Дренаж на орошаемых землях.
Когда на орошаемых землях высокоминерализованные грунтовые воды залегают близко к поверхности, нет достаточного естественного их оттока и нет возможности эксплуатационными мероприятиями понизить их уровень, устраивают дренаж.
Для снижения уровня грунтовых вод и их отвода с орошаемой территории в зависимости от гидрогеологических, почвенных и хозяйственных условий применяют открытые каналы, закрытый горизонтальный или вертикальный дренаж.
Открытые дренажные каналы не должны препятствовать механизации с/х работ на полях и устройству временной оросительной сети. Открытый дренаж применяют на участках с малым уклоном и при невысокой водопроницаемости почв Открытые каналы отводят грунтовые и поверхностные воды. Поэтому в настоящее время на орошаемых землях нашей страны и за рубежом широко применяют закрытый дренаж для предупреждения земель от засоления.
Горизонтальный закрытый дренаж более эффективен по сравнению с открытым. Он хорошо понижает грунтовые воды и отводит их с орошаемой территории. Закрытый дренаж устраивают из гончарных асбестоцементных, бетонных или пластмассовых труб.
Вертикальный дренаж применяют для понижения грунтовых вод на орошаемых землях при определенных гидрогеологических условиях: при залегании хорошо водопроницаемых почвогрунтов; на землях, подстилаемых галечниковыми аллювиальными отложениями. По сравнению с горизонтальным вертикальный дренаж требует больших затрат энергии на откачку воды, поэтому эксплуатационные расходы у него выше, чем у горизонтального дренажа.
В настоящее время вертикальный дренаж широко используют на многих оросительных системах Средней Азии.
Источник
Дренаж орошаемых почв необходим
Дренаж — естественное либо искусственное удаление воды с поверхности земли либо подземных вод. Земля часто нуждается в отводе грунтовых либо ливневых вод для улучшения агротехники, строительства зданий и сооружений.
Дренаж на орошаемых землях — это совокупность гидротехнических сооружений (труб, каналов, скважин, насосных станций и др.), с помощью которых обеспечивается понижение уровня и проточность почвенно-грунтовых вод и отвод их за пределы орошаемой территории.
Дренаж также применяется с целью защиты от проникновения воды в сооружения, сохранения и упрочнения оснований здания, снижения фильтрационного давления на конструкцию. Также дренаж необходим для поддержания площадок и дорог участка в сухом состоянии, предотвращения загнивания корневой системы высаженных растений, защиты фундамента и подвальных помещений от избыточной влаги. Локальные дренажные системы применяются в тех случаях, когда общее понижение уровня грунтовых вод на территории застройки не может дать необходимого эффекта или экономически не оправдано.
Для устройства дренажа разрабатывается проект дренажной системы. В соответствии с ним определяется место расположения дрен, глубина их залегания, уклоны, устройство каналов, подбор комплектующих изделий и материалов. В зависимости от уровня залегания грунтовых вод, приводящих к увлажнению территории, может быть выполнен дренаж поверхности участка (поверхностный дренаж) или глубинный дренаж.
Для осушения избыточно увлажнённых земель применяют осушительный дренаж; для борьбы с засолением земель в засушливых зонах — рассоляющий дренаж; для усиления газообмена в тяжёлых глинистых почвах — аэрационный дренаж (самостоятельно применяется редко).
Осушительный дренаж необходим на землях, где глубина залегания грунтовых вод меньше нормы осушения. В основном применяют горизонтальный систематический (равномерно распределённый на осушаемой территории) трубчатый дренаж — систему труб в виде сплошных дренажных линий. Грунтовая вода поступает в стыки между трубами или отверстия в трубах под действием разности напоров, в связи с чем глубина закладки дрен должна быть больше нормы осушения. Дренаж более интенсивно работает в «критические периоды» усиленного питания грунтовых вод — обычно весной и осенью.
Дрены при расстоянии между ними В (в м), глубине заложения b (в м) и диаметре d (в м) должны за t суток после снеготаяния отвести поступившие в почву талые воды и понизить поверхность грунтовых вод до нормы осушения а (в м); Н — запасы воды в снеговом покрове (в м 3 /га); Т — глубина залегания поверхности водоупора (в м); Д — дрены; Тр — траншеи; Р — давление, условно принимаемое за нуль. Обычно b принимают для минеральных почв = 1,1 м, для торфяников = 1,3-1,5 м. Расстояние между соседними дренами (в пределах 15-50 м) определяют по формуле:
Б1 — коэффициент учёта несовершенства дрен по степени вскрытия пласта («висячесть»),
Г1 — то же по приёмной поверхности дрен (гончарных), т. е.
s — длина дренажной трубы (в м);
с — ширина стыковой щели или защиты стыков (в м);
H0 — средний действующий напор (в м);
q — средний за период модуль дренажного стока (в м/сут), определяемый балансовыми расчётами по количеству необходимой для отвода воды и сроку её отвода (обычно 0,5
- Новости
- База данных
- Аналитика
- Инструменты
- База знаний
- Водный мир
- Проекты
Портал знаний о водных ресурсах и экологии Центральной Азии
Источник
Дренаж орошаемых почв необходим
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ
ДРЕНАЖ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ
Дата введения 1987-01-01
РАЗРАБОТАНЫ: В/О «Союзводпроект» совместно с Институтом гидромеханики АН УССР, МГМИ, ВНИИГиМом, САНИИРИ, Укргипроводхозом, Средазгипроводхлопком и Калининским политехническим институтом
ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ произведено: Комиссией НТС Минводхоза СССР в составе: д-ра техн. наук, член-корр. АН УССР А.Я.Олейника (председатель), докторов техн. наук И.П.Айдарова, А.И.Голованова, Н.Г.Пивовара, кандидатов техн. наук Л.В.Кирейчевой, В.Г.Насонова, Ю.А.Чирвы, инженеров А.М.Горностаева, В.К.Ивановой и Ю.А.Шевченко
ВНЕСЕНЫ: Минводхозом СССР
ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ: Главным техническим управлением Минводхоза СССР (исполнитель — С.А.Савченко)
СОГЛАСОВАНЫ с Госстроем СССР 11 марта 1986 г. N ДП-1206-1 и Госагропромом СССР 30 июня 1986 г. N 013-300-954.
УТВЕРЖДЕНЫ приказом Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР от 30 июля 1986 г. N 269
С введением в действие ВСН 33-2.2.03-86 «Мелиоративные системы и сооружения. Дренаж на орошаемых землях. Нормы проектирования» утрачивает силу «Инструкция по проектированию оросительных систем. Часть VIII. Дренаж на орошаемых землях» ВСН-II-8-74.
Настоящие нормы разработаны в развитие СНиП 2.06.03-85 и распространяются на проектирование дренажных систем в зоне орошаемого земледелия на вновь осваиваемых засоленных или склонных к засолению и заболачиванию землях, а также на существующих оросительных системах, требующих мелиоративного улучшения.
Нормы не распространяются на проектирование дренажа в зоне избыточного увлажнения, промышленных площадок и населенных пунктов.
При проектировании дренажных систем, наряду с данными нормами, необходимо соблюдать требования государственных стандартов, строительных норм и правил, а также соответствующих нормативных документов, утвержденных Минводхозом СССР.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Тип дренажа следует назначать в соответствии с п.2.200 СНиП 2.06.03-85. Размещение в плане коллекторно-дренажной сети (КДС) необходимо выполнять с учетом п.1.11 СНиП 2.06.03-85, как правило, по понижениям рельефа.
1.2. Проектирование коллекторной сети должно проводиться в соответствии с требованиями пп.2.204, 3.67-3.73 СНиП 2.06.03-85.
1.3. При выборе конструкций дрен и коллекторов следует исходить из условия применения новых строительных материалов, прогрессивных методов строительства, экономии материально-технических и трудовых ресурсов, обеспечения техники безопасности и охраны окружающей среды. Принятые конструктивные решения должны обеспечивать эксплуатационную надежность дренажных сооружений.
1.4. При невозможности использования дренажного стока и сброса его в существующие водоприемники необходимо предусматривать устройство искусственных сооружений или емкостей по аккумуляции дренажных вод.
1.5. Для контроля за мелиоративным состоянием земель и работой дренажа необходимо предусматривать сеть наблюдательных скважин и гидрометрических постов с контрольно-измерительными устройствами с учетом расположения региональной и внутрихозяйственной сети, типа дренажа и обеспечения необходимого объема информации.
Расположение и конструкцию наблюдательной сети на опытно-производственных участках следует проектировать по рекомендациям научно-исследовательских организаций.
1.6. Совмещение дренажной и сбросной функции для закрытых коллекторов и дрен не допускается. При поступлении в открытый коллектор поверхностных и сбросных оросительных вод прием их следует организовывать в определенных пунктах путем строительства специальных сооружений.
1.7. Проектные работы должны выполняться с применением средств вычислительной и организационной техники.
2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ДРЕНАЖА
2.1. Дренаж в сочетании с комплексом мелиоративных и агротехнических мероприятий должен обеспечивать регулирование водно-солевого режима почв и грунтов аэрации для создания требуемого мелиоративного режима орошаемых земель, сохранения и улучшения плодородия почв.
2.2. Для расчета параметров дренажа необходимо схематизировать гидрогеологические и почвенно-мелиоративные условия массива орошения. При обосновании расчетных схем должны учитываться геометрические очертания области фильтрации, характер движения и питания подземных вод, граничные условия дренируемого водоносного горизонта в плане и разрезе, литологическое строение водосодержащих пород и их фильтрационные параметры, водно-физические и физико-химические свойства почв и грунтов.
2.3. Проектирование дренажа следует осуществлять на основе анализа водно-солевого режима мелиорируемой территории (региона, массива, участка) в существующих и прогнозируемых условиях с использованием имеющегося опыта эксплуатации оросительных систем. Водно-солевой режим необходимо обосновывать прогнозными расчетами. Пределы регулирования водного и солевого режимов приведены в рекомендуемом прил.1.
2.4. На засоленных и солонцеватых или склонных к засолению и осолонцеванию землях величину интенсивности инфильтрационного питания подземных вод в различные поливные периоды для обеспечения промывного режима орошения следует устанавливать в каждом конкретном случае на основании расчета водно-солевого режима почв, результатов научных исследований, а также опыта орошения с учетом рекомендуемого прил.1.
2.5. С целью прогнозирования направленности мелиоративных процессов и выявления источников поступления солей необходимо составлять общие и частные водные и солевые балансы для регионов, массивов, участков с учетом характерных периодов их мелиоративного освоения согласно рекомендуемому прил.2.
2.6. Водный и солевой баланс, а также расчет водно-солевого режима следует составлять для каждой выделенной по гидрогеологическому и почвенно-мелиоративному районированию территории с учетом природно-хозяйственных условий, техники и режима орошения, состава основных сельскохозяйственных культур.
2.7. Солевой баланс следует составлять для типовых балансовых участков с целью выявления основных источников поступления солей и определения направленности процессов солепереноса в активном слое почвы (1. 3 м). Составляющие солевого баланса должны определяться на основе водного баланса, по результатам натурных исследований за солевым режимом, а также на основании солевых съемок.
2.8. Прогноз водно-солевого режима зоны аэрации и интенсивности инфильтрационного питания подземных вод следует выполнять в соответствии с рекомендуемыми прил.3, 4 для расчетных периодов (вегетационного, невегетационного, годового). Водно-солевой прогноз должен составляться на период не менее двух ротаций полевого севооборота.
2.9. По результатам прогноза водного режима должны быть установлены значения восходящих и нисходящих скоростей движения влаги в зоне аэрации и величина интенсивности инфильтрационного питания в соответствии с рекомендуемым прил.4.
2.10. Для засоленных и подверженных засолению почв пустынной зоны при невысокой емкости ионного обмена почвенного поглощающего комплекса (ППК 10 мг-экв/100 г почвы) прогноз солевого режима следует выполнять по ионам хлора, натрия или сумме токсичных солей.
2.11. Для орошаемых земель в степной и сухостепной зонах, почвы которых обладают высоким содержанием гумуса и емкостью ионного обмена (ППК>10. 15 мг-экв/100 г почвы) и склонны к осолонцеванию, прогноз необходимо выполнять по ионам хлора и натрия, магния и кальция с учетом ионно-обменных процессов между почвенным раствором и ППК.
2.12. По результатам прогноза должны обосновываться мелиоративные режимы и рассчитываться нагрузка на дренаж и модуль дренажного стока.
Модуль дренажного стока за расчетный период следует определять по формуле:
, м /сут с 1 м , (1)
где — нагрузка на дренаж, м /га, определяемая согласно рекомендуемому прил.2, формула 9;
— продолжительность расчетного периода, сут.
2.13. Интенсивность инфильтрационного питания за расчетный период должна определяться по формуле:
, м/сут, (2)
где — интенсивность питания подземных вод за счет фильтрационных потерь из каналов;
— интенсивность вертикального водообмена балансового слоя с нижележащими водоносными слоями;
— интенсивность вертикального водообмена между зоной аэрации и подземными водами (без учета потерь из каналов).
2.14. Параметры постоянного горизонтального, вертикального, комбинированного дренажа необходимо рассчитывать на среднегодовую нагрузку с учетом пп.2.206; 2.207 СНиП 2.06.03-85. Для проверки динамики подземных вод в характерные периоды (после полива, промывки и др.) следует использовать формулы неустановившегося режима фильтрации.
Окончательный вариант типа и параметров дренажа необходимо принимать на основании технико-экономических расчетов по минимуму приведенных затрат.
2.15. На основе данных водно-солевого режима следует составлять прогноз динамики подземных вод в условиях орошения и устанавливать необходимость устройства дренажа и сроки его строительства. При наличии исходного засоления (до начала орошения) и прогнозе подъема уровня подземных вод до отметки заложения дрен в срок до 10 лет строительство дренажа должно проводиться одновременно или опережать строительство оросительной сети. При сроке подъема подземных вод более 10 лет проектирование дренажа следует осуществлять отдельным проектом, при этом сроки его строительства должны быть определены при условии недопущения подъема подземных вод выше допустимой глубины 4 5 м.
2.16. При проектировании дренажных систем должен выполняться прогноз минерализации дренажного стока согласно рекомендуемому прил.5 и оцениваться возможность его повторного использования.
3. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДРЕНАЖ
3.1. Горизонтальный дренаж следует проектировать в виде закрытых искусственных водотоков, выполненных из дренажных труб, которые должны удовлетворять требованиям п.2.205 СНиП 2.06.03-85.
3.2. Размещение коллекторно-дренажной сети необходимо увязывать с размещением оросительной сети, организацией территории, гидрографической сетью и должно выполняться с учетом перспективного развития орошения и дренажа.
3.3. Расположение коллекторов и дрен в зоне фильтрационного потока из оросительных каналов допускается в следующих случаях:
оросительный канал должен иметь противофильтрационные устройства;
коллектор предусмотрен в виде трубопровода без перфорации («глухим»);
ороситель выполнен в виде трубопровода или лотка;
расстояние между оросительными каналами и дреной (коллектором) превышает , где — глубина заложения дрены.
В местах пересечения с постоянными оросительными каналами, дорогами и лесополосами закрытые дрены (коллекторы) необходимо устраивать в виде трубы без перфорации на длине не менее 
, где — ширина канала поверху.
3.4. При проектировании устьевых сооружений закрытых дрен следует предусматривать конструкцию, обеспечивающую надежность их работы при очистке открытых коллекторов от заиления и сорной растительности (задвигающиеся устья, «карманы» и пр.).
3.5. Конструкцию водоприемной части закрытого горизонтального дренажа следует выбирать исходя из литологического строения и гидрогеологических условий, а также наличия местных строительных материалов и средств механизации. При выборе материалов и конструкций водоприемной части следует учитывать, что эксплуатационный срок службы закрытого дренажа должен быть не менее 30 лет.
3.6. Расчет конструктивных элементов водоприемной части должен осуществляться по максимальному дренажному расходу, характеристикам дренируемых грунтов в зоне заложения дрен (гранулометрический состав, коэффициент фильтрации, объемная и удельная масса, границы текучести и раскатывания, число пластичности).
Если дренажная линия прорезает грунты различной категории, расчет конструктивных элементов следует производить на наихудшие условия. Расчетом должны быть определены внутренний диаметр и перфорация дренажных труб, толщина и материал фильтра, а также фильтрационные сопротивления.
3.7. При применении для строительства дренажа безнапорных труб, не имеющих заводской перфорации, общая площадь водоприемных отверстий должна быть не менее 15 см на 1 м дрены.
3.8. Размеры водоприемных отверстий следует принимать при равномерном расположении на поверхности трубы по табл.1, при расположении в нижней половине трубы — по табл.2.
Форма водоприемного отверстия
Диаметр или ширина отверстия
, но не более 5 мм
Щель или зазор в стыке
, но не более 4 мм
Форма водоприемного отверстия
Диаметр или ширина отверстия
, но не более 10 мм
, но не более 5 мм
Источник