5.4.7. Время, норма, глубина осушения и междренные расстояния

Время осушения

срок, за который дренажная система отводит избыточную гравитационную влагу с поверхности почвы и из основной толщи корнеобитаемых горизонтов.

Норма осушения

представляет собой наиболее благоприятное положение уровня грунтовых вод на осушительной системе для роста и развития сельскохозяйственных растений и производства полевых работ.

Она является динамичной величиной и определяется рядом факторов, которые можно объединить в следующие группы:

•экологическими особенностями возделываемой культуры и динамикой ее развития (должна соответствовать способности растения свободно развивать корневую систему на разных фазах вегетации);

•свойствами почв (должна обеспечивать формирование зоны, свободной от избыточного увлажнения, в которой воздухоносная пористость выше слоя капиллярно-замкнутой воды превышает 8—10%. Соответственно, при грунтовом заболачивании для создания одного и того же по своей мощности корнеобитаемого слоя уровни грунтовых вод должны быть тем глубже, чем тяжелее гранулометрический состав почвы).

Таким образом, норма осушения определяется свойствами выращиваемой культуры и почвы.

Необходимо отметить, что понятие о норме осушения справедливо только для почв грунтового заболачивания при близком залегании уровня грунтовых вод. На почвах поверхностного заболачивания при глубоком залегании уровня грунтовых вод в условиях, когда эти воды не принимают участия в формировании водного баланса корнеобитаемого слоя почвы, использование этого понятия не правомерно. В этом случае нужно рассматривать не нормы осушения, а реальный водный режим и режим влажности почв, которые складываются в годы расчетной обеспеченности. Кроме того, нормы осушения для одних и тех же культур могут изменяться в зависимости от природных зон и почвенно-климатических фаций одной и той же зоны.

Депрессионная кривая

линия, образующаяся при сечении зеркала грунтовых вод плоскостью нормальной к оси осушителей.

Эту кривую можно характеризовать углом , который зависит от свойств почвогрунтов. Чем выше их водопроницаемость, тем меньшие величины принимают значения tg и тем более пологий характер имеет сама кривая. В песках, супесях, суглинках и глинах максимальные значения tg равны соответственно 0,025; 0,05; 0,07 и 0,12.

Стрела прогиба

характеризует положение уровня грунтовых вод в середине междренья на высоте выхода депрессионной кривой в канал (дрену).

Все названные параметры непосредственно взаимосвязаны:

H hH a h z hос ,

где Н — проектная глубина канала; hH — расчетная глубина воды в канале; а — расстояние от поверхности воды в канале до точки выхода депрессионной кривой на откосе канала; z — норма осушения; hос — осадка торфа на расчетный период;

h E2 tg ,

поэтому

H hH a E tg z hос ,

Е 2 α

здесь — расстояние между каналами (дренами); — угол депрессионной кривой.

Расстояние между каналами (дренами) прямо пропорционально их глубине.

Такой же зависимостью связаны глубина канала и норма осушения.

Глубина заложения регулирующих осушителей обычно варьируется в ограниченном интервале (1—1,5 м). Диапазон же изменения междренных расстояний значительно шире и составляет: для тяжелых слабоводопроницаемых почв — от 8 до 12 м; для легких хорошо водопроницаемых почв - до 20 - 40 м и более. Еще более существенные различия отмечены между величинами, характеризующими расстояние между открытыми каналами. Эти различия существенно влияют на стоимость дренажных систем, сроки окупаемости капиталовложений, а также на эколого-гидрологические особенности осушенных почв. Фильтрация является интегральной характеристикой почв, отражающей их важнейшие физические свойства, сведения о которой необходимы для оценки междренных расстояний. Другим физическим критерием является водоотдача почв, представляемая в расчетных формулах в виде коэффициента водоотдачи, модуля дренажного стока или доли осадков, формирующих дренажный сток.