2.11. Системи провідних каналів.

Провідна мережа каналів на осушувальних системах предназначається для відводу надлишкових поверхневих і підземних вод з осушуваних площ у водоприймачі.

Поверхневі і підземні (дренажні) води потрапляють у провідні канали як із мережі регулюючих відкритих або закритих каналів (дренажу), так і безпосередньо із суміжних з провідними каналами земель.

Розміри провідних каналів визначаються їх потрібною пропускною здатністю, яка забезпечує відвід максимальних витрат води, які поступають перш за все за рахунок поверхневого стоку, постільки ці витрати значно перевищують максимальні витрати, які притікають за рахунок дренування підземних вод.

Кількість поверхневого стоку, який поступає в той або інший провідний канал, визначається, з одного боку, розмірами водозбірної площі його, а з іншого боку – стоком з одиниці цієї площі при даних умовах. Величина стоку з одиниці водозбірної площі називається модулем стоку (л/сек з 1 га). Величина ця залежить: 1) від характеру і розмірів водозбірної площі і ступеня каналізації її і 2) від кліматичних і гідрологічних умов стоку даного періоду. Розрахункова величина модуля стоку повинна бути установлена у відповідності не тільки з природними гідрологічними і грунтовими умовами стоку з даної площі, але і характером господарського використання її, який визначає необхідну інтенсивність і терміновість видалення вод з осушуваної площі і ступінь каналізації її.

Головними чинниками, які впливають на величину модуля стоку являються: 1) кількість опадів, їх інтенсивність, час випадання; 2) проникність грунту; 3) рельєф і похил водозбірної площі; 4) стан поверхні і характер рослинного покриву, інтенсивність випаровування води; 5) розмір і форма водозбірної площі і ступінь каналізації її, які обумовлюють явище так званого сповільнення або запізнювання стоку.

В залежності від дії цих факторів, величина модуля стоку не залишається постійною, а змінюється в часі і в просторі.

Відсутність достатніх спостережень над стоком в різних районах роблять неможливим застосувати тільки один статистичний метод розрахунку модуля стоку. Тому при встановленні модуля стоку приходиться удаватися і до аналітичного методу, який заснований на розгляді утворення (генезису) явищ стоку і тих головних чинників, від яких залежить величина його.

В загальному випадку кількість стоку, який поступає у водоприймач або канал в секунду дорівнює секундній інтенсивності опадів (за вирахуванням поглинання у грунт і випаровування, помноженій на величину водозбірної площі водоприймача або каналу і на коефіцієнт сповільнення стоку, який менший або в окремих випадках рівний одиниці. Значення модуля стоку дорівнює секундній інтенсивності опадів (за вирахуванням втрат), помноженій на коефіцієнт сповільнення стоку.

Коефіцієнт сповільнення стоку визначається як відношення діючої площі водозбору при максимальному стоці (площа, з якої безпосередньо вода поступає у водоприймач) до всієї площі водозбору ( ) .

Провідні канали по своєму призначенню і величині можуть бути: a) магістральні, які з’єднують осушувальну систему з водоприймачем і б) бокові водозбірні канали – колектори, які впадають у магістральний канал і відвідні воду з окремих частин осушуваної площі.

Для того, щоб правильно розташувати мережу провідних каналів необхідно врахувати цілий ряд обставин, які істотно впливають на це розташування. Так, необхідно врахувати походження і тип болота, характер використання осушуваної площі, топографічні і гідрографічні особливості, розташування регулюючої мережі каналів, умови механізації сільськогосподарських робіт.

Як правило, магістральні канали прокладаються по найбільш низьких відмітках осушуваної території по тальвегах, які тут є, з використанням природних русел, якщо вони явно виражені і не надмірно звивисті. В деяких випадках більш доцільним чим таке використання русел, являється прориття повністю нового штучного каналу.

На торфових болотах магістральні канали по можливості проводяться по місцях, які мають найбільш потужну товщину торфу. Ця вимога викликається тим, що торф після осушення дає осадку значно більшу, ніж мінеральні грунти.

Загальний напрямок болотних каналів проектується приблизно нормальним до магістральних каналів, що являється бажаним з точки зору механізації сільськогосподарських робіт. Примикання ж бокових каналів до магістральних здійснюється під кутом 45-60 градусів шляхом спорудження відповідних перехідних заокруглень. При такому примиканні запобігається розмив магістральних каналів і замулення гирл бокових каналів. При осушенні лугів і пасовищ указані канали розраховуються на роботу повним перетином при пропусканні весняних вод. Літом побутові рівні води в каналі повинні бути нижче поверхні землі на 0,60 – 0,75 м, щоб не підтоплювати осушувані землі.

При осушуванні польових угідь рівень води в каналі повинен бути літом нижче поверхні землі на 0,9 – 1,1 м.

Глибина провідних каналів повинна бути більшою, ніж глибина впадаючих в них регулюючих каналів, і рівна на лугах 0,4-0,9м і на полях 1,0 – 1,5 м.

Канали повинні бути розраховані з врахуванням нормативів, які обмежують швидкості течії води в них: максимальний проти розмитості, і мінімальний проти замуленості і зарощуваності каналів.

Допустимі максимальні швидкості для деяких грунтів: 1) для мулу і дрібного піску – 0.15 – 0.30 м/сек, 2) глинистих грунтів – 0,70-1,20 м/сек, 3) торфу, який слабо розкладається – 1,10 – 1,40 м/сек.

Мінімальні допустимі швидкості проти заростання – 0,50 м/сек; проти замулення – не менше 0,25 м/сек, і піщаними частинками – не менше 0,40 м/сек.

Закладання відкосів в каналах при різних грунтах застосовують у таких межах: m=2,5-3,0 для піщано-намулистого грунту; m=0,25-0,50 для торфу, який слабо розклався.

Ширина каналів по дну визначається гідравлічним розрахунком у відповідності з потрібною пропускною здатністю. Якщо розрахункова витрата води невелика, то конструктивно ширина каналу по дну приймається не менше 0,30-0,50 м.