книги из ГПНТБ / Писарьков, Х. А. Осушение лесных земель учебное пособие для студентов лесохозяйственного факультета (специальность 1512)

каменный (внаброску) — 0,005.

Максимальная скорость для коллекторов принимается до 1,0 м/сек, минимальная — 0,2—0,3 м/сек. Длина осушитель­ ных дрен допускается до 200 м, коллекторов — до 1 км.

Сопряжение дренажных линий. При устройстве гончар­ ного дренажа осушительные дрены с коллекторами соединя­ ются или сверху (рис. 45), или сбоку (впритык). При соедине­ нии сбоку в стене коллектора пробивается отверстие, в кото­ рое вставляется трубка осушителя. При соединении сверху в коллекторе пробивается отверстие сверху, а в осушительной дрене снизу, и одно отверстие накладывается на другое. Луч­ шим соединением следует считать соединение сверху, так как коллектором не создается подпора воды в осушителях, хотя уклон дна несколько уменьшается.

Для сопряжения гончарных дренажных линий применяют­ ся фасонные части, при которых не требуется пробивки отвер­ стий.

При устройстве деревянного трубчатого дренажа сопряже­ ния производятся так же, как и при гончарном дренаже, толь­ ко здесь отверстия вырезаются (см. рис. 40).

4.Сооружения на дренажной сети

Кэтим сооружениям относятся устья, смотровые колодцы

ипоглощатели.

ПО

Устьем называется соответствующая обделка (из дерева, бетона, асбоцемента и других материалов) конца коллектора. Деревянное устье устраивается на торфяных почвах в виде трубы, сколоченной из досок толщиной не менее 5 см, длиной 1,5—2 м. Лучшие устья дел'аются из - бетонных или асбоце­

ментных труб с железобетонным оголовком (рис. 46). Устье­ вая труба должна быть выше дна канала или горизонта бы­ товых вод на 40—50 см.

Для предохранения от вползания в дрены мелких живот­ ных, в устьях устраиваются решетки или заслонки. В торфя­ ных грунтах устья изготов­ ляются на свайном основа­ нии. Колодцы, устраиваются в местах соединения кол­ лекторов и в местах рез­ кого изменения уклонов и.

служат для наблюдения за действием систем, для от­ ложения выносимых дре­ нами наносов, а иногда ис­ пользуются как перепады. Колодцы обычно устраива­ ют из железобетонных ко­ лец диаметров 1 м (рис. 47).

Глубина колодцев должна быть не менее чем на 0,5 м

больше глубины коллекто­ ров, выводимых в колодец.

Поглощатели устраи­ ваются в местах пересечения дренами лощин, западин и дру.-

гих понижений и служат для приема поверхностной воды. В простейшем случае поглощатель представляет собой, дрену с фильтрующей засыпкой.

- 111

Дренирование парков, садов и лесов. Иногда корни расте­ ний проникают в дрены и закупоривают их. Наиболее опасны в этом отношении корни тополя, ивы, ольхи, ясеня, яблонь, смородины и других растений. Проникновение корней в дрены зависит от характера почв, глубины дрен, расстояния дрен от деревьев, микроклимата и других факторов. Литературные данные о врастании корней в дрены весьма противоречивы. Игнатенок Ф. В. сообщает, что в ботаническом саду города Калининграда обычный гончарный дренаж хорошо работает несколько десятков лет. С другой стороны ряд исследователей указывают, что корни проникают в дрены и что с этим необ­ ходимо вести борьбу.

При устройстве обычного дренажа для предупреждения врастания корней в дрены рекомендуются следующие меро­ приятия: увеличение уклонов и глубины заложения дрен; об­ сыпка дрен щебнем или камнем слоем 20—30 см; обертыва­

ние стыков трубок рубероидом; промывка дрен фенолом или дегтем; применение гербицидов и др. Кроме того, рекоменду­ ется закладывать дрены на расстоянии не менее 4—5 м от яблонь, 15 м от кустарников и 20 м от деревьев.

Врастание корней наиболее интенсивно происходит в пер­ вые 3—4 года после устройства дренажа, поэтому в эти годы не рекомендуется возделывать люцерну, клевер, горох и дру­ гие глубокоукореняющиеся растения.

Наиболее эффективным мероприятием является соответ­ ствующая конструкция дренажа. Например, рекомендуется применять дренаж Реролле, особенностью конструкции кото­ рого является то, что стыки дрен обмазываются цементом, а через 3—5 м к дренам снизу присоединяют короткие верти­

кальные трубки, через которые и поступает избыточная вода в дрены. Эти трубки обсыпаются каменноугольным шлаком. Основным недостатком указанного дренажа является высокая стоимость, связанная с применением ручного труда.

Шкинкис Ц. Н. и др. рекомендуют устраивать перекрест­ ный и двойной дренаж. При перекрестном дренаже поперек нижней сети осушительных дрен прокладывается еще и верх­ няя сеть. В местах пересечений сетей трубки соединяются. Следовательно, при закупорке дрен в одном месте дренаж продолжает действовать.

Двойной дренаж устраивается из внешних и внутренних' трубок, причем стыки трубок не должны совпадать (рис. 48). При пересечении дренами аллей рекомендуется, цементиро­ вать стыки трубок под аллеями и по обеим сторонам их на расстоянии 15 м.

Преимущества и недостатки дренажа. Дренаж по сравне­ нию с открытой сетью имеет ряд преимуществ: при дренаже осушительная сеть находится под землей, поэтому нет потери

112

земельной площади; при обработке почвы нет препятствий для механизации полевых работ, почти не требуется мостов и труб для переездов; требуется меньший уход и надзор, чем за открытой сетью. Дренаж имеет и недостатки-: он обходит­ ся дороже, большие требования предъявляются и к водопри­ емникам; требует больших уклонов; медленнее отводит по­ верхностные воды. Дренаж целесообразно применять при осу­ шении питомников, усадеб лесхозов, парков, сельскохозяйст­ венных земель и других площадей.

5.Регулирование водного режима осушаемых земель

Взасушливые периоды года на осушаемых площадях мо­ жет наблюдаться недостаток влаги в почве. В связи с этим полезно иметь осушительные системы, способные в нужные периоды повышать влажность почвы, т. е. обеспечивать об­ ратное двустороннее регулирование водного режима. В этих целях на осушенных площадях применяют шлюзование. Шлюзование может быть двух видов: предупредительное и ув­ лажнительное.

При предупредительном шлюзовании на каналах устраи­ ваются шлюзы, которые задерживают сток воды по каналам и замедляют понижение уровня грунтовых вод между осуши­ телями. Шлюзы закрываются в период спада весеннего павоДка. Летом сток воды может прекратиться и действие шлю­ зования будет ослаблено. Поэтому предупредительное шлюзо­ вание применяется обычно в первой половине лета. Увлажни­ тельное шлюзование устраивается в том случае, если выше шлюзуемого участка имеется источник водоснабжения (озеро река, и др.), откуда можно подать воду в осушительную сеть в любое время года. Шлюзы рекомендуется устанавливать на таком расстоянии один от другого, чтобы уровень воды в ка­ налах находился на расстоянии 20—30 см от бровки.

Если почвогрунты осушаемой площади хорошо водопрони­ цаемы (например: неглубокий торф подстилается песком;

торф с большим коэффициентом фильтрации), то подпертая в канавах вода значительно повышает уровень грунтовых вод. Это повышение может распространяться в сторону на 80—100 и более метров (рис. 49). При слабо- и средиепроницаемых торфах и почвогрунтах шлюзование на уровень грунтовых вод влияет очень слабо и при значительном подпоре воды распро­ страняется в сторону от канав на 10—15 м.

Следовательно, существенное увеличение влажности почвы наблюдается только при увлажнительном шлюзовании и на хорошо водопроницаемых почвах. Полезной стороной шлюзо­ вания является прекращение оттока грунтовой воды, и соот­ ветственно замедление понижения грунтовой воды. После вы­ падения атмосферных осадков уровень грунтовых вод на шлюзованных площадях поднимается быстрее и выше благо­ даря более влажным почвам.

Шлюзование на лесных землях используется как для про­ тивопожарных, так и для бытовых и других целей. При шлю­ зовании необходимо следить, чтобы не было вредного пере­ увлажнения почвы, для этого нужно периодически открывать и закрывать шлюзы.

На малопроницаемых почвогрунтах для усиления действия шлюзования применяют кротовый дренаж. Подпертая в кана­ вах вода поступает в частую сеть кротовых дрен (через 10— 20 м) и повышает уровень грунтовых вод, т. е. происходит

подпочвенное орошение. При обильных осадках, после откры­ тия шлюзов, кротовый дренаж -может понижать уровень грун­ товых вод. На площадях) занятых сельскохозяйственными куль­ турами и древесными питомниками, осушение сочетают с оро­ шением при помощи дождевания. В поймах рек осушительно­ оросительная сеть может быть использована и для удобрения. Это достигается путем отложения на поверхности почвы со­ держащихся в полой воде минеральных и органических ве­ ществ, полезных для роста растений.

§3. ОСОБЫЕ ВИДЫ ОСУШЕНИЯ

Втех случаях, когда обычные способы самотечного осуше­ ния неприменимы или осушение имеет иное целевое назначе­

114

ние, применяют так называемые особые (специальные) спосо­ бы осушения.

1. Осушение с механической откачкой воды. Этот способ применяется в тех случаях, когда нет удовлетворительного во­ доприемника и по техническим или экономическим причинам невозможно его отрегулировать. В таких случаях для ограж­ дения от затопления со стороны реки и с боков устраиваются дамбы (валы). Обвалованная площадь осушается обычным способом, а магистральный канал выводится в бассейн (рис. 50), воду из которого насосная станция перекачивает через дамбу в канал, соединенный с рекой. Таким образом, перекачка воды обеспечивает нормальную работу осушитель­ ной сети. В дамбах иногда устраиваются шлюзы, через кото­ рые в период низкого стояния воды в реках вода из магист­ рального канала поступает самотеком в водоприемник.

Рис. 50. Осушение с механической откачкой воды: 1 — водосборный бассейн; 2 — дамбы; 3 — река; 4 — шлюз; 5 — насосная станция

С применением механической откачки воды могут осу­ шаться замкнутые котловины, выработанные торфяные карь­ еры, а также плавни, т. е. поймы, затопляемые в вегетацион­ ный период полыми водами при разливе рек. Таковы реки: Кубань, Рион, Терек, Кура, Днестр и др. Осушение плавней возможно иногда' только с применением обвалования и ме­ ханической откачки воды. Обвалованные и осушенные таким способом приморские, приозерные, приречные и другие низ­ менности называются лольдердми. Площади, осушенные этим

способом, имеются в Калининградской области, Литовской ССР и др. Высокая стоимость этого способа осушения огра­ ничивает его применение.

2. Вертикальный дренаж. При наличии на определенной глубине водопроницаемых сдоев, которые могут принять из почвы избыточную воду, можно использовать их в качестве водоприемников. Для этого устраивается колодец, погружен­ ный нижней частью в водопроницаемый слой. В этот колодец выводится проводящая часть осушительной сети, из которой вода поступает в колодец, а из колодца в водопроницаемый слой. Иногда вода, не доходя до колодца, поступает в отстой­ ный бассейн, в котором осаждаются наносы.

Если устроить частую сеть буровых колодцев, то избыточ­ ная вода будет отводиться в нижележащие водопроницаемые

благоприятное для развития растений положение горизонта грунтовых вод. Подлежащую кольматажу площадь валами разбивают на отдельные участки (бассейны), периодически затопляемые водой, содержащей взвешенные частицы, кото­ рые постепенно отлагаются на поверхности почвы. Таким об­ разом, после многократных напусков мутной воды можно значительно повысить поверхность почвы. Осветленная вода сбрасывается из бассейнов в водоприемник. Иногда применя­ ют непрерывный кольматаж, при котором вода движется в бассейне с очень малой скоростью. Процессы кольматажа имеют место и в природных условиях, например отложения в дельтах рек, образование береговых валов и др. В СССР

благоприятные условия для кольматажа имеются на Кавказе, где горные реки несут много наносов.

Положительная сторона кольматажа — возможность обо­ гащения почвы питательными веществами. Недостаток коль­ матажа — длительность процесса кольматирования, в сред­ нем за год нарастает слой грунта толщиной 0,5—10 см. Уско­

рить кольматаж можно с помощью землесосов, подающих разжиженный грунт на кольматируемую площадь.

4. Осушение испарением. Известно, что многие растения испаряют большое количество воды, способствуя этим^осушению почвы.

Древесные насаждения высокой производительности мо­ гут транспирировать больше воды, чем отводится ее осуши­ тельной сетью. Однако осушение испарением является толь­ ко дополнением к обычному осушению. Даже эвкалипт в ус­ ловиях Колхидской низменности может расти только на осу­ шенных болотах. . . .

116

5. Осушение откачкой воды из колодцев. На подлежащей осушению площади устраиваются колодцы, обычно трубча­ тые. Воду из колодца откачивают насосами, в результате чего вокруг колодца создается пониженный уровень грунтовой во­ ды (в виде воронки). Депрессионная поверхность по мере удаления от колодца повышается и на некотором расстоянии от колодца сливается с нормальным уровнем грунтовых вод.

В зависимости от глубины колодца, глубины откачки воды, водопроницаемости грунта и расстояний между колодцами можно достигнуть значительного понижения грунтовой воды. Поэтому этот способ осушения применяется там, где требу­ ется понизить грунтовые воды на большую глубину, что трудно осуществить обычным горизонтальным дренажем.

Откачиваемая из колодцев вода используется для ороше­ ния, если ее качество удовлетворяет этим целям, или сбрасы­ вается в водоприемники.

6. Осушение в целях борьбы с затоплением и подтопле нием. На многих реках СССР в целях получения гидроэлек­ троэнергии, улучшения путей водного транспорта, создания водохранилищ, а также удовлетворения других нужд народ­ ного хозяйства устраиваются плотины, поднимающие уровень воды в реках. Подъем воды в реке вызывает подъем грунто­ вых вод, которые в береговой полосе могут оказаться близко к поверхности и тем самым вызвать избыточное увлажнение почв (подтопление).

На рис. 51 показан горизонт воды в реке АБ и депресси­ онная поверхность грунтовых вод БД до подпора воды в реке, линии ВГ и ГЕ — соответствующие горизонты после подпора.

При большом подъеме воды и малых уклонах поверхности значительные площади могут быть затоплены водой. Все это наносит значительный ущерб сельскому и лесному хозяйству.

Борьба с подтоплением и затоплением может осуществ­ ляться путем осушения открытыми канавами и дренажем, а также обвалованием. Для борьбы с подтоплением проклады­ ваются канавы или береговые дрены (см. рис. 44) вдоль бе­ рега, которые и перехватывают воды, фильтрующиеся со сто­

117

роны реки и водораздела. Вода из канав и дрен может быть отведена ниже плотины самотеком или механической откач­ кой. В случае подтопления больших площадей устраивают си­ стематическую сеть канав или дрен. Подтопленные земли ча­ сто целесообразно использовать под сельскохозяйственные культуры, а также под насаждения ольхи, некоторых видов тополей, осины и других пород, устойчивых к повышенному увлажнению.

Для борьбы с затоплением применяется обвалование с осу­ шением. При обваловании мелководий дамбы располагают по линии, соответствующей минимальной санитарно-технической глубине водоема (1,5—2,0 м). Для ликвидации мелководных

зон устраивают также подпорные стенки с выемкой грунта в целях углубления водоема (рис. 52).

3

Р ис. 52. Ликвидация мелководкм: 1 — водохранилище; 2 — выемка грунта;

3 — насыпь

7. Осушение в целях борьбы с малярией. Малярия пере дается от больного человека здоровому только через комаров анофелес (малярийных). Эти комары размножаются в водо­ емах со стоячей водой и заросших растительностью. При от­ сутствии растительности личинки комаров могут развиваться

вводоемах с глубиной не более 0,5 м, защищенных от ветра,

ипри малой скорости движения воду.

Гидромелиоративные мероприятия по борьбе с малярией включают: ликвидацию застойных вод небольшой глубины пу­ тем спуска их или увеличения глубины, в некоторых случаях целесообразно засыпать отдельные понижения (проводить планировку поверхности); увеличение скорости движения во­ ды в водотоках; борьбу с зарастанием водных площадей. Ма­ лярийные комары летают на расстояние до 3—5 км. В связи

с этим осушение в антималярийных целях в первую очередь следует проводить в населенных пунктах и вблизи их.

118

Лучшим способом осушения является дренаж. При осуше­ нии открытыми канавами скорость движения бытовых вод должна быть не менее 0,25—0,40 м/сек. Увеличение скоростей

достигается увеличением уклонов и уменьшением шерохова­ тости русла путем устройства в канавах лотков (из камня, дерева_, бетона и др.). Вынутую из канав землю надо разбра­ сывать. Канавы должны иметь воронки. Откосы каналов дол­ жны быть как можно круче, в необходимых случаях нужно применять крепление. На канавах необходимо устраивать до­ статочное количество мостов и труб для переездов и перехр-

Дов.

При регулировании рек староречья следует засыпать или полностью осушать. Осушение должно быть достаточно ин­ тенсивным, за сетью необходим тщательный надзор и уход, особое внимание следует уделять уничтожению береговой и водной растительности. Полезно производить затенение кана­ лов, с обязательным «пломбированием» дупел деревьев.

Равномерное понижение уровня воды в водохранилищах снижает выплод комаров. В южных районах в водоемах раз­ водят рыбку гамбузию, которая питается личинками малярий­ ных комаров. На каналах полезно производить промывку рус: ла путем шлюзования.

Для ликвидации мелководных зон в водоемах и реках сле­ дует применять: обвалование с последующим осушением мел­ ководной зоны; устройство прудов с возможно более круты­ ми берегами; обвалование рек для предотвращения разлива воды по пойме; полное осушение водоемов; засыпку водое­ мов и др.

Все эти работы должны проводиться по согласованию с малярийными станциями.

8. Осушение для борьбы с оползанием грунта. При изизвестных условиях поверхностные и грунтовые воды могут вызывать оползневые явления (оползни грунта). Под ополз­ нями понимается медленное перемещение грунта по наклон­ ной поверхности. Оползни обычно наблюдаются при резких изменениях рельефа: на горных склонах, крутых косогорах, у берегов рек, озер и морей. Чаще всего оползни вызываются повышением влажности в основании неустойчиво залегающих масс грунта, так как избыток воды уменьшает связность грунта. В связи с этим и мероприятия по борьбе с оползнями сводятся в основном к отводу от оползневого массива под­ земных и поверхностных вод с вышележащих площадей. Не­ обходимо хорошо осушить и плоскость сползания.

При неглубоком залегании грунтовых вод применяется дренаж, обычно с фильтрующей засыпкой, а при глубоком — подземные галереи и штольни, которые перехватывают поток грунтовых вод. Для отвода поверхностных вод устраиваются

119