Способ  осушения определяет систему технических  средств и устройств, при помощи которых производится сбор и отвод избыточных поверхностных или подземных вод с переувлажненных земель.

    Так как в избыточном увлажнении нашего участка принимают участие атмосферный, делювиальный, намывной и грунтовый ТВП, то основными методами осушения являются: ускорение поверхностного стока, понижение уровня грунтовых вод, перехват поступающего на осушаемый массив склонового стока, ограждение пойм от затопления. Следовательно, основными способами осушения участка являются: устройство открытых каналов – собирателей, устройство дренажных систем, коллекторов, дрен, устройство нагорных каналов, регулирование русел рек, проведение агромелиоративных мероприятий.

    Один  из факторов выбора способа осушения закрытым гончарным дренажем является то, что он наиболее эффективен и долговечен, особенно в суглинках. Он обеспечивает быстрое весеннее осушение почвы, что позволяет проведение более ранних земельных работ, способствует росту производительности труда при обработке почвы, посеве культур, уходе за посевами и уборке урожая.

4.Проектирование осушительной сети в плане 

    Проектирование всех элементов осушительной системы производится в определенной последовательности: начинают с проектирования проводящей части осушительной сети (магистрального канала и транспортирующих собирателей и коллекторов), оградительной сети и, затем, проектируют регулирующую сеть. 

4.1 Проектирование магистрального канала 

      Трасса магистрального канала  прокладывается по самым низким отметкам поверхности осушаемого массива, используя, в первую очередь, естественные протоки, тальвеги и другие хорошо выраженные понижения.

    Магистральный канал должен принимать воду самотеком  с любой точки площади, подлежащей осушению.

    Положение магистрального канала должно, по возможности, обеспечивать двухсторонний прием воды.

    Магистральный канал должен быть, по возможности, прямым, углы поворота трассы не менее 120-130°.

    Уклоны  магистральных каналов определяются уклонами поверхности осушаемой территории и предельно допустимыми скоростями на размыв, заиление и зарастание. Минимальный уклон МК – 0,0002.

    Место впадения магистрального канала в водоприемник должно отвечать следующим требованиям: вода в водоприемнике не должна создавать подпора воды в магистральном канале, берега в месте впадения магистрального канала должны быть устойчивыми. Сопряжение магистрального канала с водоприемником в плане производится под углом 45-60°. 

4.2 Проектирование транспортирующих собирателей и дренажных коллекторов 

    Расположение  транспортирующих собирателей и  дренажных коллекторов должно отвечать следующим основным условиям:

1. Они должны трассироваться по границам полей севооборота, севооборотных участков, согласовываться с существующими дорогами, лесными насаждениями, населенными пунктами и.т.п.
2. При трассировании транспортирующих собирателей и дренажных коллекторов надо учитывать последующее размещение регулирующей сети.
3. Площади участков между открытыми собирателями должны быть не менее 30 га, чтобы обеспечить производительное использование сельскохозяйственной техники.
4. Если позволяют условия рельефа, каналы младшего порядка должны выпускаться в каналы старшего порядка с обеих сторон.
5. Расстояния между транспортирующими собирателями в основном определяются размерами и границами полей севооборота и других планируемых сельскохозяйственных угодий. При этом  расстояния должны согласовываться с принятыми способами осушения, в частности с длиной регулирующих элементов (дренами, регулирующими собирателями и.т.д.)

    Расстояния между транспортирующими собирателями и коллекторами при осушении закрытыми дренами принимают:

          ― при одностороннем впадении в транспортирующий собиратель или коллектор – 200-250 м.

          ― при двухстороннем впадении в транспортирующий собиратель или коллектор – 350-500 м.

6. Длина транспортирующих собирателей не должна превышать 2500-3000 м, а коллекторов 1000-1500 м.
7. Уклоны дна транспортирующих собирателей следует принимать не менее 0,0004, а при плоском безуклонном рельефе допускается уменьшение уклона до 0,0003.

    Дренажные коллекторы должны проектироваться  с уклонами значительно большими, чем транспортирующие собиратели.

    Уклон дренажного коллектора должен быть не менее 0,002, чтобы предотвратить заиление и закупорку трубы коллектора. 

    4.3 Проектирование оградительной сети 

    В состав ограждающих каналов входят нагорные каналы, ловчие и нагорно-ловчие каналы.

    В случае ограждения осушаемых земель от поступления поверхностной воды, стекающей с вышележащего водосбора, проектируются нагорные каналы. Они прокладываются вдоль верхней границы осушаемой территории, у подножия склона с уклонами 0,0003-0,0005, вода из нагорных каналов сбрасывается в проводящую сеть осушительной системы. Если стекающие с водосбора воды поступают на осушаемую площадь отдельными потоками, нагорные каналы делаются прерывистыми и вводятся в ближайшие проводящие каналы осушительной сети. Если в заболачивании территории принимают участие грунтовые воды, притекающие со стороны, то осушаемая площадь ограждается от притока этих вод ловчими каналами или головными дренами (закрытыми ловчими каналами), которыми перехватывается поток грунтовых вод. 

    4.4 Проектирование регулирующей сети 

    В осушительной системе наиболее ответственной  частью является инженерная регулирующая сеть, которая должна создавать в почве благоприятный водно-воздушный режим для успешного произрастания сельскохозяйственных культур.

    Проектирование  регулирующей сети сводится к решению  следующих задач:

    1.Выбору  типа и конструкции регулирующей  сети;

    2.Определению  расстояний между каналами регулирующей сети и глубины их заложения.

    3. Расположению регулирующей сети  в плане.

    4. Гидравлическому расчету отдельных  звеньев сети

    Регулирующая  осушительная сеть состоит из сети каналов и дрен для сбора избыточной поверхностной и грунтовой воды, непосредственно на осушаемой площади, для создания и поддержания в корнеобитаемом слое оптимального водно-воздушного режима, отвода собранной воды в проводящую сеть.

    В состав регулирующей сети входят:

    1. Дрены закрытые и открытые;

    2. Собиратели регулирующие закрытые и открытые;

    3. Bpeменные водоотводные борозды; 

    4. Агромелиоративные мероприятия  - кротование, щелевание, бороздование, гребневание, узкозагонная вспашка  с разъемными бороздами.

    Пути  поступления избыточных вод в  регулирующие каналы, определяющие принципы осушительного действия регулирующей сети, зависят от водопроницаемости осушаемых почвогрунтов.

    Если  участок сложен хорошо проницаемыми почвами, атмосферные осадки, выпавшие на поверхность участка, просачиваются вглубь почвы и вызывают подъем уровня грунтовой воды.

    После устройства осушительного канала первоначальный уровень грунтовых вод на этом участке стоит выше, чем в канале. Эта разница в уровнях вызывает движение воды из грунта в сторону  канала и постепенное осушение корнеобитаемого слоя. По мере удаления от канала, скорость движения грунтовых вод и уклон поверхности грунтового потока постепенно уменьшается, а уровень грунтовых вод повышается. На расстоянии, где осушительное действие канала прекращается, уровень грунтовых вод достигает первоначального положения и для его понижения необходимо устраивать другой канал.

    Такой принцип действия регулирующей сети называется дренажным, а регулирующие каналы - дренами.

    Если  участок сложен с поверхности  или на всю глубину почвогрунта  трудно проницаемыми почвами, то атмосферные осадки, выпавшие на поверхность участка, насыщают пахотный горизонт и накапливаясь на поверхности, затапливают ее. При слабоуклонном рельефе эта вода медленно движется в направлении уклона местности и, достигнув канала, сливается в него.

    В таких условиях влажность корнеобитаемого  слоя зависит, главным образом, от продолжительности стекания поверхностных вод регулирующие каналы должны перехватить, собрать стекающую воду и отвести ее.

          Такой принцип действия регулирующей сети носит название собирательного, а регулирующие каналы - собирателей.

          В соответствие с  вышеизложенным, по принципу действия каналы регулирующей сети делятся на две группы:

    - дрены, основным назначением которых  является ускорение внутреннего  стока, понижение уровня грунтовых вод на осушаемом участке и поддержание этого уровня на необходимой глубине;

    - собиратели, временные борозды, агромелиоративные  мероприятия, основным назначением  которых является своевременный отвод избыточных поверхностных вод, непосредственно с осушаемого участка.

    Регулирующая  сеть, выполняя свое основное назначение должна обеспечивать рациональное использование современных сельскохозяйственных машин и орудий.

          Площадь между двумя  смежными, постоянными открытыми  осушительными каналами, должна быть не менее 20-30 гектаров.

    Выбор того или иного типа регулирующей сети зависит от типа водного питания (ТВП) осушаемой площади, намечаемого сельскохозяйственного использования осушаемых земель и почвенных условий.

          Если земли используются под естественные сенокосы, регулирующие собиратели проектируются в виде открытых каналов.

    При использовании земель под искусственные  сенокосы или пастбища, т.е. когда предусматривается периодическая вспашка или пастьба животных, регулирующую сеть необходимо проектировать в виде закрытых собирателей, но принимающих поверхностный сток. В этом случае траншея собирателя заполняется ниже пахотного слоя пористым, фильтрующим материалом (Щебень, гравий, галька, шлак и т.п.).

    В таблице 2 приведены расстояния между открытыми регулирующими собирателями.

Таблица 2 - Расстояния между открытыми регулирующими  собирателями при осушении минеральных заболоченных земель (м) 

 

    Наиболее  совершенным типом осушительной сети является закрытая осушительная сеть, в основе которой лежит регулирующая сеть в виде закрытых дрен.

    При выполнении работы трассу магистрального канала прикладываем по самым низким отметкам поверхности, используя хорошо выраженные понижения, так что магистральный канал принимает воду самотеком с любой точки осушаемой площади, обеспечивая двухсторонний прием воды. По моей работе уклон магистрального канала равен 0,003, что обеспечивает хороший отвод воды без заторов, заиления и зарастания.

    Транспортирующие  собиратели располагаем по обе стороны  магистрального канала через равные расстояния (всего получается 4 транспортирующих собирателя, которые делят площадь участка на 4 частей). Площади между транспортирующими собирателями в моей работе не менее 60 га, что отвечает требованиям.

    Длина дрен принята равной 200 м, а расстояния между дренами  равно 25 м (по формуле  академика А.Н.Костякова), что учитывает  все требования и стандарты предъявляемые к созданию гончарного дренажа. 
 
 
 
 
 
 
 

5. Устройство гончарного дренажа

 

Наиболее  совершенным типом осушительной сети является закрытая осушительная сеть, в основе которой лежит  регулирующая сеть  в виде закрытых дрен.

    Дрена - это закрытый канал на дне, которого укладывается водопроводящий материал. В зависимости от того, какой материал применяется для строительства дренажа, различают следующие виды дренажа: гончарный, каменный, деревянный, пластмассовый, кротовый, щелевой.

    Наибольшее  применение в практике осушения находит  гончарный дренаж: керамические трубки длиной 33 см, диаметром от 5 до 25 см укладываются на дно траншеи впритык одна к другой.