Осушение земель механическим водоподъёмом.

Механическую откачку воды применяют в тех случаях, когда уровни воды в водоприемнике периодически или постоянно нахо­дятся выше уровней воды в осушительной сети.

Механический водоподъем используют в основном при осу­шении обвалованных территорий - приморских, приозерных и речных (пойменных) польдеров, а также польдеров, примыкаю­щих к водохранилищам. Так, на польдерных системах в поймах рек Ирпень, Трибеж, Тясмин, примыкающих к водохранилищам Днепровского каскада, построены крупные насосные станции про­изводительностью каждая 60...85 м³/с. На речных польдерах За­карпатской области откачка воды осуществляется шестью насос­ными станциями общей производительностью 32,3 м³/с.

В отдельных случаях, когда опасности затопления нет, но уровень воды в водоприемнике все-таки выше, чем в осушитель­ных каналах, применяют машинное осушение без устройства ог­радительных дамб. Такие системы устраивают при осушении тор­форазработок, строительных площадок, замкнутых и безуклонных территорий во избежание заглубления водоприемника.

Осушение пойменных земель с механической откачкой воды имеет ряд преимуществ по сравнению с самотечным осушением.

Во-первых, механический водоподъем дает возможность уп­равлять процессами стока с осушаемой территории, т. е. ускорять отвод воды во влажные периоды года и замедлять его в засуш­ливые. Этим самым можно осуществлять эффективное регули­рование водного режима почв на обвалованной территории.

Во-вторых, благодаря механическому водоподъему на поймах и низменностях можно понижать уровни грунтовых вод на сель­скохозяйственных угодьях в более короткие сроки, чем при само­течном осушении, и тем самым обеспечивать проведение весен­них полевых работ в более ранние сроки, а осенью – лучшую проходимость уборочных машин.

В-третьих, путем откачки можно понижать уровни грунтовых вод и в зимнее время, что способствует поддержанию в почве лучшего водно-воздушного режима почв и снижает объем весен­него стока.

К недостаткам механического осушения следует отнести боль­шие капиталовложения на устройство дамб и насосных станций (повышается стоимость систем примерно на 30%), а также высо­кие эксплуатационные расходы, включающие стоимость откачки воды.

Несмотря на эти недостатки, осушение пойменных земель с механическим водоподъемом является эффективным и перспек­тивным, так как позволяет осуществлять большую мобильность и гибкость в управлении водным режимом земель, не затрагивая проблем по регулированию крупных водоприемников и мелиора­ции земель в разрезе гидрографических бассейнов.

На польдерных осушительных системах в дополнение к обыч­ной осушительной сети проектируют: 1) защитные дамбы; 2) на­сосные станции; 3) водовыпуски в дамбах; 4) сборные или регу­лирующие бассейны (рис. 3.8 и 3.9).

 

 

Рис. 3.8 - Схема приморской польдерной системы:

1 - береговая линия; 2 - река; 3 - оградительная дамба; 4 - дренирующий канал у дамбы; 5 - насосная станция; 6 - нагорно-ловчий канал; 7 - осушительная сеть внутри польдера; 8 – граница периодического затопления; 9 - горизонтали

 

Рис. 3.9 - Схема польдерной осушительно-увлажнительной системы в пойме реки: 1 - река; 2 - оградительная дамба; 3 - выпускной шлюз в дам­бе; 4 - насосная станция; 5 - регулирующий бассейн (расширенная часть магистрального канала);

6 - открытые осушительно-увлажнительпые каналы; 7 - закрытый дренаж; 8 - шлюзы-регуляторы на каналах; 9 - нагорно-ловчий канал; 10 - водохра­нилище; 11 - граница поймы

 

Компоновка узла насосной станции приведена на рис. 3.10.

В периоды, когда горизонты воды в водоприемнике находятся выше, чем в осушительных каналах внутри польдера, отвод воды обеспечивается с помощью насосных станций. На речных польдерах насосные станции включаются периодически: в весеннее половодье и в периоды дождей. В осталь­ное время, когда уровни воды в водоприемнике находятся ниже горизонтов воды в осушительных каналах, вода из польдеров от­водится в основном самотеком через выпускные шлюзы в дамбах.

 

Рис. 3.10 - Компоновка уз­ла насосной станции:

1 - река-водоприемник; 2 - концевая часть магистрально­го канала; 3 - оградительная дамба; 4 - выпускной шлюз в дамбе; 5 — подводящий ка­нал к насосной станции; 5 - водоприемная камера; 7 - на­сосная станция; 8 - выпуск­ной колодец; 9 - отводящий канал

 

Самотечный сброс воды может осуществляться и через специаль­ные трубопроводы внутри насосных станций. Продолжительность чистой работы насосных станций на речных польдерах составляет 15...30% времени года. На приморских польдерах и польдерах в зонах водохранилищ насосные станции обычно работают по­стоянно.

Насосные станции и водовыпуски в дамбах могут служить также для подачи воды на польдер из водоприемника для увлаж­нения почв.

Чтобы снизить мощность насосных станций и повысить рав­номерность работы агрегатов, перед насосными станциями уст­раивают сборные или регулирующие бассейны. Накапливая в се­бе часть паводковых вод, которые будут откачаны после прохож­дения паводка, регулирующие бассейны дают возможность сни­жать расход насосных станций.

При откачке из польдеров бытовых вод сборные бассейны будут накапливать воду в периоды остановки насосов и тем са­мым уменьшать количество их включений.

В качестве сборных бассейнов используют: а) естественные понижения и водоемы, которые соединяют с магистральным ка­налом; б) регулирующую емкость каналов, получаемую за счет увеличения поперечного сечения нижнего участка магистрального (подводящего) канала.

Глубину регулирующих бассейнов устанавливают с таким рас­четом, чтобы уровень воды в нем во время паводка не превышал максимальный расчетный уровень воды в магистральном кана­ле. Дно бассейна проектируют примерно на 0,5 м ниже дна впа­дающих в него каналов для осаждения здесь наносов и обеспе­чения надежной работы осушительной сети.

На польдерных системах значительны эксплуатационные рас­ходы по перекачке воды насосными станциями, поэтому прини­мают все меры к снижению количества перекачиваемой воды и увеличению до максимума самотечного сброса воды. Для этого осушаемые территории со стороны прилегающих водосборов ог­раждают нагорными и ловчими каналами, которые самотеком от­водят воду за пределы польдеров (см. рис. 3.8).

Осушительная или осушительно-увлажнительная сеть, спосо­бы осушения и увлажнения на польдерных системах почти не отличаются от обычных осушительных систем. Однако для умень­шения высоты подъема воды насосами магистральные и другие каналы проектируют более мелкими (без излишнего заглубле­ния) и с минимальными уклонами.

Размеры осушительных каналов принимают такими, чтобы при пропуске летних паводковых расходов не допускалось подтопле­ние, т. е. расчетный горизонт в каналах поддерживался бы на 0,4..., 0,5 м ниже бровки. Кроме того, каналы проверяют на пропуск бытовых (меженных) расходов с целью недопущения под­поров, заиления и зарастания их.