент фильтрации не менее 0,8м/сут) и когда избыточное увлажнение обусловлено или атмосферными осадками, или напорными грунтовыми водами, поступающими в верхние почвенные горизонты из более глубоких слоев.

Принцип действия осушительных каналов основан на том, что они отводят избыточную гравитационную воду просачиванием (фильтрацией) через почву и одновременно поверхностные воды стоком по поверхности.

Почвенно-грунтовые воды поступают в каналы по всему смоченному периметру (откосам и дну) в силу гидростатического давления.

Скорость просачивания воды в почве зависит от водопроницаемости почвы, расстояний между каналами и их глубины. Частицы грунтовой воды, расположенные ближе к каналу быстрее поступают в нее, чем частицы воды, находящиеся дальше. Поэтому, почва вблизи канала суше, чем на площади между каналами. Расстояние между каналами прямо пропорционально их глубине. Глубина канала также прямо пропорциональна норме осушения.

Открытые каналы располагают параллельно друг другу, по возможности прямолинейно. Длина меняется от 500 до 1500 м. Глубина – от 0,8 –до 1,5 м.

Горизонт воды в регулирующем открытом канале должен быть ниже бровки канала на 0,4 – 0,6 м.

Уклоны открытых осушителей делают небольшими. Скорость в них должна быть не менее 0,,2 м/с, а уклоны лежать в пределах 0,003 – 0,0005. Если местность не имеет таких уклонов, то при строительстве заглубляют искусственно дно канала.

Расположение осушительных каналов на местности зависит от почвенных и топографических условий, а также от последующего использования осушаемых земель (пашня, сенокосы, пастбища, садово-огородные культуры и др.).

Регулирующими элементами ОС при осушении пашни на легких минеральных почвах, развитых на водопроницаемой материнской породе, являются открытые каналы –осушители; их располагают под острым углом к направлению горизонтальной поверхности, т.е поперек уклона поверхности. При таком расположении осушителей каждый метр их длины осушает большую площадь, чем при расположении каналов вдоль уклона поверхности, и следовательно осушители могут располагаться реже.

На минеральных почвах, развитых на легких суглинках и супесях коэффициент фильтрации пахотного слоя выше, чем подпахотного.

Расстояние между осушителями при осушении пашни на таких почвах определяют по формуле И.М. Кривоносова:

, где К1 – коэффициент фильтрации подпахотного слоя, м/сут;

К2 – коэффициент фильтрации пахотного слоя, м/сут;

М – величина углубления осушителей в подпахотный слой, м

H расстояние от подошвы пахотного слоя до расчетного положения УГВ, м;

Р – слой осадков, подлежащий отводу осушительной сетью, м/сут.

Расстояния L между осушителями по заданному снижению УГВ в осушаемом слое при близком залегании водоупора определяют по формуле Х.А. Писарькова:

, где К – коэффициент фильтрации, м/сут

h1и h2 – начальный и конечный уровень грунтовой воды соответственно, м

Т - заданное время понижения УГВ, сут;

- водоотдача в процентах объема;

- коэффициент учитывающий испарение и пополнение за счет атмосферных осадков; приблизительно равно 0,5

Е –среднесуточная величина суммарного испарения за время Т, м/сут

Р – среднесуточная интенсивность атмосферных осадков за время Т, м/сут.

Следует обратить внимание, что чем больше водопроницаемость, тем больше водоотдача.

Расстояние между открытыми каналами, рассчитанными на отвод гравитационных вод, в общем случае можно определить по формуле Роте при условии, что дно осушителей лежит практически на водопроницаемом слое, а глубина воды в осушителе по сравнению с напором грунтовых вод настолько мала, что ею можно пренебречь:

, где L - расстояние между каналами, м;

Т - глубина каналов, м;

z- требуемая норма осушения, м;

К – коэффициент фильтрации водопроницаемого слоя, м/сут;

Р – слой осадков, подлежащей отводу осушительной сетью, м/сут

Болота используемые под пашню и искусственные пастбища, следует осушать закрытым дренажем, а открытую сеть можно применять только временно. Потому, что в большинстве случаев расстояние между открытыми осушителями не превышает 60 м, а это затрудняет механизацию с/х процесса.

При использовании же болот под искусственные луга осушение открытой сетью вполне целесообразно, т.к. в этом случае не требуется поперечная обработка полей и расстояние м/у осушителями можно довести до 80 – 100 м.

Также как и на минеральных почвах, открытые осушители на торфяных болотах располагают поперек уклона поверхности. Только при уклоне менее 0,0005 целесообразно располагать осушители вдоль него.

Длина открытых осушителей на болотах не должна превышать 600 – 800 м и только при особо благоприятных условиях она может быть увеличена до 1000 - 1200 м.

Осушаемые болота, как правило располагаются в долинах рек, ручьев или в обширных понижениях. В этих случаях по самым низким точкам понижения прокладывают магистральный канал, а параллельно ему осушители, которые впадают в транспортирующие собиратели, прокладываемые перпендикулярно магистральному каналу на расстоянии 600 – 800 м друг от друга. По периферии осушаемого болота обычно устраивается система нагорных каналов.

При осушении узких заболоченных площадей, расположенных между повышенными элементами рельефа, применяют тальвеговые каналы глубиной 1,2 – 1,5 м. Их располагают по пониженным элементам рельефа. Тальвеговые каналы должны иметь достаточную пропускную способность, изгибы их в плане должны быть не менее 120 градусов.

Система открытых каналов для понижения уровня грунтовых вод и одновременного удаления поверхностных вод применяется тогда, когда полученные данные по приведенным выше формулам равны 100-200 м.

При меньшем расстоянии открытыми регулирующими каналами следует пользоваться в комплексе с агромелиоративными приемами.

Вопрос 4.

Осушение глубокими каналами. Этот способ рассчитан на отрыв капиллярной каймы от торфяной залежи. Система глубоких редких каналов применяется при осушении торфяников мощностью 2,0 – 3,0 м, подстилаемых хорошо фильтруемыми почвогрунтами. Каналы располагают поперек потока грунтовых вод и заглубляют в водопроницаемый грунт на 50-70 см и более. При этом осушенные торфяные почвы целесообразно использовать под пастбища и сенокосы.

При осушении глубокими редкими каналами создаются неравномерность водного режима на осушаемой территории, возможность переосушения почв и низкая устойчивость канала. Кроме того, на таких системах начинается активная ветровая эрозия.

Вопрос 5. Осушение открытыми каналами методом ускорения стока по поверхности земли и пахотному слою.

При осушении этим методом требуется быстро сбросить избыточные воды с поверхности осушаемого участка, не допуская просачивания их даже в верхний слой почвы. Осушение эти методом возможно только в короткий ранневесенний период по мерзлому пахотному слою, а также во время сильного переувлажнения почвы, когда пахотный слой насыщен до полной влагоемкости и избыточные воды стекают по поверхности. Поэтому рассматриваемый метод применим только для осушения естественных лугов, на минеральных землях.

При осушении естественных лугов методом регулирования поверхностного стока регулирующими элементами осушительной сети могут быть открытые каналы, называющиеся в этом случае собирателями.

Для быстрого перехвата стекающей по поверхности воды собиратели располагают поперек естественного уклона поверхности (под острым углом к горизонталям), но не менее 0,0005.

Длина собирателей при осушении естественных углов принимается в пределах 800 -1200 м, глубина 0,7 – 0,8 м, ширина по дну 0,25 – 0,30 м, заложение откосов 1:1.

Осушение эти методом проводится на тяжелых минеральных избыточно увлажненных почвах.

Вопрос 6. Осушение почв методом ограждения от притока вод со стороны.

Этот метод применяется в тех случаях, когда избыточные воды поступают на осушаемую территорию извне по поверхности или по выклинивающимся водоносным слоям. В большинстве случаев приток вод со стороны является лишь одной из причин избыточного увлажнения почвы. Поэтому и мероприятия по ограждению осушаемой территории от притока воды обычно являются дополнительными к системе мероприятий, направленных на отвод избыточных вод, поступающих от атмосферных осадков. Как самостоятельный метод осушения он применяется только на легких почвах с достаточно выраженным рельефом, когда воды атмосферных осадков полностью поглощаются почвой и переувлажнение обусловлено только притекающими водами со стороны.

Поверхностные воды обычно перехватываются системой открытых нагорных каналов, а грунтовые воды – или открытыми ловчими каналами, или системой закрытых головных дрен.

Нагорные каналы устраивают в тех случаях, когда непосредственно к границам осушаемого участка сверху по уклону прилегает более или менее обширная территория. Нагорные каналы располагают вдоль границ осушаемого участка сплошь или прерывисто.

Сплошные нагорные каналы устраивают на ровных нерасчлененных склонах; если же склон перерезан местными понижениями и тальвегами, удобнее устраивать прерывистые нагорные каналы.

Нагорные каналы обычно имеют значительный внешний водосбор и в то же время подвергаются опасности заиления. В связи с этим нагорные каналы обычно имеют большие поперечные размеры: глубину – от1 до 1,5 м, ширину по дну – 0,3-0,4 м, заложение откосов в глинах и суглинках – 1:1 – 1:1,5 и в супесях – 1:1,5 – 1:1,75.

Для облегчения поступления воды в нагорные каналы вынимаемый грунт складывают на низовую сторону.

При ограждении от притока грунтовых вод могут встретится два случая.

1. – водоносный пласт, питающий осушаемый участок, имеет ограниченную мощность и на глубине 2,5 -3,0 м подстилается водонепроницаемыми грунтами. Здесь ограждение участка от притока грунтовых вод решается прокладкой одного ловчего канала, дно которого врезается в водонепроницаемый слой, и таким образом поток грунтовых вод полностью перехватывается.

2. – большая мощность водоносного слоя –в этом случае необходимо устройство нескольких ловчих каналов, которые не достигают водопроницаемого слоя.

Лекция. 5. Осушение закрытой регулирующей сетью.

Вопрос 1. Сведения о закрытом дренаже;

1. конструкции закрытых дренажей.

Вопрос 2.Параметры дренажа.

Вопрос 3. выбор вида дренажа и его размещение.

Вопрос 4. осушение тяжелых минеральных почв закрытыми собирателями.

Вопрос 5. агромелиоративные на осушаемых территориях.

Вопрос 1.

Термин «дренаж» произошел от английского слова «осушать» и трактуется как сбор и отвод избыточных почвенно-грунтовых вод за пределы осушаемой территории с помощью системы искусственных водостоков –дрен.

Закрытый дренаж является наиболее эффективным способом осушения при интенсивном с/х использовании земель.

Закрытый дренаж закладывают на такую глубину, которая обеспечивает понижение уровня грунтовых вод на требуемую норму осушения и создает благоприятный водный режим в активном слое почвы.

Дренажную сеть устраивают при осушении болот и минеральных земель с грунтовым, грунтово-напорным, намывным и смешанным типом питания при коэффициенте фильтрации почвогрунтов более 0,01 м/сут.

Для строительства закрытых дрен наибольшее распространение получили гончарные (керамические) трубы. Их изготавливают из глины, а затем обжигают. Эти трубы являются наиболее надежными, а дренаж, устроенный с их использованием долговечен и функционирует 50-70 и более лет.

Дренажные трубы, которые закладываются на некоторую глубину в водоносный горизонт, являются осушителями. Вода через стыки и щели проникают в трубы и отводится с осушаемого участка, поступая из труб-осушителей в коллекторы и магистральный канал, сбрасывает избыточную воду в водоприемник. Система, состоящая из названных элементов, называется дренажной.

Закрытые горизонтальные дрены проектируют с уклонами не менее 0,002 – 0,003, закрытые коллекторы – не менее 0,001 – 0,002, открытые каналы – не менее 0,0003.

На равнинных площадях, устраивается систематический дренаж. При устройстве дренажа на отдельных небольших площадках, расположенных в понижениях и местах выхода грунтовых вод – выборочный дренаж.

1.1. Конструкции закрытых дренажей.

Закрытая регулирующая осушительная сеть может устраиваться в виде материального дренажа из керамических дренажных, пластмассовых, деревянных и др. труб с предварительным устройством траншеи. Такой дренаж называют траншейным. Сначала вырывается траншея с заданным уклоном (вырывается экскаватором). На дно траншеи укладываются трубы. В неустойчивом грунте их укладывают на специальные подкладки – стеллажи (деревянные планки).

Существует несколько конструкций дренажа.

Гончарный дренаж. При устройстве используются гончарные трубки длиной 330 мм с внутренним диаметром 50-75 мм. Трубки укладываются одна к другой, образуя непрерывный трубопровод. Вода поступает в трубки через щели (1-2 мм) в стыках труб. Главное достоинство такого вида дренажа – прочность, долголетняя служба. Возможно применение механизированных работ на осушенном участке.

Пластмассовый дренаж. Трубы изготавливают из полиэтилена высокой плотности (ПВП) и поливинилхлорида (ПВХ). Пластмассовые трубы обладают высокой прочностью, устойчивы в агрессивной среде. Минимальный диаметр труб составляет 40 мм и длиной 200 м. Водоприемные отверстия пластмассовых труб круглые, диаметром 1-2 мм или выполнены в виде щелей длиной 25-30 мм и шириной 0,4 -0,6 мм.

По сравнению с керамическими пластмассовые трубы обладают целым рядом преимуществ: они гораздо легче, их укладка механизирована; возможно их изготовление с длиной дрен; обладают высокой прочностью и эластичностью; возможно сделать любое необходимое количество отверстий различной формы и размеров; легкая перевозка, т.к. их масса легче. Недостаток – они нередко деформируются, им присуще хрупкость и склонность к химическому заилению.

Керамзитобетонные пористые трубофильтры - применяются ограниченно для устройства дренажа при обильном поступлении воды, в качестве береговых или ловчих дрен.

Безнапорные асбестоцементные трубы используют в комплекте с муфтами при укладке коллекторов в сложных гидрогеологических условиях.

Бетонные пористые трубы морозостойки. Материалом для их изготовления является обычный цемент. Бетонный дренаж применяется только на минеральных почвах при отсутствии в них гуминовых кислот и сульфатов. Целесообразно применение бетонных труб для закрытых коллекторов диаметром 300 мм и более при наличии неагрессивных грунтовых вод.

Деревянный дренаж бывает трубчатым, жердяным и фашинным. Его применяют на почвах, дающих сильную осадку. В настоящее время деревянный дренаж не находит широкого применения. Деревянный дренаж менее долговечен, срок его службы 15-30 лет.

Каменный дренаж.. В вырытую траншею набрасывают камни слоем 40-50 см, покрывают сверху и с боков фильтром (мхом или дерном), засыпают сначала гумусовым слоем почвы, а затем остальным, вынутым из траншеи грунтом.

Кротовый дренаж – система подземных незакрепленных ходов с заданным уклоном, образующих в грунте круглые полости на нужной глубине. Такой дренаж успешно применяется не только для осушения избыточно увлажненных земель, но и для накопления запаса влаги в почве. Его устраивают на тяжелых суглинках и глинистых почвах, а также в торфах со степенью разложения до 45 % и мощностью торфа более 80 см. Имеет большие преимущества: для его прокладки не требуется материалов, устройство его дешево и почти полностью механизировано Особо важное значение имеет при осушении глинистых малопроницаемых почв, имеющих атмосферное водное питание.

Комбинированный дренаж – сочетание систематической сети закрытого гончарного или пластмассового дренажа с кротовым дренажем, заложенным под прямым углом. Особенно важен комбинированный дренаж при осушении глинистых маловодопроницаемых почв, имеющих атмосферный тип водного питания.

Вопрос 2. Параметры дренажа

Степень осушения закрытым горизонтальным дренажем определяется глубиной заложения дрен и расстоянием между ними.

В результате поступления воды в дрену снижается уровень грунтовых вод.

Глубина заложения дрен определяется нормой осушения, внешним диаметром дрены и прогибом кривой депрессии.

Н=Z + h + d

H – глубина заложения дрены, м

Z – норма осушения

h – прогиб кривой депрессии,м

d – диаметр дпены

Минимальная глубина заложения дрен супеси -1м, в суглинке, глине и торфе (после осадки) – 1,1 м. Уменьшение глубины дрен допускается только в микропонижениях до 0,8 м в минеральных грунтах и до 1 м – в торфах. Максимальная глубина дрен – 1,4 м, увеличение ее до 2 м допускается для ловчих дрен.

Дрены укладывают с уклоном 0,002 -0,003 для дрен со свободной полостью и 0,004 -0,005 для фашинных дрен и каменной наброски.

Длина дрен зависит от их уклона и диаметра: предельная длина дрены диаметром 40-50 мм при уклоне 0,003 – 200 м, при уклоне 0,005 -250м, 0,001 – 300 м. при увеличении диаметров дрен до 70-100 мм, длина их может быть увеличена до 400 м.

После установления глубины заложения дренажа, уклона и длины дрены определяется междренное расстояние. На расстояние оказывает влияние глубина и размещение водоупора относительно уровня заложения дрен, водопроницаемость подстилающих грунтов, климатические показатели, степень устойчивости возделываемых грунтов к повышенной влажности почвы.

Чем больше требуется норма осушения, тем меньше должно быть расстояние между дренами.

Вопрос 3. выбор вида дренажа и его размещение

Для качественного регулирования водного режима осушаемых земель вид дренажа необходимо подбирать таким, чтобы он соответствовал типам водного питания и почвам мелиорируемого участка.

На минеральных почвах все виды деревянного дренажа недолговечны, поэтому выгоднее применять гончарный или пластмассовый дренаж.

Трубчатый дренаж быстрее отводит грунтовые воды, поэтому его можно устраивать с меньшим уклоном

Если вся осушаемая площадь в одинаковой степени страдает от избытка воды, то устраивается систематический дренаж. Т.Е. дрены осушители располагают равномерно по всей территории. Его рекомендуют применять при осушении земель под овощные и полевые севообороты на участках с водопроницаемыми грунтами. Положение дрен должно быть увязано с рельефом и направлением движения грунтовых вод.

Схему осушительной системы выбирают в зависимости от размеров участка. Участок небольшой ширины можно осушить одной дреной. На широких участках проектируют систематический дренаж, а по периферии массива предусматривают ловчий канал или ловчую дрену.

При дренировании площадей с ровным рельефом дренажная сеть состоит из следующих элементов: магистрального канала или главного коллектора, который выводится в водоприемник, открытых и закрытых коллекторов, дрен осушителей, впадающих в коллектор.

Коллекторы устраивают из гончарных, пластмассовых или деревянных труб, и длина может их доходить до 1 километра. Расположение дренажной сети в плане зависит от рельефа местности, направления грунтового потока и его напора.

Располагают по следующим схемам:

1. по продольной схеме - при уклоне местности меньше 0,005 и при отсутствии заметного уклона поверхности грунтовых вод; дрены располагают по наибольшему уклону, а коллекторы по направлению горизонталей;

2. по поперечной схеме - при уклоне местности больше 0,01 и выраженной депрессионной кривой поверхности грунтовых вод, когда коллектор проводят по наибольшему уклону, а дрены по направлению горизонталей.

3. по промежуточной схеме – при уклонах местности от 0,005 до 0,01 дрены располагают под острым углом к горизонталям и коллектору.

Вопрос 4. осушение тяжелых минеральных почв закрытыми собирателями.

На слабоводопроницаемых, тяжелосуглинистых и глинистых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут закрытый дренаж не обеспечивает необходимый осушительный эффект. Осушение их достигается только закрытыми собирателями, представляющими собой трубчатые дрены с засыпкой траншей хорошо фильтрующим материалом до подошвы пахотного слоя или до глубины рыхления. Делают это для того, чтобы ускорить поступление поверхностной воды в полость труб.

В качестве материала фильтрующей засыпки применяют гравий, щебень, крупнозернистый песок, доменный шлак, керамзит

Глубина собирателей на тяжелых минеральных почвах принимается не менее 0,9-1,0 м, а для искусственных лугов – 0,8 -1 м. Ширину траншей принимают не менее 0,5 м. Чем больше ширина траншеи, тем лучше происходит поступление воды.

Расстояния между закрытыми собирателями принимают по расчетам или результатам исследований. Для улучшения работы закрытых собирателей и увеличения расстояний между ними проводят агромелиоративные мероприятия по ускорению отвода поверхностного стока.

Вопрос 5. агромелиоративные на осушаемых территориях.

Агромелиоративные мероприятия – это специальная система обработки осушаемых заболоченных и временно переувлажненных минеральных земель. Они являются составной частью осушения и освоения земель и служат связующим звеном между гидротехническими и культуртехническими мероприятиями.

Лекция 6. Проводящая и ограждающая часть осушительной системы. Сооружения на осушительной сети.

Вопрос1. Параметры и режим работы проводящей сети.

Вопрос 2. Гидрологические расчеты.

Вопрос 3. Гидравлический расчет.

Вопрос 4. Оградительная осушительная сеть.

Вопрос 5. Сооружения на осушительной сети.

Вопрос 6. Дороги на осушаемой территории.

Вопрос 7. Водоприемники осушительных систем.

Вопрос1. Параметры и режим работы проводящей сети.

Проводящая сеть осушительной системы предназначена для своевременного приема и отвода воды, поступающей с осушаемой площади, и транспортирования ее в водоприемник. Вода в проводящие каналы поступает в основном через регулирующую часть осушительной системы.

В состав проводящей сети входят магистральный канал и его ветви, транспортирующие собиратели, открытые и закрытые коллекторы.

Размеры проводящих каналов должны быть такими, чтобы своевременно можно было удалить как поверхностный, так и внутрипочвенный сток, чтобы не было затопление осушаемой территории и подпора в регулирующей осушительной сети. Крупные проводящие каналы надо прокладывать в наиболее прочных (устойчивых) грунтах, расположение этих каналов должно быть увязано с дорожной сетью.

Проводящие каналы при осушении земель с минеральными почвами необходимо размещать по наиболее пониженным отметкам поверхности земли, а при осушении болот - по самым глубоким местам залегания торфа и наиболее низким отметкам минерального дна болота.

Магистральный канал первого порядка – это наиболее крупный проводящий канал, впадающий непосредственно в водоприемник, он должен принимать воду с любого участка осушаемой территории. Он должен иметь наименьшую длину, для этого его трассу прокладывают по направлению небольших уклонов поверхности земли. Он должен быть устойчив от размыва и заиления, и впадать в водоприемник в том месте, где имеются прочные и прямолинейные берега, а дно водоприемника ниже дна канала.

Магистральный канал проектируют обычно посредине осушаемого участка, примерно перпендикулярно ему нарезаются транспортирующие собиратели, их прокладывают по понижениям местности с расстоянием от 800 до 2000 м. Если на пути канала встречается озеро, то канал может пройти через озеро, если оно глубже дна канала, если глубина озера недостаточна, то целесообразно канал пустить в обход озера.

Проводящие каналы прокладывают в направлении наибольших уклонов местности независимо от того, надо ли ускорить отвод поверхностного стока или понизить уровень грунтовых вод.

Транспортирующие собиратели целесообразно проектировать при соответствующем рельефе двусторонними, чтобы регулирующие элементы впадали в них с двух сторон. Транспортирующие собиратели впадают в магистральный канал под острым углом (60-70 градусов), а магистральный канал в водоприемник под углом около 60 градусов.

Открытые и закрытые коллекторы – это проводящая сеть младшего порядка, в которую непосредственно впадают элементы регулирующей сети.

Открытые коллекторы располагаются друг от друга на расстоянии 300-400 м. Расположение их необходимо увязывать с разбивкой полей и с организацией хозяйства в целом. Желательно, чтобы каждое крупное поле имело свой водоотводящий канал. Открытые коллекторы трассируют с уклоном до 0,005 по кратчайшему пути к магистральному каналу или проводящему каналу старшего порядка. Угол соединения с принимающим каналом должен быть 60-90 градусов. Длина открытых каналов должна быть в пределах 800 – 1200 м, чтобы осушаемая площадь между ними была 30-50 га и более. Глубина этих каналов должна быть от 2 до 2,5 м на полях и от 1,5 до 2 м на лугах.

При проектировании осушительной сети на плане стремятся к тому, чтобы осушаемые участки между открытыми каналами имели правильную форму, а площадь осушаемого участка достигала не менее 30-80 га. Все каналы в плане должны быть прямолинейными с минимальным количеством поворотов.

Вопрос 2. Гидрологические расчеты.

Гидрологические расчеты проводятся для определения модуля стока и расходов воды в каналах и реках для установления размеров поперечного сечения каналов, отверстий сооружений и расчета режима увлажнения.

Расходы воды в каналах и реках формируются как за счет поверхностных, так и за счет почвенно-грунтовых вод. Соотношение тех и других зависит от времени года, гидрологических условий и характера осушения. На протяжении года расходы воды изменяются, поэтому при проектировании осушительных систем необходимо установить расчетные периоды и расчетные величины стока.

Самое большое количество воды в проводящую сеть поступает в весенний период, когда тает снег. В этот период возникает опасность затопления полей при выходе воды из бровок каналов, а также возможность размыва его русла.

Второй наиболее важный период в работе осушительной системы – предпосевной. Началом предпосевного периода считают дату на 7-10 дней раньше даты начала полевых работ. (Воды поднимаются, но до бровки должно оставаться расстояние не менее 10-25% от глубины канала).

Летнее-осенние паводки наблюдаются на водотоках с малой водосборной площадью при выпадении ливней или затяжных дождей. При летнее-осенних паводках допускается подъем воды до бровок. Такой подъем не продолжительный и не может оказать влияние на развитие с/х культур.

Величина модуля поверхностного стока в зависимости от уклона поверхности и водопроницаемости почв колеблется в пределах 0,15 – 0,30 с с 1 га. Чем ниже водопроницаемость почв и больше уклон, тем больше модуль поверхностного стока.

Величину модуля дренажного стока рассчитывают по формуле:

q_др = 200 , где сигма – коэффициент водоотдачи грунта, %

При величине годовых осадков до 600 мм для торфяных грунтов модуль дренажного стока равен 0,6 л/с*га. Обычно модуль дренажного стока принимается на основании данных производственного опыта и научных учреждений, реже по формулам и номограммам.

Для определения величины модуля поверхностного стока q используется формула:

q_пов = , где сигма – коэффициент поверхностного стока, р – среднесуточное количество осадков, t – продолжительность выпадения осадков, ч; F – размер водосборной площади, га; x – показатель степени, изменяющийся от 1,5 до 10.

Вопрос 3. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет проводится для установления размеров поперечного сечения каналов и проверки скоростей движения воды в них.

Расчет ведется по формулам равномерного движения воды в открытых руслах. Он ведется для осушительных каналов с площадью водосбора более 5 кв. км.

Поперечное сечение канала должно быть таким, чтобы горизонты воды в нем при прохождении предпосевного расхода находились ниже бровки канала не менее чем на 0,7-1 м.

Порядок расчета размеров поперечных сечений проводящих каналов следующий: на основании данных о площади водосбора и размерах стока определяются расчетные расходы в расчетных створах. Определяют уклоны дна по продольному профилю канала. Назначают коэффициенты откосов и коэффициенты шероховатости русла канала. По этим данным рассчитывают размеры живого сечения канала и скорости воды.

Расход воды в проводящем канале зависит от величины водосборной площади и модулей дренажного q_др и поверхностного стока q_пов:

Q_{пр. кан.} = (q_др + q _пов)

Модуль поверхностного стока зависит от интенсивности осадков, поглощения воды почвой, уклона поверхности, ее шероховатости и др. факторов.

Расход закрытого коллектора в устье рассчитывают по формуле:

Q_кол= q_др

Зная расход воды, поступающий в коллектор и уклон коллектора определяют расчетный диаметр коллектора. Определяют его либо по номограммам, либо по формулам.

Вопрос 4. Оградительная осушительная сеть.

Оградительная сеть предназначена для защиты осушаемой территории от поступления на нее избыточных поверхностных или грунтовых вод с вышележащих водосборов.

В качестве открытой оградительной сети применяют нагорные, ловчие и нагорно-ловчие каналы.

Нагорные каналы предназначены для перехвата только поверхностных вод, ловчие – принимают грунтовые воды или понижают их уровень, нагорно-ловчие каналы ограждают осушаемый участок от поверхностных и грунтовых вод.

Ограждающие каналы в плане могут быть сплошными или прерывистыми. Сплошные каналы лучше перехватывают поверхностные воды. Прокладывают эти каналы примерно вдоль верхней границы осушаемых земель.

Поперечное сечение нагорного канала обычно принимают трапецевидной формы, глубиной 1-1,5 м. Ширина канала по дну – 0,4-0,6 м. Вынутый грунт укладывают в дамбы на низовую сторону канала.

Вода, перехватываемая каналом, направляется в ближайший открытый канал или непосредственно в водоприемник.

Если на осушаемый участок имеется приток грунтовой воды с вышележащих водосборных площадей, то он ограждается со стороны притока грунтовых вод ловчими каналами. Глубина ловчих каналов должна быть до 2,5 – 3,5 м.

Вопрос 5. Сооружения на осушительной сети.

Осушительные системы оборудуют устьями, смотровыми колодцами, шлюзами-регуляторами, переездами (мосты, трубы-переезды), поглотительными колодцами.

Сооружения на открытой проводящей и ограждающей сети следующие: мосты и трубчатые переезды, шлюзы для регулирования уровня воды в каналах, перепады и быстротоки.

Мосты – устраивают на пересечении дорог с большими каналами. По прочности их рассчитывают на проезд самого тяжелого трактора.

Регулирующие шлюзы - на осушительных каналах служат для регулирования уровня воды в них соответственно потребностям.

Они необходимы для накопления воды в каналах, для сброса избыточных вод в водоприемник.

Перепады и быстротоки – сооружают на участках каналов, имеющих уклон более допустимого уклона дна канала.

Устья коллекторов –должны хорошо укрепляться, не должны быть подтоплены водой со стороны открытого канала, должны быть защищены от попадания в них мелких животных и птиц.

Регулирующие колодцы – устраиваются в целях регулирования почвенной влаги.

Поглотительные колодцы предназначены для отвода воды из понижений при большом притоке воды. Вода из поглотителе отводится в коллекторную сеть.

Смотровые колодцы – устанавливаются на закрытых коллекторах с целью наблюдения за их состоянием и работой, для ремонта и ухода за ними. Их устраивают на поворотах в плане, в местах резкого изменения уклонов, сопряжения двух и более коллекторов, в местах пересечения их с границей поля, а также на остальных участках через каждые 500 м.

Вопрос 6. Дороги на осушаемой территории.

Дороги на осушаемой территории должны быть капитальными. Они имеют важное значение для успешного освоения осушаемых земель. Дороги могут быть межхозяйственного и хозяйственного назначения. Полевые дороги располагают вдоль проводящих каналов с низовой стороны и вдоль магистрального канала. Грунт для насыпки полотна дороги берется из каналов при их отрыве. Специально подвозится песок, шлак и др. материалы для покрытия полотна. Ширина дорог 4,5 -6 м. Если дорога идет не вдоль проводящего канала, то он выполняет роль кювета. Хозяйственные дороги на осушаемых территориях проектируют также вдоль границ хозяйств, полей севооборотов, рек-водоприемников.

Протяженность дорог на осушаемых системах обычно бывает не менее 0,75 км на 100 га осушаемых земель.

Лекция 7. Мелиорация засоленных почв.

Вопрос 1. Общие сведения о мелиорации засоленных почв.

Вопрос 2. Происхождение и классификация засоленных почв.

Вопрос 3. Методы мелиорации засоленных почв.

Вопрос 4. Промывка засоленных почв.

Вопрос 5. Дренаж орошаемых земель.

Вопрос 1. Общие сведения о мелиорации засоленных почв.

Засоленные почвы занимают значительную площадь земной поверхности и распространены главным образом в аридной зоне, где испаряемость превышает сумму осадков.

В целом для аридных районов земного шара характерно естественное накопление водорастворимых солей в почве, грунтах и грунтовых водах. Процесс соленакопления ускоряется по мере того как климат становится суше. Аридные области (пустыни, полупустыни, сильнозасушливые саванны и степи)

Лекция 8. Водоснабжение и обводнение.

Вопрос 1. Значение водоснабжение в сельском хозяйстве.

Вопрос 2. Свойства воды и способы их определения.

Вопрос3. Приемы улучшения качества воды.

Вопрос 4. Источники и элементы системы с/х водоснабжения.

Вопрос 5. Водопотребление.

Вопрос 6. Забор воды из источников водоснабжения.

Дата добавления: 2014-01-07