Осушительные мелиорации

Для нормальной жизнедеятельности растения необходимо, чтобы в корнеобитаемом слое почвы имелось определенное соотношение между воздухом и водой.

Если вода занимает большую часть пор и содержание воздуха ниже 20 % их объема, то в почве могут создаваться анаэробные условия (что означает жизнь в отсутствие атмосферного кислорода), которые снижают ее плодородие. В этом случае говорят, что почва переувлажнена и заболочена.

Переувлажненные земли подразделяют на заболоченные и болота. Если мощность торфяных отложений не превышает 30 см, то это заболоченная земля, если выше 30 ем, то это уже болото.

для использования избыточно увлажненных земель проводят их осушение, чтобы усилить проветривание или аэрацию почвы (от гр. aer – воздух, проветривание), а также улучшить тепловой режим и активизировать микробиологические процессы, связанные с разложением органических веществ.

Подземные дренажные каналы могут быть временные (на одно лето) и долговременные.

Временные подземные водоотводные каналы представляют собой подземные дрены. Их формируют в почве во время проведения вспашки с помощью кротователя или почвоуглубителя при навешивании на один из корпусов многокорпусного плуга. Поэтому при вспашке таким плугом под одной из борозд на глубине 35. ..40 см формируется дрена диаметром 4… 6 ем, которая функционирует обычно в течение одного летнего сезона, но на тяжелосуглинистых почвах она может сохраниться и 2… 3 года.

Более надежны и эффективны долговременные дренажные каналы. Очень многие годы, пока они не засорялись илом, могли функционировать подземные дрены из каменных плит и каменной наброски. Подземные дрены, построенные с использованием материалов из дерева, оказались не столь долговременными, так как жерди, хворост и доски быстро подвергаются гниению и засоряют каналы. Поэтому в конструкцию дрен, где подземные трубы изготавливались из досок, была внесена существенная замена – в них трубы стали делать из обожженного керамического кирпича. Соответственно эти дрены стали долговременными.

В настоящее время в Калининградской области на полях успешно функционируют осушительные системы с закрытым дренажем из гончарных трубок, которые были построены восточно-прусскими крестьянами в ХIХ в. Это говорит о высокой надежности и долговременности подземных дренажных систем, построенных продуманно и правильно.

Во второй половине ХХ в. было налажено производство пластмассовых дренажных труб, которые постепенно вытесняют гончарные трубы из осушительной мелиорации. Эти пластмассовые трубы, а точнее трубопроводы, так как они имеют длину 200 м и более, промышленность поставляет свернутыми в большие бухты. По всей длине этих пластмассовых трубопроводов равномерно рассредоточены небольшие круглые отверстия или плоские щели, которые предназначены для поступления избыточных вод с осушаемой территории.

Укладку в траншеи этих гибких пластмассовых трубопроводов удалось легко механизировать с помощью дреноукладочных машин, навешиваемых на мощные гусеничные тракторы. Такая машина представляет собой многоковшовый экскаватор, который выкапывает траншею, затем специальным механизмом укладывает в нее длинный пластмассовый дренажный трубопровод и тут же закапывает эту траншею.

Дренажные каналы, как закрытые, так и открытые, являются важнейшими рабочими сооружениями всех осушительных систем сельскохозяйственного назначения. Успех дренажа переувлажненных сельскохозяйственных земель полностью зависит от правильного устройства всей осушительной системы на конкретном поле.

При этом цель осушения земель сводится не только к отведению избытка влаги для первоначального дренирования территории, но и к созданию условий для непрерывного удаления из почвы вновь поступающей воды для устранения вредного переувлажнения.

Осушительная система – избыточно увлажненная территория вместе с сетью каналов и дрен, с гидротехническими и эксплуатационными сооружениями, обеспечивающими ее осушение.

В состав осушительной системы входят регулирующая, ограждающая, дорожная и проводящая сети, а также водоприемники, гидротехнические и эксплуатационные сооружения.

Осушительные системы бывают открытые (в них регулирующая сеть выполнена в виде открытых каналов) и закрытые (регулирующая сеть представлена закрытыми дренами). Однако в обоих случаях крупные проводящие и ограждающие каналы делают открытыми.

В настоящее время проектируют и строят преимущественно закрытые осушительные системы, причем закрытые дрены могут быть как осушительными, так и собирательными.

По способу отвода воды осушительные системы разделяют на самотечные и с механическим водоподъемом. В самотечных системах избыточные воды из проводящей сети отводятся по уклонам русел каналов. В системах с механическим водоподъемом воду из каналов проводящей сети откачивают в водоприемник насосами.

В зависимости от реальных гидрогеологических и климатических условий иногда применяют системы осушительно-увлажнительные или двустороннего действия. В этих системах в засушливые годы или в отдельные периоды вегетации бывают ситуации, когда осушаемые почвы оказываются переосушенными, что ведет к снижению роста растений. В этих случаях на осушаемых землях проводят поливы, т. е. по регулирующей сети осуществляют дополнительный подвод воды, как при орошении.

Регулирующая сеть (закрытые дрены или открытые осушительные каналы) предназначена для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод, являющихся причиной переувлажнения. Регулирующая сеть должна создавать и поддерживать водно-воздушный и тепловой режимы в почве в соответствии с требованиями технологии выращивания конкретных сельскохозяйственных культур.

Глубина укладки регулирующей сети и расстояние между ее элементами (каналами или закрытыми дренами) зависит от водно-физических свойств почв, вида выращиваемых культур и др.

Ограждающая сеть (нагорные и ловчие каналы, дамбы и др.) предназначена для защиты осушаемой территории от поверхностных или грунтовых вод, стекающих на нее с окружающих земель.

Нагорные каналы предназначаются для перехвата поверхностных вод, поступающих на осушаемую территорию с прилегающих повышенных участков. Нагорные каналы устраивают вдоль верхней границы осушаемой территории.

Ловчие каналы строят по границам осушаемой территории, отделяя ее от участков земли, находящихся на одном уровне с ней или ниже. Эти ловчие каналы служат для перехвата грунтовых вод с соседних участков.

В состав ограждающей сети могут входить и дамбы, которые устраивают для предохранения осушаемой территории от затопления паводковыми водами.

Проводящая сеть связывает регулирующую и ограждающую сети с водоприемником, транспортирует избыточную воду с осушаемой территории за ее пределы. В состав проводящей сети входят магистральный канал, а также закрытые или открытые коллекторы.

Коллектор – трубопровод или канал относительно большого поперечного сечения, в который поступает для дальнейшего продвижения жидкость из примыкающих трубопроводов или каналов меньшего поперечного сечения.

• Водоприемник (река, озеро, водохранилище и т. п.) служит для приема воды, собираемой с осушаемой территории.
• Гидротехнические сооружения (шлюзы, перепады, смотровые колодцы, гидрометрические посты и др.) предназначены для управления потоками воды при ее отводе с осушаемой территории.
• Дорожная сеть (дороги, переезды, мосты) служит для беспрепятственного передвижения транспорта и сельскохозяйственной техники по осушаемой территории.
• Эксплуатационные сооружения (электротрансформаторные подстанции, здания для персонала и др.) предназначены для обеспечения бесперебойной работы всех звеньев осушительной системы, а также для контроля за их работой.