Осушна система - комплекс інженерних споруд і пристроїв, що створюють необхідні умови для поліпшення водного режиму перезволожених земель.
До складу осушувальної системи входять: регулююча мережу, що обгороджує мережу, яка проводить мережу, водоприймач, гідротехнічні споруди, дорожня мережа, лісосмуги, експлуатаційна мережу (рис.9.1).
Мал. 9.1. Схема осушувальної системи:
1 - водоприймач; 2 - шлюз-регулятор; 3 - магістральний канал: 4 - польова дорога; 5 - відкритий колектор; 6 - міст; 7 - негарно-ловчий канал; 8 - відкритий осушувач; 9 - напрямок течії води; 10 - гирло закритого колектора; 11 - дрена; 12 - закритий колектор; 13 - колодязь на закритому колекторі
Регулююча мережу (осушувачі, збирачі, свердловини вертикального дренажу та ін.) Служить для збору і видалення з території надлишкових поверхневих і ґрунтових вод, які є причиною перезволоження території.
Обгороджує мережу (нагірні і ловчі канали, дамби та ін.) Призначена для захисту осушаемой території від поверхневих або грунтових вод, притекающих ззовні. При схилово і намивному ТВП захисна мережу виконує функції регулюючої.
Провідна мережа (магістральний канал, що транспортують збирачі, колектори) пов'язує регулюючу і захисну мережі з водоприймачем, транспортує воду за межі осушаемой території.
Водоприймач (річка, озеро, балка і т. Д.) Служить для прийому води, яка збирається з осушаемой території.
Гідротехнічні споруди (шлюзи, перепади, оглядові колодязі та ін.) Призначені для управління потоком води при її відведення або перерозподілі.
Дорожня мережа (дороги, переїзди, мости та ін.) Служать для безперешкодного пересування транспорту і сільськогосподарських машин по осушаемой території.
Лісосмуги регулюють мікроклімат на полях, перешкоджають вітрової ерозії.
Експлуатаційна мережа (гідрометричні пости і ін.) Використовується для контролю і нагляду за роботою всіх ланок осушувальної системи і забезпечення безперебійної її роботи.
Осушувальні системи бувають:
1) відкриті (регулююча мережу - відкриті канали);
2) закриті (регулююча мережа представлена закритими дренамі). Великі проводять і огороджувальні канали в обох випадках відкриті.
Відкриті системи застосовують при осушення боліт, лісів і малопродуктивних сінокосів. Основний недолік полягає в тому, що канали створюють перешкоди для механізації сільськогосподарських робіт, знижують криптографічного захисту інформації, вимагають постійного догляду.
Закриті осушувальні системи технічно більш досконалі, довговічні, не мають недоліків відкритих систем, але будівництво їх обходиться дорожче.
За способом відведення води осушувальні системи поділяють на самопливні і з машинним водопідйому. У соматичних системах вода з провідної мережі відводиться в водоприймач по ухилу русла. У системах з машинним водопідйому воду з каналів провідної мережі відкачують в водоприймач насосами.
Осушувальні системи за характером впливу на водний режим осушаемой території ділять на системи односторонньої дії (мережа побудована тільки для відводу надлишкової води) і двосторонньої дії (осушительно-зволожувальні).
Види регулюючої мережі. Залежно від ТВП регулюючу мережу виконують:
1. в відеосушітелей (грунтове і грунтово-напірне харчування);
В даний час будують переважно закриті осушувальні системи, причому закриті дрени можуть бути як осушувачами, так і збирачами.
Призначення регулюючої мережі - створювати і підтримувати водно-повітряний і тепловий режими відповідно до вимог сільськогосподарських культур.
Глибина закладення регулюючої мережі і відстань між каналами або дренамі - залежать від водно-фізичних властивостей ґрунтів, вирощуваних культур і ін.
Відкрита регулююча мережу - це канали, що влаштовуються для відтоку ґрунтових вод з метою зниження їх рівнів (осушувачі), а також для збору з осушаемой території поверхневих вод (збирачі).
Осушувачі розміщують паралельно один одному (систематична мережу) поперек потоку грунтових вод під гострим кутом до горизонталях (поперечна схема) або при ухилі поверхні по їх трасі паралельно горизонталях і гідроізогіпс (поздовжня схема) (рис. 9.2).
Мал. 9.2. Поперечна (а) і поздовжнє (б) схеми розташування дренажу:
1 - дрена; 2 - закритий колектор; 3 - горизонталь; 4 - магістральний канал або транспортує збирач; 5 - гирло закритого колектора
Відкриті осушувачі виконують з мінімальним ухилом 0,0005, перетин каналів трапецієподібно, шірінапо дну 0,4-0,5 м, закладення укосів 1-1,5, глибина осушувачів залежить від норми осушення та знаходиться в межах 11,5 м. Відстань між ними залежить від водно-фізичних властивостей ґрунтів і становить зазвичай 60-100 м, а іноді і більше.
Відстані між каналами приймають за рекомендаціями науково-дослідних установ.
Відкриті збирачі прискорюють відведення надлишкових вод, що утворюються на поверхні ґрунту (атмосферне, схиловий, частково намивний ТВП). Це канали глибиною 0,8-1,2 м, інші характеристики їх - як у відкритих осушувачів. Довжина збирачів - до 1-1,2 км. Відстань між збирачами коливається в межах 80-120 м, а при осушенні під луки - 100-200 м. Для визначення відстаней між відкритими збирачами є зональні рекомендації.
Мережа відкритих збирачів розділяє осушувати територію на невеликі ділянки, створює перешкоди для пересування по полю сільськогосподарської техніки. Під каналами і бермами іноді пропадає до 10-15% площі осушуваних земель. Тому в даний час віддається перевагу закритим осушувач і збирачам.
Закрита регулююча мережу. При грунтовому і грунтово-напірному ТВП грунтові води відводять в провідну мережу за допомогою зроблених в шарі підгрунтя отворів - дрен.
Дрени бувають із закріпленими стінками і вільної порожниною (гончарні, пластмасові, дерев'яні та ін.), З незакріпленими стінками і вільної порожниною (кротові і щілинні), з незакріпленими стінками і заповненої порожниною (Жердєва, кам'яні) і ін.
Дрени з закріпленими стінками і вільними порожнинами зазвичай більш довговічні.
Закриті дрени розташовують по поперечній схемі - паралельно або під гострим кутом до гідроізогіпс. Такі дрени з найбільшим ефектом перехоплюють потоки ґрунтових вод. Лише при практично безуклонной поверхні (i<0,0005) используют продольную схему. Дрены делают с искусственным уклоном, их глубина увеличивается от истока к устью.
Дренаж буває траншейним і безтраншейним. Траншейний дренаж складається з виконаних екскаватором траншей шириною 0,4-0,5 м, труб, стелажів, фільтра і грунту дренажної засипки (рис. 25). При безтраншейному будівництві дренажу труби укладають в порожнину, виконану спеціальним екскаватором.
9.3. Конструкції закритих дренажів (розміри в см):
а - Кротова дрена; б - щілинна дрена; в - дрена з кам'яних плит; г - дрена з кам'яної начерки; д - Жердєва дрена; е - фашина дрена; ж - дощата дрена; з - гончарна або пластмасова дрена; 1 - гумусірованний шар; 2 - захисний фільтруючий матеріал; 3 - камінь; 4 - жердини; 5 - дерев'яна прокладка; 6 - фашина; 7 - труба з дощок; 8 - гончарна або пластмасова дрена
В даний час найбільш поширений траншейний спосіб будівництва дрен.
У малостійких грунтах для запобігання укладаються в траншею труб від зсуву в вертикальній площині влаштовують підкладки-стелажі з дерев'яних планок.
Матеріалами для дрен служать обпалена глина з добавками (керамічні або гончарні труби, цей вид матеріального дренажу найбільш поширений), пластмасові труби, камінь, дерево, скло та ін. По виду матеріалу розрізняють: гончарний, пластмасовий, кам'яний і інші види дренажу.
Вода надходить в дрени через отвори в їх стінках або через стики між трубами. Для захисту дрен від замулення і збільшення водоприймальної здатності роблять фільтри з моху, піску, склотканини та інших матеріалів. В якості захисного матеріалу використовують гумусіроваіний шар грунту заввишки 20. 30 см. Далі траншею засипають вийнятим з неї грунтом.
Гончарні труби для дрен, виконують з глиняних, добре обпалених труб правильної циліндричної або гранованою форми.
Їх виготовляють з внутрішнім діаметром 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 і 250 мм довжиною 333 мм, а труби діаметром понад 100 мм - довжиною 500 мм. Зазори між трубами не повинні перевищувати 1-2 мм.
При укладанні гранованих труб продуктивність праці і якість робіт нижче, ніж при укладанні циліндричних.
Осушувальні дрени влаштовують з труб діаметром 50-75 мм, колектори - з труб великих діаметрів.
Мал. 9.4. Гончарні дренажні труби:
а. г - циліндричні та горіння; б - з опорною площиною; в - перфоровані; д - рифлені; е - з фасками; ж - розтрубні; з - фланцеві; і - з фігурним торцем
Для укладання труб спочатку відривають траншею глибиною, рівній глибині закладки дренажу. Ширина такої траншеї визначається шириною дреноукладчика або екскаватора. Дно траншеї ретельно планують. Осушувальним Дрени надають ухил не менше 0,002 та не більше 0,01. Укладання ведуть зверху вниз по схилу. На 1 га осушаемой площі в залежності від відстані між дренамі зверніть увагу на таке кількість дренажних труб:
Відстань, між дренамі, м