Режим подпочвенного увлажнения

При подпочвенном увлажнении путем поддержания уровня грунтовых вод на заданной глубине (длительные подпоры) в дре­нажную сеть необходимо непрерывно подавать такое количество воды, которое компенсировало бы потери ее на испарение с по­верхности почвы. Гидромодуль увлажнения (в л/(с-га)) дол­жен составлять:

(2.37)

где е — испарение влаги, мм/сут.

При циклическом увлажнении вода в почву подается порция­ми - поливными нормами, зависящими от исходного положения уровня грунтовых вод, допустимой величины ее подъема и водовместимой способности почвы. Например, на Ирпенской осушительно-увлажнительной системе в Киевской области при подъе­ме уровня грунтовых вод с глубины 100... 120 до 50... 60 см поливные нормы составляют 400... 600 м³/га, или по 12 м³ на 1 см подъема. Для условий Полесья Украины поливные нормы, по­лученные в опытно-производственных условиях Ровенской обла­сти, приведены в табл. 2.5.

 

 

Таблица 2.5 - Элементы режима увлажнения осушаемых земель в условиях Полесья Украины для года 75%-ной обеспеченности по осадкам

 

Осушаемые земли	Элементы режима увлажнения
при глубине залегания уровня грунтовых вод 1... 1,5 м	при глубине залегания уровня грунтовых вод 0,7...1,3 м
поливная норма, м^3/га	коли-чество поли-вов	ороси-тельная норма, м^3/га	поливная норма, м^3/га	коли-чество поли-вов	ороси-тельная норма, м^3/га
Глубокие торфяники	400...500	3...4	1400...1800	400...500	2...3	1000...1200
Мелкие тор­фяники	500...600	3...4	1500...2000	400...500	2...3	1000...1200
Минераль-ные заболо-чен­ные почвы	300...400	3...4	1200...1400	200...300	2...3	600...1000

 

Оптимальная продолжительность цикла увлажнения по кро­товым дренам - 3...5 сут, по гончарным и пластмассовым дре­нам - 5...8 сут. Для проведения эффективного увлажнения в такие сроки рас­стояния между дренами-увлажнителями, как показывает прак­тика, должны быть на 30... 40 % меньшими, чем между дрена­ми-осушителями.

На рис. 2.31 приведена схема к расчету расстояния между дренами при увлажнении земель:

Рис. 2.31 - Схема к расчету расстояния между дренами при увлажнении земель:

1 - положение УГВ до начала увлажнения; 2 - то же после проведения увлажнения; 3 - поверхность земли; 4 - водоупор; 5 - дрена

 

Необходимое расстояние между дренами-увлажнителями оп­ределяют по формуле А. М. Янгеля (рис. 2.31)

(2.38)

(2.39)

(2.40)

где k - коэффициент фильтрации грун­та, м/сут; - продолжительность ув­лажнения, сут.; В - коэффициент висячести; - подпорный уровень воды над дреной, м; h ₁ и h ₂ - уровни грунтовых вод посередине между дре­нами до и после проведения увлажне­ния, м; недостаток насыщения почвогрунтов; - параметр, определяемый по зависимости arcsh х -гиперболическая функция, определяемая по графику (рис. 2.32).

Гидромодуль увлажнения (в л/с-га) при циклическом увлажнении определяют из условия:

, (2.41)

где- q _ув поливная норма нетто, м³/га; t_ув - продолжительность увлажнения, сут.

 

Рис. 2.32 - График зависимо­сти arcsh х от х

 

Как свидетельствуют данные расчетов, гидромодуль увлажне­ния в полтора-два раза может превышать расчетный модуль стока. Поэтому в осушительно-увлажнительных системах с га­рантированным водоисточником диаметры коллекторов нужно рассчитывать на гидромодуль увлажнения, что приведет к уве­личению их диаметров.

Оросительные нормы (или сезонные нормы увлажнения) в сроки проведения увлажнения определяют с помощью водно-ба­лансовых расчетов. Начало увлажнения приурочивают к началу месяца, в котором по расчету получился дефицит почвенной влаги, и корректируют с учетом фаз развития растений.

При подпочвенном увлажнении до 20% воды теряется на фильт­рацию из каналов и на холостые сбросы. Поэтому поливные а оросительные нормы брутто соответственно увеличивают.

В процессе эксплуатации осушительно-увлажнительных си­стем режим увлажнения устанавливают для различных по влаж­ности лет, но за расчетный при проектировании принимают ре­жим для года 75%-ной обеспеченности осадками.

В качестве источников увлажнения можно использовать собственный сток в каналах и водотоках или внешние (дополнительные) источники воды.

Увлажнение за счет собственного стока в каналах и водо­токах называют предупредительным шлюзованием.

Предупредительное шлюзование эффективно в первой поло­вине вегетационного периода, после дождей (когда еще не опу­стились грунтовые воды) и целесообразно, если площадь водосбо­ра осушительной системы превышает площадь шлюзования не менее чем в 20...30 раз. В течение всего вегетационного периода предупредительное шлюзование эффективно лишь на отдельных болотах интенсивного грунтово-напорного питания, имеющих ве­личину подземного притока более 1...3 мм/сут. На большинстве осушительных систем в засушливые периоды собственного стока обычно недостаточно и нужны дополнительные источники воды.

В качестве внешних водоисточников могут быть соседние ре­ки, водохранилища, озера, сточные воды и т. д. Для крупных осушительно-увлажнительных систем основным источником для увлажнения служит речной сток, накопленный в водохранилищах во время половодий и паводков. Так, на Ирпенской осушительно-увлажнительной системе в верховье реки построены водохра­нилища «Лесное» (объем воды 17 млн. м³) и «Корнинское» (объем 4 млн. м³), обеспечивающие водой всю систему. На Трубежской осушительно-увлажнительной системе вода на увлажнение заби­рается из Десны и с помощью насосных станций подается по реке Остер (против ее течения) в верховье реки Трубеж.

Целесообразны водооборотные системы, особенно на польде­рах, с использованием наливных водохранилищ или других водонакопителей (специальных колодцев и труб). На системах вертикального дренажа источником увлажнения могут служить грунтовые воды.

Однако во многих случаях не представляется возможным иметь в составе системы обеспеченный источник увлажнения из-за от­сутствия условий для сооружения плотин и требуемой водности, а также в связи с технико-экономической нецелесообразностью переброски стока из других бассейнов. Именно в таких условиях находится 60... 70% небольших объектов осушения Украины.

Поэтому по степени обеспечения водой мелиоративные систе­мы могут быть: 1) осушительными с предупредительным шлюзо­ванием, в которых для увлажнения используется собственный сток; 2) осушительно-увлажнительными с гарантированным во­доисточником.