Файл: Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов.pdf

При вакуумировании дренажных систем выделяются два ха­ рактерных момента:

1) когда над дренами имеется участок «нависания» и ветви кривой депрессии сомкнуты выше дрены (рис. 24). В этом случае

Рис. 23. Отдельные элементы вакуумированного дренажа (по В. А. Ка-

лантаеау):

1 —насос водяной; .2—вентиль; 3 — вакуумметр; 4 —вакуум-на-.•;«5—наблюдательный колодец; 6 —дренособиратель; 7 —дрены.

приток воды к дренам увеличивается пропорционально создаваемому вакууму. Водоприемная поверхность дрены остается та­ кой же, как и до вакуумирования;

2 ) когда над дренами нет участка «нависания», а ветви кри­ вой депрессии не имеют общей точки смыкания и пересекаются с дреной. В этом случае при наложении вакуума приток воды к дренам увеличивается уже не пропорционально созданному в

Рис. 24. Приток воды к дренам при наличии участка нависания v (У) и без него (2)ЛГ1унктиром обозначен статический горизонт грун­ товых вод до включения дренажа в работу (по В. А. Калантаеву):

У—4 —положение депрессионных кривых в зависимости от продолжительности ра­ боты дррнажа. Расстояние между скважинами и см.

'75

Поддерживать вакуум в дренах более 0,5 м вод. ст. трудно. Для увеличения вакуума рекомендуют (В. А. Калантаев) применять воздухонепроницае­ мые шторы из полиэтиленовой пленки (рис 26).

Характерно, что при снижении горизонта воды у дрены ниже глубины заложения штор (пунктирная линия на рис. 26) возмо­ жен прорыв воздуха. В этом случае критическая величина ваку­ ума зависит от глубины заложения дрен и штор и проницаемости

76

ти ограничивает проектную длину закрытых дрен. При вакуу­ мировании дрен эту длину можно удвоить, уменьшив их уклон. Из-за разности давления в начале и устье вакуумированной дрены скорость течения воды в ней увеличивается. Вакуумированный дренаж (0,05—0,1 ат) отводит воды в три-четыре раза больше, чем обычный.

Допустим, что глубина обычных дрен 1,5 м, междудренное расстояние— 150 м. Следовательно, удельная протяженность

дренажа: -щ - =67 м/га. Стоимость 1 м дренажа 12 руб.

Капитальные вложения на 1 га будут составлять 67X12 = 804 руб. При вакуумировании междудренье можно принять 400 м, удельная протяженность будет 25 м/га. Стоимость вакуумиро-

ванного дренажа на 1 га: 25X12 = 300 руб.

На каждые 2000 м (или 80 га) необходима небольшая насос­ ная станция для откачки воды и воздуха из дренажных систем. Стоимость здания насосной станции и герметически закрытого колодца 300 руб., или 3,75 руб/га. Стоимость водяных и вакуумнасосов с электромоторами 1600 руб., или 20 руб/га. Всего капи­ таловложений — 323,75 руб/га.

Эксплуатационные затраты: а) содержание обслуживающе­ го персонала 80X3X12 = 2880 руб., или 36 руб/га в год; б) стои­ мость электроэнергии— 15 кетX 24X200 сут. X 0,019= 1365 руб., или 17 руб/га в год. Мощность электромоторов для водяных насосов 10 кет, для вакуум-насосов—5 кет, стоимость 1 кет электроэнергии 1,9 коп. Итого эксплуатационных затрат —

53руб/га.

Как показывают расчеты, стоимость капитальных вложений

в строительство вакуумированного дренажа (804 : 323,75) в 2,47 раза меньше, чем стоимость обычного дренажа. Эксплуатационнвю затраты (53 руб/га) быстро окупятся ускорением освоения засоленных земель и повышением урожайности хлопчатника и других сельскохозяйственных культур.

Через 2—3 года пахотный и корнеобитаемый слои почвы оп­ реснятся и тогда надобность в вакуумировании временно отпа­ дает. Когда минерализация верхних горизонтов грунтовой воды

§ 20. Осушение с механическим подъемом б о д ы

Осушение с механическим водоподъемом применяется в основном тогда, когда подлежащая осушению площадь пред­ ставляет собой замкнутую низменность. При высоком горизонте воды в водоприемнике или его удаленности приходится также прибегать к механическому (машинному) подъему воды из осу­ шительной сети и перекачке ее в водоприемник или в канал, по

77

которому вода самотеком отводится за пределы осушаемой тер­ ритории.

Машинный подъем воды обходится сравнительно дорого, поГтому к нему прибегают только тогда, когда отвод воды самоте­ ком (включая и регулирование водоприемника и обвалование)' или технически неосуществим, или экономически невыгоден. При механическом подъеме необходимо принять все меры к умень­ шению количества перекачиваемой воды с осушаемой площади (защита осушаемой низменности от затоплений со стороны, устройство нагорных и разгрузочных каналов, обвалование во­ дотоков, проходящих через данную низину и т. д). В результате увеличиваются капитальные затраты на мелиорацию, но зато уменьшается количество откачиваемой воды и, следовательно, снижаются эксплуатационные расходы и стоимость водоподъем­ ной насосной станции.

Заболачивание низменности поверхностными водами может быть предотвращено устройством нагорных каналов для пере­ хватывания вод, стекающих с вышележащей водосборной пло­ щади; устройством обвалованного русла или канала для пропус­ ка вод, поступающих с водосборной площади (рис. 27); перекачкой

Рис. 27. Схема предотвращения заболачивания низменности (по

А. Н. Костякову).

воды из обвалованной низменности. Первый способ самый дешевый и потому шире распространен в практике; второй применяется, когда осушаемая низменность имеет узкую и вытя­ нутую форму (поймы) по длине реки; третий способ наиболее дорогой и применяется в исключительных случаях, когда два первых неприемлемы.

Водоподъемную станцию рекомендуется располагать с усло­ вием максимальной площади осушения при меньшей длине от­ водного канала и сохранности его от повреждения рекой во вре­ мя паводков и зажоров.

■Если осушаемая низменность разделена на несколько участ­ ков, с каждого участка излишнюю воду перекачивают отдельной насосной станцией. Устройство нескольких насосных станций удорожает их Ьтоимость и эксплуатацию, зато позволяет умень­

78

шать размеры осушительных ка­ налов, увеличивает равномерно­ сть осушения.

Устройство на большой пло­ щади одной насосной станции имеет свои недостатки: 1) боль­ шая длина главного осушитель­ ного канала, он имеет большое сечение и его нужно проводить через нижнюю часть низменно­ сти; 2 ) обычно уклон низменно­ сти незначителен, и поэтому глав­ ному каналу приходится прида­ вать искусственный уклон, что вызывает заглубление канала у водоподъемной станции, удоро­ жает его стоимость и увеличивает мощность станции.

При решении вопроса все эти способы должны быть взвешены по основным технико-экономиче­ ским показателям. В конечном итоге должен быть выбран наи­

более выгодный вариант. Возможные варианты схемы осушения низменности с механическим подъемом воды показаны на рис. 28.

Мощность мелиоративной водоподъемной (насосной) стан­ ции, которая располагается в нижней части осушаемого участка, у дамбы обвалования может быть уменьшена за счет постройки перед станцией регулирующего резервуара или увеличения ем­ кости осушительных каналов. ,В дамбе обвалования строят водо­ спускной шлюз, работающий в период низкого горизонта воды в водоприемнике, что также уменьшает мощность насосной стан­ ции.

Объем резервуара рассчитывают так, чтобы после закрытия водоспускного шлюза насосы могли работать равномерно и во­ да, поступающая в резервуар, не подтопляла осушаемой пло­ щади. При расчете размеров и объема резервуара учитывают и то, чтобы горизонт воды в нем при паводках не превышал допу­ стимого уровня в осушительной сети. Желательно, чтобы уро­ вень воды в резервуаре допускал частичное его опорожнение самотеком.

Резервуар проектируют на 0,5—1 м ниже дна осушительного канала в месте впадения его в резервуар. Это необходимо для осаждения ила на дно резервуара, а не осушительного канала. Режим работы водоподъемной станции рассчитывается, исходя из конкретных гидрологических и сельскохозяйственных усло­ вий, и колеблется в пределах 50—120 суток в году. ^

Леоиодическая работа мелиоративной насосной станции в

79

зимний период необходима для разгрузки станции весной и под­ держания водно-воздушного и микробиологического режима в почве, обеспечивающего накопление усвояемых питательных ве­ ществ.

Для перекачки воды с осушаемой территории в водоприемник используют центробежные (горизонтальные и вертикальные), пропеллерные и винтовые насосы низкого давления. Мощность насосной установки Млс определяют по формуле:

h2— при выходе воды в конце нагнетательной трубы;

hf — потери напора на трение в трубах, коленах, клапанах и т. п. (по гидравлическим справочникам);

г;— КПД насоса.

§ 21. Биологический дренаж

Биологическим дренажем называют лесонасаждения и мно­ голетние травы (люцерна) с глубокой корневой системой (3— 4 м). Лесные насаждения вдоль оросительных каналов перехва­ тывают корнями фильтрационные и грунтовые воды и расходуют их на транспирацию. В результате уровень грунтовых вод сильно снижается. Этот процесс ощутимо уменьшает соленакопление в активном слое почвы.

По данным В. С. Малыгина, хорошая дрена на каждый метр длины принимает и отводит 54—62 м3 грунтовой воды в год, а одно дерево за этот же срок испаряет 50—90 ж3. Следовательно, лесная полоса в 5—10 м ширины с 5—10 деревьями может уда­ лить из почвы грунтовой воды больше, чем дрены. Лесные поло­ сы вдоль каналов имеют такую же депрессионную кривую, что и дрены.

По данным С. П. Сучкова, в совхозе «Пахтаарал» (Голодная степь) сфера влияния двухрядной лесной полосы из ивы распро­ странялась на расстояние 150—170 м. Разность горизонтов воды 1—0,7 м. Для лесных полос подбирают местные породы, выдер­ живающие сильную жару, сухость воздуха, ветры и другие не­ благоприятные условия. Этим требованиям удовлетворяют:

80