Лекции по м / Осушение

Осушение земель - гидромелиорация, состоящая в удалении избыточной влаги из почвы и/или с ее поверхности в зонах избыточного увлажнения: на болотах и заболоченных землях.

При правильном проведении осушительной мелиорации достигается высокая продуктивность сельскохозяйственных и лесных угодий.

При переосушке происходит быстрая деградация земель: истощаются запасы органики, содержащиеся в торфяниках, растения испытывают дефицит влаги, усиливается опасность пожаров.

Осушительная система, избыточно увлажнённая земельная территория вместе с сетью каналов, дрен и др. гидротехническими и эксплуатационными сооружениями, обеспечивающими её осушение. Основные элементы О. с.: регулирующая, ограждающая и проводящая сети, составляющие осушительную сеть; водоприёмник (река, озеро, море и др.); гидротехнические сооружения (перепады, устья каналов, шлюзы, смотровые колодцы, насосные станции и т.п.); дорожная сеть (дороги, мосты, водопропускные трубы, скотопрогоны); эксплуатационные сооружения (гидрометрические посты, наблюдательные скважины и др.).

В зависимости от способа осушения О. с. бывают открытые (регулирующая сеть — открытые каналы) и закрытые (регулирующая сеть — закрытые собиратели, дрены-осушители и небольшие магистральные каналы представляют собой подземные трубчатые водоводы). Основные проводящие и ограждающие каналы в обоих случаях открытые. Применяют открытые О. с. при предварительном (первоначальном) осушении болот, лесов, иногда сенокосов и пастбищ. Недостатки их: снижение коэффициента земельного использования; препятствия, создаваемые каналами для механизации полевых работ; зарастание и др. виды деформации каналов и пр. Закрытые О. с. более технически совершенны, долговечны, не имеют недостатков открытых систем и представляют большие возможности для увлажнения осушаемых земель в засушливые периоды вегетации растений. Их строят для интенсивного использования осушаемых земель (овощные, кормовые, полевые севообороты, сады, культурные пастбища).

Неотъемлемой частью О. с. является водоприёмник — обычно река или водоём, способный принять сбрасываемую осушительную сетью избыточную воду, не вызывая в ней подпора. Редко, при благоприятных гидрогеологических условиях, воду сбрасывают в подземные водоносные горизонты, устраивая поглощающие колодцы. При неудовлетворительных показателях водоприёмника (недостаточная пропускная способность, высокие уровни воды в периоды работы осушительной сети, неустойчивое русло) его урегулируют путём расчистки, спрямления, углубления и расширения (сужения) русла.

По методу отвода воды из осушительной сети О. с. бывают самотёчные (вода поступает в естественный или урегулированный водоприёмник за счёт гидравлической энергии потока, т. е. самотёком) и с машинным водоподъёмом (воду из магистральных каналов откачивают в водоприемник с помощью насосных станций). Обычно машинный водоподъём применяют при осушении приморских низменностей (устройство польдеров в Калининградской области и др.), низких речных и озёрных пойм (например, рр. Немана и Лиелупе, Раменское расширение поймы р. Москвы), плавней (рр. Кубани, Днестра и др.), где самотёчные системы практически невозможны. Машинный водоподъём используют также при осушении земель в районах национальных парков, охраняемых ландшафтов, в зоне недостаточного увлажнения, где урегулирование рек может привести к их порче, снижению эстетической привлекательности и реакреационной ценности. Строительство и эксплуатация О. с. с машинным водоподъёмом дороже самотёчных, поэтому они экономически эффективны при интенсивном с.-х. производстве.

По характеру воздействия на водный режим осушаемой территории О. с. подразделяются на системы одностороннего действия — каналы и др. сооружения обеспечивают только отвод воды; двустороннего действия (осушительно-увлажнительные) — регулирование водного режима путём задержания и перераспределения во времени избыточной воды и пополнения запасов её в почве в засушливые периоды. Увлажнение осуществляют дождеванием или подпочвенным орошением (шлюзование каналов и дренаж). Функции осушения и увлажнения могут выполнять одни и те же элементы О. с. (например, магистральные осушительные каналы и водоприёмник служат водоисточником и проводящими увлажнительными каналами, каналы-осушители и дрены — участковыми увлажнителями и т.д.). Применение систем двустороннего действия даёт возможность в течение вегетационного периода поддерживать в корнеобитаемом слое водный режим для с.-х. растений, близкий к оптимальному.

Конструкция О. с. зависит от почвенных, гидрогеологических, хозяйственно-экономических и пр. условий местности. Эксплуатацию О. с. в СССР осуществляют управления эксплуатации систем, районная мелиоративная служба и землепользователи, за которыми закреплены осушаемые земли.

За годы Советской власти в СССР построены и реконструированы О. с. на млн. га. Оресская О. с., расположенная в бассейне р. Орессы (Белоруссия), занимает 98,5 тыс. га, из них 51,5 тыс. га увлажняется (по дренам) в засушливые периоды водой из водохранилища (объём его 39,5 млн. м3), сооруженного в верхней части системы. На осушаемых землях выращивают овощные, зерновые культуры и травы. Трубежская О. с. (самотёчная, двустороннего действия) в пойме р. Трубеж и её притоков (Украина) имеет площадь осушения 32,5 тыс. га; основные культуры — овощные, картофель, кукуруза на силос, травы, кормовые корнеплоды. Яхромская О. с. в пойме р. Яхромы (Московская область) занимает около 10 тыс. га; большая часть системы двустороннего действия (орошение дождеванием). На землях её выращивают овощные и кормовые культуры.

Осушительная сеть

сеть каналов и дрен, устраиваемая на заболоченной или избыточно увлажнённой территории для её осушения; важнейший элемент осушительной системы (См. Осушительная система). Состоит из регулирующей, ограждающей и проводящей сетей с сооружениями на них (дренажные устья, смотровые колодцы, Перепады, Быстротоки, мосты, трубы-переезды и т.д.). Состав и характер О. с. определяются основным типом водного питания территории, причинами заболачивания и последующим с.-х. использованием осушаемых земель.

Регулирующая сеть служит для своевременного удаления избытков воды из корнеобитаемого слоя почвы, что способствует улучшению водного, газового и теплового режимов почвы и создаёт условия для эффективной работы с.-х. машин и использования удобрений. На минеральных заболоченных почвах или болотах с атм. типом водного питания, требующих при осушении ускорения поверхностного стока, она состоит из постоянных открытых собирателей (каналов — допустимы на естественных сенокосах, при первоначальном осушении торфяных болот, в лесонасаждениях, на пойменных лугах) или закрытых собирателей (траншеи с керамическими перфорированными, пластмассовыми или др. трубами на дне, засыпанные хорошо фильтрующим материалом — песок, стиромуль и др. — или почвой), систематически располагаемых на осушаемой площади. На землях с грунтовым типом водного питания регулирующая сеть при любом с.-х. использовании площади делается в виде дренажа (см. Дренаж сельскохозяйственных земель), который на землях, заболачиваемых напорными грунтовыми водами, может быть дополнен глубокими каналами (осушителями).

При осушении торфяных болот с грунтовым типом водного питания, мощностью залегания торфа 2—3 м и минеральным дном из хорошо фильтрующих незаилённых песков регулирующая сеть выполнена в виде одиночных или системы редких глубоких открытых каналов, врезаемых дном в пески.

Ограждающая сеть предназначена для защиты осушаемой территории от поступления поверхностных и грунтовых вод со стороны водосбора, водотоков и водоёмов: нагорные каналы (по подошвам склонов) служат для сбора склонового стока; нагорно-ловчие каналы улавливают поверхностный склоновый сток и грунтовый поток; ловчие перехватывают грунтовые воды; для защиты земель со стороны водотоков и водоёмов строят дамбы.

Проводящая сеть принимает избыточную воду из элементов регулирующей и ограждающей сетей и транспортирует её в ближайший водоприёмник (река, водохранилище, озеро и т.п.). Состоит из открытых магистральных каналов различных порядков, прокладываемых по самым низким местам осушаемой площади, а при осушении дренажем — открытых или закрытых коллекторов, впадающих в магистральный канал и редко — в водоприёмник. Стенки и дно каналов крепят плитами из пористого бетона, дёрном, хворостом, что улучшает их работу и увеличивает долговечность.

Лит. см. при ст. Осушение.

С. Ф. Аверьянов.

Схема осушения лугов: 1, 3 — магистральные каналы; 2 — нагорный канал; 4 — открытые собиратели; 5 — река-водоприёмник.

Осушительная система. А — открытая; Б — закрытая: 1 — магистральный канал; 2 — нагорные и нагорно-ловчие каналы; 3 — коллектор; 4 — дрены; 5 — открытые осушители; 6 — река-водоприёмник; 7 — устья; 8 — смотровые колодцы; 9 — мосты; 10 — дороги; (/—трубы-переезды; 12—гидрометрический пост,13 — створы наблюдательных скважин; 14 — горизонтали поверхности земли

Дренажная система

Дренажная система хоть и невидимая, но очень важная часть сада. Она предотвращает застаивания поверхностных вод и, как следствие, избыточного переувлажнения почвы. Избыток влаги приведет к деградации газона и затормозит рост посаженных деревьев. Для обеспечения полноценной жизнедеятельности большинства растений грунтовые воды должны находиться не выше 1 м от проектных отметок поверхности участка. Если в действительности это не так, приходится понижать уровень грунтовых вод и осушать участок.

Основным методом регулирования и защиты территории от переувлажнения является сооружение дренажной системы для отвода поверхностных вод. Задача дренажа – локализовать грунтовые воды и отвести их в придорожные канавы или в ближайшие существующие и проектируемые водоемы.

На современных коттеджных участках в основном устраивается закрытый дренаж, который не нарушает облика территории и позволяет использовать почву над дренами для посадки растений или устройства газонов. Глубина дренажных траншей колеблется в зависимости от свойств грунта и особенностей участка. В среднем она составляет 0,7-1,2 метра. Ширина 0,4-0,5 метра. Выкапывая траншею, необходимо контролировать ее уклон согласно указанным на плане высотным отметкам. Контроль осуществляется с помощью нивелира. При выкапывании одного погонного метра дренажной траншеи образуются порядка 0,2 м3 вынутого грунта и следует заранее позаботится о его вывозе.

На дно траншеи укладывается геотекстиль . Он предотвратит заиливание дренажа. Затем дренажная труба , которая засыпается щебнем . Здесь трубы (асбестоцементные с пропилами или перфорированные пластиковые) играют роль водоотвода, а щебень, укладываемые послойно, – роль фильтра и водосбора.

Поверх щебня насыпается плодородный слой грунта и засевается газон. Вода, двигаясь в почве, перехватывается дренами и отводится самотеком по направлению сформированного уклона в место сброса. Это либо канализационная канава поселка, либо дренажный колодец из нескольких колец.

Открытый дренаж

Закрытый дренаж

деревянный дренаж

каменный дренаж

фашинный дренаж

Рис. Конструкция дрен из местных материалов : 1- обратная засыпка ; 2- дерн ; 3- хворост ; 4- гравий ; 5- жерди : 6- камни; 7- фашины; 8- деревянная труба; 9-гончарная труба