Определение расстояний между регулирующими каналами

Расстояние между каналами регулирующей сети в значительной степени определяет величину и скорость понижения почвенно-грунтовых вод на осушаемой площади. В природных условиях действие осушительных каналов зависит от многих причин: от типа водного питания, соотношения величин осадков и испарения, глубины залегания водоупора на болотных почвах и характера подстилающего торф грунта, глубины осушителей, уклона поверхности осушаемых территорий, порозности почвы и размера пор, состояния древостоя (состава, полноты, возраста, класса бонитета) и др. Все причины с необходимой точностью учесть сложно, поэтому в практике проектирования осушительных систем используют несколько методов определения расстояния между осушительными каналами.

Гидрологический метод основан на скорости понижения уровня грунтовых вод на требуемую глубину за определенное время. Для расчета расстояния между каналами по этому методу существует несколько формул. В условиях близкого залегания водоупора, часто встречающегося при осушении земель в лесном хозяйстве, наиболее совершенной является формула проф. X.А. Писарькова, позволяющая кроме фильтрационных характеристик грунта учитывать и расход влаги на суммарное испарение:

(86)

где L - расстояние между осушителями, м; К – коэффициент фильтрации, м/сут; h₁ - начальный напор, м; h₂ - конечный напор, м (рис. 22); t - время понижения уровня грунтовых вод, сут, на величину h₁-h₂; - удельная водоотдача; е - суммарное испарение, м/сут; Р - количество осадков, достигших почвы за время t, м.

Удельную водоотдачу можно определить для минеральных почв по формуле Г.Д. Эркина:

(87)

для торфяных почв по формуле А.И.Ивицкого:

(88)

Известно, что чем больше водопроницаемость и водовместимость грунта, тем выше водоотдача и большее количество воды требуется отводить. Однако, определяя расстояние между каналами, следует учитывать и расход влаги на суммарное испарение. При его увеличении уменьшается потребность в отводе воды осушителями. Поэтому повышенная водоотдача не всегда ведет к увеличению расстояния между осушителями. Например, при лесокультурном освоении богатых торфяников можно ограничиваться редкой сетью осушителей, так как лесные культуры в молодости довольствуются малой нормой осушения, а по мере развития с усилением транспирации увеличивают суммарное испарение, способствуя понижению грунтовых вод.

Лесоводственный метод определения расстояния между осушителями основан на выявлении изменения влияния осушения на рост леса по мере удаления от каналов. Расстояние от канала на участке, где производительность древостоя снижается на один класс бонитета по сравнению с производительностью возле канала, принимается за половину расстояния между осушителями. Недостатком этого метода является то, что снижение влияния осушения по мере удаления от осушителей происходит постепенно и трудно установить предельную удаленность влияния осушения. Даже в сходных лесорастительных условиях влияние осушения на рост будет распространяться по-разному в зависимости от глубины осушителей, уклонов поверхности, состава и производительности древостоя. Совершенно недопустим лесоводственный метод определения расстояний между осушителями по оценке эффективности осушения на участках, осушенных одиночными каналами.

Технико-экономический метод определения расстояния между осушителями выявляет наибольшую рентабельность средств, вкладываемых в осушение. Очень высокую производительность древостоев можно получить при очень густой сети осушителей и дорогостоящем строительстве. Технико-экономический метод не ставит целью максимальное увеличение потенциально возможного прироста при данном богатстве почв. Его задачей является наивыгоднейшее соотношение расходов на осушение и доходов от него. Такой метод требует точного прогнозирования изменения прироста на разных удалениях от каналов, что сложно сделать. Это и является его недостатком.

Комплексный метод предлагает определять расстояние на основе всех вышеизложенных методов или части их.

По мере интенсификации лесного хозяйства расстояния между осушителями стали уменьшаться. В конце прошлого века расстояния между осушителями принимались равными 1067 м при глубине их до 1,6 м. А.Д. Дубах в 50-х годах рекомендовал расстояния на сфагновых болотах в размере 300 м, на низинных - 300-500 м. В те же годы, когда началось широкое развитие работ по осушению лесных земель, расстояния принимались до 300-400 м. В настоящее время на основе исследований различных научных учреждений и производственного опыта рекомендуются значительно меньшие расстояния (табл. 18). При грунтово-напорном питании расстояние между осушителями, указанные в табл. 18, уменьшаются на 25-30%. Снижаются на 20-25% упомянутые расстояния и при осушении лесов зеленых зон, используемых для отдыха, а при осушении лесопарков их следует уменьшать на 30-35 %.

Влияет на расстояние между осушителями и уклон местности. Располагая осушители под острым углом к горизонталям при уклонах 0,005-0,01, расстояния следует увеличить на 5-15 %.

Понижение уровня грунтовых вод на осушенных землях определяется не только отводом воды осушительными каналами, но и расходом влаги на суммарное испарение. Величина испарения, как отмечалось в Лекции 1, сильно меняется в разных зонах, уменьшаясь с севера на юг. Поэтому территория Российской Федерации разделена на девять климатических зон (табл. 19). Х.А. Писарьков и А.Ф. Тимофеев, принимая расстояния между осушителями в центральной зоне за 1, для остальных зон рекомендуют определять их с учетом зональных коэффициентов. В табл. 19 приведены уточненные на основе последних исследований зональные коэффициенты.

Расстояния между каналами при осушении земель под сельскохозяйственные культуры можно ориентировочно принимать по табл. 20. Меньшие расстояния рекомендуются для условий грунтово-напорного типа водного питания и водоупорных подстилающих грунтов.