Глава 3. Выбор схемы осушительно-оросительной системы

Схема системы выбирается в зависимости от природных условий, типа водного питания и сельскохозяйственного использования осушаемой площади. В качестве осушительной сети выбираем закрытый горизонтальный дренаж, а ограждение площади производным нагорными каналами. Для орошения осушаемого участка лучшим будет способ дождевания, для которого лучше всего запроектировать закрытую оросительную сеть

3.1 Выбор метода и способа осушения

Метод осушения – принцип воздействия на факторы переувлажнения корнеобитаемого слоя.

Способ осушения – система технических мероприятий, обеспечивающих устранение избыточного увлажнения, исходя из метода осушения и требований сельскохозяйственного использования осушаемых земель.

Таблица 2. Методы и способы осушения переувлажненных почв.

Тип почвенного питания	Метод осушения	Способ осушения
Атмосферный	Ускорение поверхностного стока	1.Открытая сеть
		2. Открытая сеть и агромелиоративные мероприятия
Грунтовый	Понижение УГВ	1.Редкие, глубокие канавы.
		2.Закрытый горизонтальный дренаж
Грунтово-напорный	Понижение УГВ	1.Вертикальный или горизонтальный дренаж
		2.Ловчие дрены
Делювиальный	Ограждение осушаемой территории от притока поверхностных вод со склона.	1.Нагорные каналы
		2.Ограждение обваливанием
Аллювиальный	Ограждение осушаемой территории от затопления паводковыми водами	1.Обвалование осушаемой площади
		2. Береговые или ловчие дрены

3.2 Проектирование на плане участка осушительно-оросительной части системы.

Осушительная система состоит из следующих основных элементов:

1.Водоприемник (река, озеро, пруд, овраг и т. д.)

2.Проводящая сеть (каналы и закрытые коллекторы)

Магистральный канал:

а) русло канала должно совпадать с направлением паводка;

б) он должен проектироваться по самым низким отметкам осушаемой площади;

в) он должен быть прямолинейным и иметь минимальное количество повторов.

г) допустимые уклоны магистрального канала от 0,0005 до 0,005;

д) расстояние между магистральными каналами зависит от допустимой длины закрытых коллекторов и количества полей в принятом севообороте. Длина коллектора принимается в пределах от 600 до 1200 м.

Закрытые коллекторы:

а) коллекторы прокладывают по наибольшему уклону осушаемой площади, внутри каждого поля севооборота;

б) допустимые уклоны коллекторов от 0,003 до 0,07

3. Регулирующая сеть (дрены):

а) дрены присоединяются к коллектору с одной или с двух сторон и располагаются под острым углом к горизонталям местности;

б) дрены впадают в коллектор под углом 60-90°;

в) длина дрен – 70-200 м в среднем 150 м;

г) минимальный угол дрены – 0,002-0,003.

Осушительную систему наносят на рис. 2 а количество элементов осушительной сети в таблица 3

Таблица 3 Характеристика элементов осушительной системы.

Элемент осушительной системы	Количество, шт	Длина, м	Расстояние между ними, м	Уклон местности, i
Нагорный ловчий канал	1	1600	-	0,002
Магистральный канал	2	1660	800	0,002
Закрытый коллектор	12	700	200	0,002
Дрена	84	200	100	0,002
Водоприемник р. Быстрица	1	-	-	-

3.3 Расчет режима осушения

Режим осушения – правильное установление и распределение в вегетативный период норм и сроков сброса избыточных вод, обеспечивающее оптимальный для данной культуры водный режим корнеобитаемого слоя, почвы в конкретных природных и агротехнических условиях. Норма осушения – это уровень грунтовых вод (УГВ) после проведения осушенных мероприятий.

На осушаемой участке расстояния между дренами глубина их заложения должны быть такими, чтобы УГВ опустился на глубину 50-60 см к началу весенней пахоты, к концу первого месяца вегетации – на глубину 70-80 см, а в остальной период вегетации оно на расстоянии 1,0-1,2 м от поверхности почвы.

3.3.1 Расчет глубины заложения дрен

Средняя глубина заложение дрен (в) в торфяниках – 1,1 м.(после осадки)

Среднюю глубину заложения дрен рассчитывают по выражению

в=α +h+d+βxв_min,где

α- норма осушения к концу предпосевного периода, м;

h – перегиб кривой депрессии, м;

d – внешний диаметр дрены, м; d=0,07 м;

β – осадки осушаемого слоя почвы, доли;

в_min – минимальная глубина заложения дрен, м;

Можно принять следующие значения:

• прогиба кривой депрессии в торфе – 0,15 м;

• осадки осушаемого слоя – 0,15 – 0,25 м.

α = 0,5-0,6 беру 0,5

h – 0,15

d = 0,07 м.

β = 0,15-0,25 беру 0,2

в_min =0,5+0,15+0,07+0,2х1,1=0,94 м.

Рис. 3 Схема для расчета минимальной глубины заложения дрен.

3.3.2 Расчет модуля дренажного стока

Модуль дренажного стока (q, м/сут) или приток воды к дрене за засчетный период определяется по формуле:

, где

m- избыточный слой воды, м;

t- время понижения грунтовых вод до 50-60 см, сут; t=10сут.

Избыточный слой воды, подлежащий отводу с поверхности и из расчетного слоя почвы, определяется по формуле:

, где

H_В – слой воды, оставшийся на поверхности почвы в микропонижениях

Н_В=0,001-0,03м (Н_В=0,02м)

α – норма осушения к концу расчетного периода , м. для предпосевного периода = 0,6м;

δ- коэффициент водоотдачи, который рассчитывается по формуле С. Ф Аверьянова:

/100, где

П – порозность в слое а, %;

R – максимальная высота капиллярного поднятия, R = 1,5 м.

ВЗ = влажность завядания в слое а, %

Порозность в слое 50 – 60 см на торфе равна 78 %, а влажность завядания 24.8%.

/100=0,016

m = 0,02 *0,6*0,016/200 = 0,02 м.

q = 0,02 / 10 = 0,002 м/сут.

3.3.3. Расчет расстояния между дренами.

Для расчета расстояния между дренами необходимо знать отношение расстояния между дренами (В) к расстоянию от дрен до водоупора (Т). Примерное расстояние между дренами на торфе 15-30 м. Расстояние от дрен до водоупора 8 м. Допустим В/Т > 3, то применим формулу С. Ф. Аверьянова

К_ф – коэффициент фильтрации водовмещающей толщи грунта, м/сут;

Н – разность уровней грунтовых вод между дренами и в дрене за расчетный период, м. Основным периодом для расчета расстояния между дренами является время от конца схода паводковых вод до начала весенних полевых работ.

q – приток воды в дрене за расчетный период, м/сут;

В – расстояние между дренами, м;

Т – расстояние от дрены до водоупора, м

α- коэффициент висячести, учитывающий степень несовершенства дрены по отношению к фильтрационному потоку, α = 0,1 – 0,9.

Величина Н рассчитывается по формуле:

Н = b - 0,6  a, где

а – норма осушения к концу расчетного периода, м.

b – глубина заложения дрен, м.

Н = 0,94 - 0,6  0,6=0,58

Рис. 4 Схема для определения расстояния между дренами.

Вывод: рассчитанное расстояние равное 16 м, верно, так как оно находится в пределах для торфа 15-30 м.