книги из ГПНТБ / Ивицкий, А. И. К теории расчета осушительных систем

1 9 7 1

А. И. И В И Ц К И Й

К ТЕОРИИ РАСЧЕТА ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

а

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О „ У Р О Ж А Й “ М И Н С К

Ш

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

К ТЕОРИИ РАСЧЕТА ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Издательство «Урожай» Минск 1971

Когда осушается большая территория, как это имеет место в пашей стране, то осушительные системы нужно проектировать и рассчитывать на строгой науч­ ной основе, так как в данном случае мелиорация затра­ гивает многие отрасли народного хозяйства.

Современные осушительные мелиорации должны вы­ полняться на основе следующих принципов:

1) бережное отношение к водным ресурсам и рацио­ нальное использование их;

2)продление жизни торфяных почв путем замедле­ ния процесса минерализации торфа;

3)строительство долговечных и экономически ра­ циональных осушительных систем;

4)получение высоких устойчивых урожаев сельско­ хозяйственных культур.

Для осуществления этих принципов необходимо:

1)решительно пойти на регулирование стока путем строительства водохранилищ и водоемов;

2)строить осушительные системы двустороннего действия;

3)мелиоративными проектами охватывать весь во­ досбор в целом, а не только осушаемую его часть, пре­

дусматривая на нем комплекс мелиоративно-гидротех­ нических, лесоводственных и агротехнических меропри­

3

ятий, направленных на улучшение водного режима зе­ мель;

4)на малых регулируемых реках для поддержива­ ния необходимого уроненного режима их в летний период строить шлюзы, а у населенных пунктов, где это позво­ ляют топографические и геологические условия, — пру­ ды для зон отдыха;

5)предусмотреть мероприятия по защите почв: по­ лезащитные лесные полосы, травопольные севообороты,

крайней мере, оптимальные нормы осушения, понимая их как оптимальный режим грунтовых вод;

7) широко применять закрытый дренаж.

Для правильного проектирования осушительных си­ стем необходимо знать, какой оптимальный режим грунтовых вод требуется для роста растений на мелио­ рируемой площади и какое должно быть расстояние между регулирующими элементами (дренами, канава­ ми): Ответ на эти вопросы можно получить путем тео­ ретических расчетов для каждого конкретного объекта

зяйственного использования, между влажностью и воз­ духоемкостью почвы, с одной стороны, уровнем грун­ товых вод и климатическими факторами, с другой, су­ ществует определенная зависимость. Это позволило на основе многолетних материалов найти следующие урав­ нения, связывающие влажность и воэдухоемкость торфя­ ной почвы с-уровнем грунтовых вод и климатическими факторами: -

4

иV;

А— опытный коэффициент; для низинных

болот безнапорного грунтового пита­ ния А —1,2; изменяется в пределах 1,1—1,4 в зависимости от культуры;

е— основание натуральных логарифмов;

п= 1,3+ 1,4.

Из этих уравнений, после приведения их к более удобному для пользования виду, найдены выражения для оптимальных уровней грунтовых вод, при которых создаются оптимальная влажность и воздушный режим торфяной почвы:

5

twz

B — Cm2

(3)

(4)

и Ну — оптимальные уровни грунтовых вод, при которых в торфяной почве создаются оп­ тимальные влажность и воздухоемкость;

„200 V

6

Если известны оптимальная влажность и воздухоем­ кость торфяной почвы для каждой фазы роста той или иной культуры, то по уравнениям (3) и (4) легко вычис­ лить соответствующий им оптимальный уровень грунто­ вых вод в разные по климатическим условиям годы и построить график оптимального режима грунтовых вод или норм осушения.

Воспользовавшись рекомендацией А. Н. Костикова по оптимальным влажностям и воздухоемкостям почвы, по уравнениям (3) и (4) получили оптимальные уровни грунтовых вод (нормы осушения) для разных в клима­ тическом отношении лет (табл. 1).

Для установления оптимальных норм осушения бо­

7

лот автором сделан также новый подход по содержа­ нию углекислоты и кислорода в почвенном воздухе.

Как оказалось, между содержанием углекислоты и кислорода в торфяной почве, с одной стороны, и уров­ нем грунтовых вод, с другой, существует определенная зависимость, из которой следует, что максимальное содержание кислорода и минимальное содержание углекислоты в пахотном и подпахотном слое торфяной почвы имеет место при понижении уровня грунтовых вод на 120—130 см. Дальнейшее понижение даже до 500 см практически не улучшает воздушный режим тор­ фяной почвы, а следовательно, является бесцельным, ненужным.

На основании этого нового подхода и обобщения многолетних исследований большого комплекса вопро­ сов разработаны и рекомендуются следующие нормы осушения болот в зависимости от вида сельскохозяйст­ венных культур, глубины торфа, окультуренности поч­ вы, типа водного режима и климатических условий, обеспечивающие при соответствующей агротехнике вы­ сокие урожаи (табл. 2).

Чтобы создать нужный водно-воздушный режим на мелиорируемой площади, необходимо прежде всего пра­ вильно рассчитать расстояние между регулирующими дренами и канавами. Этот расчет до последнего време­ ни делали без учета осушительного действия проводя­ щей сети. Между тем, если осушаемая почва подстила­ ется мощным слоем хорошо водопроницаемого, грунта, то осушительное действие проводящей сети велико и пренебрегать им нельзя.

Расстояние между дренами с учетом осушительного действия проводящей сети можно рассчитывать по сле-

8

П р и м е ч а н и я . 1. Во влажные годы необходимо принимать большие, а в средние — меньшие из указанных пределов; для сухих лет меньшие из 'пределов уменьшить на 10—15%.

2. В формуле для Н3 означает: Р — запас воды в снеге к мо­

менту снеготаяния (за вычетом поверхностного стока); б — свобод­ ная порозность; 5 — норма осушения при максимальном весеннем подъеме, см.

9