Лекция 4

4 Проводящая часть осушительной системы

4.1 Назначение проводящей сети и требования,

к ней предъявляемые

Главной задачей проводящей сети является отвод с осушаемой территории и передача в водоприёмник всех избыточных вод, собранных регулирующей сетью. Таким образом, это звено осушительной системы является аппаратом, транспортирующим воду.

К проводящей сети предъявляются следующие требования:

• обеспечение своевременного отвода в водоприёмник избыточных вод, поступающих из регулирующей сети, то есть удаление их в сроки, определяемые условиями эксплуатации осушаемых земель;

• пропуск этих вод должен происходить без затопления прилегающих площадей в критические периоды;

• сеть должна проектироваться по принципу минимума строительных и эксплуатационных затрат и максимума эксплуатационной надёжности (обеспечение заданного водно-воздушного режима почв в течение всего срока службы).

Проводящая часть осушительной системы выполняется или в виде открытых осушительных каналов, или в виде подземных труб-коллекторов.

Открытая проводящая сеть

Открытая проводящая сеть включает в себя магистральные каналы, транспортирующие собиратели и водоотводные борозды. Рекомендуется проводящие каналы делать, по возможности, прямолинейными, с минимальным числом поворотов, пересечений с дорогами и другими коммуникациями.

Каналы трассируются по границам хозяйств, полей севооборотов и вдоль дорог. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы их количество, длина и число порядков были минимальными, чтобы они (каналы) не разбивали осушаемые массивы на мелкие участки.

С целью обеспечения поступления воды из регулирующей сети и скорейшего её отвода за пределы осушаемых массивов крупные осушительные каналы следует трассировать по наиболее пониженным элементам рельефа местности. При осушении болот трассы каналов должны проходить не по наиболее низким отметкам поверхности, а по понижениям их минерального дна. Связано это с тем, что иногда рельеф поверхности торфяника не совпадает с рельефом его минерального дна, и ориентировка на рельеф поверхности может привести к тому, что после осадки торфа принимающие каналы могут оказаться выше (по отметкам) каналов впадающих.

У крупных проводящих каналов не должно быть резких изломов осевой линии. Так, у магистральных каналов углы поворотов должны быть не менее 110-120, а радиусы закруглений - не менее 5 В, где В - ширина канала поверху (для гидравлически не рассчитываемых участков радиус закругления - 20 м).

Общее направление боковых проводящих каналов (транспортирующих собирателей) должно быть по возможности нормальным к магистрали. При этом сопряжение в плане должно быть таким, чтобы в магистральном канале не происходило размыва дна и откосов, а также отложения наносов в зоне сопряжения. По мнению М.Н. Грацианского этого можно достигнуть, руководствуясь данными таблицы 1.

Таблица 1 – Зависимость угла сопряжения от расхода

воды в канале

Расход во впадающем канале, м3/с	Угол сопряжения с магистральным каналом
Менее 0,1 0,1-0,5 Более 0,5	90 90-60 60-45

Проводящие каналы делаются обычно трапецеидального сечения. Такая форма поперечного сечения удобна при производстве строительных работ, креплении русла (если в этом есть необходимость) и уходе за ним.

Однако в практике осушения в последние годы всё шире применяются более устойчивые, криволинейные формы поперечных сечений, имеющих переменный по высоте коэффициент заложения откосов (параболические сечения). Такие поперечные сечения применяются обычно для каналов, проходящих в лёгких и неустойчивых грунтах (пески мелкозернистые, пылеватые супеси, сильно разложившийся торф) и в связных грунтах, если глубина каналов превышает 2 м.

Для каналов, проходящих в слоистой среде (верхняя часть - тяжёлый грунт, нижняя - лёгкий), рекомендуется комбинированная форма сечения (трапецеидально-параболическая), которая состоит из криволинейной нижней части (парабола n-ой степени) и прямолинейных откосов - в верхней.

Кроме того, поперечное сечение канала должно иметь и максимальную устойчивость, что достигается путём правильного выбора коэффициентов заложения откосов и обеспечения неразмывающих скоростей. Правильный выбор коэффициентов заложения имеет большое значение, так как при очень крутом заложении откосы обычно оплывают, а при слишком пологих откосах уменьшается коэффициент земельного использования осушаемой территории.

При гидравлических расчётах коэффициенты заложения откосов принимаются обычно в зависимости от связности грунта и глубины канала (таблица 2).

Таблица 2 – Заложение откосов осушительных каналов

Грунт	Глубина канала, м
	1,5	1,5-2,0	2,0
Глина, суглинок тяжёлый и средний Суглинок лёгкий, супесь, песок крупно- и среднезернистый Песок мелкозернистый Торф со степенью разложения: менее 50 % более 50 %	1,0 1,5 2,0 1,0 2,0	1,5 2,0 2,0 1,5 2,0	2,0 2,5 2,5 2,0 2,5
Примечание: Для пылеватых и иловатых грунтов эти рекомендации не приемлемы.

Ширину каналов по дну рекомендуется принимать не менее 0,4 м, а глубину – не более 2,2 м. Уклоны дна каналов принимают, по возможности, равными уклону поверхности по их трассе. Минимальный уклон дна в гидравлически не рассчитываемых каналах - 0,0005.

При необходимости, во избежание размыва, откосы русла канала крепятся. На участках с очень большими уклонами проектируются сопрягающие сооружения (перепады и быстротоки).

Закрытая проводящая сеть

Закрытая проводящая сеть дренажной системы принимает воду из закрытой регулирующей сети и транспортирует её в открытую проводящую сеть или непосредственно в водоприёмник. Преимуществами закрытой проводящей сети перед сетью открытой являются:

• более высокий коэффициент земельного использования;

• лучшая организация территории и возможность беспрепятственного выполнения всех технологических операций по обработке почвы и уходу за сельскохозяйственными культурами.

Закрытая проводящая часть дренажной системы представляет собой систему коллекторов различных порядков, соединяющихся между собой с помощью фасонных частей (отрезки пластмассовых гофрированных труб и др.) или сопрягающих колодцев. Следует отметить, что на закрытой сети в местах поворотов и изменения уклонов (обычно от большего к меньшему), а также через каждые 400-500 м по длине коллектора помимо сопрягающих проектируются ещё и смотровые колодцы. Служат они для наблюдения за состоянием закрытой сети и ухода за ней.

Коллекторы самого младшего порядка, непосредственно принимающие воду из регулирующей сети, располагаются в горизонтальной плоскости в зависимости от схемы расположения регулирующих дрен. При поперечной схеме они трассируются по уклону местности, при продольной – под некоторым острым углом к горизонталям.

При проектировании закрытой проводящей сети в плане необходимо соблюдать следующие основные требования:

• площадь, осушаемая системой одного коллектора, должна быть максимально большой;

• коллектор следует трассировать с возможно меньшим числом поворотов и по кратчайшему, по возможности, пути до принимающего канала (коллектора старшего порядка);

• избегать пересечения трассами коллекторов плывунов, сапропелей, а также участков болот с мощностью торфа более 1,5 м;

• не допускать совмещения трасс коллекторов с руслами открытых каналов;

• в зоне пересечения коллекторами древесных и кустарниковых насаждений предусматривать глухую изоляцию стыков (во избежание проникновения в них корней);

• впуск в закрытый коллектор вод нагорных и ловчих каналов осуществлять только через колодец-поглотитель;

• глубина заложения коллектора не должна быть более 1,7 м (в целях недопущения переосушения территории).

При впадении в открытый канал коллекторы оборудуются устьевыми сооружениями, которые по своей конструкции должны обладать высокой надёжностью и обеспечивать возможность механизированного ухода за этим каналом.