Файл: Шкинкис, Ц. Н. Проблемы гидрологии дренажа.pdf

(5%) поперечный дренаж питается практически только с одной стороны, т. е. работает как глубокий разреженный дренаж.

На основании теоретических расчетов С. Ф. Аверьянов [5] и В. А. Ионат [62] пришли к заключению, что в условиях однород­ ных почв одинаковый осушительный эффект может быть достиг­ нут как поперечным, так и продольным дренажем.

Из вышесказанного следует практически важный вывод, что интенсивность осушения переувлажненных почв не зависит от на­ правления трасс осушительных дрен, и поэтому в условиях атмо­ сферного питания и подходящего рельефа можно проектировать и поперечный, и продольный дренаж. Однако нельзя рекомендовать продольный дренаж: в местах, где ожидается выклинивание на­ порных грунтовых и ключевых вод; в местах, где необходимо уст­ раивать контурные дрены для перехвата поверхностных и грунто­ вых вод, протекающих с прилегающих площадей (притеррасные участки пойм и др.); в местах перелома уклона поверхности земли (у подножья склонов); в местах с большим уклоном поверхности

(/>5,0% ).

С эксплуатационной точки зрения, а также с точки зрения тех­ нологии устройства дренажной сети некоторые существенные преи­ мущества, по сравнению с поперечным, имеет продольный дренаж. Так, при достаточном уклоне поверхности земли уклон осушитель­ ных дрен в системах продольного дренажа в несколько раз боль­ ше, чем в системах поперечного дренажа. Следовательно, соот­ ветственно возрастает и скорость течения воды в осушительных дренах, что способствует вымыванию частиц грунта, попавших в по­ лость дрен. Этот факт приобретает большое значение в плывунах и малоустойчивых грунтах.

Заилению обычно подвергаются верхние концы осушительных дрен, через которые протекает мало воды, и где скорость течения небольшая. При малом продольном уклоне, характерном для по­ перечного дренажа, эти опасные участки составляют значительную часть всей длины осушителя. При большом уклоне продольных дрен эти участки значительно короче. Еще большему их относи­ тельному уменьшению способствует и то обстоятельство, что в си­ стемах продольного дренажа осушительные дрены могут быть по­ строены значительно длиннее, чем при поперечном. Вследствие увеличенного продольного уклона и скорости течения воды длину осушительных дрен в этих системах можно увеличивать до 400 м и более без увеличения диаметра дрен. Это в свою очередь соз­ дает возможность более рационального использования водопрово­ дящей способности дренажных трубопроводов и экономии средств в результате сокращения длины дренажных коллекторов. Для ил­ люстрации сказанного в табл. 123 приведены данные по одному характерному объекту, полученные при перепроектировании попе­ речного дренажа на продольный. Кроме того, при увеличении длины осушительных дрен можно увеличить коэффициент полезного использования дренажных экскаваторов и других машин, а также упрощается организация строительных работ. При больших

261

Таблица 123

Технические данные для систем поперечного и продольного дренажа. Колхоз «Миерс» Мадонского района Латвийской ССР

уклонах продольных дрен значительно упрощается процесс укладки дрен, минует опасность образования безуклонных участков на дренажных трубопроводах, а также участков с обратным уклоном. Соответствующие расчеты показывают, что устройство продольного дренажа обходится несколько (на 3—6%) дешевле поперечного.

Учитывая упомянутые преимущества продольного дренажа, его применение следует считать целесообразным в подходящих гид­ рологических условиях и при соответствующем рельефе. При про­ ектировании дренажа рекомендуется не разделять строго принци­ пов поперечной и продольной трассировки дрен, а по возможности проектировать дренажную сеть с оптимальным продольным укло­ ном (1—2%).

5. Гидрологическое действие комбинированного дренажа

Комбинированный дренаж — это сочетание систематиче­ ского или разреженного дренажа с одним или несколькими агро­ мелиоративными мероприятиями.

По своему назначению агромелиоративные мероприятия разде­ ляются на две группы:

1) мероприятия, направленные на усиление поверхностного стока и стока по пахотному слою — узкозагонная вспашка, бороздование, гребневание, грядование, профилирование, планировка поверхности;

2) мероприятия, направленные на увеличение внутрипочвенного стока и улучшение водно-физических свойств почвы — кротование, частый кротовый дренаж, глубокое рыхление, а также углубление пахотного слоя.

В сочетании с дренажем обычно применяются агромелиоратив­ ные мероприятия второй группы — особенно глубокое, частое'кро­

262

личивает дренажный сток в 1,5—2,0 раза по сравнению с система­ тическим дренажем.

На поливном участке тяжелых дерново-карбонатных почв Земгальской низменности Латвийской ССР [Петерлаукская ОМС] уста­ новлено, что кротовые ходы, заложенные на глубине 0,5—0,6 м при расстоянии между ними 2 м, увеличивают интенсивность дре­ нажного стока в 1,8—3,7 раза. Максимальный сток при комбини­

вают, что в легких суглинистых почвах при применении на дрени­ рованных полях кротования объем годового дренажного стока обычно не увеличивается. Так, за период с 1959 по 1971 г. при си­

(табл. 124). Однако в особенно многоводные годы, каким, напри­ мер, был 1961-62, величина стока для этих вариантов соответст­ венно была 584 и 632 мм. При сильной переувлажненности кротование способствовало более усиленному сбросу паводочных вод.

Таблица 124

Дренажный сток (мм) при среднеглубоком (1,25 м) комбинированном и систематическом дренаже на легких суглинистых почвах. Римейкас

Кротование в значительной мере изменяет характер паводочного дренажного стока. Наибольший дренажный сток на кротован­ ных участках обычно меньше, чем на некротованных. В многовод­ ные годы при наличии сильно выраженных паводков (1961-62),

263

наоборот, сток больше на кротованных участках. В этом можно убедиться, сопоставляя средние суточные модули дренажного стока для маловодного 1959-60 и многоводного 1961-62 гг. (табл. 125). На кротованных участках максимальный паводочный дренажный сток иногда наблюдается на несколько суток позже, чем на некро­ тованном участке, что объясняется большей аккумуляционной спо­ собностью кротованной почвы. В этом отношении наиболее ха­ рактерным примером может служить 1961-62 гидрологический год, когда при комбинированном дренаже максимальный сток имел место 10/IV, а при систематическом дренаже уже 4/IV [170].

На легких суглинистых почвах при комбинированном дренаже, где разреженный гончарный дренаж (£ = 42 м) сочетается с кротованием, выпуклым профилем поверхности между дренами и за­ сыпкой дрен водопроницаемым материалом, годовой слой дренаж­ ного стока в среднем за 12 лет на 18% больше, чем при система­ тическом дренаже, имеющем такую же глубину закладки дрен (1,25 м), но вдвое меньшие расстояния между дренами (£ = 20 м) (см .табл.124).

В величине стока для этих вариантов особенно большая раз­ ница наблюдается в маловодные годы при относительно глубоком промерзании почвы, как это было, например, в 1959-60 гидрологи­ ческом году. Это потому, что в маловодные годы наибольшую долю годового дренажного стока составляет сток весеннего поло­ водья и при комбинированном дренаже с выпуклым профилем поверхности в полосе между дренами создаются наиболее благо­ приятные условия для притока талых вод к дренам. Так как макси­ мальный дренажный сток образуется именно во время прохожде­ ния весеннего половодья, то по этой же причине при упомянутом комбинированном дренаже величина максимальных модулей стока значительно больше, чем при систематическом дренаже (см. табл. 125)

Из приведенных данных следует, что некоторые агромелиора­ тивные мероприятия на легких почвах резко повышают интенсив­ ность гидрологического действия дренажа.

Данные дренажного стока, полученные на глинистых слабопро­ ницаемых дерново-глеевых почвах Лубанской низменности Латвий­ ской ССР, подтверждают вышеприведенные результаты, получен­ ные на легких суглинистых почвах, о том, что в маловодных и средних по водности годах кротование не способствует увеличению объема дренажного стока. Наоборот, при кротовании годовой дре­ нажный сток даже несколько уменьшается (табл. 126). Это объяс­ няется увеличением водоаккумулирующей способности кротован­ ной почвы, и, следовательно, более продуктивному использованию почвенной влаги.

Однако в определенных условиях при наличии более устойчи­ вых кротовых ходов и более значительного уклона кротовины кро­ тование может способствовать увеличению дренажного стока за счет поверхностных вод, притекающих к дренажным траншеям по кротовым ходам.

264

Таблица 125

Таблица 126

Дренажный сток (мм) на тяжелых дерново-глеевых почвах в маловодном 1964-65 гидрологическом году для соответствующих систем комбинированного и систематического дренажа при £ =20 м. Дегумниеки

265