Создание дренажной системы на территории объектов ландшафтной архитектуры

Избыток влаги в корнеобитаемом слое почвы, даже при наличии необходимого тепла и света, приводит к недостатку воздуха и, как следствие, к развитию анаэробных процессов и ухудшению питательного режима растений. Поэтому необходимо поддерживать оптимальную влажность и аэрацию в активном слое почвы, толщина которого зависит от глубины проникновения корней растений. При этом толщина активного слоя почвы несколько меньше глубины их проникновения. Влажность активного слоя почвы в значительной степени зависит от вертикального водообмена и положения уровня грунтовых вод. Понижая уровень грунтовых вод, и увлажняя верхние горизонты, можно регулировать влажность почвы.

3.1 Норма, способы и методы осушения

Тип водного питания местности определяет комплекс мероприятий для осушения территории объекта:

˗ ускорение поверхностного стока применяют при удалении с поверхности осушаемой территории вод атмосферных осадков, делювиальных вод при делювиальном питании и отводе паводковых вод;

˗ понижение уровня грунтовых вод применяют, если уровень грунтовых вод после выпадения обильных атмосферных осадков повышается, насыщаются почвы и грунты водами паводков, поступают избыточные грунтовые или грунтово-напорные воды с водосбора;

˗ ограждение от поступления делювиальных вод с водосбора (полное или частичное) применяют при делювиальном подтипе намывного типа водного питания переувлажненных земель;

˗ ограждение от поступления грунтовых или грунтово-напорных вод с водосбора (полное или частичное) направлено на снижение интенсивности этих видов водного питания и облегчения работы дренажной сети, отводящей воды из корнеобитаемого слоя почв;

˗ регулирование стока рек водохранилищами обусловлено назначениемводохранилища - выработка электрической энергии, создание больших глубин для судоходства, обеспечение населения городов и регионов питьевой водой, зарыбление водоемов и другое;

˗ сброс воды через водосбросные сооружения также зависит от назначения водохранилища. При этом в нижнем бьефе (ниже водохранилища по течению реки) могут формироваться расходы и уровни, не затапливающие наиболее плодородные земли в долине реки и на первой надпойменной террасе, в чем заключается положительное значение регулирования стока;

˗ защита от затопления водами рек, озер, водохранилищ, морей (или его регулирование) при аллювиальном подтипе намывного типа водного питания позволяет, с одной стороны, создать более благоприятный водный режим, а с другой – обогатить почву на кратковременно затапливаемых участках питательными веществами наносов;

˗ защита от подтопления водами рек, озер, водохранилищ, морей (поступления филырационных вод) позволяет понизить уровень грунтовых вод на прилегающей территории.

При оценке осушения переувлажненных лесных насаждений используется понятие «степень осушения», которое характеризуется возможностью достижения нормы осушения, или отношением достигнутого понижения уровня грунтовых вод, является наименьшим понижением уровня грунтовых вод в наименее осушенной зоне (в середине между дренами), при котором достигаются оптимальные показатели плодородия почв и развития растительности.

К основным способам осушения объектов ландшафтной архитектуры можно отнести осушение переувлажненных земель открытыми каналами, различными видами горизонтального и вертикального дренажа, с помощью кольматажа.

Осушение (дренаж) земель при атмосферном водном питании производится методом ускорения поверхностного стока. Регулирующая сеть при этом выполняется в виде закрытых собирателей, расположенных под острым углом к горизонталям поверхности земли (рисунок 1). Это делается для того, чтобы уменьшить длину добегания воды по поверхности земли и уменьшить степень концентрации поверхностного стока. Если к объекту примыкают угодья, в которых весеннее таяние снега затягивается, то осушаемый объект ограждают одним или несколькими нагорными каналами.

Регулирующая сеть в виде закрытых собирателей впадает в коллекторы под прямым или почти прямым углом. Время отвода избыточных вод с поверхности или из обрабатываемого слоя почвы зависит от характера используемой территории, вида культурных растений и допустимой продолжительности затопления и подтопления территории объекта.

Рисунок 1 – Схема осушительной сети при атмосферном типе водного питания; осушение закрытыми собирателями (по Е. С. Маркову): 1 – магистральный канал; 2 – коллектор; 3 – закрытые собиратели; 4 – нагорный канал; 5 – лес; 6 – водоприемник

Осушение земель при грунтовом водном питании производится в основном путем понижения уровня грунтовых вод. Грунтовые воды можно разделить на сплошные потоки и жильные, характеризующиеся неравномерным распределением водного потока. Если естественного дренирования почв на территории объекта недостаточно, то применяют искусственное понижение уровня грунтовых вод с помощью дренажа. Грунтовая вода поступает в дрену благодаря разности напоров грунтовых вод в дрене и прилегающей грунтовой области фильтрации. Разность напоров грунтовых вод создается в результате различного сопротивления движению воды в дрене (малое сопротивление) и грунте (во много раз больше). Возникающий при этом градиент напора (гидравлический уклон) и является энергетической причиной движения грунтового потока к дрене. В соответствии с этим проектируется дрена горизонтального дренажа (рисунок 2).

Рисунок 2 – Поперечный разрез типичной постоянной дрены горизонтального дренажа: 1– растительная земля; 2 – засыпка из крупного или среднего песка; 3 – фильтр-сепаратор из геоткани; 4 – объемный фильтр из щебня твердых пород; 5– гофрированная перфорированная дрена из ПНД, ПВХ; 6 – префильтр дрены из геоткани; 7 – слой щебня донного фильтра; 8 – слой песка донного фильтра

Минимальную глубину заложения дрен в минеральных почвах принимают, как правило, равной 1–1,2 м, а в торфах (ввиду их осадки со временем) – 1,2–1,4 м. Чем тяжелее почва, тем меньше ее водопроницаемость и тем меньшими должны быть междренные расстояния.

На рисунке 3 представлен дренаж подпорных стенок.

Рисунок 3 – Дренаж подпорных стенок – поперечный: 1 – песок; 2 – щебень мелкий; 3 – щебень средний или крупный; 4 – водоотводная труба (d = 50 мм, 1 = 350 мм); 5 – глина; 6 – засыпка местным грунтом; б – продольный: 1 – пластиковая дрена с префильтром; 2 – щебень; 3 – геоткань; 4 – песок

В современной практике мелиорация объектов ландшафтной архитектуры эффективно себя показали дренажи выполненные методами инженерной биологии.

Закрытый дренаж, отвод влаги, осушение дренажными трубами.

Применение и описание: выступающая из глубины откоса влага, дестабилизирующая склон, должна быть отведена под землей специальными трубопроводами и удаляться дальше зоны оползневой поверхности.

Строительный материал: трубы из искусственного материала, бетона диаметром – 6 – 80 см.

Время строительства: в любое время.

Рабочее время: 60 мин./м.

Дренажные канавы

Применение и строительное описание для осушения поверхности или луж по площади на одинаковом расстоянии выкапывают канавы и заполняют их водопроницаемым материалом. Затем они соединяются с другими системами осушения.

Строительный материал: хворост, сучья, деревянные шесты, камни, кокосовые валики, искусственный фильтрующий материал.

Время строительства: в любое время.

Рабочее время: механически 30 мин./м.

Фашины для укрепления склона, дренаж из живых фашин, дренажные фашины

Применение и строительное описание: для осушения склонов по линии стока или под углом к склону прокладывают бороздки 30 – 50 см глубиной и шириной. В них укладывают живые фашины, закрепляют их колышками и слегка присыпают землей. Дренажные фашины соединяют с водоприемником. Можно закрепить их толстой проволокой, которую крепят к верхнему концу фашин и укрепленному столбику.

Строительный материал: живые фашины диаметром 10 – 40 см из ветвей древесных пород, способные к укоренению; колья или железобетонные столбики 1,2 – 1,5 м длиной; проволока или канат для закрепления фашин.

Время строительства: во время зимнего покоя.

Рабочее время: 30 мин./м.

Дренаж из живых черенков

Применение и строительное описание: для осушения нижних слоев почвы и борозды, шириной и глубиной 50 – 60 см укладывают мертвые и живые побеги, по возможности связывая их проволокой. По бокам их укрепляют кольями, а на болотистой местности дополнительно закрепляют поперечно.

Строительный материал: ветви древесных видов, способные укореняться, диаметром 5 – 10 см, длиной минимум 3 м; живые или мертвые колья 1 – 1,5 м длиной или стальные стержни; брусья; проволока.

Время строительства: в период зимнего покоя.

Рабочее время: 30 мин./м.

3.2 Дренажи, их назначение и классификация

«Дренаж» - удаление избытка воды системой закрытых (подземных) водотоков. По целевой направленности дренажи бывают:

˗ осушительные – для осушения избыточно увлажненных минеральных и торфяных почв;

˗ р ассоляющие – для борьбы с засолением орошаемых земель в засушливых зонах;

˗ аэрационные – усиливающий газообмен тяжелых глинистых почв, применяется при освоении тяжелых, холодных почв, а также при реставрации исторических деревянных строений с земляным подпольем.

По принципу действия различают следующие типы дренажей:

˗ систематический (рисунок 4, а) – равномерно распределенный по осушаемой территории;

˗ выборочный (рисунок 4, б) – охватывающий отдельные контуры осушаемой территории;

˗ головной (отсечный) – перехватывающий избыточные подземные воды, поступающие на осушаемую территорию со стороны.

Рисунок 4 – Систематический (а) и выборочный (б) типы дренажей (по Е.С.Маркову): 1 – открытые каналы; 2 – закрытый коллектор; 3 – дрены; 4 – смотровой колодец; 5 – 7 – горизонтали поверхности земли

По природным (почвенным, геологическим, гидрогеологическим) и экономическим условиям различают следующие типы дренажей:

˗ горизонтальный – когда дрены располагаются горизонтально с некоторым уклоном в сторону стекания воды. К нему же относятся узкотраншейные системы дренажа (рисунок 5);

Рисунок 5 – Узкотраншейные системы дренажа (размеры указаны в м): а – с дренажным матом «Енкандрайн» (рекомендации фирмы): 1 – ловчая дрена; 2 – енкадрайн; 3 – материнский грунт; 4 – обратная засыпка местным грунтом; 5 – геодрен; 6 – фильтр из геотекстиля; б – с материальной дреной и щебневым фильтром; в – щебневой дренаж: 1 – обратная засыпка песком; 2 – геоткань; 3 – щебневой фильтр; 4 – дрена с префильтром; 5 – донный обратный фильтр

˗ вертикальный (рисунок 6) – выполняется в виде вертикальных колодцев или скважин. Основным условием применения вертикального дренажа является наличие мощного водопроницаемого пласта, находящегося в гидравлической связи с лежащим выше осушаемым почвогрунтом.

Рисунок 6 – Схема работы дренажных колодцев вертикального дренажа: а – с откачкой воды; б – с поглощением воды в грунт; 1 – водонепроницаемый слой; 2 – осушаемый водопроницаемый слой; 3 – уровень грунтовых вод; 4 – насос; 5 – поглощающий водоносный слой

По отношению к рельефу различают следующие типы дренажей:

˗ поперечный (рисунок 7, а) – когда дрены имеют направление поперек склона; применяется при значительных уклонах (более 0,005);

˗ продольный (рисунок 7, б) – когда направление дрен совпадает с уклоном склона.

Рисунок 7 – Поперечный (а) и продольный (б) типы дренажей: 1 – дрены; 2 – открытые каналы; 3 – закрытый коллектор; 4 – 9 – горизонтали поверхности земли; 10 – устья коллекторов

По конструкции подземного водотока выделяют следующие типы дренажей:

˗ трубчатый (гончарный, деревянный, асбестоцементный, пластмассовый, пористый бетонный и другие);

˗ полостной без использования труб (кротовый, щелевой);

˗ полостной с заполнителем (фашинный, щебневой, гравийный и др.)

По материалам, из которых выполнены дрены различают следующие типы дренажей:

˗ деревянный (дощатый, желобчатый, жердевой, фашинный и др.);

˗ гончарный – выполняемый из гончарных трубок;

˗ каменный – выполняемый из каменных плит, уложенных таким образом, чтобы образовалась полость для прохода воды;

˗ бетонный – выполняемый из пористых бетонных труб, выдерживающих относительно высокое давление обратной засыпки;

˗ асбестоцементный – выполняемый из асбестоцементных перфорированных труб (в ряде стран он запрещен по причине потенциальной канцерогенности);

˗ пластмассовый – в виде гофрированных и перфорированных труб из основных видов пластика: поливинилхлорида, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена. На сегодняшний день это основной вид дренажа.

Под объекты ландшафтной архитектуры, выделяют специальные типы дренажей:

˗ двойной дренаж применяется на участках с высокой плотностью посадок растений, на которых затруднен ремонт дренажной сети;

˗ дренаж Реролле (рисунок 8) – для тех же условий;

˗ береговой дренаж – для осушения в поймах рек;

˗ тальвеговый дренаж – для осушения отдельных тальвегов;

˗ лучевой дренаж (рисунок 9) – применяется как на доступных для работ объектах, так и в условиях городов и поселков, где открытые работы невозможны или сильно затруднены;

Рисунок 8 – Дренаж Реролле: а – исторический (по А.М. Думбляускасу): 1 – дренажная трубка; 2 – тройник керамический; 3 – вертикальная трубка; 4 – oпopa; 5 – защита стыков; 6 – водосборный шурф; б – современная интерпретация: 1 – раструбная канализационная труба диаметром 75 или 110 мм; 2 – тройник пластиковый размером 75 х 50 х 87,5° или 110 х 50 х 87,5°; 3 – раструбная канализационная труба 50 х 0,25 м; 4 – водосборный шурф; 5 – геоткань; 6 – дренажная засыпка (щебень, гравий)

Рисунок 9 – Лучевой дренаж: а – разрез и план: l – шахтный водосборный колодец; 2 – горизонтальные скважины-лучи; 3 –статический уровень грунтовых вод; 4 – динамический уровень; б – схема для расчета: m– толщина (мощность) водоносного горизонта; l – длина лучевой дрены; r – радиус лучевой дрены; R –радиус влияния лучевого дренажа

˗ кольцевой пристенный дренаж (рисунок 10, а) – применяется как самостоятельно, так и в комплексе с систематическим дренажом;

˗ пластовый дренаж (рисунок 10, б) – для отвода воды под зданием или площадкой;

˗ наслонный дренаж – применяется в основном при дренаже откосов и выклинивании через них грунтовых вод.

Рисунок 10 – Дренаж отдельно стоящих зданий: а – кольцевой пристенный: 1 – гравийная обсыпка; 2 – песчаная обсыпка; 3 – засыпка песком; 4 – засыпка местным грунтом; 5 – оклеечная гидроизоляция; б – пластовый: 1 – гидроизоляция; 2 – гравий; 3 – песок; 4 – дренажная труба; 5 – обратная засыпка

Существует специальный вид осушения – кольматаж, выполняемый средствами искусственного повышения уровня поверхности земли, приводящего к улучшению водного режима почвы.

Дата добавления: 2015-08-21