Бабиков Б. В. Гидротехнические мелиорации (2002)
.pdfОсушение с машинным водоподъемом. Такой способ осуше
ния применяют тогда, когда осваиваемая территория располагает
ся ниже уровня воды прилегающего водоема (реки, водохранили
ща, залива или моря и пр.) или периодически затапливается ими. В
таких случаях на осваиваемой территории строят осушительную
сеть (открытые каналы или дренаж). По каналам |
или дренам |
вода самотеком отводится в пруд-водоприемник (рис. 51). |
|
|
26.0 |
26.0 |
l" 5 |
25,5 |
,'5:0 |
|
|
|
24,5 |
250 |
|
245 |
|
Рис. 51. Схема осушения с машинным водоподъемом :
1- дамба; 2- flруд-на"Оl1ltТель; 3- насосная стаНIIIIЯ: 4- водосБРОСllая труба
Осушаемую территорию ограждают дамбой. Воду из пруда-во
доприемника с помощью насосов но мере надобности откачивают через дамбу в прилегающий водоем.
Осушаемая территория, ограниченная дамбой, называется поль
дером.
Осушение с помощью водопоглощаЮЩIIХ колодцев (верти кальный дренаж). В отдельных случаях на водоупорных грунтах в
блюдцеобразных понижениях застаивается талая и дождевая вода,
вызывающая rfeреувлажнение почвы. Если в таких местах под во
доупорным грризонтом имеется водопроницаемый ненасыщенный
водой горизонт, то в понижениях устраивают буровые скважины
(диаметром 150-200 мм), заглубляя их в водопроницаемый гори зонт (рис. 52, а). Стенки скважин крепят асбоцементными или гон
чарными трубами. Оголовок труБыI сверху перфорируют, оборудуя
140
-3
J
а
Рис. 52. Осушение с ГlОМОЩЬЮ водопоглощающих колодцев (а)
и с откачкой воды из скважин (6):
1- осушаемый слой: 2- ВО,1ОУПОРНЫЙ слой: з- КРllвые депрСССlllt: 4- 1I'36ыточно увлажненный слой;
5- lIacoc; 6- водопоглощающltЙ колодец
в виде фильтра, состоящего из гравия и песка. Поступающая в во
допогдощающий колодец вода отводится через скважину в нижние
водоносные горизонты.
Осушение откачкой воды из колодцев. Такой способ можно при
менять при осушении территорий с достаточно водопроницаемыми
грунтами. Дренажные колодцы заглубляют на необходимую для до стижения нормы осушения величину (рис. 52, б), но наиболее
эффективно заглубление колодцев до подстилающего водоупора. Нижнюю часть колодца выполняют в виде трубы, заканчивающейся
сетчатым фильтром. Размещение колодцев может быть площадным,
с равными расстояниями друг от друга, или линейным в один-два
ряда, при размещении рядов на пути перехвата потока вод, вызыва
Ющих переувлажнение территории. Вода из скважин откачивается
насосами, в результате чего происходит понижение грунтовых вод.
8.2. Дренаж в садово-парковом хозяйстве
в парках, садах, на спортивных площадках и в местах отдыха
населения применение дренажа имеет свои особенности. После осу шения корни древеСI-iЫХ растений, углубляясь, l\lOrYT врастать че рез Стыки дренажных трубок и закупоривать дрены. На спортпло
щадках и площадках для отдыха необходимо обеспечивать как
быстрое освобождение их от воды, так и понижение грунтовых вод.
Это следует учитывать при строительстве дренажа.
141
Дренирование парков и садов. При устройстве обычного дре
нажа дрены рекомендуется закладывать в парках на расстоянии 1520 м от деревьев и кустарников, в садах - в 4-5 м от яблонь. Глубину заложения дрен и уклон дренажных линий необходимо увеличи вать. Стыки дренажных трубок следует покрывать рубероидом и засыпать дрены крупным щебнем или гравием слоем 20-50 см.
Наиболее эффективным является строительство дренажа специ
альных конструкций. Дренаж Реролле выполняют в виде сплош
ной трубы, изготовленной из дренажных трубок, стыки которых
закрыты цементом, а для поступления воды через 3-5 м снизу к
основной дрене присоединяют короткие вертикальные дренажные
трубки (рис. 53,а). Перекрестный дренаж выполняют в виде пере
секающихся дрен, соединенных в местах пересечения между со
бой. При такой конструкции закупорка дрен в ОДНОl\'1 и даже не скольких местах позволяет отводить воду (рис. 53, б). Двойной дренаж устраивают путем укладки дренажных трубок меньшего
диаметра в трубки большего диаметра, при этом стыки внутренних
и наружных трубок не должны совпадать (рис. 53, в). При такой конструкции корни растений, врастая в стыки трубок дрен больше
го диаметра, оказываются на воздухе и прекращают рост.
Дренаж спортивных площадок. На спортивных площадках,
стадионах осушение проводят с использованием гончарного дрена
жа. Для дрен-осушителей ПРИI\'Iеняют трубки диаметром 50 и 75 1\11\1,
для коллекторов 75 и 100 мм, для кольцевого коллеh.'Тора 100-150 мм.
Для обеспечения быстрого сброса ливневых осадков расстояние
между дренами уменьшают в 2 раза (табл. 28). Дрены-осушители делают сквозными через все поле стадиона (рис. 54) с отводом воды
в обе стороны. Глубина закладки дренажа 0,7-1,0 м. Дренажные траншеи целесообразно на 2/3 глубины засыпать крупнозеРНИСТЫl\'1
песком.
Дренаж площадок для отдыха. Площадки для отдыха нужно
осушать тщательно, поэтому расстояние между дренами следует
уменьшать Hat20-30 % в зависимости от грунта. Глубина дрен дол
жна состав;;ять 0,9-1,1 м. Следует обращать особое внимание на
тщательность засыпки дренажных траншей. В условиях ВОЗ1\·1О)I( ного притока воды на поверхность траншеи не06ХОДИi\Ю заполняТЬ
грунтом, хорошо фИЛЬТРУЮLI.J.им воду (гравием, крупнозеРНИСТЬ\i\'! песком и др.).
142
Ja}(!I/lOjJHQ
а |
О |
Рис.53. Cxel\lbI дренирования садов и парков: (/_ дренаж РеРО!1ле; {i- ПСрСКрССТIiЫ!! ДРСII<lЖ: (;- .'180\111011 .1PCllrli"
I |
l |
|
.'
j
Рис. 54. Схеr-.ш л.РСIIИРОВat I 1-1 Я СТаюlU11 а :
1· ;ц>t:III,I-ОСУI!IIПС.'III: 2- KOJlJICKTOP
143
Дренаж бульваров и зеленых разделительных полос. Бульва
ры и разделительные полосы городских дорог, имея относительно
узкую, вытянутую вдоль улиц форму, интенсивно посещаемые на
селением и животными, требуют особого подхода к обеспечению
сохранности зеленых насаждений.
При интенсивном движении транспорта на зеленые насаждения
попадает грязная, а при снеготаянии часто насыщенная солью вода.
Для обеспечения устойчивости и сохранности бульваров и зеленых
насаждений разделительных полос желательно со стороны насажде
ний, примыкающих к проезжей части, создавать узкую (0,7-0,9 1\1) защитную полосу из плит (типа тротуара) с уклоном 0,02-0,015° в
сторону дороги (рис. 55).
(., А,
'..' ,
"1 т Ц"6...".
' . '
\0
Рис. 55. Защитная '30на с дренажеГlI вдоль БУJlышра
На избыточно увлажненных землях при ширине бульвара 10-15 м и более по границе вдоль дорог под плитками желательно устроить
трубчатый дренаж. Для защиты дрен от заиления можно использо
вать нетканые материалы типа дорнит. При небольшой ширине раз
делительных QОЛОС дренаж можно устраивать посередине их. Смот
ровые колодцы, используеl\'lые для очистки дрен, размещают через
80-100 м.
Береговой дренаж. Его устраивают для защиты пойм от под топления водами, поступаЮЩИI\:IИ путем фильтрации со стороны реки. Дрену располагают параллельно берегу реки (рис. 56), что
144
Ло А-В
/
-------
8
Рис. 56. Береговой дренаж:
1- flоложенве грунтовых 80Д до ОСУШСIIIIЯ: 1- УГВ после ОСУШСlllfЯ: 3- ЛРСllа
дает возможность перехватывать фильтрующуюся через грунт воду, понижая уровень грунтовых вод в пойме. Вода из дрены отводится
в реку ниже по уклону от осушаемой части поймы.
Кольцевой дренаж используют при осушении особо важных
участков территории или отдельных зданий. Вода из кольцевой дре ны, ограждающей осушаемый объект, отводится в водоприемники
или на участки с более низкими, чем дрена, отметками. Дрену I\'ЮЖ
но выводить В водоприемный колодец с самотечным отводом воды
или с ее откачкой. Кольцевой дренаж может не дать эффекта при
поступлении на осушаемый объект напорных грунтовых вод. В та ких случаях необходимо дренировать и площадь, ограниченную
кольцевой дреной.
Контрольные вопросы. ). За счет чего ;10СТИП1СТСЯ осушеllие при КО:(Ь;\Iaтаже'?
2. Что такое польдеры? 5. В чеl>( различия в осушении водопоглощаЮЩИ\lИ 1(0JЮ;1-
цами и откачкой воды из колодцев? 4. Поче~IУ в парка:\ и садах необ:\одИJ\1O устра
ивать специаJlЬНЫЙ, а lIе обычный l1ренаж? 5. В ЧС\l особенности осушения спортив ных площадок и площадок лля oT:tblxa? б. Особенности устройства дренажа 6ул(,
варов. 7. Чеi\1 отличается береговой дреllаж от колыlвого?? Что в них обшсго'?
10 3ИJ(<lЗ NQ 364
Г J] а в а 9
ПРОИЗВОДСТВО ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ РАБОТ
При осушении лесных земель проводят следующие оснОвные
виды работ: регулирование водоприемников, подготовку трасс для
мелиоративных каналов, корчевку пней, строительство регулиру
ющих и проводящих каналов, возведение гидротехнических соору
жений на осушительной сети, устройство дорог и противопожар
ных водоемов.
9. 1. Регулирование водоприемников
Водоприемниками служат ручьи, реки, озера, водохранилища,
балки, овраги по достижении базиса эрозии. В отдельных случаях
в качестве водоприемников можно использовать карстовые ворон
ки, а таюке водопроницаемые свободные от гравитационной воды
слои грунта.
Водоприемники оказывают значительное влияние на действие
осушительных систем, поэтому они должны удовлетворять опре
деленным условиям. Уровни воды в них должны обеспечивать
нормальную, бесперебойную работу осушительной сети, не вы
зывая подъема уровня и затопления или подтопления территорий,
прилегающих к водоприемнику. Горизонт бытовых вод (гл. 3) в водоприемнике должно быть не выше уровня дна впадающих в
него каналов осушительной сети или на 30-40 см ниже впадаю щих в него закрытых коллекторов дренажной сети. Затопление
осушаемой территории водами водоприемника допускается толь ко в период весенних половодий и не должно превышать допус
тимых сроков затопления для соответствующих видов древесно
кустарниковых пород (гл. 5) .Водоприемники должны иметь ус
тойчивые берега.
Неудовлет~орительное состояние водоприемников может являть
ся следстви~м разных причин естественного или искусственного
характера.
Е с т е с т в е н н ы е при ч и н ы : извилистость русла, образо вавшаяся за счет большого количества меандр (наблюдается обыч
но у равнинных рек); чередование участков с широкими руслаl\'IИ ,
146
H~ малыми глубинами, с участками глубокими, но с узкими русла-
и. большая шероховатость русла и малая скорость течения (менее
М,
О 20-0,25 |
м/с); обвалы берегов, завалы или отложения аллювия в |
|
, |
~ |
~ |
русле; зарастание русел травянистои или кустарниковои раститель-
ностью.
И с к у с с т в е н н ы е при ч и н ы: плотины (мельничные, гидроэлектростанций, водозаборов); шлюзы; недостаточные раз
меры проемов мостов и отверстий трубопереездов (на малых реч
ках) и др. Водоприемники, где указанные причины снижают рас
ход и вызывают повышение уровня воды в них, нуждаются в регу-
лировании.
Методы регулирования водоприемников зависят от причин, вы-
зывающих их неудовлетворительную работу. На участках с изви листыми руслами в целях увеличения продольного уклона необхо
димо спрямление русла. Минимальный уклон дна определяется по
формуле Шези (V =сГRi):
(104)
в меженный период скорость принимается равной 0,3-0,5 м/с.
Спрямление русла может быть частичным с устройством проко
пов, плавно соединяющих прямые участки реки (рис.57, а), и ре
шительным (рис.57, б), когда на месте старого строится новое рус
ло реки на значительном его протяжении. При этом резко изменя
ется водный режим прилегающих земель. Поэтому при решитель ном спрямлении необходима оценка экологических последствий.
а
P~IC. 57. Регулирование ВОJlоприеf\Н!ИКОВ:
и- 'lаСТII'IIЮС Сl1рЯМ:lсние русла: ci- рt:ШII гt:лыlOС
СПРЯ.\IЛt:IIllt: русла; (1- раЗГРУ-JI\а реКI1 IЮ:ЮIIРIIС~11111ка
147
На участках с малыми уклонами, где нет возможности увели
чить уклон, расход водоприемника можно увеличить строитель
ством разгрузочного канала параллельно реке (рис.57, в). Завалы
на водоприеl\'lниках расчищают, растительность удаляют.
При регулировании рек необходимо учитывать, что наиболее ра'3-
мываемые участки-повороты русла, их устойчивость характеризует ра
диус закругления. А.Ф.Печкуров рекомендует для рек с расходом более
5 м3/с радиус закругления определять по упрощенным фОРМУЛaJI,'I:
для поперечно устойчивого русла
111111'41 5R3 ГЕ-В |
,· |
(105) |
''". = |
|
|
для продольно устойчивого русла |
|
|
r:lliп =1OOR 1.5 , |
|
(106) |
где '~11iп- радиус закругления; R - гидравлический радиус, |
1\1; В - |
ширина русла по урезу воды, м. По А.Ф. Печкурову, при условии
неразмываемости русла радиус поворота приближенно можно при
нять равным lOB.
Мелководные участки русел углубляют, излишне широкие - су
жают путем сооружения полузапруд или бун.
Увеличение пропускной способности русла водоприемников
можно достигнуть выправлением русла. Для этого необходимо ус
траивать полузапруды (буны) или струенаправляющие сооружения.
П о л у з а пру д ы (буны, или поперечные дамбы) представля ют собой дамбы, устраиваемые под углом к берегу. Наклон бун в пла
не направлен против течения, улучшая условия затекания воды между
бунами. Расстояние между ними составляет не более четырехкратной
их длины. Концы бун (голова) располагаются по линии проектируе мого русла водотока. Простейшие полузапруды устраивают в виде двух
рядных плетней, пространство между КОТОРЫI\Ш заполняется слабо разложившимся торфом. Действие полузапруд заключается в том, чтО
затекаемая между ними вода откладывает илистые частицы (наносы),
постепенно з~полняя промежутки между бунами и выравнивая русло.
С т р у ~ н а п р а в л я ю Щ и е с о о р у ж е н и я (продоль
ные дамбьt) представляют собой прерывистые дамбы (ВОЗl\lОЖI\О плетневые), устраиваемые вдоль берега и сужающие русло. Для
исключения течения воды между берегом и дамбой каждый отре
'ЗОК дамб соединяют с береГО!\'I. Получаются Т-образные дамбы.
148
выправитеЛЫlые работы на руслах IlРИJ\'lеняют в случаях необхо
димости уменьшения ширины русла не менее чем в два раза. При не
б0ЛЬШОМ сужении мелководных русел целесообразно применять про
дольные дамбы, при большом на глубоких участках - поперечные.
Если движение воды затруднено завалами, то их на водоприем
никах расчищают, а растител ьность удаляют.
9.2. Строительство осушительных систем
Успешность проведения ГИДРОI\'lелиоративных работ зависит от возможности механизации всех работ. Степень механизации стро ительныХ работ определяется проходимостью машин и механиз мов, в зависимости от чего объекты гидромелиорации делятся по условиям работ на три категории: легкие, средние, тяжелые.
Л е г к и е условия создаются на минеральных и слабооторфо ванных землях начальной стадии заболачивания. Древостои здесь
представлены в основном долгомошниковыми, реже черничниковы
ми типами. Максимально допустимое удельное давление на грунт -
50 кПа и более. В этих условиях можно применять тракторы типа Т-
130 Г-1, Т-llО МБГС (Т-130Б), ДТ-75, гусеничные экскаваторы, при
цепные и навесные каналокопатели плужного типа, кусторезы и др.
С Р е Д н и е условия возникают на заболоченных землях с глу
биной торфа до 30-40 см. Максимально допустимое удельное дав
ление на грунт - до 35 кПа. Здесь можно использовать тракторы Т-
100 МБГП, ДТ-75Б, экскаваторы Э-304 и их модификации, Э-3М,
каналокопатели плужного типа: прицепные ЛКА-2М и навесные
ПКЛН-500 и ЛКН-600.
. Т я ж е л ы е условия создаются на болотных землях с глубиной
торфа более 0,4 м, постоянно сильно обводненных, с грунтовыми
водами, располагающимися у поверхности. ДОПУСТИl\юе удельное
давление на грунт не должно превышать 25 кПа. В этих условиях
ДОПустимо использование тра".оров T-l 00 МБГС, ДТ-75Б, экскава
торов 3-304, каналокопателей фрезерного типа КФН-1200, MK-l ,8.
Тракторы, используемые на гидромелиоративных работах, аг
'Р~гатируют с бульдозерными ножами, кусторезами, прицепными,
навесными или фрезерными каналокопателями. Экскаваторы при ,ОСУUJении лесных земель оснащают профильными ковшами
149