Мещерский научно-технический центр +7 (4912) 27-50-76
г. Рязань, ул. Типанова, д. 7. mail@mntc.pro

Осушительная система и ее элементы

Осушительная система (ос) представляет собой природно-хозяйственный комплекс, в состав которого входит осушаемая площадь и инженерные сооружения, обеспечивающие создание оптимального водного режима почвы путем сброса избыточной воды из корнеобитаемого слоя с целью получения планируемого урожая сельскохозяйственных культур при сохранении необходимого уровня экологического равновесия.

Таблица 8. Типизация осушительных систем

Признаки ОС Типы ОС Характеристика типов ОС
 

По конструкции осушительной системы

Закрытая Все элементы осушительной сети выполнены в виде закрытого дренажа или закрытых собирателей
Открытая Все элементы осушительной системы выполнены в виде открытых каналов
Комбинированная Регулирующая и часть проводящей сети (коллекторы) выполнены в виде закрытых элементов, остальная сеть – открытые каналы
По принципу регулирования водного режима почвы  

Осушительные

Осушительная сеть обеспечивает только отвод избыточных вод
Осушительно-увлажнительные Осушительная сеть и дополнительные устройства для шлюзования и дождевания обеспечивают отвод воды и подачу ее в почву
По принципу сопряжения с водоприемником Самотечные Вода из осушительной сети в водоприемник поступает самотеком за счет гидравлической энергии потока
С машинным водоподъемом Вода из осушительной сети в водоприемник отводится с помощью насосов
По принципу площадного размещения осушительной сети Систематического осушения Осушительная сеть размещается равномерно по осушаемой площади
Выборочного осушения Осушительная сеть размещается по осушаемой площади неравномерно (выборочно) с учетом местных проявлений переувлажнения
По принципу водооборота  

Неводооборотные

Сток с осушаемой площади полностью сбрасывается в водоприемник
С частично замкнутым водооборотом (водооборотные) Часть стока с осушаемой площади (преимущественно в летний период) аккумулируется с целью последующего использования для увлажнения сельскохозяйственных культур
Водооборотные  

Весь сток с осушаемой площади задерживается в прудах для последующего увлажнения культур на той же площади

Составными элементами осушительной системы являются:

  • осушаемая территория, предназначена для выращивания сельскохозяйственных культур. На этой территории с помощью мелиоративных и агротехнический приемов регулируется водный, воздушный и пищевой режимы;
  • осушительная сеть, состоящая из регулирующих, проводящих и ограждающих элементов, с помощью которых отводятся избыточные воды с осушаемой территории. Регулирующая осушительная сеть (дрены, собиратели, ложбины) – необходима для сбора и удаления избыточной поверхностной и грунтовой воды с целью понижения уровня грунтовых вод и создания оптимальных условий водно-воздушного режимов почвы. В период засухи регулирующая сеть может использоваться для распределения оросительной воды по полю.
  • проводящая сеть (коллекторы открытые и закрытые, магистральный канал) предназначена для приема воды из регулирующих элементов и отвода ее в водоприемник. В период засухи часть каналов приводящей сети может трансформировать воду из источника орошения на поле;
  • ограждающая сеть – служит для защиты осушаемой территории от притока поверхностных и грунтовых вод.

В зависимости от хозяйственных требований и природных условий схема осушительной сети  может меняться, т.е. из неё могут выпадать отдельные элементы. Например, на участках с мощностью торфа 2-2,5 м, подстилаемого хорошо водопроницаемыми породами, регулирующая сеть может состоять только из глубоких редких каналов. Также на других участках, переувлажняемых притоком воды извне, достаточно защитить эту площадь нагорными или ловчими каналами, которые перехватят и отведут поступающий поверхностный или грунтовый сток сразу в водоприемник и т.д.

Для улавливания поверхностных вод проектируют нагорные каналы глубиной 1,5-2 м, и ловчие каналы ,глубиной до 2-3 м. В отдельных случаях нагорные и ловчие каналы совмещаются;

  • водоприемник (река, озеро, пруд, балка). Он принимает избыточную воду из проводящей сети, аккумулирует или отводит воду в более крупную гидрографическую сеть. В период засухи водоприемник может стать источником воды;
  • дамбы обвалования;
  • гидротехнические сооружения, которые обеспечивают надежность работы проводящей осушительной сети и одновременно служат для регулирования уровня грунтовых вод (шлюзы регуляторы);
  • дорожная сеть (полевые, внутрихозяйственные, межхозяйственные и эксплуатационные дороги) обеспечивает нормальную эксплуатацию осушительной системы сети и сооружений и эффективное использование осушаемых земель;
  • эксплуатационные устройства (смотровые колодцы, наблюдательные, скважины, мосты, трубчатые переезды здания и сооружения и т.д.);
  • природоохранные устройства, служащие для охраны естественного ландшафта, рекреационного и других видов несельскохозяйственного использования земель.

Система, с помощью которой избыток воды с полей удаляется самотеком, называется самотечной. (рис.2)

Важным элементом осушительной сети являются водоприемники.

Водоприемник – важнейшая часть осушительной системы. Все избыточные воды с осушаемых земель через регулирующую и проводящую сеть поступают в водоприемник. Водоприемниками могут служить водотоки и водоемы: реки, ручьи, балки, моря, озера, водохранилища, пруды. Все выше перечисленные водоемы в естественном состоянии могут быть использованы в качестве водоприемника для сброса воды с осушаемых объектов, если они отвечают следующим требованиям:

  • обеспечивают сброс воды с осушительной сети без подпора во все расчетные периоды без ущерба для других целей хозяйственного использования водотока или водоема;
  • не вызывают ухудшения водного режима земель, расположенных ниже по течению от массивов осушения, после сброса в них дренажных вод;
  • русло водоприемника должно быть устойчивое с прочными берегами, без размывов и отложений наносов. Скорость воды в русле должна быть не менее 0,25-0,30 м\с.

Причинами неудовлетворительного состояния водоприемников являются:

  • извилистость русла, которая вызывает уменьшение уклона вследствие увеличения длины водоприемника, при таком уклоне уменьшается скорость движения воды, при которой происходит повышение горизонта в русле;
  • малая площадь поперечного сечения русла, а также недостаточная глубина и ширина русла;
  • зарастание русла водной растительностью и его захламление приводят к увеличению шероховатости, что уменьшает скорость движения воды;
  • подпор воды, создаваемый различного рода искусственными сооружениями, плотинами, мостами, разного рода перемычками и т.д.

Основными причинами плохого состояния водоприемников являются высокий уровень воды и малая их пропускная способность. Поэтому улучшение водоприемника заключается в основном в понижении горизонта воды и в увеличении его пропускной способности следующими методами: спрямлением русла, увеличением поперечного сечения русла, расчисткой и выравниванием русла и т.д.

Составной частью осушения являются агромелиоративные мероприятия – это мероприятия. Состоящих из специальных агротехнических приемов, воздействующих на водный режим почв и способствующих своевременному отводу избыточных вод с осушительной территории при её переувлажнении, а также обеспечивающих накопление влаги в подпахотных слоях для использования ее сельскохозяйственными культурами в засушливые периоды.

В зависимости от способа отвода избыточной воды и степени воздействия на водно-воздушный режим почвы по А.В.Шуравилину делятся на три группы:

Первая группа – приемы, обеспечивающие быстрый отвод избыточной воды по поверхности почвы и частично по пахотному слою. К ним относят узкозагонную вспашку, профилирование поверхности поля, выборочное бороздовние, планировку. Эти мероприятия ускоряют просыхание пахотного слоя ранней весной и сокращают периоды его переувлажнения после обильных дождей, предохраняя растения от излишней влаги.

Вторая группа – приемы, обеспечивающие быстрый отвод воды ускоряющие внутрипочвенный сток избыточной воды. Это гребневая и грядовая вспашки, создающие рифленую поверхность поля. Такая обработка усиливает сток по пахотному слою и одновременно способствует накоплению в нем дополнительных запасов влаги.

Третья группа – приемы, способствующие отводу избыточной воды по подпахотному слою. Сюда относят кротование, безотвальное рыхление подпахотного слоя и глубокую вспашку. Эти приемы увеличивают влагоемкость почвенного профиля, способствуют также накоплению запасов продуктивной влаги, в подпахотном слое для использования в засушливый период.

Узкозагонная вспашка применяется на сравнительно ровных полях при атмосферном водном питании. Расстояние между разделительными бороздами при такой вспашке должно быть 12-15 м при уклоне поверхности земли менее 0,002 при 15-20 м – при больших уклонах.

Профилирование применяют на безуклонных площадях где формируют нужный профиль поверхности земли путем повторного проведения узкозагонной вспашки загонами той же ширины при неизменном положении свалов и развалов. Этот вид агромелиораций применяют на пылеватых плотных почвах с плохой водопроницаемостью и малой водоотдачей.

Выборочное бороздование применяют на полях с верховым рельефом, имеющим замкнутое (бессточное) понижение. Его выполняют с помощью специальных бороздоделов. При их отсутствии борозды можно делать навесным однокорпусным плугом, а при неглубоких западинах – даже конным окучником или плугом. Глубина борозд достигает 25 – 30 см. борозды выводят в открытые каналы. Бороздование проводится после вспашки.

Гребневание почвы для пропашных культур на безуклонных полях с тяжелыми суглинками, имеющими низкую водопроницаемость. Гребневание заключается в создании гребней с чередованием борозд. Расстояние между гребнями составляет 0,7 м. Межгребневые борозды углубляют при каждой очередной междурядной обработке пропашных культур. После завершения последней обработки нарезают поперечные водоотводные борозды и соединяют их с каналами. При этом расчищают пересечения с межгребневыми бороздами. Гребневую вспашку чаше всего проводят весной при предпосевной обработке почвы.

Грядование аналогично гребневанию с той лишь разницей, что расстояние между гребнями (бороздами) при грядовании увеличивается вдвое и составляет 1,4 м.

Кротование представляет собой систему подпочвенных полостей – кротовин, проходящих параллельно друг другу через 1 – 2 м на глубине 35 – 40 см. Кротование проводят поперек расположения закрытых линий материального дренажа. Такая сеть обеспечивает мощную гидравлическую связь пахотного слоя с закрытой сетью, позволяет быстро отводить избыток воды по подпахотному слою и к тому же способствует аккумуляции влаги в нем. Для нарезки кротовин используют кротователи, представляющие собой вертикальный нож, на нижнем конце которого имеется специальное расширение диаметром 5-7 см. Кротование применяют на кротоустойчивых тяжелых почвах, а также на торфяно-болотных.

Глубокое рыхление почв проводят на полях, где имеется закрытая осушительная сеть. С помощью глубокого рыхления изменяются водно-физические показатели почв и их водный режим. При глубоком рыхлении увеличивается водопроницательность почвы и объем дренажного стока. Кроме того глубокое рыхление повышает осушительное действие закрытой сети, увеличивает объем дренажного стока и уменьшает продолжительность подтопления корнеобитаемого стока.

Следует заметить, что агромелиоративные мероприятия эффективны только совместно с устройством осушительной сети.