2.6. Метод и схема осушения
Метод осушения — это принцип воздействия на факторы переувлажнения корнеобитаемого слоя с целью преобразования их в оптимальные для сельскохозяйственного использования. Метод осушения устанавливается в соответствии с типом водного питания осушаемых земель.
Методы, определяющие пути отвода воды из почвы, устанавливаются в результате анализа причин избыточного увлажнения и источников водного питания. Необходимость каждого выбранного метода должна быть доказана студентом. При этом нельзя ограничиваться только перечислением выбранных методов.
В таблице 5 приведены рекомендованные методы осушения земель применительно к трем типам водного питания, наиболее часто встречающимся.
Таблица 5. Методы осушения земель
Тип водного питания |
Метод осушения |
Спосоы осушения (тип регулирующей сети) |
|
основной |
дополнительный |
||
Атмосферный |
Ускорение стока поверхностных и почвенных вод |
Повышение инфильтрационной и аккумулирующей способности почвы |
Открытые собиратели; закрытые собиратели; агромелиоративные мероприятия |
Грунтовый |
Понижение уровня грунтовых вод |
Перехват потока грунтовых вод, поступающих с внешнего водосбора |
Открытые осушители; закрытый горизонтальный дренаж; ловчие каналы |
Намывной склоновый (делювиальный) |
Ускорение стока поверхностных и почвенных вод |
Ограждение от притока склоновых вод |
Закрытые собиратели; нагорные каналы |
При смешанном типе водного питания могут одновременно применяться несколько методов осушения.
В зависимости от метода осушения и планируемого сельскохозяйственного использования осушаемой площади (луга, пастбища, овощной, полевой или кормовой севооборот) выбирают наиболее эффективный способ осушения. К основным способам осушения относятся:
открытые каналы, отводящие поверхностные и грунтовые воды;
горизонтальный и вертикальный дренаж, отводящий почвенногрунтовые и частично поверхностные воды;
вертикальные водопоглощающие колодцы, понижающие уровень грунтовых вод и отводящие воду в нижележащий песчаный слой;
ловчие каналы или головной дренаж территории, подтопляемой потоком грунтовых вод с вышерасположенной территории;
нагорные каналы, отводящие поверхностные воды, которые стекают с прилегающих склонов;
обвалование земель в целях защиты их от затопления водами рек в период разлива.
При установлении способов отвода избытка воды необходимо учитывать такие факторы, как характер планируемого использования земель, севооборот и состав культур, входящих в него, требования, предъявляемые к механизации сельскохозяйственных работ. Все выбранные методы и способы представить в виде таблицы по форме приложения Б.
Установив и обосновав методы и способы осушения в соответствии с планируемой культурой, намечают конструкцию регулирующей сети. В состав осушительной системы входят: осушаемая территория , осушительная сеть, регулирующая сеть, проводящая сеть, оградительная сеть, водоприемник, гидротехнические сооружения на сети, дороги и сооружения на них.
Тип регулирующей сети зависит от водного питания, метода осушения и сельскохозяйственного использования осушаемых земель. Расстояние между элементами регулирующей сети представлено в приложениях В, Г и Д
Схемы поступления воды в дрену и закрытый собиратель представлены на рисунке 1.
а
б
Рис. 1. Схема поступления воды в закрытые собиратели (а) и дрену (б):
1-пахотный слой; 2-подпахотный слой; 3-траншейная засыпка; 4-водоупор;
5-линии токов; 6-линии равного напора.
Защита осушаемых земель от притока вод со стороны внешнего водосбора осуществляется с помощью оградительной сети. Для перехвата грунтовых вод применяются ловчие каналы, поверхностных вод — нагорные каналы. Могут применяться и нагорно-ловчие каналы, при смешанном типе водного питания.
В задачу проводящей сети входит прием воды из регулирующей и оградительной сети и отвод ее за пределы осушаемой территории в водоприемник. Она бывает открытой, в виде каналов и закрытой в виде подземных трубопроводов различного диаметра. Расстояния между элементами проводящей сети представлены в приложении Е.
Открытая проводящая сеть может быть представлена магистральным каналом и открытыми коллекторами (транспортирующими собирателями), впадающими в него.
В открытую сеть впадают подземные трубопроводы — закрытые коллекторы, которые принимают воду из дрен или открытых собирателей.
Проектирование осушительной сети в плане начинается с трассы (расположения) магистрального канала, впадающего непосредственно в водоприемник. Магистральный канал должен проходить, кратчайшим путем по наиболее пониженным местам осушаемой территории, иметь минимальное число поворотов (линия тальвега).
На рисунке 2 показана схема расположения магистрального канала, проходящего по тальвегу и впадающего в реку.
Р
ис.
2. Схема расположения магистрального
канала при осушении пойменных земель:
1 — водоприемник; 2 — магистральный
канал; 3 — граница поймы
Расположение в плане открытых и закрытых коллекторов зависит от схемы расположения элементов регулирующей сети (закрытых дрен, собирателей).
Дрены могут располагаться по поперечной схеме (под острым углом к горизонталям) и по продольной схеме — вдоль склона. Поперечная схема применяется при уклонах местности не менее 0,005, а продольная при уклонах менее 0,005. Оба варианта показаны на рисунке 3.
Р
ис.
3. Поперечная (а) и продольная (б) схема
расположения дренажа:
1 — открытые каналы; 2 — закрытые коллекторы; 3 — дрены; 4 — истоки дрен; 5 — устья закрытых коллекторов
Проектирование сети начинается с проводящих каналов, которые проектируются по наиболее пониженным точкам поверхности: в направлении, параллельном общему направлению движения поверхностных и грунтовых вод. Нагорные каналы трассируются с однообразным уклоном до 0,0005 по границам мелиорируемой территории. Открытые проводящие каналы нужно располагать так, чтобы площадь разбивалась на участки прямоугольной формы (или близкой к прямоугольной форме), при этом каналы должны быть параллельны друг другу, После того, как проводящая сеть в плане запроектирована, приступают к расположению регулирующей сети для каждого поля севооборота на плане. Лучше всего регулирующие каналы будут перехватывать воду тогда, когда они расположены в направлении горизонталей местности или под острым углом к ним. При проектировании открытой и закрытой сети на слабоводопроницаемых грунтах следует иметь в виду, что регулирующими элементами этой осушительной сети являются разъемные борозды, межгребневые, межгрядовые борозды, кротовины, устраиваемые при проведении агромелиоративных мероприятий. Последние должны располагаться в направлении уклона, а при большом уклоне (0,005-0,008) под некоторым углом к горизонталям. Таким образом, собиратели открытой регулирующей сети выполняют роль проводящей сети, собирающей избыточную воду из регулирующих: элементов, созданных агромелиоративной обработкой. В этом случае собиратели размещают вдоль уклона, предусматривая их крепление во избежание размыва.
Рис. 4. План осушительной сети
Осушительную сеть располагают на топографическом плане выданном преподавателем на листе бумаги формата А1. Внешний вид графического изображения осушительной сети представлен на рисунке 4.