Дренаж

Дренаж, способ осушения болот и переувлажненных земель помощью подземных каналов. Если под слоем земли, в котором обычно распространены корни растений, или под грунтом, где закладывается фундамент, залегают породы, плохо пропускающие воду (глины, твердые породы и т. и.), то дождевая вода задерживается на поверхности земли, и почва чрезмерно пропитывается водой. Чтобы освободить такую переувлажненную почву от излишков воды, роют осушительные канавы или устраивают подземный отвод воды, укладывая по дну вырытых канав водопропускающий материал или трубы и засыпая их сверху землею. Последний способ осушки обычно применяют там, где по технич. соображениям нецелесообразно проводить открытые канавы, например, в черте городов или там, где осушение заболоченных и заболачивающихся сел.-хоз. угодий имеет целью последующую их обработку. Система подземных канав для осушения таких территорий и носит название Д. Для устройства дренирующего слоя применяют различные материалы: торф, камень, дерево и трубы.

Виды Д. Дренаж из земли и торфа (ступенчатый) изображен на фигуре 1. Канаву отрывают шириной: по верху 0,7— 1,0, а по низу 0,5 м; глубина рва—не менее глубины промерзания. Дно рва на одну треть его ширины углубляют на 0,20 метров Эту канавку по дну рва перекрывают дерном или лещадным камнем, а затем все засыпают

Фигура 1.

Фигура 2.

землей в уровень с поверхностью дренируемой площади. Образовавшаяся пустота служит пространством для отвода воды. Применение ступенчатого Д. ограничивается гл. образ, торфяными почвами; в минеральных почвах ступенчатый земляной Д. закладывается редко и только в случаях временного отвода воды (при голланд. способе разработки болот). Более рациональный прием дренирования заключается в том, что по дну канавы укладывают торфяные кирпичи так, чтобы между ними оставалось пространство для отвода воды и притока воздуха (фигура 2). Размер торфяных кирпичей соответствует размерам строительного кирпича. В Германии иногда применяются кирпичи особой формы (фигура 3), которая способствует более равномерному поступанию воды в образующееся между кирпичами пространство и, следовательно, уменьшает размывание. Для выделки таких кирпичей пользуются особой лопатой—резаком (фигура 4). Торфяной Д. недолговечен, а потому мало выгоден.

Дренаж из лесных материалов. Если местность покрыта кустарником, то по дну дренажного рва (шириною по низу 0,35—0,40 м) набрасывают свежесрублен-ный хворост и покрывают его сверху слоем дерна, обращенного травою вниз. Хворост укладывается по длине и высоте с одинаковой плотностью комлями вверх по течению. Хворостяной Д. с течением времени начинает действовать медленнее вследствие уменьшения площади сечения пустот. Чтобы сделать его более надежным, а главное, чтобы увеличить его пропускную способность, хворост кладут не на дно дренажного рва, а на деревянные крестовины, расставленные по длине рва через 0,5—0,6 метров Крестовины состоят из деревянных кольев толщ. 6—10 см. Верхняя развилина козел заполняется до обреза хворостом и прикрывается сверху слоем дерна. Бо- фигура 4. лее надежный результат, особенно в иловатых грунтах, дает Д. из хвороста, связанного в фашины, то есть пучки, перевязанные через 30—40 сантиметров вицами (жгутами). Длина фашин 4—6 метров число и диаметр их находятся в зависимости от количества отводимой воды; Д. может состоять из одной фашины диам. 25—30 сантиметров или из трех фашин диам. 15—20 сантиметров каждая. При хворостяном и фашинном Д. необходимо брать свежесрубленный, длинный хворост, без листьев. Фашинный Д. перекрывается сверху дерном, мхом, вереском и тому подобное. Дренаж из хвороста и фашин применяют на старых канавах. Если местность лесистая и имеется в наличии дешевый лесной материал, целесообразнее и проще хворост и фашины заменять жердями или пилеными материалами. Простейшим типом является Д. из ровных и длинных жердей толщиной 7—10 см, уложенных рядами, отделенными друг от друга поперечными перекладинами через каждые 0,6—0,7 метров Укладка жердей проще, и сток через образуемые ими пустоты надежнее. Для увеличения пустот жерди кладут не на поперечины, а на козлы. Козлы расставляют через 0,75—

1,0 метров Крестовины делают из круглых жердей длиною 50—70 см, причем верх жердей перекрывается дерном или досками. Жерди заполняют дренажный ров на высоту 30— 50 см. Для надежности действия Д. и предохранения его от заиления между дерном и жердями прокладывают слой хвороста. Более дорогим, по сравнению с жердевым, является Д. брусковый, реечный и из решетки. Для образования пустот опиленный лесной материал укладывают в виде штабелей, причем поперечными лежнями служат

короткие обрезки брусьев или досок. Д. из опиленных материалов менее подвержен засорению и работает поэтому более продолжительный срок. Целесообразный тип Д. из полуобрезных материалов показан на фигуре 5. В Германии за последние 25 лет стали применять для Д. д о с к и или горбы-л и. Простейшей формой Д. из досок является деревянная труба, сколоченная из трех досок и уложенная на дно дренажного рва, или труба, сколоченная из толстых горбылей или пластин, обсыпанных камнем и закрытых поверх камня дерном. Т. к. соединение досок под острым углом при устройстве труб треугольного сечения представляет ряд неудобств для глубоких торфяных болот, то Бутц предложил устраивать трубы

Собирательн дрена’

Фигура 6.

четырехугольного сечения, шириной в 5— 15 сантиметров и толщиною досок в 2,5 см. Доски берутся длиною 4 метров и соединяются проволочными гвоздями. Внутренние размеры деревянных труб приняты в Австрии: по ширине в 7, 10, 12 и 15 см, а по высоте соответственно в 5, 7, 10 и 12 см. Укладка деревянных труб по дну рва и соединения их между собою указаны на фигуре 6. Вода в трубы проникает в местах долевых стыков досок и, кроме того, через специальные вырезы-отверстия размером 2,5 х 3 сантиметров в верхней части боковых досок. Эти вырезы расположены по длине труб через 0,5 метров Дренаж Бутца прост, легко укладывается, и потому в торфяных почвах в 3. Европе ему отдают предпочтение перед другими типами. В Америке Д. из деревянных труб имеет также большое распространение, но, в отличие от Д. Бутца, в трубах отсутствует нижняя доска, так что вода в них поступает гл. обр. через дно.

Д. из каменных материалов применяется в тех местностях, где камень м. б. добыт на месте работ. При этом Д. нижнюю треть рва (по высоте) заполняют плиточным (лещадным) или булыжным каменным материалом. Дно рва для каменной наброски должен быть глинистым или каменистым. Каменная наброска сверху перекрывается слоем дерна. Если просачивающаяся в дрены вода содержит илистые части, то более крупный камень укладывают под более мелкий, доводимый вверху до величины галечника; последний сверху перекрывают дерниной, обращенной травою вниз. В местностях, где легко и дешево можно достать лещадный камень, полезно из таких плит выкладывать желоба в нижней части каменной наброски. Камень в нек-рых случаях м. б. заменен кирпичом. Каменный и кирпичный Д., по сравнению с деревянным, более долговечны и работают исправно, если имеют достаточные внутренние размеры для отвода воды и расположены на мало размываемом грунте. 14з типов каменного Д. наилучшим следует считать каменный Д. в виде желобов. Д. из кирпичей представляет меньше препятствий для стока воды и в нек-рых случаях (близость кирпичных з-дов) обходится не дороже Д. из камня. При ограниченном количестве деревянных и каменных материалов в районе работ прибегают при устройстве Д. к комбинации дерева и камня.

Д. из труб. Во всех перечисленных типах Д. стараются дренирующий материал располагать так, чтобы его расходовалось возможно меньше при достаточных размерах пустот для стока воды и устойчивости дренажной системы в отношении размывающего действия просачивающейся и текучей воды. Сочетанию указанных требований минимума материала и максимума пустот удовлетворяют дрены в виде круглых гончарных или бетонных труб. Уложенные в землю ниже глубины промерзания грунта гончарные трубы представляют собою наилучший способ отвода воды из почвы и сохраняются в ней долгое время. Бетонные трубы применяются в том случае, если дренируемая почва содержит в растворе более 1% соляной, угольн. и азотной кислот. Гончарные дренажные трубы изготовляются из глины на станках особой конструкции, высушиваются на воздухе и обжигаются в кирпичеобжигательных печах. В зависимости от диаметра они делаются длиною от 30 до 90 сантиметров и укладываются по дну рва впритык с зазором в 0,5—1,0 миллиметров; работа дрен происходит через стыки, а не через стенки труб. Трубы должен быть хорошо обожжены, издавать при ударе звонкий звук (не изменяющийся и в том случае, если труба пропитается водою), иметь вполне определенные и одинаковые по всей длине диаметр и толщину стенок, иметь внутри и в обрезах гладкие и в осевом направлении прямолинейные стенки. Впитывание воды трубою в продолжение 24 ч. не должен быть свыше 15% по объёму. В изломе труба должна иметь однородное строение и не содержать включений извести и камня. Хорошие трубы должны надрезаться ножом на глубину не более 1 миллиметров. Толщина стенок существующих размеров при обычной глубине закладки до 1,4 метров вполне выдерживает давление находящегося над трубой слоя земли. Размеры и вес 1 000 шт. гончарных дренажных труб приведены в таблице 1.

Таблица 1.—Р аз меры и вес гончарных дре-н а ж н ы х труб.

Внутр. диаметр труб в см.	4	5	6,5	8	10	13	16	18	21
Толщина стенок в миллиметров.	12	13	15	16	18	21	24	26	29
Вес 1 000 штук в т.	0,95	1,25	1,75	2,35	3,20	4,80	7,00	8,50	12 00

Потребное на один га дренируемой площади количество труб зависит от принятою расстояния между дренами. При нормальных условиях дренирования тяжелых почв через 20 метров на один га требуется около 2 000 штук дрен, считая в том числе на неизбежный бой 5%. Шевиор (Schevior) исчисляет на один п. м дрен 3,3—3,5 штуки. Дренажная линия из ряда трубчатых дрен распространяет свое действие в обе стороны от дрены на расстояние, зависящее от свойства почвы, то есть от способности почвы удерживать воду, и от глубины закладки дрен. В глине вода отводится медленнее, в песке и песчаном

Фигура 7.

грунте быстрее; чем глубже заложен Д., тем дальше в стороны он действует. Элементарная схема действия Д. на понижение горизонта почвенных вод показана на фигуре 7. Для с.-х. целей дрена должен быть проложена так, чтобы горизонт понижения воды в середине между дренами соответствовал горизонту, при к-ром происходит наилучшее развитие растительности (для пашни на глубине 70 еда, луга—50 сантиметров и сенокоса—34—40 еда).

Системы Д. Совокупность проложенных на определенной длине труб или дренирующих материалов составляет дренажную линию. Избыточная вода из почвы поступает в дрену, которая в этом случае носит название осушителя или осушительной дрены; отсюда вода поступает в собирательные дрены, или т. н. коллекторы, и далее—в водоприемник. Все описанные типы Д. по отношению к горизонталям местности располагаются тремя способами (фигура 8). 1) П о-перечный Д. получается, когда коллектор располагается по наибольшему уклону местности, а всасывающие (осушительные) дрены—по направлению горизонталей. При таком устройстве достигается полное перехватывание воды и отчасти исключается необходимость прокладки более частого Д.

2) Продольный Д. получается, когда

осушительные (регулирующие) дрены располагаются по наибольшему уклону местности, а коллекторы—по направлению горизонталей; при этом часто не захватывается вся площадь между дренами. Продольный Д. применяют в случае наличия на дренируемой площади постоянного притока почвенной воды. 3) Экономич. Д.—когда осушители располагаются под углом ок. 45° гс горизонтали местности. Этот тип Д. дает возможность быстро отводить воду. Параллельное и равномерное расположение осу

шителей, собранных в группы, применяется в случае осушения угодий или местности с равномерными условиями почвенной сырости. На участках с неравномерной степенью влажности и заболоченности осушители располагаются неравномерно и непараллельно (фигура 9). Все указанные виды Д. относятся к категории горизонтальных Д.

Вертикальные (голландские) Д. представляют собою колодцы или вертикальные трубы, верхние части которых всасывают почвенную воду, а нижние—отводят ее в водопоглощающие слои.

Вертикальный Д. устраивается в виде скважин, заполненных хворостом,в виде шурфов или колодцев, заполненных камнем или обделанных срубом(фигура 10), или же в виде опускных колодцев из дренажных труб (фигура 11). При большой глубине водопоглощающ. слоев дренажная вода м. б. спущена водопоглощающими буровыми скважинами (фигура 12) или колодцами с фильтрами (фигура 13). Устройство вертикального Д. возможно лишь при отсутствии напорных вод выше скважины.

Глубина заложения дренажных линий. Дренажные осушители закладываются на такую глубину, при которой достигалось бы понижение воды, требуемое хозяйственными или санитарно-технич. условиями. Заложение дрен прежде всего должен быть ниже глубины промерзания почвы. Глубина заложения дрен для улучшения водно-воздушных и темп-рных условий почвы должен быть около 1,4—

1,5 да. Глубина заложения дрен в садах, на плантациях свеклы, хмеля, люцерны, гороха и других растений, дающих длинные корни, должна быть в пределах 1,5—2,0 да. Глубина заложения осушителей при осушении угодий, предназначаемых под луг, ок.

1,0 м, а угодий, предназначенных под возделывание плугом, 1,25 да. Д. закладывается глубже указанных величин в том случае, если необходимо заложить его в твердый грунт или достигнуть водоносного слоя, являющегося причиной заболачивания. Такие дрены устраиваются, например, при перехватывании водоносных пластов, выклинивающихся у подошвы склона водораздельной возвышенности. Такие перехватывающие дрены носят название ловчих, нагорных, головных дрен. При закладке Д. для очистки сточных жидкостей на полях орошения или на полях фильтрации глубину заложения дрен берут в зависимости от состава почв и происходящих в них биологических процессов в пределах глубины, допускающей полную очистку сточной жидкости. Более глубоко закладывают

Фигура 12.

Фигура 11.

Фигура 10.

Фигура 13.

закладке дрен в торфянистых почвах необходимо увеличивать глубину, учитывая неизбежную осадку торфов в 15—20%.

Расстояние между дренами. От правильно выбранного расстояния между дренами зависят быстрота и равномерность осушения дренируемой площади и средняя стоимость осушки 1 га. При очень больших расстояниях между дренами в средней полосе между ними остается недоосушенное пространство; если же это расстояние уменьшить, то хотя осушка будет полная, но стоимость ее будет велика и несоразмерна с интен сивностыо эксплуатации участка. Расстояние между дренами увеличивается при увеличении глубины закладки дрен. На фигуре 14 показана зависимость понижения уровня почвенной воды от расстояния между дренами, а на фигуре 15— от глубины их расположения.

Т, к. с глубиной, по практич. соображениям, можно оперировать в узких пределах, то изменяют гл. обр. расстояния

100—80 80—60 60—10 10—30 30—20 20—10 10— о

8—10

10—12

12—14

14—16

16—18

18—20

20—24

Копецкий определяет расстояние между дренами при глубине заложения дрен в 1,3 метров в зависимости от количества промывных частиц величиною менее 0,01 миллиметров (табл. 3). Расстояние между дренами (по Копецкому).

Характер подпочвы сяжелые глины и суглинки

Слабо песчаные.

Песчаные глины.

Плотные суглинистые или песчано-глинистые слои. Сильно песчанистые глины Сильно глинистые пески или перегнойно-песчаные почвы (свыше 5% перегноя) ..

Слабо глинистый песок. Песок..

Содержание промывных частиц < 0,01 миллиметров в %	Содерж. глинистых частиц в %	Расстояние между дренами в м	Расстояние, вы-раж. в частях глуб. заложения
Свыше 70	Свыше 55	8—9	В 7 раз больше
70—55	55—40	9—10	глубины 7,5
55—40	40—25	10—12	7,5—9
40—30	25—15	12—14	9—10,5
30—20	15— 7	14—16	10,5—12
20—10	7—2	16—18	12—14
Ниже 10	Ниже 2	18—20	14—15
		20—24	—

Винцент (Vincent) предлагает при глубине заложения дрен в 1,25 метров брать расстояние между ними для мокрой суглинистой почвы в 12, а в проницаемой почве в 15 раз больше против глубины их заложения. Леклерк берет следующие расстояния:

Фигура 15.

от затопляемости дренируемой площади речными водами, от уклона дренируемой площадки, от системы Д., от характера почвы (песчаная, супесчаная, суглинистая или глинистая), от степени ее водопроницаемости и от содержания в ней извести, углекислого кальция, гумуса и железа. Расстояние между дренами определяют в зависимости от наличия в почве промывных и глинистых частиц. Расстояние между дренажными осушителями, в зависимости от содержания в дренируемой почве промывных частиц не крупнее 0,04 миллиметров, указано в таблице 2.

Таблица 2. — Расстояние между дренажными осушителями (по Корнелла).

Содержание промывных частиц не крупнее 0,04ли< в %

дрены в случае добывания питьевой воды. Минимальную глубину закладки дрен считают 70 сантиметров от поверхности земли. При

Расстояние между дренажными линиями в м

Фигура 14.

между дренами в зависимости: от величины атмосферных осадков и их распределения,

В крупном песке.. 16—18 м

» » железистом песке. 13—15 »

» мелком землистом„песке. 10—12 »

» глинистом песке.. 12—14 »

» пластичной глине .. 6— 7 »

» обыкновенной глине.. 9—ю »

» песчанистой глине .. и—14 »

Санитары, комитет Лондона установил след. нормы расстояния и глубины дрен (в м): Расстояние Глубина

Очень дикие и тяжелые почвы. 4,57— 6,40 0,76—0,84

Средние почвы. 6,71— 9,15 0,92—0,99

Легкие почвы. 10,06—20,13 1,07—1,37

По более поздним англ, данным, расстояние между осушительными дренами надлежит брать для тяжелых глинистых почв равным 4—6-кратной глубине заложения, для суглинистых 6—8-кратной, а для легкой почвы 8—10-кратной. В табл. 4 указаны расстояния между дренами, принятые Силезской генеральной комиссией, в зависимости от системы Д., при глубине заложения дрен: 1,25 метров на полях и 1,0 метров на лугах, при минимальном уклоне от 1 : 250 до 1 : 300.

Таблица 4. — Расстояния между дренами по нормам Силезской генеральной комиссии.

Характер почвы	Продольный дренаж в м	Поперечный дренаж в м
Песчаные почвы.	24—30	29—36
Супесчаные почвы.	20—24	24—29
Песчаные суглинки. Песчаная почва с ва-	13—20	19—24
лунами.	14—16	17—19
Тяжелый суглинок.	12—14	14—17
Тяжелая глина.	10—12	12—14

В зависимости от содержания извести расстояние увеличивают следующим образом: Содерш. извести в %. 15 30 60

Увеличение расстояния в м 0,5—2,0 1,0—2,0 2,0—3,0

При этом меньшие цифры соответствуют тяжелым почвам, а большие—легким. При обильном содержании железа расстояние между дренами уменьшается. При значительном содержании гумуса, для песчаных почв расстояние уменьшается, а для глинистых почв увеличивается. Брейтенбах, кроме того, ставит расстояние между дренами в зависимость от гигроскопичности почв, причем для глубины дрены в 1,25 метров расстояние Е между дренами он определяет по ф-ле:

7ТТ _ 1,621 — lg Н

~ 0,055 ’

где Н — значение гигроскопичности в %.

При разнородных грунтах для определения расстояния между дренами Блаут (Blauth) дает следующий графическ. метод. Пусть дренируемый слой (фигура 16), за исключением перегнойного слоя, состоит из двух разнородных грунтов мощностью t₁ и ί„, требующих по каким-либо нормам расстояния между дренами 22 и 13 метров Отложив от вертикальной оси, проходящей через дрену

D, в обе стороны расстояния γ и ~, находят указанным на фигуре 16 построением точки В, М и О. Для того чтобы точно определить среднее расстояние, соответствующее какому-то среднему грунту, необходимо из точки О провести до пересечения с поверхностью почвы параллельно линии DB линию ОК. Расстояние АК и будет равно половине того среднего расстояния, которое нужно взять для данных почв.

Расстояния между дренами т. н. экономического Д. определяются графически след. образом. На продольн. профиле, представляющем изображение дренируемой площадки, наносят верхнюю дрену D на глубине от поверхности t и из точки D проводят горизонтальную прямую до встречи с поверхностью земли в точке К. В точке К опять закладывают дрену на глубину t и опять, проводя горизонтальную прямую, определяют расстояние DK и т. д. Отрезки ΚΏ и КВ и

будут искомыми расстояниями между дренами. При выборе расстояний между осушителями лучше брать, как правило, большее расстояние между дренами, так как впоследствии, в случае необходимости, легче будет проложить промежуточную дрену.

Расчет и проектирование Д. Количество осадков, попадающих в Д. Для правильного подбора поперечного сечения дрен необходимо знать наибольшее количество отводимой при посредстве дрен с единицы площади.в единицу времени воды, или т. н. модуль дренажного стока. Количество попадающих в дрены осадков зависит гл. обр. от продолжительности и величины осадков, от проницаемости, вла-гоемкости и слоистости почв, от величины испарения, от характера растительного покрова и от количества воды, попадающей в дрены из водоносных пластов. Количество воды, поступающее в дрены, различные специалисты определяют различно. Леклерк находил, что при максимуме осадков в 10 миллиметров за день просачивается через почву и достигает дрен 74,5% этих осадков. Период стока последних равен 36 часам, что составляет 0,75 л/ск на га. По Мангону и Дебову (D6-bauve), количество просочившихся в дрены осадков равно не 74,5%, а 50%, что дает при том же сроке отводимой воды 0,375 л/ск с га. Стивенсон (Stephenson) принимает сток с га в 1,31 л/ск. Винцент считает, что месячное количество осадков в 60—80 миллиметров отводится Д. в 14 дн., что дает с га 0,6 л/ск. Фридрих принимает: для тяжелых глин 0,65 л/ск с га, для проницаемых почв—0,75 л/ск и для почв очень проницаемых 1,0 л/ск. Проф. Шпетле (Spottle) считает: для проницаемых почв 0,70—2,10 л/ск, для обычно дренируемых почв 0,5—0,70 и для очень тяжелых глинистых почв 0,35—0,50 л/ск. У нас, особенно в зап. половине Союза, подсчет поперечного сечения дрен целесообразно вести на расход воды, исчисляемый по методу Фау-зера, к-рый принимает расчетное количество осадков за время декабрь—март, а период стока в 14 дней, причем считает, что для среднетяжелых почв просачивается осадков:

При уклоне от 0 до 2%.. 50%

» »> » 2 » 8%.. 45%

» » » 8 » 14%.. 40%

» » » 14 » 20%.. 35%

» » свыше 20% .. 30—20%

Расчет трубчатого Д. Расчет поперечного сечения дрен обычно ведут только для Д. из труб; для других типов Д., имеющих более значительное сечение, расчеты не делаются, за исключением очень немногих случаев, например для дрен на полях сушки гидроторфа, на полях фильтрации сточных вод и тому подобное. Скорость течения воды по дренажным трубам берут в пределах от 0,20 до

1,0 м/ск и для этих предельных величин скоростей определяют уклон труб, принимаемый в пределах от 0,005 до 0,03. Скорость течения воды по трубам (в м/ск) определяют по формуле Шези (Chezy):

V — с I/RJ,

где R—гидравлич. радиус в м, J=~—уклон труб, с—коэфф. скорости, причем, по Ба-зену (Bazin):

_г 87

где у=0,19 -У 0,24. При R=^ получим:

с± ⁸⁷ ·

1₊^

V d

Скоростной коэфф-т с можно определить по сокращенной формуле Гангилье-Куттера (Ganguillet-Kutter):

„ юо Vr

С=-“ ϊ

т+ у R

где т—постоянная величина, равная (по Щпетле) 0,27. При работе труб полным сечением, но без напора

v= c₀VdJ,

с 87 87

где с»=2’ ^а в-—=2у"

1+ -%= 1 + ~

У R V d

Значения коэфф-та с₀ для разных диаметров указаны в таблице 5.

Таблица 5 .—3 н а ч е н и я коэффициента с₀при разных диаметрах дрен.

Автор	Диаметры			дрен в		см
Автор	4	5	8	10	13	16
Крюгер.	12,5	13,0	16,0	17,3	18,8	20,0
Базен у= 23.	13,0	14,0	16,4	17,5	18,9	20,0
» У=0,19.	15,0	16,1	18,6	19,7	20,2	22,3
Гергардт.	17,2	18,2	20,5	21,2	22,3	22,7

В Германии для определения скорости течения воды в дренах часто пользуются формулой Винцента:

,_{= 3},59/0|Л

где /с—дренажный коэфф., к-рый при й= 4, 5, 8, 10, 13, 16, 18 и 20 сантиметров соответственно равен 0,71, 0,75, 0,80, 0,83, 0,86, 0,88, 0,90, 0,91; h—уклон в м на длину J в м, a d—диаметр труб в м. При 1=100 метров имеем:

V=3,59 k >

где h—уклон в процентах.

В Америке расчет дренажных труб ведут по формуле Маннинга:

где R—гидравлич. радиус в м, J—уклон, п — коэфф. шероховатости=0,011 -У 0,013. Подставив в эту формулу среднее значение п по опытам америк. департамента земледелия, получим т. и. формулу департамента земледелия (U. S. D. А.):

п=90 R* JK

Ф-ла испытана для дренажных труб диам. 100—300 миллиметров и дает на 10—15% преувеличенный результат для труб малого калибра. Проф. Дизеренс (Цюрих) для малых диаметров берет коэфф. равным не 90, а 62,5.

Расход воды, на к-рый должен быть рассчитаны дрены, равен:

Q=wq,

где <7—поступление воды в дрену в м³/ск с 1 га, ω—площадь в га, с которой поступает вода. Пропускная способность дрен рассчитывается при заполнении сечения на 81,1% соответственно наибольшей средней скорости, или на 94,5% соответственно наибольшему расходу. Зная поступающее в дрену количество воды Q и уклон J дренажной линии, можно определить нужный диаметр дрены d по формуле:

©= 0,32 · d‘- J“,

где равно 62.5-У90. Для упрощения подсчетов можно пользоваться графиками, изображенными на фигуре 17.

Наименьшие и наибольшие уклоны. Уклоны дренажных труб берутся в пределах 0,005—0,030 и значительно превосходят уклоны для открытых осушительных канав, так что при слабых уклонах местности приходится отказываться от трубчатого Д. и переходить к каменному или деревянному Д., которые вследствие большего сечения представляют меньшую опасность заиления, а потому могут иметь меньшие уклоны (0,001—0,005). Значение уклона, соответствующее той или иной скорости, можно найти из ф-лы _V2 ^ _v2

^{0 =} с^!· R ⁼ с}· d ’

полученной из первоначальной ф-лы Шези, где V—скорость в м/ск, с„—значение коэфф. по табл. 5, d—дйам. в м. Предельные максимальные и минимальные уклоны, высчитанные по этой формуле для диаметров дрен от 4 до 16 сантиметров в предположении v_min =0,20 м/ск и г>_шжс=1,0 м/ск, указаны в таблице 6.

Таблица 6.—П редельные уклоны дренажных труб.

d в см	J max	J min
4	0,080	0,0032
5	0,056	0,0023
6,5	0,040	0,0019 0,0013
8	0,035	0,0019 0,0013
10	0,024	0,0009
13	0,017	0,0007
16	0,013	0,0005

тах дренам можно давать уклон 0,001— 0,002, но не меньше. В американской практике принимают следующие минимальные по территории дренируемого участка. Для составления почвенно-геологич. разрезов делают буровые скважины или роют шурфы.

уклоны дрен для 100-лш труб: при глинистых почвах—0,002, при песчаных—0,003; для коллекторов диаметром до 300 миллиметров— 0,0015, а свыше—0,005.

Наибольшая длина осушительных (регулирующих) дрен определяется рельефом местности, системой Д. и диаметром дрен. Ана-литич. зависимость между отдельными элементами, влияющими на длину дрен, выражается ф-лой:

η Ttd²V

"4bq⁹

где ϊ—длина регулирующей дрены в м, b— расстояние между дренами, ν—скорость течения воды, d—диаметр, q—модуль внутреннего (дренажного) стока. Обычно для поперечного Д. длина дрены берется от 80 до 150 м, а для продольного Д. 150-1-250 метров При необходимости придать дренам искусственный уклон верхний конец дрены должен возвышаться над нижним не более чем на 0,3 л. Длина коллекторных линий может достигать 1 000 метров.

Проектирование и устройство дренажа. Для составления проекта Д. требуется план топографической и нивелир, съемки в масштабе 1/2000—1/2500 с горизонталями через 0,1—0,2 .м, а при более крутых склонах — через 0,25 — 0,50л. Кроме -того, по отдельным характерным участкам или будущим дренажным линиям требуется иметь разрезы почв, по которым можно было бы получить представление о водоспускных и водонепроницаемых слоях почвы и подпочвы, их мощности и глубине залегания, а также о площадном распространении их

Число шурфов и скважин определяется геологии. строением дренируемой территории. По данным галицийских работ, берут один шурф на 5 за. При изыскании под опытные участки и застройки берут по одному шурфу на га. На плане или в пояснительной записке указывают: расположение водоприемника и всех сооружений на нем, отметки горизонта воды, соответствующего межен-нему и высокому уровням воды, и, по опросам жителей или гидрометрическ. наблюдениям, продолжительность стояния в водоприемниках высоких вод. Кроме технич. и естественно-историческ. данных, необходимо также выявить данные экономии. и с.-х. порядка, чтобы была возможность точно выяснить интенсивность будущего Д. и нормы понижения грунтовых вод. Когда т. о. будут выяснены все необходимые данные, приступают к составлению проекта. Определяют положение коллекторов, главных и второстепенных, и осушителей, группируя их в отдельные системы. Устанавливают величину площади, обслуживаемой отдельным коллектором, и впадающих в него осушителей, расстояние между осушителями и глубину закладки осушителей и коллекторов. При выборе направления коллекторов следует руководствоваться тем, чтобы число их было минимальным. Устье дренажных коллекторов или непосредственно примыкает к водоприемнику или соединяется с ним при помощи канав. Диаметр дренажных труб должен быть так подобран, чтобы от вершины к устью скорость увеличивалась. Сдвоенные дрены располагают не рядом, а на расстоянии.

Т. Э. m. VII.

принятом для осушителей. При проектировании необходимо соблюдать скорости в пределах 0,20 -у1,0 м/ск, беря в крайнем случае как минимум: для обычных почв 0,15 м/ск и для сыпучего песка 0,35 м/ск.

Диаметр всасывающих линий следует брать не мень-. ше 5 см, длины осушителей не больше 200 метров При дренировании однородных и равномерно заболоченных почв дренажные осушители прокладывают параллельно друг другу. Для осушения неравномерно увлажненных почв прокладку дренажа ведут зонально, перехватывая ключи (фигура 9) или способствуя отводу воды из западни (фигура 18), причем наиболее успешный отвод ключевых



	-
	-


Ч
V	-
- ¹-->-
—_____

Фигура 18.

Фигура 19.

Фигура 20.

вод достигается перекрытием дрен щебнем или гравием (фигура 19—22) или прокладкой дрен с отверстиями в верхней половине трубы. Прокладку дренажных линий нельзя производить по дну, под дном или же вблизи водоотводных канав. Недопустимо также

Фигура 21.

Фигура 22.

пересечение собирательных канав. Если это представляется неизбежным, то располагают выше капав коллектор и пересекают канаву в одном каком-либо месте (фигура 23), укладывая здесь канализационные трубы или надевая муфты на стыки гончарных ^тРУб, с заделкой стыков в обоих случаях. От древесных насаждений коллектор должен быть расположен на расстоянии не менее как в 15—20 м, во избежание прорастания корней деревьев в коллектор. В случае надобности произвести осушку полосы, обсаженной деревьями, осушительные дрены делают короткими и располагают на расстоянии 6— 10 метров от деревьев (фигура 24). При дренировании больших площадей парков и садов иногда применяют дренаж Реролля (фигура 25), устанавливая через каждые 5 ж по длине осушителя вертикальные отводы, идущие в ямы, заполненные камнем. Собирающаяся

Фигура 23.

в этих ямах вода поднимается по вертикальным трубам в осушители и отводится ими в коллектор; трубы осушителя соединяются надвижными муфтами. При пересечении осушителями дорог отвод воды производится таким же способом, как и при

Ряд.

^Улща пересечении канав.

Фигура 24. В целях предохране ния труб от неизбежного заплывания при прокладке их в плывучих грунтах, стыки перекрывают толем шириною в 10 —15 см, обертывая им трубы

1,5 — 2 раза и прикрепляя туго натянутой проволокой. Дренирование почвы, содержащей ключи, производят при помощи коротких дрен (фигура 26), если ключи при от-рытии рва постепенно уменьшают свой дебит; если же в прокопанный ров вода из ключей поступает равномерно, не уменьшая дебита, то дренирование ключей производят посредством расходящихся коротких осушителей (фигура 27) или собирают ключевую воду при помощи дренажных колодцев (фигура 21 и 22). При оплывах и сдвигах земляных сооружений, вследствие присутствия в них водопроводящих слоев, последние перехватывают дренажем __ _

(фигура28—31).При - == .*1

осушении полот- ?:·;

на обыкновенных - -* у -

дорог применяют вертикальный Д., J -Ч С Ч ^ состоящий из заполненных щебнем, песком или фашиной ям диам.

0,3—0,7 метров и глубиною 0,6—2,0 м, отрытых через каждые 10—20 метров по ^фиг· ²⁵·

оси дорог. В торфяном грунте укладку труб делают по предварительной наброске вереска на дно рва и уплотнении его круглой деревянной трамбовкой; сверху трубы также забрасывают вереском. Наилучший уклон для таких дрен 0,0010—0,0025.

Для надзора за правильным действием дренажной сети необходимо в местах соединения нескольких коллекторов устраивать

Фигура 26.

дренажные колодцы из бетонных или глазурованных труб (фигура 32) или настоящие каменные и бетонные колодцы (фигура 33). В местах перепадов устраивают перепад-ные колодцы из глазурованных труб (фигура 34) или бетонные (фигура 35). Д. успешно применяется для устранения сырости в зданиях. Причиной сырости в зданиях часто яв-

ляется, кроме недоброкачественности материалов, близость почвенной воды и недостаточный отвод дождевой воды с крыш. Д. для осушения зданий закладывается ниже фундамента на расстоянии 1 метров от стен здания;

Фигура 28. Фигура 29.

материалом служат обыкновенные дренажные гончарные или цементные трубы. Для более успешного действия Д. снабжают вертикальными дренами или колодцами. Поступление в осушительные дрены дождевых

Фигура 30. Фигура 31.

вод нежелательно, и для последних лучше делать в сырых зданиях самостоятельные отводы.

Разбивка и производство работ. Разбивку Д. ведут след, образом: через 10 метров намечают кольями направление канав; на расстоянии 1,5 метров от этих кольев забивают другой ряд кольев, намечая на них принятую проектом глубину закладки дрен или дна рва. Место устья коллектора отмечают забивкой кола в уровень с поверхностью земли;уровень этот отвечает дну устья коллектора. Отрывку начинают от устья коллектора. Ров роют шириною по верху 0,7 метров и по низу 0,25 ж. Дно выравнивают под рейку. Землю из рвов при отрывке сбрасывают по обе стороны дренажного рва. Дерновой слой откладывают в сторону, чтобы в случае надобности можно было воспользоваться им для перекрытия стыков дрен. При укладке

Фигура зз. дрен необходимо следить, чтобы обвалы земли со стенок были минимальными. Трубы укладывают вручную, стоя на дне рва, или при помощи шеста, опираясь на бровки рва. Укладка труб ведется по возможности по прямой линии, причем одна труба прикладывается к другой так плотно, чтобы ни одна дрена из готовой дренажной линии не могла быть приподнята без соседних дрен. Если трубы несколько искривлены, то они располагаются искривлениями в противоположные стороны. Если дно рва под давлением почвы дает осадку, и притом неравномерную по длине, то целесообразно заложить ростверк из двух продольных досок толщиной 25 миллиметров и шириной 9 см, скрепленных через 0,7м длины стеллажей поперечными планками такой же ширины и толщины. Между продольн. досками оставляется просвет шириною от 5 до 7 см, куда и укладывают дренажные трубы. В грунтах, подверженных переменной сухо- ф_ИГ. 34.

сти и влаге, дощатые настилы целесообразно заменять слоем тщательно утрамбованного щебня или песка. Если по линии дрен встретятся валуны или камни значительного объёма и веса, то их огибают обходной дреной (фигура 36); если же нижняя поверхность камня находится на одном уровне с дном рва или выше его, то дрену прокладывают под камнем (фигура 37). Засыпку рвов ведут слоями в 20—30 см, избегая, особенно в первом слое, сбрасывания камней на трубы. Перекрытия стыков труб каким-либо материалом (соломой, хворостом),выполняющим роль фильтра, следует по возможности избегать, т.к. сгнивший материал может повлечь закупоривание дрен. Устья осушительных дрен оставляют временно незасыпанными для их последующего соединения с коллекторными дренами. Для соединения дрен в них пробивают отверстия. Конец осушителя при соединении с коллектором закрывается кирпичом или плоским камнем (фигура 38). Более тщательное соединение труб производится при помощи фасонныхчастей.

Из соединений такого типа можно указать: сопряжение Водички (фигура 39) и сопряжение Блаута (фигура 40, 41). Переход от большего диаметра дрен к меньшему делается при помощи переходных труб Фигура 36. разных диам. (фигура 42).

Обделка устьев нетрубных Д. должна быть выполнена особенно тщательно. Простейшим типом устья (фигура 43) является деревянная труба квадратного сечения, длиною ок. 1,5 м, и внутреннего размера, соответствующего внутреннему диаметру дренажной трубы. Так как дренажные деревянные трубы, соприкасаясь с воздухом, быстро гниют, то их

Фигура 3 2.

пропитывают (смотрите Дерево, пропитка) или просто тщательно промазывают смолой. Лучше же всего деревянные трубы в устьях заменять железными (фигура 44) или бетонными трубами; на фигуре 45 показано устье в виде бетонного ящика. Наиболее совершенные и долговечные устья выполняют из камня и бетона (фигура 46, размеры в ж, и фигура 47).

Дренажные рвы для укладки в них дрен целесообразно отрывать с помощью машин, например дренажных плугов.

Стоимость Д. Стоимость 1 за Д. колеблется в широких пределах в зависимости от глубины Д., густоты сети, длины коллекто ра, расстояния до водоприемника, стоимости труб и их подвозки. Стоимость Д., выполняемого с санитарными целями в черте городских построек, зависит, кроме того, от сложности и возможности присоединения его к стокам и от стоимости вспомогательных работ. До 1914 г. стоимость дренирования 1 га составляла 60—150 р., причем меньшая цифра относится к районам наибольшего распространения, а большая — к районам малого распространения Д. Стоимость дренирования минеральных почв в западных губерниях составляла ок. 100 р. на га.

По отдельным работам эта стоимость приблизительно распределяется след, обр.: 20 р. на съемку, нивелировку, проектирование и технич. надзор; 9 р. 60 к. на отрывку канав;

Фигура 3 7.

Фигура 40.

Фигура 41.

2 р. на укладку труб; 2 р. 40 к. на засыпку дрен; 43 р. на приобретение дренажных труб; 16 р. на оплату поденной работы по планировке, отводу воды и прочие Ремонт дренажной сети, по сравнению с открытыми канавами, прост и дешев. При Д. не требуется ежегодного ремонта, и единственной работой яв

Фигура 43.

ляется уход за состоянием водоотводных канав и устьев дренажи, коллекторов, особенно если они сделаны из дерева. Капитальная смена деревянных устьев требуется через 5—6 лет. Правильно уложенный и спроектированный Д. действует десятки лет.Про-никновение корней деревьев в трубы и закупоривание их—явление редкое и присущее только садам и паркам. Хорошо и высоко устроенное устье вполне гарантирует дренажные трубы от попадания в них рыб, лягушек и тому подобное. В случае закупорки дрен

делают разборку Д. Возможность отложения в дренах водорослей, окиси железа и извести должен быть предусмотрена. При эксплоата-ции Д., особенно в первые годы после его устройства, через дренажные рвы, еще окончательно не осевшие, могут легко проникать дождевые воды и образовать воронкообразные ходы. Это—явление весьма нежелательное, и мерой борьбы с ним является подсыпка земли и легкое трамбование.

Рентабельность Д. Рентабельность дренажных мелиораций выражается в повышении валовой производительности дренированных угодий и уменьшении затрат по а Разрез по а-Ь

Фигура 46.

обработке, а в случае Д. санитарно-технич. назначения—в улучшении санитарно-гигие-нич. условий. В Австрии, например, среднее повышение урожайности от дренирования выражается следующими чи: для пшеницы—40%; ржи—41%; ячменя—64%; овса—45%; картофеля—93%; сахарной свеклы—78%; красного клевера—23%; трав— 25%. У нас следует считать повышение уро-

Фигура 47.

жайности в отдельных хозяйствах в среднем в 15—20%. При опытах 1923 г. в Московской губернии повышение урожайности выразилось при расстоянии между дренами в

20, 15 и 10 ж соответственно для клевера 6, 7, 9 и 19,2%; вико-овсяной смеси—16,2, 22,2 и 27,7%; овса—14,3, 15,8 и 23,9% и пшеницы—12, 14,9 и 29,7%. По данным Ли-фляндской практики, где еще в 1880—94 гг. был заложен Д. на 36% всей частновладельческой площади, валовой доход от Д. увеличился в первые четыре года после устройства Д. на 58%, а в последующие годы—на 72%, что соответствует приблизительно 12% чистого дохода на затраченный капитал и земельную ренту. Изменение урожайности ячменя, в зависимости от глубины заложения дрен и расстояния между ними, на тяжелых почвах, по данным германск. опытных станций, показано в % в таблице 7.

Таблица 7. — Зависимость урожайности ячменя от глубины заложения дрен и расстояния между ними.

	Расстояние	Глубина заложения
	Расстояние		в м
Урожаи	между дре-		в м
	нами в м	1,5	1,2	0,9
Зерна.	16	30,1	25,0	24,9
Соломы.	16	36,3	27,6	28,8
Зерна.	12	32,8	26,7	29,6
Соломы.	12	37,6	29,0	31,8
Зерна.	8	34,7	29,3	29,6
Соломы.	8	36,4	30,2	32,3

Абсолютные цифры урожайности в килограммах на г»для травяной смеси, поданным Болотной опытной станции Тома (Лифляндия), указаны в таблице 8.

Таблица 8. —Зависимость урожайности травяной смеси от материала дрен, глубины заложения их и расстояния между ними.

Глубина осушки	130 см		90 см
Вид дренажа	трубы	жерди	трубы	жерди
Расстояние между
дренами в м	кг/га	кг/га	кг/га	кг/га
40	5 252	3 510	2 850	3 205
30	5 163	3 343	2 756	3 543
20	4 719	2 S62	3 487	3 700
15	4 141	2 861	3 499	4 006

Заболоченные и минеральные полевые угодья при неизбежной системе открытых каналов для сброса излишних вод, естественно, теряют часть своей площади. По точным подсчетам, открытые канавы на заболоченных угодьях занимают 8,334-11,6% всей площади. Помимо выигрыша в площади, положительные результаты от дренирования с.-х. угодий объясняются следующими причинами: 1) В виду быстрого отвода излишков воды с поверхности почв уменьшается испарение, понижающее темп-ру, вследствие чего дренированная площадь оттаивает раньше и допускает более раннюю обработку.

2) В поры почвы, освобожденной от воды, легче и в большем количестве проникает воздух, что благотворно влияет на питание растений. 3) Д., способствуя разрыхлению почвы, дает возможность корням растений глубже проникать в почву и использовать для питания более глубокие слои. 4) На дренированной площади труднее развиваются сорные травы, т. к. отсутствие влаги отзывается неблагоприятно на их развитии. 5) В засушливые годы растения на дренированных почвах менее страдают от недостатка влаги,

т. к. теплый воздух, проходя через дрены в нижние, более холодные слои, отдает им свою влагу, которая затем воспринимается корнями растений. 6) В силу того, что при Д. почва лишена избытка влаги, вносимый в почву навоз скорее разлагается и усвояется растениями. Учитывая положительные результаты дренирования, америк. практика установила в настоящее время за правило устраивать Д. на таких почвах, для которых годовое количество осадков превышает 500 миллиметров.

Лит.: Костяков А. Н., Основы мелиора ции, М., 1927; III п ё т л е, Осушение почвы подземным дренажем, пер. с нем., М., 1926; В I a u t h J., Дренаж и рациональное применение его на разных почвах, пер. с англ., СПБ, 1910; ФаузерО., Мелиорация, пер. с нем., Берлин—Рига, 1922; Руководство для составления и выполнения проектов дренажа, пер. с нем., СПБ, 1911; К а л а б у г и н А. Я., Дренаж с.-х. угодий, М., 1924; Б е р ш В., Руководство по культуре болот, СПБ, 1914; ГергардтП., Дренаж, пер. с нем., М., 1907; Schewior О., Die Dranage, Lpz., 1912; Friedrich A., Kulturtechn. Wasserbau, В. 1, B., 1923; Kruger E., Kulturtechn. Wasserbau, «Handbibliothek iiir Bauingenieure», hrsg.

у. R. Otzen, T. 3, B. 7, Berlin, 1921; Risler et

W e r y, Drainage et assainissement des terres, 4 6d., P., 1922; ElliotC., Engineering i. Land Drainage, N. Y., 1912. А. Калабугин и E. Скорняков.