Вопрос 23

Регулирующая осушительная сеть, ее конструкция и расположение.

Согласно СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения:

3.23. Регулирующая сеть должна обеспечивать отвод поверхностных вод и понижение уровня подземных вод на осушаемом массиве в следующие расчетные периоды:

-от прохождения пика весеннего паводка до начала полевых работ;

-от прохождения пика весеннего паводка до начала вегетации трав (для пастбищ и сенокосов);

-в период выпадения летне-осенних дождей и уборки урожая.

3.24. Регулирующая сеть по принципу действия подразделяется на: закрытые дрены и открытые осушители, понижающие уровень подземных вод в требуемые сроки; закрытые и открытые собиратели, отводящие в расчетное время избыточные поверхностные воды.

Выбор конструкции регулирующей сети в конкретных природных условиях должен быть обоснован водно-балансовыми расчетами, опытом эксплуатации существующих осушительных систем или специальными исследованиями.

Открытую регулирующую сеть применяют в основном для осушения естественных сенокосов без использования их под выпас, при содержании в грунтовых водах более 10... 14 мг/л закисного железа, для предварительного осушения болот с близким залеганием уровней грунтовых вод с последующим выполнением культуртехнических работ и строительством закрытого дренажа, для осушения низинных болот, подстилаемых на глубине 1,5…2,5 м хорошо водопроницаемыми почвогрунтами с коэффициентами фильтрации более 1 м/сут при уклонах поверхности менее 0,001, на почвогрунтах с наличием на глубине менее 1 м скальных пород и большого количества камней.

Открытая регулирующая сеть подразделяется на осушители, обеспечивающие понижение уровня грунтовых вод на необходимую глубину, а также на собиратели и ложбины, которые устраивают на тяжелых почвах для своевременного отвода избыточных поверхностных вод.

При проектировании регулирующей сети в плане необходимо:

- располагать сеть по возможности под острым углом к горизонталям или гидроизогипсам, что обеспечивает наиболее интенсивный отвод избыточных грунтовых и поверхностных вод;

-принимать длину каналов регулирующей сети при уклонах местности менее 0,0005 до 700 м, при уклонах более 0,0005 до 1,500 м; назначать уклон дна каналов близким к уклону поверхности; устанавливать максимальный уклон дна каналов из условий неразмываемости русла при прохождении расходов весеннего половодья и летне-осенних паводков, а минимальный уклон равным 0,0003;

- соблюдать параллельность друг другу каналов систематической регулирующей сети; сопрягать каналы регулирующей сети с проводящими каналами под углом, близким к 90*, целесообразно впадение каналов регулирующей сети в проводящие каналы с двух сторон;

- совмещать при осушении пойменных земель каналы открытой регулирующей сети с направлением движения паводковых вод;

• размещать истоки каналов регулирующей сети на меньшей, а устья на большей толщине слоя торфа.

При проектировании регулирующей сети в вертикальной плоскости необходимо дно регулирующих каналов располагать выше дна проводящего канала (на 10 см), для которого не делали гидравлический расчет, или ниже (до 10 см) уровня меженных вод в том же канале, для которого выполнен гидравлический расчет.

Систематическая сеть глубоких редких каналов. Тальвеговые каналы.

Система глубоких редких каналов применяется при осушении торфяников мощностью 1,5...2,5 м, подстилаемых хорошо фильтрующими почвогрунтами. Каналы располагают поперек потока грунтовых вод и заглубляют в водопроницаемый грунт на 20...50 см и более. При этом осушаемые торфяные почвы целесообразно использовать под пастбища и сенокосы. Глубокие редкие каналы следует применять на низинных болотах с торфами, в которых поперечные профили каналов относительно устойчивы. Для увлажнения в засушливые периоды на каналах устраивают шлюзы.

Недостатки осушения глубокими редкими каналами - неравномерность водного режима на осушаемой площади, возможность переосушения почв и низкая устойчивость откосов 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. По обеим сторонам каналов в кавальерах устраивают водопропускные воронки (прорези для сброса поверхностных вод). Тальвеговые каналы должны иметь достаточную пропускную способность, изгибы их в плане должны быть не менее 120º. В углах поворотов каналы трассируют по плавным кривым.

Закрытая регулирующая сеть - обязательный способ осушения земель под полевые и овощекормовые севообороты, технические культура, сады, ягодники и пастбища (за исключением районов Севера).

Различают дренажную закрытую осушительную сеть, понижающую уровень инфильтрационных, грунтовых и грунтово-напорных вод, собирательную, обеспечивающую отвод воды с поверхности поля и из пахотного слоя, а также сеть кротовых и щелевых дрен.

Дренажную сеть устраивают при осушении болот, минеральных земель при коэффициенте фильтрации более 0,01 м/сут с грунтовым и грунтово-напорным, смешанным и намывным питанием. Сеть закрытых собирателей делают при осушении минеральных слабоводопроницаемых почвогрунтов атмосферного типа водного питания при коэффициенте фильтрации 0,01 м/сут и менее.

Для устройства дрен и закрытых собирателей применяют дренажные трубы различных конструкций.

Для закрытого горизонтального дренажа следует применять безнапорные неметаллические трубы, которые должны выдерживать давление грунта, временную нагрузку от сельскохозяйственных машин и быть стойкими к воздействию агрессивной среды.

Минимальный диаметр труб для закрытой регулирующей сети необходимо принимать 50 мм. Уклоны дрен и закрытых собирателей при минимальном диаметре должны быть, как правило, 0,003 и более. Допускается увеличение диаметра дрен на безуклонных равнинах (при невозможности обеспечить минимально допускаемый уклон), в условиях притока подземных вод, при повышенном содержании в подземных водах закисного железа, на осушительных системах с подпочвенным увлажнением.

При минимальном диаметре длину дрен и закрытых собирателей следует принимать не более 250 м, а в мелкозернистых водонасыщенных песках и илах - не более 150 м- При осушении окраин массива длина дрен принимается не менее 50 м.

Каменный и фашинный дренаж, при которых дренажную траншею не менее чем на 0,4. ..0,6 м заполняют крупным камнем или связками хвороста (фашинами), а затем вынутым грунтом, в настоящее время практически не применяют.

Сеть кротовых и щелевых дрен устраивают, как правило, для усиления осушающего действия дренажа и закрытых собирателей. Кротовые и щелевые дрены относятся к беструбчатым конструкциям.

Кротовая дрена представляет цилиндрическую полость в грунте, образованную при протаскивании на глубине 0,5. ..0,8м специального орудия - дренера. Его диаметр 5... 7 см для минеральных грунтов и 12... 15 см для торфяных. Расстояние между кротовыми дренами обычно назначают 6...10м. Их прокладывают под углом 60º...90º по отношению к трубчатому дренажe или открытой сети.

Кротовый дренаж применяют на слабоводопроницаемых кротоустойчивых грунтах при отсутствии камней. На торфах его прокладывают при степени разложения торфа менее 45% , мощности торфяной залежи более 0,8 м и отсутствии погребенной древесины.

Щелевые дрены устраивают путем разработки в грунте щелей, обычно треугольной формы, основанием вниз. Щели нарезают глубиной 0,8... 1 м. Ширина щели понизу около 15 см.

Щелевые дрены рекомендуются при предварительном осушении болот, в том числе с наличием погребенной древесины, при степени разложения торфа менее 45% и мощности торфяной залежи более 1,2м.

Щели нарезают, как правило, по перекрестной схеме. Щели-коллекторы, имеющие выход в открытую сеть, нарезают перпендикулярно осушительным каналам через 100...150 м. Обычно их длина не более 500м. Параллельно открытой сети нарезают щелевые дрены через 8... 10 м,

Дно кротовых и щелевых дрен для повышения их устойчивости в процессе оттока воды должно иметь продольный уклон (как и трубчатых дрен).

На практике в отличии от кротового и щелевого дренажа, являющихся гидротехническими мероприятиями, чаще выполняют так называемое кротование и щелевание почв, которые принято относить к агромелиоративным мероприятиям. Кротовины и щели устраивают без соблюдения продольного уклона, дно их копирует поверхность земли.

Закрытая (как и открытая) регулирующая сеть может быть выборочной и систематической. Выборочной регулирующую сеть называют тогда, когда дрены или закрытые собиратели проложены в отдельных понижения, осушить которые можно с помощью, как правило, одной - трех дрен (закрытых собирателей).

Систематической регулирующую сеть называют в том случае, когда осушается крупный массив и дрены или закрытые собиратели располагают на всей площади на определенном (расчетном) расстоянии параллельно друг другу.

Регулирующую сеть при уклонах поверхности 0,005 и более следует проектировать перпендикулярно основному направлению потока поверхностных или грунтовых вод (поперечная схема). При меньших уклонах можно располагать регулирующую сеть по поперечной схеме и по уклону местности (продольная схема). Закрытые собиратели целесообразно трассировать только по поперечной схеме.

На практике при проектировании регулирующей сети по поперечной схеме дрены или закрытые собиратели располагают под острым углом к горизонталям местности, что позволяет придать дренам уклон путем не только их заглубления к устью, но и использования естественного уклона.