Дренажи, их назначение и классификация

В России традиционно при осушении земель используют два основных термина: «осушение» — удаление избытка воды сетью открытых каналов; «дренаж» — удаление избытка воды системой закрытых (подземных) водотоков. Иногда применяют термин «закрытый дренаж». В Англии, США и других странах под дренажом понимают любой вид осушения территорий. Термин «дренаж» (от англ. drain — осушать) широко применяется в мелиорации и характеризует способ осушения земель при помощи подземных водотоков-дрен в виде труб или иных полостей, принимающих избыток подземных вод и отводящих их за пределы осушаемой территории. Основное развитие дренаж получил в сельском хозяйстве. Поэтому классификацию типов дренажа заимствовали в основном из гидротехнической мелиорации сельскохозяйственных земель. Определенные виды корректировки принесли особенности применения дренажа в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве.

По целевой направленности различают следующие типы дренажей:

• осушительный — для осушения избыточно увлажненных минеральных и торфяных почв;
• рассоляющий — для борьбы с засолением орошаемых земель, используемых в сельском хозяйстве и на территориях объектов ландшафтной архитектуры в засушливых зонах;
• аэрационный — усиливающий газообмен тяжелых глинистых почв на территориях различных объектов. Такой тип дренажа применяется в ландшафтном строительстве при освоении тяжелых, холодных почв, а также при реставрации исторических деревянных строений с земляным подпольем.

По принципу действия различают следующие типы дренажей:

• систематический (рис. 3.1, а) — равномерно распределенный по осушаемой территории;
• выборочный (рис. 3.1, б) — охватывающий отдельные контуры осушаемой территории;
• головной (отсечный) — перехватывающий избыточные подземные воды, поступающие на осушаемую территорию со стороны (например, с верхней части склона или при подтоплении земель).

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

• горизонтальный — когда отводящие водотоки (дрены) располагаются горизонтально с некоторым уклоном в сторону стекания воды. К нему же относятся узкотраншейные системы дренажа (рис. 3.2);
• вертикальный (рис. 3.3) — выполняется в виде вертикальных колодцев или скважин. 

Основным условием применения вертикального дренажа в сельском хозяйстве (для дренирования значительных площадей объекта) является наличие мощного водопроницаемого пласта, находящегося в гидравлической связи с лежащим выше осушаемым почвогрунтом.

Рис. 3.1. Систематический (а) и выборочный (б) типы дренажей (по Е.С. Маркову)

Рис. 3.1. 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

Рис. 3.2. Узкотраншейные системы дренажа

Рис. 3.2. Узкотраншейные системы дренажа (размеры указаны в м): а — с дренажным матом «Енкадрайн» (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  

Рис. 3.3. Схема работы дренажных колодцев вертикального дренажа

Рис. 3.3. 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

Ориентировочным показателем применения вертикального дренажа является соблюдение следующего неравенства:

кТ ≥ 100 м²/сут,

где к — коэффициент фильтрации, м/сут; Т — толщина водопроницаемого и водовмещающего пласта, м.

По отношению к рельефу различают следующие типы дренажей:

• поперечный (рис. 3.4, а) — когда дрены имеют направление поперек склона; применяется при значительных уклонах (более 0,005);
• продольный (рис. 3.4, б) — когда направление дрен совпадает с уклоном склона.

 

Рис. 3.4. 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 различают следующие типы дренажей:

• трубчатый (гончарный, деревянный, асбестоцементный, пластмассовый, пористый бетонный и др.);
• полостной — без использования труб (кротовый, щелевой);
• полостной с заполнителем (например, фашинный, щебневой, гравийный и т.д.).

По материалам, из которых выполнен дренаж, 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 (ПВХ), полиэтилена низкого давления (ПНД), полиэтилена высокого давления (ПВД), полипропилена (ПП). На сегодняшний день это основной вид дренажа, на долю которого приходится 80...90 % всего строящегося дренажа.

Под объекты ландшафтной архитектуры выделяют специальные типы дренажей:

• двойной дренаж — применяется на участках с высокой плотностью посадок древесно-кустарниковой растительности, на которых затруднен ремонт дренажной сети;
• дренаж Реролле (рис. 3.5) — для тех же условий;
• береговой дренаж — для осушения в поймах рек;
• тальвеговый дренаж — для осушения отдельных тальвегов;
• лучевой дренаж (рис. 3.6) — применяется как на доступных для работ объектах, так и в условиях городов и поселков, где открытые работы невозможны или сильно затруднены;
• кольцевой пристенный дренаж (рис. 3.7, а) — применяется как самостоятельно, так и в комплексе с систематическим дренажом;
• пластовый дренаж (рис. 3.7, б) — для отвода воды под зданием или площадкой;
• наслонный дренаж — применяется в основном при дренаже откосов и выклинивании через них грунтовых вод.

Рис. 3.5. Дренаж Реролле

Рис. 3.5. Дренаж Реролле: а — исторический (по А.М.Думбляускасу): 1 — дренажная трубка; 2 — тройник керамический; 3 — вертикальная трубка; 4 — опора; 5 — защита стыков; 6 — водосборный шурф; б — современная интерпретация: 1 — раструбная канализационная труба диаметром 75 или 110 мм; 2 — тройник пластиковый размером 75 x50 x87,5° или 110 x50 x87,5°; 3 — раструбная канализационная труба 50x0,25 м; 4 — водосборный шурф; 5 — геоткань; 6 — дренажная засыпка (щебень, гравий)

Рис. 3.6. Лучевой дренаж

Рис. 3.6. Лучевой дренаж: а — разрез и план: 1 — 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; r₀ — радиус лучевой дрены; R — радиус влияния лучевого дренажа

Рис. 3.7. Дренаж отдельно стоящих зданий

Рис. 3.7. 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.

 

Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер