Методы и способы осушения земель

Под методом осушения земель понимают основной припцип воздействия на неблагоприятный водный режим переувлажненных земель с целью преобразования его в оптимальный для их хозяйст-венного использования.

Основные методы осушения перечислены ниже.

1. Ускорение стока поверхностных вод на территориях с атмос-ферным водным питанием. Этот метод применим на почвах тяжелого гранулометрического состава на плоских водоразделах, пологих склонах.

2. Понижение уровня грунтовых вод при грунтовом и понижение пьезометрического уровня при грунтово-напорном водном питании почв. Требуемое понижение уровня грунтовых вод достигается в основном на почвах легкого гранулометрического состава и на торфяно-болотных почвах.

3. Перехватывание поверхностных и грунтовых вод, поступающих со смежных водосборов и водоемов, которые подтапливают террито-рии в весеннее и летнее время. Такие меры применяют при делю-виальном типе водного питания.

4.Обвалование территорий. Оно предназначено для защиты земель от длительного затопления весенними или летними паводками при аллювиальном типе водного питания.

5. Комбинированный метод. Он выбирается в случаях, когда пере-увлажненные земли имеют несколько типов водного питания.

Переувлажнение территории вызывается, как правило, несколь-кими типами водного питания. Характерными из них для Беларуси яв-ляются атмосферное и грунтовое, атмосферное и делювиальное и т.д. В соответствии с типами водного питания выбираются и методы осу-шения.

Под способом осушения понимается конструктивное исполнение метода осушения. Способ осушения земель – совокупность конкрет-ных гидротехнических, гидромелиоративных, агромелиоративных, агротехнических и других мероприятий, ликвидирующих причины заболачивания земель и создающих в корнеобитаемом слое почвы оптимальный водно-воздушный режим. При выборе или разработке способа осушения необходимо учитывать его экономичность, эколо-гическую безопасность и возможность технического исполнения.

В зависимости от принятых методов осушения на одном объекте, как правило, применяются два и более способов осушения в различ-ных сочетаниях. Ниже перечислены наиболее распространенные способы осушения применительно к изложенным выше методам осушения.

1. Закрытые собиратели, открытые осушительные каналы, системы ложбин стока и сооружений, которые позволяют ускорить поверхност-

ный сток и удалить избыточную воду из пахотного слоя почвы.

2. Закрытый и открытый горизонтальный дренаж, вертикальный дренаж, дренаж с самоизливающимися скважинами и ряд других устройств, позволяющих понизить уровни грунтовых вод до расчет-ных норм осушения.

3. Оградительная сеть. Она устраивается по периферии осушаемо-го массива у подошвы склонов или вдоль водоемов.

4. Польдерные системы. В данном случае одним из главных эле-ментов мелиоративной системы являются дамбы, устраиваемые вдоль водотоков (водоемов) и предотвращающие затопление территории паводковыми водами.

5. Комбинированный способ. Реализуется несколькими ранее наз-ванными способами. Наиболее часто эта комбинация состоит из закрытого дренажа, оградительной сети, других сооружений (колодцы-поглотители, ложбины стока и др.), повышающих эффект осушения земель.

Главным требованием к способу осушения является обеспечение условий для расширенного воспроизводства почвенного плодородия в соответствии с экологическими ограничениями и особенностями осу-шаемых почв. При обосновании способа осушения должны учиты-ваться также возможные чрезвычайные обстоятельства (например, наводнения на Полесье).

При выборе способа осушения оцениваются возможные объемы сброса воды. Мелиоративная сеть и сооружения на ней должны содействовать ускорению пропуска паводковых вод и ликвидации затопления территории в установленные сроки. Путем подбора соот-ветствующих способов осушения в зоне радиоактивного загрязнения можно уменьшить поступление радионуклидов в растениеводческую продукцию до допустимых уровней.

Разрабатывая способы осушения, желательно проводить оценку запасов водных ресурсов не только в пределах данного объекта, но также и на всем водосборе, где расположен этот объект. Выполняют это для того, чтобы рационально использовать водные ресурсы, создавая необходимые запасы воды для бытовых, технических нужд и для обеспечения растений в засушливые периоды, исключая излишний сброс воды за пределы мелиорируемых территорий.

Качественное регулирование водного режима почв достигается, как правило, комплексом приемов. В этот комплекс могут входить ин-женерные сооружения и устройства, агромелиоративные, культур-технические, природоохранные мероприятия и ряд других операций, позволяющих достичь поставленную цель при осушении земель.

Качественное регулирование водного режима почв достигается, как правило, комплексом приемов. В этот комплекс могут входить инженерные сооружения и устройства, агромелиоративные, культур-технические, природоохранные мероприятия и ряд других операций, позволяющих достичь поставленную цель при осушении земель.

Открытая регулирующая сеть должна проектироваться:

– для предварительного осушения массива (перед строительством дренажа);

– на первом этапе осушения (при зарастании территории более чем на 30 % кустарником и мелколесьем; при наличии более 50 контуров на 100 га сельхозугодий);

– при содержании более 8 мг/л закисного железа в грунтовых водах осушаемого массива;

– при осушении торфяных выработок карьерного типа, рекульти-вируемых для использования в сельском хозяйстве;

– при осушении территории под сенокосные угодья;

– при осушении территории с интенсивным грунтово-напорным пи-танием;

– при осушенииплощадей для заготовки торфа на удобрения;

– при осушении лесов;

– при содержании в верхнем слое грунта толщиной 1 м не менее 2% камней размером свыше 30 см.

Выборочная открытая осушительная сеть при необходимости проектируется:

– для сброса застаивающихся поверхностных вод из замкнутых понижений при улучшении естественных сенокосов на поймах со сложным западинным рельефом;

– для перехвата поверхностных склоновых вод и фильтрующих грунтовых вод с прилегающих водосборных земель в местах, где это позволяют гидрогеологические условия;

– для понижения уровня грунтовых вод в процессе строительства дренажа.В этом случае открытая сеть после закладки дренажа должна засыпаться.

На территории со сложным рельефом и при уклонах местности более 0,001 осушение каналами малоэффективно и не рекомендуется.

Во всех остальных случаях должна проектироваться, как правило, осушительная сеть из закрытого горизонтального дренажа.

На маломощных торфяных почвах предусматривают устройство закрытой осушительной сети (дренажа), а также планируют меро-приятия по увлажнению. Открытую сеть на таких почвах можно применять, если они подстилаются песками с водопроницаемостью более 1 м/сут. Такой же способ предпочтителен при интенсивном грунтово-напорном питании, первичном осушении болот с глубиной торфа более 1 м, при подстилании торфа илами, сапропелями. В неко-торых случаях открытая сеть дополняется выборочной закрытой сетью, а при сложном рельефе – мероприятиями по регулированию поверхностного стока.

Минеральные почвы тяжелого гранулометрического состава обычно осушают закрытой сетью, дополняя их приемами по уско-рению поверхностного стока и соответствующими агромелиоратив-ными мероприятиями.

Почвы легкого и среднего гранулометрического состава осушают как закрытой, так и открытой сетью, предусматривая при необхо-димости устройства для регулирования водного режима (увлажнения почв). Если же эти почвы расположены на сложном рельефе, необходимо применение приемов для перераспределения поверх-ностного стока по почвенному профилю.

На поймах создают системы, позволяющие как осушать, так и увлажнять почвы. Эту роль выполняют водооборотные польдерные системы, обеспечивающие сброс паводковой воды по сети открытых каналов самотеком или с применением машинного водоподъема. Применяют также систему агромелиоративных мероприятий и других мер, направленных на улучшение среды обитания растений.

Вертикальный дренаж следует проектировать на однородных участках с песчаными грунтами, торфами любой мощности, супесями и легкими суглинками мощностью до 2,2 м, развитыми на хорошо водопроницаемых песчаных отложениях. При этом мощность водоносного пласта (m) должна быть не менее 15 м, коэффициент фильтрации (к) более 5 м/сут, а проводимость водоносного пласта (Т = = к · m) –более 150 м²/сут.

Выбор того или иного способа осушения или комплекса способов определяется: принятым методом или несколькими методами осуше-ния; намечаемым сельскохозяйственным использованием осушаемой площади; водопроницаемостью почв; технико-экономическими со-ображениями.

Если расчеты водного баланса корнеобитаемого слоя показали, что в отдельные периоды вегетации будет наблюдаться недостаток влаги, то методы и способы осушения участка должны предусматривать мероприятия по дополнительному увлажнению почв (подпочвенное увлажнение в засушливые периоды путем шлюзования, дождевание). Элементы осушительно-увлажнительных систем увязываются между собой таким образом, чтобы они служили как для интенсивного осушения во влажные периоды, так и для увлажнения.

На плане регулирующую сеть необходимо располагать по возможности под острым углом к горизонталям (гидроизогипсам), стремиться к параллельному расположению каналов по отношению друг к другу и границам землепользователей, полей. Сопряжение каналов с проводящей сетью должно быть близким к перпендику-лярному или под углом 90^ок направлению движения потока воды в водоприемнике (реке, магистральном канале).

Открытая осушительная сеть. Расстояние между каналами систе-матической открытой осушительной сети рассчитывается по различ-ным формулам (в зависимости от природно-геологических и других условий) или принимается по ТКП «Мелиоративные системы и сооружения. Правила проектирования».

Длина открытых осушителей и собирателей принимается в пределах 700–1500 м. При осушении участков неправильной (слож-ной) конфигурации в виде исключения допускается длина каналов ме-нее 700 м.

Глубина каналов назначается из условий обеспечения необходимой нормы осушения (минимальная для минеральных почв – 1 м, для торфяных – 1,2 м (после осадки торфа); максимальная для мелких ка-налов-осушителей – до 1,4–1,5 м).

Минимальный уклон для каналов должен быть не менее 0,0003 (при плоском рельефе – 0,0002) и не более: 0,0005 – для песчаных, 0,003 – для суглинистых и 0,005 – для глинистых грунтов. Оптималь-ным считается уклон 0,0005–0,0008. Максимальное значение уклона обосновывается результатами гидравлического расчета, чтобы не было размывающей скорости движения потока воды в канале. При размывающей скорости необходимо предусматривать крепление русла и сооружения, позволяющие уменьшить уклон канала (перепады, быстротоки).

Дно регулирующих каналов, впадающих в гидравлически не- рассчитываемые каналы (с расходом воды до 0,5 м³/с), должно быть выше дна принимающего канала на 10 см, а впадающих в гидрав-лически рассчитываемые каналы (с расходом более 0,5 м³/с) допус-кается располагать ниже уровня меженных вод в них не более чем на 10 см.

Закрытый  дренаж  устраивается траншейным (ширина траншеи 50 см), узкотраншейным (ширина траншеи 12–30 см) и бестраншей-ным способом (рис. 2.1). Бестраншейный способ наиболее произво-дительный. Он используется при укладке гибких (пластмассовых и др.) дренажных труб, устройстве кротового и щелевого дренажа.

 

 

Рис. 2.1. Строительство пластмассового дренажа

 

Керамический дренаж устраивается траншейным способом. Для его устройства применяются трубы длиной 33 см. Согласно ГОСТ 8411–74 их изготавливают круглыми и многогранными по наружной поверх-ности с внутренним диаметром 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250 мм. Регулирующая сеть дренажа устраивается из труб диаметром 50, реже 75 мм, коллекторы – из труб больших диаметров (75–250 мм).

Пластмассовые дренажные трубы изготавливают из полиэтилена, поливинилхлорида и других пластмассовых материалов.

Достоинства пластмассового дренажа: легкость, технологичность в строительстве, лучшие технико-экономические показатели при их изготовлении и укладке дренажа. Наружный диаметр их составляет 50, 63, 75, 90, 110, 125 мм, толщина стенок – от 0,5 до 1,9 мм. Изготав-ливаются они гофрированными, спиральными или гладкостенными. Гофрированные трубы имеют длину 60–200 м и поставляются в буфтах. Гладкостенные с толщиной стенок до 3–4 мм применяют в основном для устройства коллекторной части дренажной сети. Поставляются в пачках (пакетах). Длина их колеблется от 5 до 12 м.

Применение закрытой регулирующей сети из пластмассовых труб допускается:

– на минеральных почвах и предварительно осушенных торфяни-ках с коэффициентом фильтрации 0,3 м/сут и более;

– в почвах с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут с заполне-нием дренажной щели фильтрующими материалами, обеспечиваю-щими гидравлическую связь дрены с избыточными водами пахотного слоя;

– при содержании в грунтах не более 4% каменистых влючений размерами от 30 до 60 см;

– при содержании пней не более 3 %;

– при содержании 3 % и менее погребенной древесины диаметром не более 10 см.

Минимальный диаметр керамических и пластмассовых труб для закрытой регулирующей сети принимается 50 мм. Уклоны дрен и закрытых собирателей при минимальном диаметре должны быть 0,003 и более. Допускается увеличение диаметра дрен при невозможности обеспечить минимально допустимый уклон в условиях притока подземных вод при повышенном содержании вгрунтовых водах закисного железа, на осушительных системах двустороннего действия.

Безуклонный и малоуклонный дренаж (уклон от 0,0001 до 0,002) следует проектировать при осушении и подпочвенном увлажнении равнинных и малоуклонных заболоченных и переувлажненных земель с легкими минеральными почвами и торфяниками и коэффициентом фильтрации более 0,1 м/сут, подстилаемых хорошо водопроницае-мыми грунтами. Предельно допустимая длина безуклонной и мало-уклонной регулирующей сети составляет 150 м.

При минимальном диаметре длину дрен и закрытых собирателей следует принимать не более 250 м, а в мелкозернистых и водона-сыщенных песках и илах – не более 150 м. При осушении окраин мас-сива длина дрен принимается не менее 50 м.

При осушении мелкозалежных торфяников закрытая регулирую-щая сеть должна размещаться в подстилающем грунте. При пере-сечении со староречьями, засыпаемыми каналами, на участках плывунных грунтов необходимо предусматривать стеллажи.

При проектировании закрытого дренажа на слабопроницаемых почвах необходимо предусматривать, как правило, устройство объем-ных фильтров (обсыпок) толщиной не менее 20 см с использованием местных, естественных или искусственных строительных материалов.

Для предотвращения механического заиления дрен применяют различные защитно-фильтрующие материалы (ЗФМ) – органические (мох, торф, солома и др.) и минеральные (песчано-гравийные смеси, шлаки, гранулированные отходы химической промышленности, искус-ственные стеклоткани, стеклохолсты и т. д.). Чтобы ЗФМ обеспечива-ли надежную работу дренажа, их коэффициент фильтрации должен превышать водопроницаемость песчаных грунтов не менее чем в 5, торфяных – в 10, тяжелых – в 20 раз.

При содержании в грунтовых водах закисного железа более 8 мг/л необходимо предусматривать (где это возможно) первичное осушение открытыми каналами в сочетании с кротовым дренажем.

Мероприятия по организации поверхностного стока следует разра-батывать на почвах любой водопроницаемости.

В комплекс сооружений и мероприятий для организации стока и отвода поверхностных вод входят:

– ложбины и воронки стока(рис. 2.2), колодцы-поглотители, закры-тые собиратели с фильтрующей засыпкой траншей, с установкой коло-нок-поглотителей или засыпкой траншей местами хорошо филь-трующим материалом (для отвода воды из замкнутых понижений в проводящую сеть);

– водоемы-копани (для аккумуляции почвенного и дренажного сто-ка при невозможности или экономической нецелесообразности строи-тельства на объекте открытой проводящей сети);

– планировка поверхности мелиорируемых земель бульдозероми длиннобазовым планировщиком (для предотвращения застаивания по-верхностных вод в понижениях местности);

– глубокое рыхление почв среднего и тяжелого гранулометричес-кого состава (для улучшения водно-физических свойств и водно-воздушного режима этих почв) и др.;

– разравнивание вынутого из каналов грунта слоем не более 0,1 м с устройством в откосах воронок для сброса поверхностных вод.

 

Рис. 2.2. Воронки: а – открытая; б – закрытая

Выбор мероприятий по организации поверхностного стока при наличии нескольких вариантов следует производить на основании технико-экономиеских расчетовс обязательным учетом максималь-ного сохранения гумусового слоя.

Ложбины стока (рис. 2.3) прокладываются по наиболее низким элементам рельефа. Максимальная глубина ложбин должна составлять 0,6 м, минимальная – 0,2 м, ширина по дну – 0–10 м. Заложение отко-сов должно быть не менее 1:10, уклон дна – более 0,002, длина – не более 400 м.

Рис. 2.3. Схема осушения земель со сложным рельефом:

1 – ложбины стока; 2 – закрытые собиратели; 3 – поглотительный колодец;

4 – транспортирующий собиратель; 5 – граница осушения; 6 – водоприемник;

7 – срезанный бугор; 8 – засыпанное понижение

Засеваемые ложбины в процессе эксплуатации мелиорируемых земель должны восстанавливаться силами землепользователей через каждые 4–5 лет. При устройстве ложбин стока предусматриваются мероприятия по сохранению гумусового слоя.

При проектировании западинных ложбин гидравлического расчета не требуется, а по тальвеговым ложбинам они приводятся при расходе воды Q^10%более 0,05 м³/с и уклоне более 0,005.

Сопряжение ложбины с открытой сетью или водоемом-копанью предусматривается по типу воронок, а с закрытым коллектором – через колодец-поглотитель.

Кротовый дренаж применяют на тяжелых (глинистых) и торфяных почвах в сочетании с керамическим, полиэтиленовым дренажем и открытыми каналами (рис. 2.4)для ускорения отвода избыточных поверхностных и грунтовых вод из корнеобитаемого слоя почвы. Кротовые дрены устраиваются длиной 100–200 м с уклоном 0,003–0,005, глубиной 0,5–0,7 м, диаметром 6–8 см. Кротовый дренаж допускается применять при осушении болот без погребенной древесины при степени разложения торфа не менее 45 % и мощности пласта торфа более 0,8 м.На минеральных почвах грунтового и грунтово-напорного питания кротование и глубокое рыхление не применяются.

 

Рис.2.4. Устройство для кротового дренажа

Колодцы-поглотители применяют для отвода поверхностных вод из замкнутых понижений с площадью водосбора не менее 3 га. Их желательно размещать по границам полей севооборотов, дорог, опор линий электропередач, чтобы не создавать помех при обработке мелиорируемых земель. Поверхность земли вокруг колодца срезается с таким расчетом, чтобы образовалось воронкообразное понижение в форме усеченного конуса с глубиной у стен колодца 0,25–0,3 м.

Для отвода воды из колодца-поглотителя необходимо преду-сматривать автономные коллекторы. Количество колодцев и колонок-поглотителей зависит от расчетного объема стока весеннего и летне-осеннего паводков 10%-ной  обеспеченности и допустимого времени застоя воды на поверхности (10–15 сут).

Водоемы-копани сооружаются в качестве водоприемников для сброса поверхностного и дренажного стока главным образом при осушении земель с западинным рельефом, а также для аккумуляции воды для противопожарных и бытовых нужд, отдыха, а также как природоохранные объекты.

Местоположение водоемов-копаней следует назначать с учетом комплексного использования водоемов, вблизи населенных пунктов, дорог, границ полей севооборотов.

Наиболее приемлемая форма водоема-копаня в плане – прямо-угольная. Длинную сторону водоема необходимо расположить в направлении вспашки полей. Форму водоема следует принимать в соответствии с формой понижения с целью уменьшения объема земляных работ при отрывке. Крепление откосов, как правило, осуществляется посевом трав. Для предохранения размыва откосов поверхностными водами по периметру водоема устраиваются ловчие канавки с воронками стока в понижениях рельефа, закрепленные сплошной одерновкой. По берегам водоема-копани организуются природоохранные прибрежные полосы и водоохранные зоны шириной не менее 20 м.

Глубина водоемов-копаней должна быть не более 3–3,5 м исходя из усложнения технологии производства работ. Рассчитывают его на объем весеннего стока 10%-ной обеспеченности.

Ликвидация (раскрытие) западин и понижений. Западины глубиной менее 0,15 м и площадью менее 0,03 га засыпают в процессе плани-ровки длиннобазовым планировщиком. При большей площади преду-сматривается их засыпка привозным грунтом или отвод воды из западин дренажем с фильтрующей засыпкой или установкой колонок-поглотителей.

Глубокие сильно обвалуненные болотные и минеральные заболо-ченные замкнутые понижения, покрытые древесно-кустарниковой рас-тительностью, рекомендуется оставлять в естественном состоянии в качестве водоохранных и природоохранных объектов.

Планировка мелиорируемых земель подразделяется на строитель-ную, послеосадочную и эксплуатационную.

Строительная планировка включает снятие и буртование расти-тельного слоя с последующей подвижкой его на спланированную пло-щадь, засыпку старых ликвидируемых каналов, карьеров, ям, старо-речий; засыпку понижений, разравнивание кавальеров; выравнивание поверхности и т.д.

Послеосадочная планировка производится через 1–2 года после строительной и включает вспашку и разделку пласта, ликвидацию просадок, выравнивание поверхности.

Эксплуатационная планировка выполняется землепользователями ежегодно в качестве завершающей операции предпосевной обработки почвы.

Одним из наиболее распространенных агромелиоративных меро-приятий в Беларуси является глубокое рыхление подпахотного слоя. Глубокое рыхление почв проводят на полях, где имеется закрытая осушительная сеть, для улучшения водно-физических свойств почв, увеличения интенсивности притока воды к дренам, повышения водоаккумулирующей способности слабопроницаемых почв. С помо-щью глубокого рыхления изменяются водно-физические харак-теристики почв и их водный режим. Этот прием позволяет снизить объемную массу подпахотных слоев в среднем на 10%, а в первый год проведения этого мероприятия она уменьшается на 20%. Порозность и полная влагоемкость соответственно возрастают. При глубоком рыхлении увеличиваются водопроницаемость почвы и объем дре-нажного стока. В начальный период после рыхления водо-проницаемость пахотного слоя увеличивается в 2–4 раза, а подпа-хотного на глубине 50 см – более чем в 25 раз. Однако со временем это влияние затухает. Уже через три-четыре года водопроницаемость приближается к исходной.

Глубокое рыхление заметно повышает осушительное действие закрытой сети, увеличивая объем стока и уменьшая продол-жительность подтопления корнеобитаемого слоя. В зависимости от водности теплого сезона года подтопление почвы сокращается на 6– 25 суток. Улучшение водно-физических свойств почвы и повышение приточности к дренажу приводят к более благоприятному перераспре-делению влаги по всему разрыхляемому слою. В летние засушливые периоды подпахотный слой, как правило, содержит влаги на 5–10% больше, чем в варианте без рыхления. Такое воздействие глубокого рыхления на почву позволяет увеличить расстояние между регулирующей сетью, не снижая эффекта осушения. Вместе с тем следует отметить, что глубокое рыхление почв не всегда эффективно без устройства закрытой сети.

Минеральные почвы, особенно тяжелого гранулометрического состава, в результате многократной их обработки сельскохозяй-ственной техникой подвергаются уплотнению. Различают первичное (естественно-генетическое) и вторичное (искусственное) уплотнение. Первичное уплотнение почвы уменьшает осушительное действие закрытой сети, снижает плодородие почвы. Для уплотненных почв характерны высокая набухаемость, появление трещин при высыхании, малая водо- и воздухопроницаемость, ухудшение водно-физических свойств, слабая микробиологическая активность и высокое сопро-тивление при обработке.

Вторичному уплотнению наиболее подвержены тяжелые и средние почвы, продолжительное время находящиеся в сельскохозяйственном использовании. Вторичное уплотнение почвенной структуры также увеличивает массу твердой фракции (объемную массу), уменьшает водо- и воздухопроницаемость, в результате чего снижается осуши-тельное действие закрытых систем и падает плодородие почвы. Одновременно с этим повышается сопротивляемость обработке почвы.

Причины, вызывающие вторичное уплотнение почв, делят на три группы: биологические, химические и механические. Особое место среди них занимают механические. В их число входят увеличение численности операций при обработке полей, особенно при повы-шенной влажности, а также применение тяжелой сельскохозяйствен-ной техники.

Для повышения эффективности плодородия уплотненных почв и улучшения условий их обработки требуется проведение мероприятий по их разуплотнению. Кроме того, чтобы ликвидировать переуплот-нение почвы и эффективнее ее использовать, прибегают к другим мелиоративным приемам. Почвы первичного уплотнения, если они были переувлажнены, осушают традиционньми способами с добав-лением ранее перечисленных агромелиоративных мероприятий. При вторичном уплотнении необходимы дополнительные меры. В их состав входят формирование оптимальной структуры посевных площадей с повышением доли многолетних трав, внесение повышен-ных доз органических удобрений, глубокая обработка почвы, ограничение непроизводительных перемещений техники, правильный выбор механизмов для производства полевых работ. В дополнение к этим приемам рекомендуется глубокое рыхление уплотненной части почвенного профиля.

Осушение пойменных земель. На практике для регулирования про-должительности затопления пойм и низменностей могут применяться польдерные мелиоративные системы (рис. 2.5). Они представляют собой совокупность гидромелиоративных сооружений, предназна-ченных для регулирования водного режима на периодически или постоянно затапливаемых землях.

.

Рис. 2.5. Польдерная осушительная система:

1 – водоприемник; 2 – регулирующая сеть; 3 – дамба обвалования;

4 – оградительный канал; 5 – проводящая сеть; 6 – насосная станция

По способу удаления воды с осушаемых земель польдерные систе-мы подразделяются на системы с машинным водоотведением и само-течные. Обязательным элементом польдерных систем с машинным водоотведением является насосная станция, с помощью которой собираемые избыточные воды перекачиваются за дамбы обвалования в водоприемник. На самотечных польдерных системах водоподъемные устройства отсутствуют.

В зависимости от схемы расположения дамб обвалования поль-дерные системы делят на незамкнутые и замкнутые. У незамкнутых польдеров дамбы обвалования своими концами сопрягаются с повы-шенными элементами рельефа, которые служат естественной прегра-дой от затопления. Замкнутые дамбы образуют замкнутый контур.

Польдерные системы в зависимости от конструкторских решений и обусловленного ими гидрогеологического режима, создаваемого на мелиорируемой территории в соответствии со структурой сельскохо-зяйственного использования обваловываемых земель, подразделяются на три типа: незатапливаемые (зимние), затапливаемые (летние), за-тапливаемые с регулируемой длительностью затопления (весенние).

Зимние польдеры ограждаются незатапливаемыми дамбами, которые исключают затопление земель на польдере при максимальных паводках с повторяемостью (обеспеченностью), установленной в зависимости от характера использования земель на польдере. На летних польдерах дамбы обвалования и, естественно земли на польдере, могут затапливаться весенним половодьем, но не затапли-ваться летне-осенними паводками. Аналогично проектируют и польдеры с регулируемой длительностью затопления (весенние), но здесь дополнительно предусматривается сокращение срока весеннего затопления почвы.

Если на участке проектируют два вида польдеров, например зим-ний и летний, такой польдер называют совмещенным (комбинирован-ным).

Таким образом, на летнем польдере затопление поверхности почвы и дальнейшее освобождение ее от поверхностных вод происходит в режиме естественного весеннего половодья. Откачка воды насосной станцией производится только для сброса до нормы осушения избыточных вод, оставшихся в понижениях, каналах и почве.

Летние польдеры проектируют при выполнении следующих условий: максимальные уровни летне-осенних паводков ниже весен-них половодий; обвалованные земли используют под культуры, допустимая продолжительность весеннего затопления которых больше фактической; при отсутствии на польдере жилых и производственных построек; с целью сохранения весеннего половодья с экологической точки зрения, например сохранения мест нереста рыб и др.

В свою очередь, на весеннем польдере затопление поверхности почвы производится также в естественном режиме половодья, но сброс воды начинается насосной станцией сразу же после выхода из-под воды гребней дамб и водосливов-прорезей по всему периметру ограждения. При этом снижение уровня воды в весеннем польдере предусматривается более интенсивное, чем естественный спад в реке. Это обеспечивает сокращение длительности естественного затопления.

Весенние польдеры рекомендуют проектировать на поймах с длительностью затопления, превышающей допустимое затопление планируемых к возделыванию видов трав. Для рек Белорусского Полесья при использовании засеваемых земель под травы можно применять весенние польдеры, когда продолжительность весеннего затопления 15%-ной обеспеченности превышает 45 суток.

Отличительным элементом польдерной системы являются дамбы обвалования. Их необходимо располагать так, чтобы они в мини-мально возможной степени влияли на водный режим водотока. Для этого на плане намечают несколько вариантов трассировки дамб относительно водоприемника. Для каждого варианта определяют объем работ с учетом требований охраны окружающей среды и проводят технико-экономические расчеты. За окончательный вариант принимают тот, который имеет наименьшие приведенные затраты.

Оградительные дамбы размещают с учетом расположения приру-словых валов и возвышенных участков поймы. Это позволяет уменьшить объемы земляных работ. Расстояние от водоприемника до основания дамбы назначают с учетом требований землепользователей, водопользователей и обеспечения нормального функционирования природных экосистем. Однако во всех случаях это расстояние должно превышать ширину прибрежной водоохранной полосы.

Дамбирование части поймы не должно существенно нарушать ре-жим потока воды в реке при прохождении паводков. Трассируют дам-бы по возможности в общем направлении движения паводковых вод.