Береговий вертикальний дренаж

Історична довідка розвитку інженерної меліорації

Великий поштовх для меліоративної науки зробив Петро І. У 1894 році були відкриті перші відділення Московського меліоративного с/г інституту. У 1905 році у Новочеркаську, Києві і Омську були створені вищі учбові заклади. Основоположниками меліоративної науки були Вільямс і Подарьов. Вільямс заклав основи динамічного і агрохімічного ґрунтознавства. В основі калій, фосфор і азот. В динамічному розвитку Подарьов організував інженерне відділення, де розроблялись питання гідротехніки для меліорацій.

Етапи розвитку меліорації:

- 60-70 роки – у 1860 році травневий пленум по довготривалому розвитку меліорації в Союзі розробляє питання інтенсивного ведення у всіх регіонах Союзу; буд-во систем по відведенню надлишкової води; поверхневий полив.

- 70-80 роки – починають будуватись системи з попереднім шлюзуванням, поверхневий полив, дощування; відбувається червневий пленум КПРС призначений дню меліоратора (в 1978р)

- 80-90 роки – відведення води і зволоження території

- 90-наші дні – розбудова водозберігаючих систем, економія зрошувальної води.

Штучні причини підтоплення та їх аналіз. Наслідки підтоплення

Підтоплення території – підвищення рівня води на підземних територіях, ґрунтових та підземних вод, проходить зволоження гірських порід в зоні аерації, що веде до перезволоження ґрунтів даної території, призводить до порушення господарської діяльності, зміни фізичних та фізико-хімічних властивостей грунту, до промокання с/г угідь (відмокання), та зниження продуктивності с/г культур. Крім того підтоплення скотомогильників, сміттєвих звалищ тощо призводить до погіршення санітарних умов в зоні проживання людей (збільшується захворюваність, забруднення води бактеріями тощо). На даний час в Україні підтоплювані землі становлять 69 км² – 11,5% від загальної площі.

Штучні причини підтоплення не мають циклічності, до них належать:

- замулення водотоків внаслідок розорювання прибережних смуг, відсутність в населених пунктах зливової мережі, фільтрування води, що відводиться. Замученість водотоків призводить до підвищення горизонту води, що призводить до затоплення.

- витік води з водопровідно-каналізаційної мережі

- будівництво у ІІ половині ХХ ст. великої к-сті водоймищ та ставків

- пошкодження і засмічення дренажних систем, які призначені для відведення води з певної території

- перекриття природного стоку поверхневої води іншими наземними комунікаціями (дорогами, газопроводами і т.д)

- надмірна вирубка зелених насаджень

- недостатнє будівництво на зрошувальних масивах дренажно-колекторних мереж та проведення поливів великими поливними нормами

- неконтрольований полив присадибних ділянок

Аналізуючи кліматичні умови і географічне положення району проводять влаштування дренажу, системи каналів чи захисних дамб.

Види деформації русел природних водотоків, їх характеристики

Деформація – зміна форми русла водотоку в природних умовах, на час його тривалої експлуатації. Деформація русла водотоку настає підчас руйнації русла за рахунок енергії рухомої води шляхом його заростання гідрофітною рослинністю, а також обміління русла за рахунок осідання частинок рухомих наносів.

В дельтах річок деформації бувають наступного характеру:

- заростання русел водотоку

- обміління русел водотоку

- значне осідання наносів через невелику швидкість руху води.

Для боротьби з деформацією русла необхідно встановити причину самої деформації: розробити заходи, які спрямовані на зменшення(або ліквідації) самого русла; визначити економічну ефективність даних заходів; створити проект.
Осушення земель з механічною відкачкою води. Польдерні системи

Як правило, система до якої входить дамба обвалування, меліоративна система і НС називається польдерна система.

Різни ця між польдерною системою і механічним підняттям води полягає в тому, що в польдерній системі вода подається через дамбу, а горизонт води у водоприймачі знаходиться нижче самої території. ОС з механічним водопідйомом застосовується коли горизонт води у водоприймачі є вище території.

Переваги польдерних систем:

1) за рахунок планової відкачки води за допомогою НС є можливість рівномірного регулювання стоку води в ОС. Це дає можливість утримувати горизонти води на системі на необхідній нормі осушення, при якій водоповітряний режим грунту є оптимальний.

2) відведення води за допомогою НС дає можливість рівномірно розподілити загрузку при роботі насосно-силового обладнання шляхом відкачки води протягом року.

3) польдерні НС дають можливість поповнювати запаси ґрунтових вод шляхом відключення роботи НС в літньо-осінній період.

Недоліки польдерних систем:

1) значна вартість будівництва

2) значні експлуатаційні затрати

Кольматування території

Це процес природного нарощення поверхні в результаті відкладання намулистих частинок. За рахунок процесу кольматування іде висот не підвищення території і віддаль від поверхні землі до РГВ збільшується. Даний процес може бути штучним або природним. Природне нарощування відбувається в заплавах річок де після проходу паводку висотне положення заплави збільшується. Це дає можливість вирощувати с/г продукцію в вегетаційний період без проведення додаткових заходів по відведенню надлишкової води. Штучне кольматування відбувається шляхом подачі на меліоровану територію повної суспензії грунту у змішаному у воді стані.

Береговий вертикальний дренаж

Вертикальний дренаж складається з ряду свердловин або колодязів, які розташовані вздовж водосховища в 1 або 2 лінії. Вертикальний дренаж перехоплює потік ґрунтової води, який надходить з водосховища та корінного берега. Сам дренаж проектуємо досконалим, тобто його глибина є такою, що доходить до водотривкого шару. Розрахункова схема наведена на рис.

Рис. Схема до розрахунку вертикального дренажу

Мета розрахунку – визначити витрату води, яка надходить до дрени і до системи вертикальних дрен в цілому, знайти віддалі між дренами та віддаль від урізу води у водосховищі до дрени.

Порядок розрахунку:

1. Визначаємо глибину вертикальної дрени ,м.

де  – позначка поверхні землі на віддалі 20 м від урізу води у водосховищі в сторону забудованої території.

2. Визначаємо радіус впливу вертикальної дрени: , м

де  – величина пониження рівня ґрунтової води у свердловині, м: м,

 – ордината депресійної кривої у свердловині при пониженні рівня ґрунтової води, м: м,

 – напір води в береговій зоні по відношенню до водотривкого шару: м.

3. Визначаємо питомий приплив води до дрени: , м²/добу;

де  – напір води у водосховищі по відношенню до водотривкого шару, м: м.

4. Визначаємо віддаль між вертикальними дренами  за емпіричною формулою шляхом ітерації: , м.

Змінюємо значення відстані між дренами в лівій частині рівняння до тих пір, поки ліва частина буде дорівнювати правій. Відхилення не більше, ніж .

5. Визначаємо повну витрату води, що поступає до дрени:

Визначаємо питому витрату води, що поступає до дрени: м²/добу.

З розрахунку видно, що питома витрата води, яка надходить до дрени є меншою за розрахункову (загальну) - м²/добу < м²/добу. Економічно вигідною є умова, коли питомий приплив до вертикальної дрени і загальний приплив з берегової лінії є однаковими. Тому уточнюємо віддаль між дренами: м.

Уточнюємо питому витрату води, що поступає до дрени: м²/добу.

Так як  і  є однаковими величинами, що задовольняє вищезазначену вимогу.

7. Визначаємо положення рівня ґрунтових вод між вертикальними свердловинами:

, м;