Глава 12. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДРЕНАЖ 12.1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖА Вертикальный дренаж (ВД) как основа осушительно-оросительной си- стемы технически и экономически эффективен только в том случае, если одна скважина может обеспечить требуемое понижение УГВ на площади более 20 га за период откачки менее 10...15 сут и при понижении уровня воды в скважине на величину менее половины мощности пласта дебит ее обеспе- чивает орошение такой же площади. Это накладывает определенные ограни- чения на область применения ВД. По геоморфологическим условиям и рельефу крупные системы ВД пред- почтительны в широких поймах рек, на плоских низменностях надпоймен- ных террас, на моренно-зандровых и зандровых равнинах с микропониже- ниями менее 2 м. По литологическому составу под ВД пригодны объекты, на которых торфяники, заторфованные пески и легкие минеральные почвы подстилаются мощной толщей (>15 м) песчаных отложений, а в геологи- ческом азрезе отсутствуют глинистые линзы или толщина их занимает не более 10% площади разреза. Фильтрационные свойства песчаной — толщи должны быть высокими. Для создания осушительно-оросительных систем ВД, необходима гидравлическая связь грунтовых и напорных вод, По химиче- скому составу допустимы воды гидрокарбонатные и кальцевые с минерали- зацией до 1 г/л и хлоридные натриевые с минерализацией до 3...5 г/л. Классификация условий применения ВД в гумидной зоне приведена в таблице 12.1. Площади для строительства систем ВД предварительно выбирают на основе гидрогеологических карт, отчетов по инженерно-геологическим и гид- рогеологическим изысканиям и съемкам на данной и смежных террито- ИЯХ. : Участки должны быть с однородными песчаными грунтами, торфами любой мощности, супесями и легкими суглинками мощностью до 2 м, разви- тыми на хорошо водопроницаемых песчаных отложениях. При этом необхо- димо, чтобы мощность водоносного пласта, коэффициент фильтрации и водо- проводимость были соответственно: 2>15 м; @2>5 м/сут, Т2= 100 м’/сут. В состав материалов гидрогеологического обоснования возможности при- менения ВД на данной территории входят: характеристики геологического строения на Г.'!УбИНУ до регионального водоупора, водоносных горизонтов и участков напорного питания, их гидрогеологические параметры, оценка взаимосвязи грунтовых вод с напорными и поверхностными водами, химиче- ский состав подземных и поверхностных вод, природно-климатические ха- рактеристики. На основании ‘указанных материалов проводят гидрогеологические рас- четы ВД, включающие прогноз формирования УГВ в предпосевной и посев- ной периоды при работе скважин в различных режимах и в разные по вод- ности годы, оценку суммарного дренажного стока с осушаемого массива и др. 168 12.2. КОНСТРУКЦИИ _ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖА ОСУШИТЭЛЬНЫе системы ВД применяют при наличии возможности путем изменения режимов откачки из скважин управлять влажностью почв в тре- Т буемых пределах. Это объекты грунтового и грунтово-напорного водного пи- тания, а также постоянно подтапливаемые со стороны водоемов и ВОдото- ков (польдеры). Схемы ВД представляют различные комбинации из дре- нажных скважин, проводящей и оградительной сети и водоприемника. На осушительных системах ВД подразделяется на систематический, выбороч- ный, комбинированный. Систематический ВД устраивается на больших однородных массивах и представляет сеть примерно равнодебитных скважин, равномерно располо- женных на осушаемой территории по углам квадратной или равносторонней треугольной сетки (рис. 12.1). Сбросной сетью от скважин служат подзем- ные трубопроводы или неглубокие каналы. Электроэнергия к скважинам по- дается по подземным кабелям и воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) напряжением 0,4 кВ от понижающих подстанций. Более экономичны системы с отводом воды по каналам и подачей электроэнергии по открытым ЛЭП. При дебитах скважин ©<100 м°/ч рационально устраивать сифонные водо- сборы, то есть соединять одну-две вакуумные скважины сифонным трубо- проводом с основной (возмущающей), служащей в качестве водоприемни- ка. Это позволяет сократить расход электроэнергии и протяженность ЛЭП, применить безнапорные стальные, пластмассовые легкой серии и асбестоце- ментные трубы, уменьшить потребность в насосах, подстанциях, улучшить гидродинамические режимы работы скважин. Скважины вблизи каналов можно заменять глубокими колодцами, размещая в них оборудование для зарядки сифонов и откачки воды из колодца в сбросной канал, Комбинированные системы, в которых сочетается совместная работа горизонтального и вертикального дренажа, применяют на объектах, имею- щих сложные гидрогеологические условия. В таких системах ВД выполняет в основном вспомогательную роль. На массивах со слабофильтрующими верх» ними, слоями и торфяниках, подстилаемых суглинками, устраивают горизон» тальный дренаж, а отдельные локальные участки с достаточно водопрони- цаемыми грунтами, ниже которых залегает водоносный горизонт большой водопроводимости, осущают скважинами. Коллекторы отдельных крупных систем горизонтального дренажа можно вводить в скважины через фильт- ры-отстойники. При комбинированном дренаже скважины — располагают в 1 д "Рис: 12.1: Схемы систематического вертикального дренажа: 1 — каналы; 2 — дренажные скважины; & — вакуумные скважины (без насосов); 4 — ма» Ё:дебитпые скважины или колодцы; 5 — мелкие сбросные каналы с противофильтраци- ными экранами в оголовках; 6— напорные закрытые трубопроводы; 7 — си: > трубопроводы. * НЕЫ о ЗОЕ 169