Вертикальный дренаж

Для осушения земель в условиях интенсивного грунтового и особенно напорного водного питания наряду с горизонтальным дренажем (глубокие каналы, закрытые дрены) находит применение вертикальный дренаж.

Вертикальный дренаж - система буровых скважин для осушения земель, воду из которых откачивают насосами с погруженными электродвигателями. В зависимо­сти от расположения скважин по осушаемой территории различают систематический (скважины расположены равномерно по площади) и линейный дренаж. Последний применяют для перехвата потоков грунтовых вод. Отка­чиваемая из скважин вода отводится открытыми каналами или трубопроводами в магистральные каналы и водоприемники.

Конструкция скважин вертикального дренажа зависит от грунтов и гидрогеологических условий: фильтры скважин размещают в пределах водоносного пласта, длина их должна быть не менее 10 м. Наиболее эффективны фильтры с гравийно-песчаной обсыпкой.

Глубина скважин до 20…50 м. Диаметр фильтров 30…40 см, толщина обсыпки 10 см и более. Приток воды к скважинам тем больше, чем больше диаметр фильтра.

Помимо скважин, насосов, электродвигателей, в состав конструкций вертикального дренажа входят трансформаторная подстанция, линия электропередач, пусковая аппаратура и средства автоматики. Работа вертикального дренажа легко поддается автоматизации. При подъеме грунтовых вод включаются насосы, при опускании их уровней до норм осушения они выключаются. Откачиваемая вода аккумулируется в прудах, в засушливые периоды ее используют на орошение.

Экономическая эффективность вертикального дренажа зависит в основном от конструкции скважин, их глубин, характера использования откачиваемых вод и земли.

Вертикальный дренаж применяют при осушении болот, например в Белоруссии и на Украине. В благоприятных условиях одна скважина обеспечивает дебит до 180… 150 м3/ч и осушает до 80…100 га.

Разгрузочные скважины (усилители) - буровые скважины небольших диаметров (до 10 см) с фильтрами, размещенными в водоносном горизонте. Скважины выведены в каналы и дрены. Крепят их асбестоцементными или пластмассовыми трубами. Вода из скважин поступает за счет естественного напора, расстояние между ними 30…100 м. Использование разгрузочных скважин позволяет увеличить расстояние между каналами (дренами) на землях грунтово-напорного питания.

Вертикальный дренаж - один из способов гидромелиораций, позволяющий оперативно управлять водным режимом почв, экономно расходовать водные ресурсы, автоматизировать процессы регулирования почвенной влагой как при осушении, так и при увлажнении.

Осушение вертикальным дренажем осуществляется путем откачки воды насосами из специальных вертикальных колодцев-скважин, заложенных в водоносном слое, или путем самотечного отвода из напорного водоносного слоя. Воду отводят в ближайший искусственный (пруд, водоем, водохранилище) или естественный водоприемник. Вода может использоваться также на увлажнение, орошение и другие хозяйственные нужды с забором непосредственно из скважин или искусственных водоприемников (водоемов-накопителей).

Целесообразность устройства системы вертикального дренажа определяется водохозяйственными и технико-экономическими расчетами на основе разрабатываемых вариантов.

Выбор площадей для проектирования систем вертикального дренажа осуществляется на основании имеющихся гидрогеологических карт района, отчетов по инженерно-геологическим и гидрогеологическим изысканиям и съемок, выполненных на данной и прилегающей территории.

Вертикальный дренаж целесообразен при осушении заболоченных котловин и плоских низменностей, удаленных от водоприемников. Осушение и регулирование грунтовых вод им производится на объектах грунтового и грунтово-напорного водного питания, на постоянно подтапливаемых землях со стороны водоемов и водотоков.

Участки должны быть однородными с песчаными грунтами, торфами любой мощности, супесями и легкими суглинками мощностью до 2 м, развитыми на хорошо водопроницаемых песчаных отложениях. Вертикальный дренаж проектируется при условии мощности водоносного пласта (m) не менее 15 м, при коэффициенте фильтрации (к) более 5 м/сут и проводимости водоносного пласта Т = к · m более 150 м2/сут.

Технически и экономически вертикальный дренаж эффективен только в том случае, если одна скважина может обеспечить требуемый уровень грунтовых вод на площади не менее 20 га за период откачки 10...15 сут.

Системы вертикального дренажа подразделяются на осушительные и осушительно-оросительные. В состав системы входят: вертикальные скважины с насосно-силовым оборудованием, каналы, трубопроводы, водорегулирующие и переездные сооружения, насосные станции, линии электропередач, пункты и средства управления автоматики, телемеханики и связи. Осушительно-оросительные системы дополнительно включают дождевальные агрегаты, аккумулирующие бассейны и напорные трубопроводы.

Плановое расположение скважин вертикального дренажа необходимо увязывать с геологическим и гидрогеологическим строением, рельефом, границами мелиорируемого участка, применяемой дождевальной техникой, намечаемым сельскохозяйственным использованием мелиорируемых земель.

Дренажная система - это рациональное разрешение вопросов, касающихся неблагоприятных воздействий ливневых и грунтовых вод на конструкцию. Это сооружение призвано скооперировать и провести очищение жидкости, накопленной под слоем почвы, либо у любого строения.

Присутствие на участке сильно увлажненной почвы , препятствующей нормальному процессу строительства и посадке растений, дает основание для внедрения здесь сооружения гидротехнического плана. Именно оно будет способствовать отведению лишней жидкости из грунта. Виды дренажа выделяют на основе такого параметра, как глубина пролегания осушительного устройства. Дренаж может быть расположен на поверхности , в глубине и быть вертикальным.

Основное назначение

Осушительная система состоит из труб дренажного назначения, соединенных между собой и находящихся около выбранных видов постройки. Она прокладывается на участке, нуждающемся в высушивании. Жидкость сначала проходит через почву, затем поступает в дренаж, и, в конце концов, через перфорированные отверстия оказывается в трубе. Размер отверстий колеблется в границах 1–5 мм. Такие углубления расположены практически на всем протяжении трубы. В качестве обратной засыпки используют песок и щебень.

Любая выбранная система для дренирования оборудована специальным колодцем, призванным собирать воду. Для его установки рекомендуется выкопать глубокую яму. При этом следует вести учет рельефных показателей местности. Наличие небольших перепадов высоты дает основание для размещения такого колодца в любом месте участка.

Разновидности осушительных систем

Существуют различные виды дренажных систем. Приступая к процессу освоения территории, важно выбрать определенную разновидность.

Дренажи различаются по глубине прокладки дренажных труб. Выделяют поверхностный и глубинный дренажи.

Поверхностный дренаж

Он относится к категории простых видов осушительных систем. Система такого типа накапливает влагу, поступающую в виде осадков, понижая высокий уровень влажности. Провести работы по выбранному типу дренажной системы совсем нетрудно. Планировать обширные работы на почве нет необходимости. Часто такой способ осушения именуют ливневым дренажем . Он может быть выполнен в виде точечных и линейных водостоков. Точечный вариант накапливает воду с кровель или поливных кранов. Линейный может собирать воду с обширной по площади местности.

Система поверхностного значения или открытый дренаж являются упрощенными конструкциями избавления от ненужной воды. Они помогают быстро избавиться от влаги, накопленной вследствие осадков, таяния снегов, от большого объема паводковых вод. Их обслуживание не представляет особых трудностей.

Виды дренажных систем на участке разделяются на линейные и точечные. Первый вид осушительных систем рассчитан на перемещение воды, собранной с незначительных по площади участков. По всему участку выкапывают траншеи шириной в 30–40 см. Они соединяются с местом, где особо требуется отведение воды. Такие канавы имеют глубину около 50 см и наклонный угол стен в 30 градусов. Эти рвы выводятся в главную яму. В нее сливается вся жидкость. Узловой кювет иногда используют одновременно для всех точек. Систему отводы воды такого образца часто снабжают специальными емкостями для очищения жидкости от возможного сора и песчаных наносов. Подобные сооружения закрываются решетками.

Другой тип осушительных конструкций, называемых линейными, используют в качестве отведения воды от основания дома. Жидкость может поступать с кровель, из труб водостока. В этих целях применяют дождеприемники, идущие в комплекте с сифонными переборками. Они, в свою очередь, способствуют блокировке неприятного запаха из канализационных отверстий ливневых устройств. Здесь имеются и корзины, собирающие мусор.

Чтобы система дренажа функционировала в нормальном режиме, следует готовые канавы заполнить подходящими материалами , обеспечивающими хорошую фильтрацию. Это речная галька, колотый кирпич, щебень и пр. Высота такого слоя должна быть примерно 30 см. Выбранный дренаж простоит чуть более 5 лет.

Обратите внимание! Со временем дренажные трубы постепенно будут заполняться землей.

Глубинный дренаж

Этот способ дренирования территории является осушительной конструкцией горизонтального положения. Он помогает снизить высоту подъема почвенных вод и вывести лишнюю воду за границы надела. К тому же такой дренаж помогает избавиться от значительного скопления жидкости в процессе появления талой воды и выпадения осадков.

Устройство дренажа

Глубинный дренаж часто проводится на территориях, расположенных в низменных точках, имеющих сильно увлажненную почву. Также без него не обойтись в местах, предназначенных для озеленения территории, при прокладывании тропинок и дорожек.

Суть этой системы сводится к тому, что она состоит из труб с перфорированной основой, расположенных в траншеях, выкопанных на определенной глубине. Эта конструкция выходит на коллекторную трубу большего диаметра или к колодцу. На небольшом участке можно применять трубу небольшого диаметра, а на участках большой площади даже предполагается установка сразу нескольких колодцев. Эта разновидность осушительной системы используется очень часто.

Кроме того, дренажи различают по способу расположения труб: горизонтальный и вертикальный.

Вертикальный дренаж

Выбранная конструкция представлена несколькими колодцами, расположенными вблизи постройки. Эта система собирает воду насосами и выводится с территории. Сделать такое устройство несложно, однако, могут возникнуть трудности при разработке проекта. Здесь нужны специальные познания из области инженерии. По этой причине не стоит самостоятельно заниматься этим видом работ. Чтобы четко провести все необходимые работы, нужно иметь гидротехническое оборудование.

Специальные типы дренажа

Лучевой дренаж. Он устанавливается часто на территориях промышленных объектов. Состоит из значительного количества колодцев.

В случае плотных зеленых насаждений применяют двойной дренаж , в аналогичных условиях используют дренаж Реролле.

Береговой дренаж обустраивается в прибрежных зонах. Наслонный - применяется для осушения плотин и дамб.

Особенности устройства кольцевого пристенного дренажа и пластового дренажа можно увидеть на фото:

Используя на участке дома определенную разновидность осушительных конструкций, можно осуществить качественную и стабильную защиту основания дома от разрушающего действия грунтовых вод. Схема такого устройства должна быть хорошо продумана и четко организована. Мероприятие подобного плана лучше всего доверить специалистам.

Видео

Об особенностях выбора дренажных труб подробно рассказано ниже:

Статья посвящена вопросам организации дренажа загородного участка. Предлагаем разобраться в типах дренирования и критериях выбора определённой системы. Рассмотрим нюансы проектирования дренажей, поговорим об их основных элементах. Не оставили без внимания мы и технику монтажа, и особенности ухода за дренажной системой.

Назначение и принцип работы дренажа

Объёмы частного строительства растут из года в год. По ряду причин далеко не всегда будущие домовладельцы имеют возможность выбрать идеальный в гидрогеологическом плане участок, а в некоторых регионах практически все почвы состоят из «неблагополучных» глины и суглинков — примером может служить Подмосковье. Беда не бывает одна, к «земляным» вопросам, высоким грунтовым водам добавляются погодные неприятности: большие снега и их резкое весеннее таяние, обильные осенние дожди. Заметим, что водный баланс участка может нарушаться и нашими собственными руками — при масштабном строительстве. Это высотная перепланировка участка; ливнёвый водосбор с кровли большой площади; водонепроницаемые покрытия двора; бассейны и пруды; искусственные холмы и альпийские горки; массивные заборы на высоких и глубоких фундаментах, останавливающие воду.

Итак, проблема «лишней воды»: почва переувлажняется — как результат, имеем плохое самочувствие многих растений, зимнее замерзание воды и пучение почвы с различного рода деформациями отмосток, дорожек и мелких фундаментов, образование наледей, подтопление подвалов, разрушение фундамента основного здания, появление плесени и грибка в помещениях, экспансию комаров и лягушек. Самое главное — рассчитывать на краткосрочность некоторых негативных факторов не стоит, такие сложности носят систематический характер и имеют свойство со временем усугубляться.

Единственный выход в сложившейся ситуации — сделать дренаж для участка. Дренированием называется гидротехническое сооружение системы искусственных почвенных путей для отвода за пределы участка осадочных, грунтовых и глубинных вод. Идея заключается в том, что по участку устраивается сеть поверхностных (канавы) или глубинных (подземные перфорированные трубы) каналов, расположенных под наклоном. Вода просачивается в них через отверстия или стыки и самотёком уходит в близлежащий водоём или канаву (открытую дрену), соединённую с оврагом, либо засыпанный щебнем котлован, где она постепенно впитывается в землю. Если прямой отвод невозможен (большая глубина залегания дренажных труб, соседние постройки, низкое расположение участка…), то влага собирается в дренажный колодец-отстойник, с которого она откачивается насосами.

Ливнёвая канализация обычно не соединяется с дренажной системой, дождевая вода ведётся отдельными линиями с идентичным уклоном параллельно основному дренажу. Это не аксиома, при правильном расчёте приём кровельной воды дренажём вполне возможен.

Нужно сказать, что дренирование участка не исключает, а лишь дополняет защиту строений. Гидроизоляция и правильная вентиляция фундаментов нужна в любом случае, а при сложной гидрологической обстановке рекомендуется сооружение дренажа фундаментов. О защите зданий будем говорить в следующей статье.

Типы дренажа

Перед тем как начать работы по дренированию, придётся грамотно выбрать тип наиболее подходящей для вашего участка дренажной системы.

Поверхностный, открытый дренаж

Главный конкурент глубинного трубного дренажа. Эта система подходит для почв, которые являются медленно водопроницаемыми, в том числе для глинистых и суглинистых. Условно (!) простой и недорогой способ осушения, заключающийся в устройстве сети канав различной ширины (40-50 см), глубины (50-70 см) и формы сечения (V-образный, либо трапециевидный скос стенок 25-35 градусов). Система обычно состоит из центральной дрены (это «канал выхода»), боковых и полевых канав. Эти каналы имеют древовидную систему расположения — желательно под прямым углом друг к другу, «от веток к стволу». Соответственно, центральная дрена крупнее и глубже боковых, а боковая — полевых. Каналы на 30-40 см могут засыпаться фильтрующим материалом (щебень, битый кирпич, речная галька). Для сбора песка и мусора на дне канав устанавливают специальные улавливающие ёмкости. Сверху поверхностные дрены могут накрываться решётками и маскироваться дёрном.

По типу размещения канавы могут быть параллельными (выбирается, когда участок имеет многочисленные застойные зоны) и случайными (если есть локальные, но крупные низкие пятна на участке). Защита обширных зон участка называется линейным дренажём. Как вариант для локального удаления воды применяют точечные дренажи, допустим, для отвода от выходной трубы кровельного ливнёвого жёлоба.

Наиболее обоснованным применение поверхностного дренажа будет на участках с большим естественным уклоном, когда допустимо, чтобы вода была выведена в течение одних-двух суток. К явным недостаткам такого метода осушения стоит отнести несколько непрезентабельный внешний вид системы открытых канав, серьёзные ограничения по дизайну, необходимость произвести довольно серьёзный объём земляных работ, необходимость грамотного размещения большого количества поднятой земли (ею заполняют критические низкие пятна, укладывают валами в расчётных для дренажа местах). Обязательные земляные работы, собственно, и делают такой дренаж условно недорогим — следует сделать гидрологические изыскания и топосъёмку, тщательно выровнять участок, дабы избежать обратных уклонов, удалить и контролировать растительность, произвести многократное сглаживание поверхности выравнивающим плугом.

Некоторые затруднения вызывает уход за поверхностным дренажём. После сильных ливней в системе могут образовываться наросты ила и другие заторы, которые необходимо мониторить и немедленно удалять. Серьёзные проблемы вызывает зарастание канав растительностью, некоторые виды вообще должны быть удалены с участка, например, ива, тополь, рогоз. Засыпанные фильтрующими элементами дренажи со временем затягиваются смываемой почвой и служат порядка 4-8 лет, затем требуют капремонта. Периодически требуется эксплуатационное восстановление уклонов (снова выравнивание и сглаживание).

Вертикальный дренаж

Этот способ избавиться от подтопления применяют нечасто. Заключается он в размещении в определённых точках участка специальных сборных колодцев, скважин и отстойников, обычно в критических зонах, шахтах, проблемных подвалах или возле строений. По мере наполнения данных ёмкостей вода дренажными насосами с поплавковыми выключателями в автоматическом режиме выкачивается. Применяют такую систему, когда для открытого дренирования необходимого уклона на участке нет, а линейный глубинный отвод по трубам затруднён из-за отсутствия доступных точек сброса воды. Такой дренаж, по сути, является самым простым в плане сооружения и трудозатрат, однако для корректного функционирования он должен быть тщательно спроектирован, что очень непросто сделать. Вариантом вертикального дренажа можно считать лучевую систему, когда сборные шахтные колодцы дополняются скважинами и подземными каналами. Лучевой дренаж из-за дороговизны в частном загородном строительстве применяется редко.

Глубинный, закрытый дренаж

Это лидер среди всех типов дренажа по функциональности, его чаще всего применяют. Подходит такая система для любых участков с избыточной влажностью или высоким уровнем грунтовых вод, в том числе и тех, где нет возможности соорудить поверхностный отвод (отсутствует уклон, плотная застройка, обширный ландшафтный дизайн, система дорожек, комплексное многовидовое озеленение…). Закрытый дренаж долговечный (срок службы более 50 лет) и максимально эффективный, за ним просто ухаживать, он позволяет решать множество сложных вопросов благоустройства и инженерных задач. На глинистых и суглинистых участках дренажные трубы закладывают даже при отсутствии явных проблем, так сказать, для профилактики.

Глубинный дренаж относится к горизонтальному линейному типу, но не исключено и его точечное применение. Главным элементом данной системы осушения являются дрены в виде керамических, асбоцементных или полимерных перфорированных труб диаметром не менее 110 мм, смонтированные горизонтально с уклоном (примерно, 1 сантиметр на метре), как правило, в сторону естественного тока воды на участке или в накопительные колодцы. Располагаются дрены обычно «ёлочкой» на глубине около одного метра, они лежат в толще песчано-щебневой подушки. На поворотах труб и на разветвлениях устанавливаются ревизионные колодцы. Если территория обширная, и общая длина дренажа превышает 300 погонных метров, то применяют центральную отводную дрену увеличенного сечения, для площади до 20 соток используют одинаковые по размеру трубы. Далее мы подробнее рассмотрим эту систему как наиболее перспективную.

Другие виды дренажей

Если на территорию бывают сильные поступления воды со стороны, то сооружают перехватывающую систему, в этом случае дрены располагают обычно по периметру участка.

Сопутствующий дренаж применяют для защиты удлинённых сооружений, тоннелей, канав различного назначения, всевозможных коммуникационных магистралей, находящихся в земле. Эти дрены располагают вдоль защищаемого участка. Возле зданий используют так называемый пристенный дренаж.

Для локализации «пятна» придумана кольцевая система, при которой создаётся обрабатываемая закрытая воронка.

Отдельно стоит отметить кротовый дренаж, который предназначен для предварительного осушения участка. В этом случае обустраиваются особые полости для гравитационной локализации лишней воды.

В особо сложных ситуациях, либо при высоких требованиях проблему заболоченности решают пластовым дренажём, когда под всей проблемной территорией устраиваются углублённые наклоненные пласты из щебня и песка.

В зависимости от конкретных условий несколько типов дренажа могут комбинироваться.

Особенности проектирования дренажа

Работы по обустройству дренажа целесообразно проводить после завершения капитального строительства и окончания масштабных работ на участке, чтобы не повредить элементы дренирования. Но проектировать систему лучше вместе с разработкой всех других чертежей.

Для корректного проектирования дренажа потребуется много информации:

1. Практически обязательно нужна топографическая съёмка. Исключение могут составлять случаи, когда участок совсем плоский, но так или иначе необходимо определить общий уклон, отношение осушаемой территории к окружающей местности (низина/возвышенность), пути отвода и места сброса воды.
2. Заранее следует подготовить детальный план участка, где указана площадь водосбора, инженерная специфика и взаимная привязка строений и прочих сооружений (заборы, бассейны, подвалы, водоёмы, альпийские горки, точки ливнёвых кровельных стоков…). Особое внимание уделяется подземным коммуникациям.
3. Отдельным пунктом составляется чертёж дорожек, мощёных площадок, ограждений типа бордюров.
4. В некоторых ситуациях весьма полезными могут стать геологические и гидрологические изыскания, которые прольют свет на характер грунтов, водный режим и баланс. Большинство суглинистых участков имеют схожие условия и в такой тщательной разведке не нуждаются.

Что же мы должны получить от разработчиков на выходе? Прежде всего нам нужно иметь техническое и, неплохо бы, экономическое обоснование того или иного типа дренирования. Далее чертежи. На них обычно указывается план отвода воды, зонная разбивка, привязанные линии прокладки дрен, точки расположения смотровых и сборных колодцев. При сложных условиях и сильно развитых системах — потребуются изображения вертикальных разрезов и схема дренажа сооружений. Отдельно или на рабочих чертежах создаётся таблица уклонов и заглублений. На этой же стадии создается спецификация всех элементов системы (тип дрен, профиль и сечение) и по количеству рассчитываются необходимые строительные материалы .

Организации, занимающиеся монтажом и разработкой систем дренирования, как правило, пользуются «Руководством по проектированию дренажей зданий и сооружений». Разработано оно в 2000 году в ОАО «Мосспроект». Второе — это «Технические рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации дренажей из полиэтиленовых труб с фильтрующей оболочкой» (Лаборатория подземных сооружений ГУП «НИИ Мосстрой», 2005 год).

Переоценить важность комплексного профессионального проектирования сложно, так как ошибки при обустройстве дренажа, могут даже ухудшить ситуацию. Именно поэтому, если имеется желание и возможности произвести сооружение дренажа своими силами, то за проектом лучше обратиться к специалистам, тем более что спроектировать систему зачастую можно даже дистанционно (если предоставить разработчикам необходимые данные). На рынке сформировалась средняя цена на проектирование дренажа участка — это порядка 15 тысяч рублей с выездом, 10 — без посещения объекта (если заказчик может предоставить необходимую информацию). Около 20-25 тысяч будет цена вопроса, если участок большой, и проект включает разработку дренажа фундаментов и ливнёвой системы.

Материалы для закрытого дренажа

Главный элемент глубинного дренажа — это труба. Если раньше дрены изготавливались из керамики, глины, бетона, асбоцемента, металла, древесины, камня, то теперь им на смену пришли полимерные трубы из ПНД (полиэтилен низкого давления) или полипропилена диаметром 50-650 мм. Их достоинства неоспоримы:

1. Срок службы более 50 лет.
2. Высокая коррозийная стойкость.
3. Не накапливают отложений, легко промываются.
4. Имеют малую гидравлическую сопротивляемость.
5. Имеют высокую кольцевую прочность при малом весе.
6. Обладают гибкостью.
7. Легко монтируются.
8. Имеют перфорацию и текстильный фильтр.

В частном среднестатистическом строительстве обычно используются гофрированные дрены с внутренним диаметром 110 мм и длиной до 50 метров. Некоторые производители поставляют трубу не в бухтах, а отрезками 6/12 метров.

Они могут выпускаться как с перфорацией, так и без неё (для точечного отвода). Для сбора осадочной воды (верховодки) могут использоваться полиэтиленовые трубы с перфорацией только в верхнем секторе — дренажно-пропускные. Отверстия располагаются во впадинах между волнами, что препятствует их загрязнению, размер щелевой перфорации составляет около 1,5 мм.

Для изоляции от засорения мелкими частицами применяются фильтры из геотекстиля или кокосового волокна. При небольших диаметрах труба обматывается на станке, если дрена больше 250 мм в сечении, то обычно фильтр накладывают вручную. На почвах с содержанием щебнеобразных частиц фильтрующая обмотка не нужна, для песчаных суглинистых, глинистых грунтов — фильтр обязателен.

Пластиковая дрена может иметь одну или две стенки, специальные рёбра жёсткости. Одностенные трубы подходят для большинства участков при глубине залегания до 2 метров. Двустенные дрены с рёбрами жёсткости применяют, если нужно заглубиться больше, имеются особые нагрузки (дорога, строение, зона повышенной проходимости…), очень высокий уровень грунтовых вод, которые могут замерзать и создавать сильные подвижки грунта.

Колодцы также изготавливаются из гофрированного полиэтилена. Они отличаются по диаметру шахты и по высоте. Особенными могут быть: диаметр, количество и расположение подключений. Точная высота колодца получается подрезанием шахты. Подсоединение дрены осуществляется через муфты, либо труба заходит в колодец напрямую — в отверстия.

Важным элементом глубинного дренажа является фильтр. Для этих целей чаще всего используют геотекстиль, который изготавливается из полимеров вязанием, тканым и нетканым способом. Благодаря особой структуре, а также иглопробивным отверстиям, он не подвержен заиливанию, но отлично фильтрует воду. Кроме того, этот материал выполняет разделительную и защитную функцию, он не стареет, выдерживает воздействие агрессивных химических веществ, не рвётся от роста корней, не поедается грызунами, не является средой обитания плесени и грибков. Нередко геотекстильный слой входит в состав дренирующих решёток и мембран — синтетического рулонного материала с поверхностными выступами, который изготавливается методом экструзии. Природным аналогом геотекстиля является кокосовое полотно, которое мало уступает другим стройматериалам по функциональности и долговечности.

Для перекачки собранной в резервуарах воды используются специальные дренажные насосы. Они не предназначены для подъёма водяного столба на большую высоту, но отличаются хорошей производительностью. Они разделяются на агрегаты для чистой воды — центробежные, которые справляются с частицами по размеру не более 5 мм и количеством механических примесей не более 5%. Насосы для грязной воды имеют несколько иное рабочее колесо, поэтому они способны удалять частицы до 20 мм в диаметре, а максимум примесей может достигать 10% объёма. Для самых сложных задач есть мощные насосы с металлическими корпусами, там максимум может достигать 35 мм и 25% соответственно. Охлаждение дренажных агрегатов водяное, поэтому они имеют погружное исполнение. Явным плюсом считается нижний забор, который обеспечивает полную выкачку жидкости. Включение/выключение осуществляется автоматически — поплавком.

Некоторые особенности устройства дренажа

Монтаж системы начинают с земляных работ. Первым делом необходимо вырыть траншеи глубиной на 20 сантиметров больше, чем проектный горизонт залегания дрен — это расстояние понадобится для устройства подушки. По ширине такой же принцип: от трубы до стенок траншеи оставляем по 20 см. Ориентировочная, глубина составляет от 50 см до 3,5 метров. Обычно рекомендуют закладывать канал ниже глубины промерзания — в среднем это порядка 120 см (для отвода вод от корней деревьев углубляются на 1,5 и более метров). Расстояние между дренами, как правило, составляет от 5 до 10 метров, выбирается в зависимости от многих условий. Дно траншеи следует устраивать с проектным уклоном в сторону сборного коллектора, на нём не должно быть острых камней и строительного мусора. Приготовьтесь, будет много лишнего грунта, лучше сразу сортировать его на две стороны — отдельно верхний и отдельно нижний слой (обратную засыпку произвести более плодородным — остальное вывезти, либо спланировать).

Для улучшения фильтрации и разделения слоёв засыпки от грунтов, траншею выстилают рулонным геотекстилем.

Производится засыпка песчаной подушки — это слой порядка 5 см. Далее укладывается прослойка из щебня — примерно 15-20 сантиметров (фракция 8-32 мм). Его разравнивают по заданному уклону и умеренно трамбуют. Уклон должен составлять не менее 3 градусов, на практике получается от 0,5 до 10 мм на один метр погонной трубы.

Следующим этапом в траншею опускают трубы и закрепляют их к сборным коллекторам и колодцам, соединяют отрезки между собой. Для подключения применяют фитинги, муфты, либо высокотемпературную сварку.

Теперь трубы и колодцы накрываются 20-сантиметровым слоем щебня и 5-10 сантиметрами песка. Тщательно заполняем пространство по бокам дрены.

Накрываем верхнюю засыпку геотекстилем.

Делаем обратную засыпку грунта, укладываем дёрн.

Для возможного проведения профилактических работ на каждом втором (многие специалисты рекомендуют на каждом) крутом повороте дрены устанавливается смотровой колодец. Также его рекомендуют применять через каждые 50 метров на прямых участках дренажа.

В том месте, где коллектор заходит в сборный колодец или водоём, устанавливают обратный клапан, который предотвратит ход воды по направлению к участку, если вдруг по каким-то причинам повысится обычный уровень.

Уход за дренажной системой

Через контрольные колодцы следует периодически осматривать систему, особенно после сильных ливней и в период активного таяния снега. Особое внимание тут уделяют наличию загрязнений и уменьшению скорости хода воды, увеличению уровня в колодцах. При обнаружении отклонений от нормы — необходимо провести чистку дренажа.

Система очищается водой под давлением. Шланг надевают на раструб насоса, вводят вовнутрь дрены, продвигают его вниз по уклону. Процедуру повторяют из разных колодцев. Даже если проблем не обнаружено, рекомендуют раз в пару лет делать профилактическую чистку труб и колодцев струёй воды. Смотровые колодцы должны быть плотно закрыты крышками во время всего периода эксплуатации.

Если дренаж участка грамотно спроектирован и правильно собран, корректно подобраны материалы, то уход за ним не доставит особых хлопот, система без проблем послужит и вам, и вашим детям.

Турищев Антон, рмнт.ру

Проблема подтопления и повышенного переувлажнения почвы знакома владельцам участков, расположенных в центральном регионе России. Сырость и застои воды после таяния снега не позволяют провести должную подготовку дачного участка к летнему сезону, а переувлажнение почвы при постоянном выпадении осадков губительно для многих растений. Для решения этих проблем существует несколько способов, но наиболее эффективным является обустройство дренажа.

В каких случаях необходима дренажная система

Дренаж - это технология сбора и отведения грунтовых, талых и ливневых вод от участка, технических и жилых строений. Дренажная система предотвращает вымывание, пучение и заболачивание почвы, которое происходит из-за перенасыщения влагой.

Обустройство дренажной системы необходимо далеко не на каждом участке. Для того чтобы определить насколько сильно ваш участок нуждается в дренаже потребуется провести визуальный осмотр. Обратите внимание, происходит ли подтапливание участка после таяния снега, как быстро впитывается вода после полива растений, стоят ли лужи после сильного дождя и ливня. Если вы не раз наблюдали эти признаки, то дренаж обязателен.

Дренажная система помогает убрать застои воды с участка

Если визуального подтверждения мало, то можно провести простой эксперимент - с помощью ручного бура или обычной лопаты следует вырыть яму глубиной 70–100 см. Лучше это сделать в нескольких местах на участке. Если через 24–36 ч на дне ямы скапливается и не уходит вода, то это прямое свидетельство перенасыщения почвы влагой.

Дренаж почвы проводится при следующих условиях:

• высокое залегание грунтовых вод;
• участок расположен в местности с глинистой почвой;
• участок располагается в низине или наоборот - на склоне;
• в месте расположения участка выпадает большое количество осадков.

Наличие дренажа способствует сохранению отделочных и облицовочных материалов, используемых для укладки садовых дорожек, отделки цоколя и фасада здания.

Виды систем осушения

Систем осушения земельных участков существует великое множество. При этом в различных источниках их классификация может сильно отличаться друг от друга. В случае с системами дренажа для загородных и дачных участков рекомендуется использовать наиболее простые и проверенные решения.

Дренаж поверхностного типа

Поверхностный дренаж - это наиболее простая и эффективная система. Основная задача - осушение почвы, путём отвода воды, образованной в результате выпадения ливневых осадков и неравномерного таяния снега.

Решётки защищают открытую дренажную систему от попадания крупного мусора

Система поверхностного дренажа сооружается по площади участка, вокруг дома и прилежащих к нему построек, около гаражных конструкций, складов и внутреннего двора. Поверхностный дренаж подразделяется на два подвида:

1. Точечный - в некоторых источниках обозначается как локальный дренаж. Используется для сбора и отведения воды с определённого места на участке. Основная область применения - это осушения площадок под водостоками, около входных дверей и ворот, в области расположения ёмкостей и кранов для полива. Нередко применяется в качестве аварийной системы, если другой тип дренажа перегружен.
2. Линейный - применяется для осушения всего участка. Представляет собой систему, состоящую из принимающих лотков и каналов, устроенных под некоторым углом, обеспечивающим постоянный сток воды. Система дренажа снабжается фильтрующими решётками и пескоуловителями. Лотки и дрены изготавливаются из ПВХ, полипропилена, ПНД или полимербетона.

При устройстве поверхностной системы водоотвода рекомендуется совмещать точечный и линейный дренаж. Это обеспечит наиболее эффективную работу системы. При необходимости точечный и линейный дренаж может быть совмещён с системой, которая описана ниже.

Глубинный дренаж

Глубинный дренаж выполняется в виде трубопровода, проложенного в местах, где необходимо постоянное осушение почвы или понижение уровня грунтовых вод. Дрены прокладываются с соблюдением уклона по направлению стока воды, которая поступает в коллектор, колодец или водоём, расположенный за пределами участка.

Процесс сооружения глубинного дренажа на загородном участке

Для понижения уровня грунтовых вод трубы закладываются по периметру участка на глубину 80–150 см. В случае когда необходимо отвести воду от фундамента строения, трубы должны быть уложены ниже глубины его залегания. И также дренажные трубы могут быть уложены по всей площади участка с определённым шагом. Расстояние между дренами зависит от глубины их заложения и механического состава грунта.

Например, при устройстве дренажной системы, когда дрены укладываются на глубину 0,9–1 м, рекомендуемое расстояние между ним составляет не менее 9–11 м. На суглинистой почве при тех же условиях шаг между дренами уменьшается до 7–9 м, а на глинистой до 4–5,5 м. Более подробные данные для разной глубины заложения можно увидеть в таблице ниже. Информация взята с книги «Осушение земель под сады» за авторством А.М.Думбляускаса.

При укладке трубы соблюдаются особенности рельефа местности. Согласно технологии дрены укладываются от самой высокой к самой низкой точке на участке. Если участок относительно ровный, то для придания уклона формируется наклон по дну траншеи. Минимальный уровень уклона - 2 см на 1 п. м. дренажной трубы при сооружении дренажа в глинистой и суглинистой почве. Для песчаной почвы соблюдается уклон в 3 см на 1 м. п.

При устройстве дренажа большой длины следует соблюдать минимальный уклон по всей протяжённости дренажной трассы. К примеру, для дренажной системы длиной 15 м минимальный перепад уровня между начальной и конечной точкой трассы составит не менее 30 см.

При возможности рекомендуется превышать заявленные нормы уклона. Это обеспечит более быстрое водоотведение, уменьшит риск заиливания и засорения дрена. К тому же выкопать траншею с большим уклоном гораздо легче, чем вымерять 1–2 см.

Дренаж на дачном участке - самые просте способы с инструкциями

Для того чтобы самостоятельно провести осушения земельного участка посредством дренажной системы потребуется ознакомиться с технологией работ, рассчитать и закупить необходимые материалы, подготовить инструмент и место для выполнения работ.

Поверхностный дренаж дачного участка

Открытый поверхностный дренаж является универсальным решением для осушения дачных участков небольшой площади. Например, для типовых участков площадью 6 соток. За основу можно взять схему, расположенную ниже. На ней изображена дренажная трасса в форме «ёлочки». Расстояние между дренами, как оговаривалось, выше выбирается исходя из типа грунта (см. таблицу).

Пример расположения дренажной системы на дачном участке

Для проведения работ потребуется совковая и штыковая лопата, рулетка, пузырьковый уровень, молоток и острый строительный нож. В качестве материалов потребуется подготовить гравий фракции 20–40, геотекстиль, обрезной брусок или доску длиной 2–3 м.

Для сооружения поверхностного дренажа на дачном участке потребуется выполнить следующее:

Иногда, основание траншеи бетонируется по всё протяжённости дренажной трассы. Это позволяет не беспокоиться о том, что со временем земляные стенки начнут осыпаться, ухудшится сток воды и т. д. Но такой подход более трудоёмок и требует умения работать с бетонной смесью.

Осушение участка при помощи глубинного дренажа

Глубинный дренаж является стандартным решением для осушения дачных и загородных участков. Систему глубинного дренажа можно монтировать, даже когда вокруг строения имеется защитная отмостка, бетонные или плитные дорожки. При необходимости может быть выполнен их частичный демонтаж, но в целом конструкция не пострадает.

Пример проекта дренажной системы на загородном участке

Работы по сооружению глубинного дренажа включают в себя следующее:

1. Согласно проектному плану участка необходимо составить схему расположения дренажных труб и определить точку сброса воды, то есть, то место, откуда собранная вода будет сливаться в канализационные трубы, ведущие к дренажному колодцу. Глубина прокладки трубопровода должна быть ниже уровня промерзания грунта. Для Северо-Западного региона это значение составляет около 60–80 см.

   Подготовка траншей при сооружении глубинного дренажа

2. С учётом плана выполняется прокопка траншеи по периметру и площади участка глубиной до 1 м. Ширина траншеи не менее 30 см. Все горизонтальные участки траншей объединяют в единую систему, которая подводится к точке сброса воды. После этого траншеи прокапываются с соблюдением уклона в 2–4 см на 1 м поверхности. Для проверки качества стока траншеи проливаются большим объёмом воды. При необходимости увеличивается уклон в сторону дренажного колодца.

   Котлован под дренажный колодец нужно вырыть в самой низкой точке на участке

3. В самой нижней точке участка обустраивают место под монтаж водоприёмного или фильтрующего дренажного колодца. Для участков большой площади, расположенных на суглинистых и глинистых типах почвы, лучше устанавливать накопительные типы колодцев объёмом до 1000 л. Для небольших участков можно использовать как накопительные, так и фильтрующие колодцы. Тип резервуара выбирается исходя из типа грунта.

   Поверх слоя гравия укладывается широкое полотно геотекстиля

4. На дно траншеи засыпается мелкофракционный гравий. Толщина слоя - 10 см. На гравий укладывается геоткань с нахлёстом на стенки траншеи. Для фиксации полотна к стенкам используются деревянные или пластиковы колышки, которые вбиваются в грунт. После этого на уложенный геотекстиль засыпается 10 см слой щебня фракцией 50–60 и тщательно разравнивается с соблюдение уклона. На щебень укладывается дренажная труба от Ø 110 мм.
5. В местах поворота дрена устанавливаются модульные смотровые колодцы. Диаметр и высота колодца зависят от предполагаемого объёма сточной воды. Для подсоединения трубы к монтажному отверстию используется соединительная муфта, которая перед стыковкой промазывается водостойким герметиком. Аналогичные действия проводятся для подсоединения дренажной трубы к патрубку колодца.

   Смотровой дренажный колодец устанавливается в местах, где происходит поворот дренажной трубы

6. Перед засыпкой дренажная система проверяется на работоспособность. Для этого по дренам сливается большой объём воды. Если вода быстро стекает и попадает в колодец, то всё выполнено верно и можно переходить к завершающему этапу. В остальных случаях необходимо искать и устранять проблему.
7. Поверх дренажных труб насыпается 20–30 см слой гравия фракции 20–40 и тщательно разравнивается. После этого дрены с уложенным щебнем укрываются геотекстилем. Поверх геоткани засыпается 10–15 см слой карьерного песка и тщательно утрамбовывается. Оставшееся пространство в траншеи можно засыпать плодородной почвой или обычным грунтом с участка.

Способы осушения участка без дренажа

Излишняя влага в почве и застои воды на участке не всегда связаны с высоким уровнем грунтовых вод. Иногда это происходит из-за аномальной низкой температуры и обильного выпадения осадков. Совокупность этих факторов приводит к тому, что влага не успевает испаряться, образуются лужи и плесень на поверхности почвы.

Если в силу некоторых обстоятельств устройство дренажной системы невозможно, то для осушения земельного участка существует несколько эффективных способов:

Из приведённых способов осушения участка наиболее действенными являются добавление достаточного количества плодородной почвы и обустройство траншей по периметру. В среднем 1 м 3 грунта обойдётся в 550–600 рублей. На участок площадью 6 соток достаточно 10–12 м 3 грунта.

Самый простой способ осушения почвы на участке

Обустройство неглубоких траншей, заполненных щебнем, является наиболее простым способом осушения дачного участка. Несмотря на общую простоту, этот способ весьма эффективен и способен справиться с большим количеством воды, образовавшейся во время таяния снега.

Работы по обустройству траншей по периметру и площади участка включают в себя следующее:

При желании второй слой щебня можно уменьшить, а оставшееся пространство присыпать почвой с участка. Это позволит скрыть дренаж под слоем дёрна. Поверх дренажной траншеи не рекомендуется высаживать цветы и зелень. Это чревато их гибелью из-за высокой влажности в этом месте.

Как прочистить засор в дренажной трубе

Несоблюдение технологии прокладки дренажных труб является основной причиной застаивание и плохого слива воды с распределительных колодцев. К тому же очень часто застаивание воды вообще не связано с засором. Недостаточный уклон не обеспечивает постоянный и равномерный слив скопившейся воды в сторону дренажной ямы.

Для прочистки небольших засоров используется стальной трос или шланг с сильным напором воды

Самый простой способ прочистки дренажных труб - это использование стального троса для чистки канализаций. На одном конце троса располагается спиралеобразная насадка, на другом - ручка, с помощью которой можно вращать трос, создавая механическую нагрузку в месте засора.

Для прочистки труб Ø110 мм и более рекомендуется использовать трос со стальным ёршиком соответствующего размера. В процессе чистки необходимо опустить трос в дренажную трубу, пока его конец не достигнет засора. Далее, при помощи вращения троса по часовой стрелке нужно постараться пробить засор или сместить его в сторону слива воды. Обычно, небольшие скопления ила и листвы проталкиваются без особого труда.

Если устранить засор не удалось, то потребуется вызвать специалистов, которые при помощи пневматической установки и другого оборудования не только очистят засор, но и проведут профилактическую чистку всей поверхности дренажных труб.

Видео: дренаж участка своими руками

Перенасыщение почвы влагой и застои воды на участке являются большой проблемой, которая влияет не только на рост плодоносящих культур, но и снижает срок службы жилого строения. Но стоит помнить, что с переизбытком воды можно справиться при помощи дренажной системы. Гораздо хуже, если пресной воды и влаги нахватает, а обустройство колодца невозможно в силу некоторых обстоятельств.

ТЕМА: Вертикальный дренаж

1. Введение

Вертикальный дренаж - вид дренажа, позволяющий с помощью дренажных скважин управлять водным и солевым режимами почв; один из новых способов мелиорации. Применение вертикального дренажа позволяет автоматизировать процесс управления водным режимом почв, что обеспечивает более стабильные и высокие урожаи, полностью механизировать строительные работы, в 3-5 раз увеличить производительность труда, более экономно расходовать водные ресурсы.

Впервые применен в 1923-1925 в США. Широко используется в республиках Средней Азии с 1950-х гг.

Вертикальный дренаж подразделяется на систематический дренаж (равномерное расположение водозаборных скважин на площади по углам квадратной или треугольной сетки), выборочный дренаж (скважины устраивают только на отдельных избыточно увлажнённых участках), береговой дренаж (линейная система скважин, ограждающая территорию от подтопления со стороны реки, водохранилища, озера), комбинированный дренаж (сочетание скважин с горизонт, дренажем).

Вертикальный дренаж применяют для регулирования водного режима почв путём создания:

осушительно-оросительных систем с использованием каптируемых скважинами подземных вод на дождевание;

для регулирования уровня грунтовых вод; для ограждения мелиорированных. площадей от притока грунтовых вод со стороны, от подтопления из рек, озер, водохранилищ;

для снижения напорности подземных вод и уменьшения (регулирования) притока воды в осушаемый пласт из глубинных напорных горизонтов;

для использования безнапорных и напорных подземных вод с осушаемого массива для орошения прилегающих суходолов, водоснабжения населенных пунктов, ферм и т.д.

Осушительно-оросительные системы вертикального дренажа - совокупность ГТС (скважин, оградительных и водоотводящих каналов, шлюзов, бассейнов-накопителей и др.), дождевых агрегатов, подземных или поверхностных трубопроводов, пунктов управления и средств автоматики.

Вертикальный дренаж нередко дополняется вакуумными системами - сифонами в виде подземных трубопроводов. В осушительных системах вертикального дренажа отсутствуют элементы, обеспечивающие орошение полей.

Весной и после затяжных дождей вертикальный дренаж работает в режиме осушения: включаются насосы скважин, и каптируемые ими грунт, воды подаются в наливные водоемы или в отводящие каналы.

Регулируя дебиты скважин и продолжительность их работы, можно обеспечить требуемую норму осушения. В засушливые периоды влажность корнеобитаемого слоя почвы регулируется дождеванием: включаются скважины и каптируемые ими подземные воды по закрытым трубопроводам подаются к дождевым агрегатам. Израсходованные на орошение запасы подземных вод восполняются в осенне-зимний и весенний периоды.

Для применения вертикального дренажа на осушаемых землях требуются определенные гидрогеологические, геоморфологические и почвенные условия, и прежде всего необходимо, чтобы покровные отложения были представлены достаточно водопроницаемыми грунтами, подстилаемыми мощным слоем водонасыщенных песчаных отложений.

Вертикальный дренаж - глубокий буровой колодец (буровая скважина), доходящий до мощного водоносного пласта и прорезающий его частично или полностью. Глубину колодца-скважины устанавливают в зависимости от геологического строения, гидрогеологических условий и глубины залегания водоносного слоя.

Обычно вертикальные колодцы (дрены) устраивают глубиной 30.80м и более, с диаметром 0,7.1 м с креплением стенок скважины обсадными трубами.

При откачке воды вертикальной скважиной уровень грунтовых вод вокруг дрены снижается, образуя воронку депрессии. Она может быть симметричной (при откачке воды из бассейна грунтовых вод) и асимметричной (при откачке из грунтового потока).

По расположению дрен в плане различают площадное (систематическое), когда надо опустить уровень грунтовых вод на орошаемой площади, и линейное, когда линия колодцев перехватывает грунтовый поток, поступающий на данную орошаемую площадь со стороны прилегающих земель.

Соответственно и дренаж рассматривают нескольких типов - систематический, линейный и выборочный. Последний тип приурочен к отдельным участкам, где требуется выборочное понижение уровня грунтовых вод.

По расположению в плане вертикальные скважины могут быть одиночными и групповыми. Если группа вертикальных скважин размещена в плане на расстоянии друг от друга меньшем, чем радиусы их влияния, то такие скважины называют взаимодействующими.

Водоприемная часть скважины снабжена фильтрами. Обычно фильтры изготавливают из круглых металлических перфорированных труб (можно применять также стержневые или другой конструкции и из других материалов). Возле каждой скважины устанавливают трансформатор от линии электропередачи, шкаф с оборудованием для автоматического управления работой насоса дрены. Для организации телеуправления и обслуживания вертикальные скважины объединяют в системы по 20.100 скважин.

Вертикальный дренаж целесообразно устраивать при таком геологическом строении толщи грунтов, где имеются мощные крупнозернистые или галечниковые водоносные слои с напорными водами без сплошных водоупорных прослоек, с водопроводимостью водоносного слоя Т более 100 м 2 /сут:

где k - коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя, м/сут;

m - мощность этого слоя, м,

и обеспечивается хорошая гидравлическая взаимосвязь между всеми слоями грунтов, слагающих всю толщу от поверхности земли до водоупора (включая водоносный слой).

Проектирование вертикального дренажа сводится к созданию нисходящего тока воды, определяемого из анализа водно-солевого баланса, и обеспечению необходимого понижения поверхности грунтовых вод на орошаемом массиве. Исходя из этого положения, сначала определяют параметры системы, то есть тип дренажа, его производительность и прочее, а затем рассчитывают параметры скважин, их число, расстояния между ними, дебиты и в конечном итоге конструкцию скважины и насосное оборудование к ней.

Целесообразность строительства вертикальных дрен при различной водопроводимости решают в результате технико-экономических расчетов.

Вертикальный дренаж применяют как на орошаемых, так и на осушаемых землях, в зонах недостаточного, неустойчивого и избыточного увлажнения.

Удельный дебит вертикального колодца, то есть дебит на 1 м глубины откачки, должен быть не менее 5 л/с. Устройство колодцев с малым удельным дебитом неэффективно.

Вертикальный дренаж по сравнению с горизонтальным имеет много достоинств:

способствует быстрому понижению уровня грунтовых вод и опреснению почвы с распространением этих процессов на большую глубину;

при его применении возможно использование откачиваемой воды (если она слабоминерализована) на орошение и промывку засоленных почв;

в результате работы вертикального дренажа обеспечивается достаточная емкость зоны аэрации, позволяющая эффективно проводить осенне-зимние и весенние промывки засоленных почв, появляется возможность регулирования положения уровня грунтовых вод, что позволяет создавать оптимальную влажность почв и грунтов зоны аэрации.

Поддержание оптимального режима грунтовых вод в период вегетации в сочетании с хорошим агротехническим комплексом предотвращает реставрацию засоления и создает благоприятные условия для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

Несмотря на многие положительные стороны, вертикальный дренаж имеет и недостатки:

для обеспечения его работы необходимо оборудование погружными электронасосами, что значительно повышает стоимость строительства дрен и увеличивает эксплуатационные расходы;

при работе дрены вблизи и вокруг нее создается воронка депрессионной поверхности грунтовых вод, в результате почва неравномерно осушается;

при длительной и интенсивной работе вертикальных дрен, особенно большой их группы, возможно значительное ослабление и уменьшение напора вод водоносного слоя, из которого они откачивают воду, а это в некоторых случаях может привести к поступлению в водоносный и в верхний покровный слои почвы сильно минерализованных артезианских вод, залегающих глубже.

Имеются такие примеры, когда в связи с глубоким понижением уровня грунтовых вод увеличивается вымыв питательных веществ из почвы и снижение ее плодородия.

Вертикальный дренаж необходимо проектировать на откачку в основном динамических запасов грунтовых и подземных вод. Для этого требуются материалы большого комплекса изысканий и исследований природных условий конкретного массива. По этим материалам и данным анализа водно-солевого баланса определяют нагрузку на дренаж, объем избыточного количества воды, которое требуется отвести за пределы орошаемой территории.

В процессе работы вертикальный дренаж должен обеспечить создание нисходящего тока воды с понижением уровня грунтовых вод на заданную глубину (не менее 2,5 м) и поддерживать этот режим в течение всего периода эксплуатации оросительной системы.

При проектировании и выполнении фильтрационных расчетов вертикального дренажа устанавливают его параметры, тип и конструкцию дренажа, производительность по расходу воды (дебит скважины), гарантированное понижение уровня грунтовых вод, радиус влияния скважины (площадь дренируемой территории одной скважиной и группой скважин), расстояния между скважинами.

Параметры вертикального дренажа определяют по среднегодовой нагрузке эксплуатационного периода при работе дрен как в установившемся, так и в неустановившемся режиме.

В зависимости от периодов освоения засоленных орошаемых земель режим работы системы вертикального дренажа будет различным. В мелиоративный период режим работы обеспечивает отвод дренажных вод при рассолении почвогрунтов, в эксплуатационный - оптимальный водно-солевой режим.

Режим работы скважин зависит также от природно-хозяйственных условий. Он может быть постоянным по дебиту, постоянным по времени и переменным по числу работающих скважин, постоянным по периодам года. При использовании для орошения откачиваемых вод режим работы скважин согласуют с графиком водопотребления растений.

2. Вертикальный дренаж в Узбекистане

Важный элемент технического прогресса в мелиоративном строительстве Узбекистана - вертикальный дренаж орошаемых земель, получивший широкое развитие.

Систематический вертикальный дренаж, будучи одним из элементов инженерно-мелиоративного комплекса, вместе с современной техникой полива и агротехническими приемами позволяет создать необходимый мелиоративный режим - от автоморфного до гидроморфного - для неуклонного повышения плодородия почв и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур при наименьших затратах воды и труда.

Вертикальный дренаж обладает рядом технических преимуществ, выгодно отличающих его от других видов дренажа: он не занимает полезной площади, строительство его и эксплуатация не мешают сельскохозяйственному производству и могут вестись круглогодично; позволяет держать уровень грунтовых вод на любой заданной глубине, получить быстрый мелиоративный эффект, а также использовать откачиваемые подземные воды на орошение и промывки (если качество хорошее). Строительство скважин полностью механизировано, а эксплуатация легко может быть автоматизирована и телемеханизирована.

3. История развития и перспективы применения вертикального дренажа в Узбекистане

Узбекистану принадлежит первенство в развитии принципов применения и широком внедрении вертикального дренажа в стране. В конце 20-х - начале 30-х годов в Голодной степи, в Бухарской области (левобережье канала Шахруд), а затем в Ферганской долине проходили испытания одиночные колодцы различных конструкций. Наряду с этим проведены региональные гидрогеологические исследования. Появилось несколько очерков, характеризующих гидрогеологические условия оазисов Узбекистана с точки зрения перспективности применения вертикального дренажа, или "калифорнийских колодцев", как их тогда называли.

Слабая техническая оснащенность опытов, недостаточные изученность и разведанность гидрогеологических условий не позволили получить убедительные результаты, открывающие пути широкому внедрению вертикального дренажа в Узбекистане.

Прогресс в области буровой техники способствовал развертыванию разведочных гидрогеологических работ, широкое развитие получило строительство буровых колодцев для сельскохозяйственного водоснабжения и обводнения пастбищ.

С 1946 г. по инициативе Б.Д. Коржавина начато исследование проблемы применения глубоких откачек грунтовых вод в целях ирригации мелиорации и водоснабжения. Анализировались и обобщались гидрогеологические материалы, определялись основные требования к скважинам вертикального дренажа, рассматривались перспективы его применения для республики, в частности для одного из важнейших объектов мелиорации - Голодной степи, составлялись прогнозные карты использования.

Разработаны методы строительства и конструкции скважин, особенно их водоприемной части (фильтров) в разных литологических условиях.

Выяснено влияние методов строительства и конструкций скважин на гидрогеологические ее параметры (дебит и удельный дебит), а также на стоимостные показатели.

Рассмотрены вопросы эксплуатации вертикального дренажа, автоматики на насосах, организации специальной службы, создания ремонтных бригад, баз, специализированных ПМК, использования откачиваемых вод и их отвода, надземных сооружений на скважинах,

Исследованы мелиоративные и технико-экономические показатели вертикального дренажа - модули дренажного стока, скорости выноса солей, скорости снижения уровня грунтовых вод и рассоления земель, а также вычислены капиталовложения в строительство, эксплуатационные затраты, окупаемость.

Все это позволило перейти к широкому внедрению вертикального дренажа в практику орошаемого земледелия, в результате к 1970 г. Узгипроводхоз, Ташкентское отделение Союзгипрорис и Средазгипроводхлопок при участии САНИИРИ разработали схемы и проекты по развитию систем вертикального дренажа, в том числе на осваиваемых Голодной и Каршинской степях.

4. Вертикальный дренаж и мелиоративные режимы

Известно, что по характеру участия грунтовых вод в процессах почвообразования в природных условиях выделяются два основных типа режимов почвообразовательного процесса - гидроморфный и автоморфный и два промежуточных - полугидроморфный и полуавтоморфный.

Принято различать и соответствующие им мелиоративные режимы.

Автоморфный и полуавтоморфный режимы формируются в условиях хорошей естественной дренированности и, как правило, при них земли в естественном состоянии находятся в стадии рассоления. Гидроморфные и полугидроморфные режимы обычно связаны со слабой естественной дренированностыю.

Вертикальный дренаж в отличие от других видов дренажа позволяет поддерживать (и создавать) автоморфный и полуавтоморфный режим, что особенно важно для вновь орошаемых земель с исходно глубоким уровнем грунтовых вод, где необходимо сохранить этот уровень, не допустить его подъема и предотвратить тем самым продвижение солей к зоне аэрации, необходимой для выращивания растений.

5. Работа вертикального дренажа и дренированность земель

Вертикальный дренаж, откачивая воду из песчаных слоев, снижает в них пьезометрические напоры и создает дренирующий эффект в толще покровных суглинков.

Системы вертикального дренажа и их нормальная эксплуатация создают определенную дренированность массива - необходимый фон для рассоления земель.

Для использования дренированности, созданной вертикальным дренажем, всем хозяйствам-землепользователям необходимо осуществлять в течение ряда лет планомерную программу комплекса мероприятий мелиоративного периода (тщательные планировки земель, своевременная зяблевая пахота и осенне-зимние промывные поливы засоленных земель, правильный промывной режим в вегетационный период, своевременная культивация после поливов и др.). Только в этом случае будет по-настоящему использована дренированность, созданная вертикальным дренажем, и процессы рассоления земель примут необратимый характер.

Анализ многолетних наблюдений показывает, что на всех участках вертикального дренажа водный и солевой режимы после ввода в эксплуатацию скважин складываются по типу рассоления.

Увеличение дренированности земель позволило регулировать режим грунтовых вод и тем самым создать условия для необходимых промывных поливов с целью рассоления земель и проведения промывного режима орошения.

Совершенствование конструкции, методов строительства и эксплуатации систем вертикального дренажа будет способствовать снижению капиталовложений, эксплуатационных затрат и повышению эффективности вертикального дренажа в Узбекистане.

вертикальный дренаж мелиорация узбекистан

6. Заключение

1. Вертикальный дренаж должен проектироваться в виде водозаборных скважин, оборудованных электропогружными насосами. Условия применения вертикального дренажа определены п.2.200 СНиП 2.06.03- 85.

2. Расчет вертикального дренажа должен включать:

определение параметров всей системы (количество скважин, расстояние между ними);

расчет параметров скважин (дебита, понижения в скважине и в характерных точках массива, радиуса влияния) и их конструктивных элементов (диаметра и глубины скважин, длины и диаметра фильтра, толщины и состава обсыпки).

3. Размещение скважин систематического вертикального дренажа в зависимости от увязки с оросительной сетью следует выполнять в виде сетки с равномерным или неравномерным шагом скважин в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом скважины не должны располагаться у каналов без противофильтрационной одежды.

4. Систематический вертикальный дренаж и линейные системы скважин должны рассчитываться согласно рекомендуемому прил.12. Расчет линейных систем дренажа следует проводить при заданном понижении воды в скважине или известном дебите.

5. В сложных природных условиях при перераспределении потоков подземных вод, изменении напорного питания в результате работы дренажа, взаимодействии крупных дренажных систем необходимо использовать математическое моделирование.

6. Конструкция скважин вертикального дренажа должна определяться:

литологическим строением водоносного комплекса и химизмом вод каптируемого пласта;

эксплуатационными параметрами - дебитом и понижением уровня воды в скважине;

методами производства строительных работ и оборудования скважин;

схемой и объемом автоматизации; требованиями к ремонтным работам.

7. Водоприемная часть скважин должна удовлетворять следующим требованиям:

диаметр фильтрового каркаса должен позволять свободный монтаж и демонтаж электропогружного насоса и приборов автоматики и телемеханики; обеспечивать максимальный водозабор, долголетнюю и бесперебойную работу скважин.

8. Конструктивные элементы скважин: глубина, диаметр скважины, длина и диаметр фильтра, скважность, размер и форма проходных отверстий фильтра и механический состав гравийной обсыпки должны определяться расчетами.

9. Длину фильтра-каркаса следует выбирать с учетом стандартной длины эвена заводского изготовления и с соблюдением требований п.2.2.16 СНиП 2.06.03-85.

10. Скважность фильтров, как правило, следует принимать не более следующих значений: для стальных каркасно-стержневых и просечных из стальных листов - 30%; для асбестоцементных и пластмассовых 25%.

11. Увеличение скважности должно быть обосновано расчетами фильтров на прочность.

12. Расчет фильтровой обсыпки для скважин вертикального дренажа следует производить в соответствии с обязательным прил.13.

13. Электропогружной насос следует располагать, как правило, над фильтром. Если по геолого-структурным условиям невозможно установить насос над фильтром, его следует располагать в отстойнике или в фильтре (при условии перекрытия этой части фильтра "глухой" трубой). Выбор электропогружного насоса следует про изводить согласно рекомендуемому прил.14.

14. Станция управления насосными агрегатами, средства автоматики, телемеханики и связи, контрольно-измерительная аппаратура должны располагаться в специальном шкафу или здании.

15. Водоотводящая сеть скважин вертикального дренажа должна быть выполнена из труб, лотков, облицованных каналов или в земляном русле. В последнем случае участок водоотвода длиной 40.50 м от скважины должен быть глухим (труба, лоток).

16. Отводящие трубопроводы должны быть оборудованы задвижками и водовыпусками в водоприемник. Стенки я дно водоприемников в месте сброса дренажных вод должны быть надежно защищены от размыва.

17. При проектировании следует разрабатывать режим работы системы вертикального дренажа в соответствия с п.2.220 СНиП 2.06.03-86.

Режим работы системы вертикального дренажа должен составляться отдельно для периодов освоения и эксплуатационного

18. Проектирование вертикального дренажа без систем автоматики не допускается. Объемы телемеханику в связи следует устанавливать в каждом конкретном случае и определять на основании требований к режиму работы скважин и надежности оборудования, с учетом улучшения условий труда и сокращения численности обслуживающего персонала.

19. Диспетчерское управление автоматизированной системой должно обеспечивать централизацию управления и контроль за работой скважин и оборудования.

20. Каждая скважина или группа скважин должна оборудоваться контрольно-измерительной аппаратурой, позволяющей измерять:

количество откачиваемой воды;

положение динамического уровня воды в скважине;

минерализацию воды;

количество затраченной электроэнергия;

напряжение и силу тока в цепи.

Использованная литература

1. Ирригация Узбекистана. Ташкент. Том IV.

2. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации.

3. Москва. "Колос". Под редакцией доктора технических наук Е.С. Маркова.