Из опыта эксплуатации выборочного горизонтального дренажа в условиях Полесья

Аннотация

мелиоративный дренаж колонка фильтрующий Предложена и апробирована техническая схема реконструкции мелиоративной системы на базе выборочного полиэтиленового дренажа с колонками-поглотителями с фильтрующей засыпкой синтетическим материалом из отходов легкой промышленности — «кнопс». Исследования показали высокую эффективность и надежность систем выборочного дренажа с колонками-поглотителями.

Annotation

The engineering scheme of redesign of meliorative system on the basis of a sample polyethylene drainage with columns-absorbers with a filtering filling a synthetic material from from-course light industry — «knops» is offered and approved. Researches have displayed a high performance and reliability of systems of a sample drainage with columns-absorbers.

Существенные изменения природно-климатических условий особенно рельефа местности на торфяниках Полесья, физическое и моральное старение мелиоративных систем строившихся в 70−90 годы, недостатки в эксплуатации систем, участившиеся природные катаклизмы (засухи, наводнения), выходящие за рамки наблюденных, в условиях когда обеспеченность осадками оказалась выше расчетной привело к тому, что значительная часть гидромелиоративных систем не отвечает требованиям и условиям для ведения полноценного сельскохозяйственного пользования мелиоративных земель. Проблема регулирования водного режима становиться все более сложной с учетом необходимого сохранения экологического равновесия природных комплексов, сохранения и восстановления малых рек.

Проблема улучшения водного режима в новых условиях может быть решена в определенной степени за счет совершенствования конструкций мелиоративных систем с учетом изменения расчетных нагрузок и приспособления их к новым природным условиям.

Все эти моменты следует учитывать при реконструкции мелиоративных объектов, особенно в настоящее время, когда значительно увеличиваются объемы мелиоративных работ в республике.

При разработке проектов реконструкции мелиоративных систем в регионе Полесья РУП «Полесьегипроводхоз» придерживается следующих основных направлений реконструкции: увеличение расстояний между открытыми осушителями с дополнительным устройством дренажа, устройство дополнительной закрытой сети, переустройство открытой сети на открытую, переустройство открытой сети на закрытую, углубление существующей проводящей сети, строительство дорог и проведение агромелиоративных мероприятий.

Анализ качества проектов, разрабатываемых РУП «Полесьегипроводхоз» позволяет сделать по ним ряд замечаний. Наблюдается большое однообразие предлагаемых проектных решений и направлений реконструкции. В проектах не отмечается внедрение новых оригинальных решений. Во многих случаях проектируются старые, малоэффективных конструктивные элементы не прошедшие длительную апробацию в различных почвенно-гидрологических условиях. Например, в условиях Полесья превалирует способ осушения открытой сетью с расстоянием между осушителями 140−210 м, что однако не всегда обеспечивает требуемый водный режим на землях с изменившемся рельефом поверхности.

В проектах не приводится классификация и параметры используемых при строительстве материалов — дренажных труб, защитно-фильтрующих материалов, дренажных устьев, что затрудняет впоследствии объективную оценку причин неудовлетворительной работы мелиоративных систем.

Мероприятия по организации поверхностного стока состоят в основном в устройстве открытых воронок, выводных борозд, разравнивании кавальеров и планировки территории. Хотя по условиям большинства объектов хорошей альтернативой мог бы быть выборочный дренаж, дополненный по западинам колодцами и колонками-поглотителями.

Применение выборочного дренажа, закладываемого по понижениям в значительной степени уменьшает переосушение повышенных элементов рельефа, позволяет создавать более равномерный по площади, чем с открытой регулирующей сетью, водный режим на осушаемой площади, если учесть, что разница во влагозапасах на элементах рельефа отмечается в 3−4 раза. Институтом предложена и апробирована на объекте Полесской опытно-мелиоративной станции техническая схема реконструкции мелиоративной системы на двух участках общей площадью 500 га на базе выборочного полиэтиленового дренажа с колонками-поглотителями с фильтрующей засыпкой синтетическим материалом из отходов легкой промышленности — «кнопс» [2].

На системе испытываются варианты дренажа с различными конструкциями дренажных труб с высокой водоприемной способностью (площадь перфорации 20−30 см² на 1 м трубы) и защитно-фильтрующим материалам геотекстиля «Тайпар», кокосовое волокно и нетканый материал «Пинема». Применение выборочного дренажа позволило сократить в 2−3 раза протяженность дрен по сравнению с систематическим дренажем, что составило 100 м на 1 га, эксплуатационные затраты на выборочном дренаже почти в 3 раза ниже, чем на открытой сети. В целом применение выборочного малоуклонного горизонтального дренажа позволяет снизить до 20% капзатраты на реконструкцию.

Системы с выборочным дренажем по своей конструкции можно приравнять к системам с одиночным дренажем, которые наиболее просты в эксплуатации, чем коллекторно-дренажные системы, в особенности по их промывке обнаружении их местоположения [1].

В расчетах стоимости работ по реконструкции мелиоративных систем для разработки Государственной программы «Сохранение и использование мелиорированных земель на 2011 — 2015 годы» протяженность закрытого дренажа принята 0,122 км/га с перспективой до 0,250 км/га, это на 0,10 км/га больше, чем на системе ПОСМЗиЛ.

На основании фактических данных по проектированию и эксплуатации систем с выборочным пластмассовым дренажем с дополнительными элементами на участках площадью более 500 га на ПОСМЗиЛ предлагается расчет стоимости 100 га реконструкции открытой сети на дренаж (самотечная система) (табл. 1). Стоимость единицы показателей объемов работ принята по данным РУП «Полесьегипроводхоз». Расчет стоимости реконструкции мелиоративных систем на 100 га.

Таблица 1. Реконструкция открытой сети на дренаж (самотечная система) — вариант РУП «Институт мелиорации» млн. руб (цены 2006 г.).

Рекомендуемые объемы и виды работ приняты исходя из возможных принципиальных схем реконструкции и данных проектов реконструкции мелиоративной системы ПОСМЗиЛ.

Протяженность закрытой сети равная 20 км принята с запасом на сложность природных условий объектов реконструкции, которые могут обуславливать необходимость частичного устройства систематического дренажа и с учетом необходимости повышения технического уровня систем.

Стоимость реконструкции мелиоративной системы на 100 га с открытой сети на дренаж по варианту РУП «Полесьегипроводхоз» с протяженностью закрытой сети 30 км и открытой сети 3 км составит 5,43 млн руб./га, т. е. на 20% дороже. Экономический эффект от применения выборочного дренажа составит 0,93 млн руб./га в ценах 2006 года.

Для оценки эффективности работы выборочного дренажа на опытном участке ПОСМЗиЛ были организованы с 2006 года систематические наблюдения за формированием водного режима. Этот период характеризовался наличием ежегодных неблагоприятных периодов в вегетационный период.

Так в 2006 году четыре месяца вегетационного периода были умеренно-засушливыми, а в августчрезмерно дождливым, 2007 год — также четыре месяца засуха, июль катастрофически дождливый, 2009 год — в июне осадков выпало 222% от нормы. Таким образом, период наблюдений характеризовался повышенной неустойчивостью погодных условий. Системы работали в более напряженных, чем среднемноголетних условиях. В складывающихся метеорологических условиях системы выборочного дренажа работали в основном в режиме осушения. Лишь в короткие промежутки времени на них осуществлялось предупредительное шлюзование.

Величины максимальных значений модулей стока на опытных дренажных участках колебалась в пределах 0,18 — 0,50 л/с*га. В течении периода активной вегетации УГВ на первом участке находились на глубине 50 — 100 см от поверхности земли, на втором 116 — 140 см и были близкими к верхней границе величин наиболее безопасного диапазона изменения УГВ (80 — 120 см) для возделываемых культур зернопропашного севооборота. На обоих участках в условиях влажного вегетационного периода влагозапасы в пахотном и корнеобитаемом слоях находились в оптимальных пределах (0,7 — 1,0 НВ). Наблюдения показали, что в периоды обильных дождей на площади участков в понижениях мезорельефа не наблюдалось образование луж и переувлажнения почвы.

Опыт эксплуатации системы показал, что применяемые на участке реконструкции элементы быстродействия (выборочный дренаж и колонки-поглотители) зарекомендовали себя работоспособными и эффективными, обеспечивали своевременный отвод избыточных вод из понижений без переосушения повышенных элементов рельефа, создавая тем самым благоприятные условия для получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур. Продуктивность земель на участках реконструкции была в 2 — 3 раза выше их продуктивности до реконструкции (таблица 2).

Таблица 2 — Продуктивность земель на участках реконструкции мелиоративной системы ПОСМЗ и Л, ц/га к. ед.

Исследования формирования водного режима на участках реконструкции мелиоративной системы ПОСМЗиЛ с выборочным горизонтальным дренажем, проведенные в различных погодных условиях, показали высокую эффективность и надежность систем выборочного дренажа с колонками-поглотителями. Эту конструкцию следует рассматривать как одну из перспективных направлений реконструкции в регионе Полесья.

• 1. Л. С. Шкабаро. Вопросы оптимизации принципиальных схем конструкций закрытого дренажа сельскохозяйственных земель. Мелиорация переувлажненных земель № 2, 2005.
• 2. Н. М. Авраменко, В. Т. Климков, А. И. Митрахович Особенности реконструкции мелиоративных систем в Полесье «Прыроднае асяроддзе Палесся». Брэст «Академия», 2006.