Дренаж сельскохозяйственных земель

способ осушения земель при помощи подземных искусственных водотоков — дрен (См. Дрена). Дренажем называют также конструкцию или систему водотоков (например, гончарный). За рубежом (США, Великобритания) под Д. Понимают любой вид осушения (См. Осушение). Д. Применяют для осушения избыточно увлажнённых земель — осушительный Д. Для борьбы с засолением земель в засушливых зонах — рассоляющий Д. Для усиления газообмена в тяжёлых глинистых почвах — аэрационный Д. (самостоятельно применяется редко). Историческая справка. Имеются сведения о применении гончарного Д. В 2000 до н. Э. (Месопотамия), Д. Был известен в Древнем Риме. В Европе с.-х. Д. (Франция, Великобритания) начали применять в 17—18 вв. Первый Д. Современного типа сооружён в Великобритании (графство Суффолк) в 1727, а обоснование его применения даны И.

Элкингтоном в 1764. Особенно большое развитие Д. С. З. Получил во 2-й половине 19 в. После изобретения (1843, Великобритания) производительной машины для изготовления гончарных труб. Так в 1856 в Великобритании Д. Уже было осушено 500 тыс. Га. С.-х. Д. В России начали применять только во 2-й половине 19 в. (Горки в Белоруссии, Курляндская губерния, Новгородская губерния и др.). Общая площадь Д. С. З. До Октябрьской революции (без территории прибалтийских республик) составляла 2—3 тыс. Га, в 1956 в СССР 0,8 млн. Га, к 1971 более 3,4 млн. Га. В мире Д. Осушено более 20 млн. Га с.-х. Земель, из них в США около 10 млн. Га, в Великобритании 3 млн. Га (1969). Осушительный Д. Необходим на землях, где глубина залегания грунтовых вод меньше нормы осушения (См.

Норма осушения). В СССР применяют в основном горизонтальный систематический (равномерно распределённый на осушаемой территории) трубчатый Д. — систему труб в виде сплошных дренажных линий. Грунтовая вода поступает в стыки между трубами или отверстия в трубах под действием разности напоров, в связи с чем глубина закладки дрен должна быть больше нормы осушения. Д. Более интенсивно работает в «критические периоды» усиленного питания грунтовых вод — обычно весной и осенью. На рис. 1 показана работа Д. По отводу избыточных вод весной. Дрены при расстоянии между ними В (в м), глубине заложения b (в м) и диаметре d (в м) должны за t суток после снеготаяния отвести поступившие в почву талые воды и понизить поверхность грунтовых вод до нормы осушения а (в м).

Н — запасы воды в снеговом покрове (в м3/га). Т — глубина залегания поверхности водоупора (в м). Д — дрены. Тр — траншеи. Р — давление, условно принимаемое за нуль. Обычно b принимают для минеральных почв = 1,1 м, для торфяников = 1,3—1,5 м. Расстояние между соседними дренами (в пределах 15—50 м) определяют по формуле. где Б1 — коэффициент учёта несовершенства дрен по степени вскрытия пласта («висячесть»), a Г1 — то же по приёмной поверхности дрен (гончарных), т. Е. s — длина дренажной трубы (в м). С — ширина стыковой щели или защиты стыков (в м). H0 — средний действующий напор (в м). Q — средний за период модуль дренажного стока (в м/сут), определяемый балансовыми расчётами по количеству необходимой для отвода воды и сроку её отвода (обычно 0,5 < q < 1,5 л/сек с 1 га, причём 1 л/сек с 1 га = 1/116 м/сут).

К — коэффициент фильтрации (в м/сут). На рис. 2 — дренажные системы. Вода, поступившая в дрену, движется от истока её к устью, для чего дренажными линиям (не длиннее 150—200 м) придают уклон не менее 0,002. Из дрен вода поступает в открытые или закрытые (из труб) коллекторы (длина их не более 1000 м), а оттуда сбрасывается в магистральный канал и удаляется за пределы осушаемой территории. Для осушения минеральных почв используют в основном гончарные дренажные трубы диаметром 4—10 см, длиной 33 см. Их укладывают на дно траншей (или на дощатый стеллаж в неустойчивых грунтах) впритык одна к другой (ширина стыка не более 1—2 мм), обкладывают фильтрующимся материалом (мох, стекловолокно, стеклоткань) и траншею засыпают землёй.

Срок службы гончарного дренажа 50—80 лет. На торфяниках его можно использовать только после предварительного осушения участков открытыми каналами. Здесь также применяют деревянный Д. Дощатый — из труб прямоугольного сечения, сбитых из досок с оставлением продольной щели. Перспективен пластмассовый Д. Пластмассовые трубы с продольными щелями или округлыми отверстиями укладывают в отрытую траншею или формуют вслед за дренёром — бестраншейный Д., позволяющий полностью механизировать его прокладку. На землях с плохой водопроницаемостью, чтобы ускорить отвод поверхностных вод и верховодки, применяют систему закрытых собирателей. В расположенную поперёк склона траншею глубиной 0,8—1 м укладывают гончарные трубы и засыпают землёй, взятой из верхнего пахотного слоя, или др.

Водопроницаемым материалом. Длина собирателей 150—200 м. Расстояние между ними при дополнении кротовым Д. (комбинированный Д.) 30—60 м. Кротовый Д. — это система полостей с неукреплёнными стенками, равномерно распределённых по площади через 2—10 м одна от другой на глубине 0,6—0,8 м. Срок его службы до 5 лет. Применяется в кротоустойчивых грунтах (глинистые грунты, слаборазложившиеся торфяники). Рассоляющий Д. Применяют для понижения уровня грунтовых вод, отвода промывных вод и борьбы с засолением орошаемых земель (см. Засоленные почвы (См. Засолённые почвы) и Промывка засоленных почв), расположенных в засушливых зонах. В его работе различают мелиоративный период (1—3 года), во время которого рассоляют 1—2-метровый слой и отводят засолённые грунтовые воды, и эксплуатационный, когда поддерживают достигнутые результаты.

На орошаемых землях применяют горизонтальный и вертикальный рассоляющий Д. Наиболее целесообразен горизонтальный относительно глубокий (около 3 м) постоянный систематический трубчатый Д., дополняемый в мелиоративный период открытыми каналами глубиной около 1 м на расстоянии примерно 20—50 м. Дрены из гончарных, асбестоцементных или пластмассовых труб (последних 2 вида с отверстиями) укладывают в траншею, обсыпают отсортированным гравием и засыпают вынутым грунтом. Длина их желательна до 1 км, уклон дна не менее 0,001, расстояние между дренами 150—400 м. Решающее условие успешной работы горизонтального рассоляющего Д. — бесподпорная работа дренажной сети и нормальный сброс дренажных вод в водоприёмник. При необеспеченном самотёчном сбросе устраивают насосные станции.

Вертикальный систематический Д. — система вертикальных скважин, равномерно размещённых на значительной площади, из которых (отдельно из каждой) откачивают воду. Глубина скважины 30—150 м, диаметр 15—50 см и больше, высота качания 6—20 м, расход воды 25—300 л/сек. На 50—200 га размещают по одной скважине. Вертикальный Д. Может успешно работать при наличии достаточно мощного водопроницаемого пласта, находящегося в гидравлической связи с осушаемым почвогрунтом. Откачиваемую воду можно использовать для орошения (распространено в Индии, США и др. Странах и начинает применяться в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане, Киргизии и др. Районах СССР). Головные (отсечные) Д. И завесы служат для перехвата подземных вод, поступающих с возвышенностей (головной Д.) или для защиты от затопления и подтопления земель водами водохранилищ и рек (завесы, или береговой Д.).

Вдоль границ защищаемой территории поперёк движения потока подземной воды прокладывают дрены большого диаметра (иногда в рост человека) или вертикальные колодцы — самоизливающиеся или с групповой откачкой (для этой цели служат и открытые каналы). О механизации дренажных работ см. Дренажные машины. Лит. Брудастов А. Д., Осушение минеральных и болотных почв, 4 изд., М., 1955. Аверьянов С. Ф., Горизонтальный дренаж при борьбе с засолением орошаемых земель, М., 1959. Костяков А. Н., Основы мелиораций, 6 изд., М., 1960. Дренаж сельскохозяйственных земель, пер. С англ., под ред. С. Ф. Аверьянова, М., 1964. Решеткина Н. М., Барон В. А. И Якубов Х., Вертикальный дренаж орошаемых земель, М., 1966. С. Ф. Аверьянов. Рис. 1. Работа горизонтального дренажа по отводу избыточных вод весной.

Рис. 2. Дренажные системы. А — поперечный дренаж. Б — продольный дренаж. Д — дрены. К — коллекторы. МК — магистральный канал. ЛК — ловчие каналы. В — расстояние между дренами..