2.10. Обладнання регулюючої осушувальної мережі.

Регулююча осушувальна мережа буває відкритою – при осушенні лугів і лісів і закритою або тимчасовою на полях. Довжина дренажних ліній звичайно знаходиться в межах 150-300 м. Довжина колекторів допускається до 1000 м. Ці величини визначаються такими чинниками: 1) належний ухил і потрібна швидкість течії води; 2) рівномірні і можливо постійні глибини і перетини по довжині каналу; 3) найефективніші роботи тракторів і сільськогосподарських машин.

Відкриті канали. Відстані між рознімними борознами приймають 12-20 м в залежності від похилу місцевості і ступеня зволоженості. Відстані між тимчасовими відкритими каналами або поперечними вивідними борознами споруджуються від 70 до 100 м, зростаючи із збільшенням похилу.

Розташування поверхневої регулюючої мережі (вивідних борозн, рідких відкритих каналів, пористих збирачів) тісно пов’язане з мікрорельєфом осушуваної місцевості.

Водовідвідні борозни і відриті неглибокі канали на заболочених лугах створюють машинами, з шириною по дну - 0,20-0,30 м, з відкосами 0,5-1,5 м.

Похил каналів робиться 0,0003-0,0005 і не більше 0,001.

Гідравлічний розрахунок відкритих регулюючих каналів звичайно не ведеться.

Відкрита регулююча мережа має багато недоліків: 1) звуження механізації сільськогосподарських робіт; 2) швидке заростання каналів з наступним розповсюдженням буряків на полях; 3) втрати корисної площі (до 10-15%); 4) більш пізній початок відводу підземних вод весною внаслідок промерзання відкосів; 5) на пасовищах відкрита мережа легко пошкоджується тваринами.

Дренаж працює і зимою і підтримує в грунті потрібний водний, повітряний і біологічний режим. Особливо важливе зимове пониження підземних вод (на 0,7-1,0 м) на інтенсивно використовуваних землях. Дренаж регулює вологість грунту, понижує її в дуже вологі періоди і підвищує в більш сухі, відводить підземну воду, не займає площ, не перешкоджає механізації сільськогосподарських робіт. Але дренаж дорожчий, вимагає достатнього похилу, слабше відводить поверхневі води. Ці недоліки дренажу перекриваються його перевагами.

Закрита регулююча мережа (дренаж). Закрита мережа служить для регулювання грунтово-підземних вод і складається із підземних каналів невеликих розмірів з укріпленими стінками з різних матеріалів або земляні ущільнені.

Регулюючі дрени впадають в провідні, які звичайно відкриті, але бувають і закриті.

Види дренажу. По характеру отвори підземних каналів і їх розмірах дренаж можна поділити на 2 типи: 1) з отворами дрен у вигляді вільної повітряної полості з укріпленими або неукріпленими стінками; 2) з отворами дрен, заповненими яким-небудь грубопористим матеріалом (камінь, щебінь, хворост та ін. з наступною засипкою траншеї зверху вийнятою землею.

По матеріалу кріплення або заповнення отворів розрізняють дренаж гончарний, кам’яний, дерев’яний, фашинний та інші. Земляні дрени без кріплення називають “кротовинами”.

Гончарний дренаж споруджується із трубок з внутрішнім діаметром 5-7,5 см для регулюючих дрен, тобто які безпосередньо приймають воду із грунту. Для збірних дрен, які приймають воду із регулюючих дрен і які відводять цю воду за межі осушуваних ділянок – 15-20 см, в залежності від модуля осушення і розмірів осушуваної площі. В дренаж вода попадає через зазори між окремими дренажними трубками, які мають довжину 33 см (для даного діаметру до 16 см) для діаметру не меншого 20 см довжина дорівнює 60см.

В щільних грунтах гончарні трубки укладаються безпосередньо по дну траншеї. На рихлих і в’язких грунтах під дрени укладаються підкладки із дощок. Для уникнення замулення дренажу стінки дрени обкладаються мохом або торфом. Сполучення регулюючих і збірних дрен здійснюється шляхом накладання регулюючих дрен на дрени збірні. При цьому і у верхніх і в нижніх трубках робляться відповідні отвори.

Слабке місце гончарного дренажу – замулення труб, яке залежить від характеру грунту.

Дерев’яний дренаж – дощатий, жердяний і фашинний – застосовуються головним чином на торф’яних грунтах, де дерево довше зберігається завдяки консервуючій дії гумусових кислот.

Дощатий дренаж споруджується квадратною або трикутною формою з внутрішнім поділом від 5х5 до 15х15 см. Вода у дощатий дренаж проникає через спеціальні прорізи в стінках дрен. Застосовують також дерев’яні труби круглого перетину: із деревини і фанери.

Фашинний дренаж споруджується із хворосту листяних порід. Фашина являє собою щільно зв’язаний дротом, через 40-50 см, хворостяний канат діаметром 20-30 см. Така безперервна фашина укладається на дно траншеї, вкривається мохом і дерном, і засипається землею, ширина 30 см, глибина 30-35см.

Жердяний дренаж споруджується із жердин товщиною 8-10 см. Під жердини на дно траншеї через проміжки 1 м укладаються поперечні прокладки шириною 30 см, глибиною 25-35 см.

Кам’яний дренаж представляє собою кам’яну накидку, викопану у вигляді зворотного фільтру перетином 25 см х 30 см на дні дренажної траншеї, де у нижній частині дрени укладаються найбільш великі камені, зверху дрібніші камені і щебінь або галька. Зверху така дрена перекривається або торфом або дерном травою вниз і засипається землею. При цьому вода, попадаючи в дрену не замулює її, так як послідовно фільтрує через шари піску і щебеню різної крупності.

При наявності плитчастого каменю дрени складаються у вигляді труб квадратного і трикутного перетину. Кам’яний дренаж застосовується тільки в щільних мінеральних грунтах, так як в слабких грунтах цей дренаж легко порушується і перестає працювати, так як камені занурюються в грунт.

Терміни служби траншейного дренажу орієнтовно дорівнюють: гончарного – 20-30 років; дощатого – 20-25 років; фашинного – 15-20 років; жердяного – 10-15 років.

Існує ще дерев’яний дренаж з відкритим дном і пластмасовий.

Кротовий дренаж має велике значення у дренуванні надлишково зволожених грунтів. Він полягає у спорудженні в грунті на потрібній глибині підземних дренажних (подібно до кротових) ходів певного діаметру, які виконують при допомозі спеціального обладнання, та званого дренажного плуга – без попереднього обладнання траншей.

Кротові дрени споруджуються: 1) без кріплення отворів, тобто зі стінками із природного грунту, ущільненого деренером; 2) з штучним кріпленням отворів.

Порожнина кротової дрени утворюється шляхом розсовування частинок грунту (вверх і в сторони) робочим органом дренажного плуга – дренером за рахунок скорочення крупних некапілярних пор грунту, а також ущільнення грунту навколо стінок дрен. Дренер – круглий снаряд обтічної форми, потрібного діаметру із загостреною носовою частиною. Дренажний плуг при своєму русі по напрямку дренажної лінії особливим ножем робить вузький вертикальний розріз грунту (щілину) на потрібну глибину дренування. В нижній частині цього розрізу протягується дренер, який утворює в грунті кротовий хід потрібного діаметру.

Кротові дрени закладаються на глибині 50-60 і 70 см. Відстань між кротовими дренами на мінеральних грунтах 4-12 м. Великою перевагою кротового дренажу перед траншейним являється його дешевизна і простота спорудження.

Як траншейний, так і кротовий дренаж виводять воду до відкритих канав. Гирло дрен в місцях їх сполучення з відкритими каналами оформляються у вигляді бетонних, дерев’яних або цегляних оголовків.

Дренаж може застосовуватися як самостійний спосіб осушення (без спорудження відритих каналів) головним чином, при добре водопроникних мінеральних грунтах з відстанню між дренами 30-40 м. Частіше дренаж застосовується в поєднанні з системою осушення відкритими каналами.

Для підвищення аерації грунту споруджується дрібний кротовий дренаж. Глибина кротовин дорівнює 35-40 см при відстані між ними 1,0-1,5 м.

Розміри поперечного перетину дрен і закритих збірників визначаються гідравлічним розрахунком, відповідно найбільшій витраті води, який вони повинні відводити, і їх похилу.

Швидкість води в дренах повинна збільшуватись по довжині їх, для уникнення швидкого замулення.

Швидкість води у дренах гончарних, бетонних і дерев’яних допускається в межах 0,3-1,5 м/сек: менша швидкість недопустима внаслідок небезпеки замулення труб, більша швидкість – для уникнення розмиву грунту у випадку розходження стиків. Найкращою являється швидкість 0,6-0,8 м/сек. Цими величинами швидкостей і визначається потрібний нахил для труб даного діаметру. Похил дренажних труб потрібен від 0,005 до 0,03.

Швидкість течії води в дренах визначається за формулою , при роботі дрени повним перетином R= швидкість визначається за формулою .

Найголовніші споруди на дренажній системі наступні: гирла, контрольні колодязі, перепади і регулюючі споруди.

Гирло при виході колектору у водоприймач являється дуже відповідальним місцем у дренажній системі, так як будь-яка несправність тут виявляється вища на всій системі.

Контрольні колодязі розташовуються: 1) в місцях впадання колекторів молодшого порядку в колектори старшого порядку; 2) в пунктах сильних перепадів дренажної лінії в горизонтальному або вертикальному напрямку. Верх такого колодязя розташовується під землею, на глибині нижче орного шару. Дно колодязя повинно бути на 30-45 см нижче виходу в нього дренажних труб, щоб у заглибленні колодязя могли осідати наноси. Відстані між осадочними колодязями повинні бути не більше 400 м. Приблизно такі ж колодязі будують в якості перепадів – у випадку перетинання дренажною лінією крутого падіння місцевості.