Водный баланс. Методы и способы осушения территории объектов ландшафтной архитектуры

Водный баланс

Водный баланс осушаемых земель на объектах ландшафтной архитектуры следует рассматривать с двух сторон. С одной стороны, это могут быть просто осушаемые избыточно увлажненные земли, для которых одним только осушением (дренажом) можно решить вопросы регулирования водного режима. С другой стороны, в зоне неустойчивого увлажнения (к которой, в частности, относится Московский регион и окружающие его области} наряду с осушением приходится применять и оросительные мелиорации, особенно на территориях объектов ландшафтной архитектуры.

Такие особенности увлажнения территорий необходимо учитывать, чтобы иметь представление об элементах водного баланса по типам и подтипам водного питания.

Приведем примеры уравнений водного баланса.

Одно из простых уравнений водного баланса характерно для атмосферного типа водного питания:

3 = О + К – И - Т,

где

3 — запас воды в почве и на ее поверхности, м³/га;

О — осадки, остающиеся на осушаемой территории за вычетом стока и впитывания в почву, м³/га;

К — конденсация, м³/га;

И — испарение, м³/га;

Т — транспирация растений, м³/га.

При грунтовом типе водного питания вид уравнения изменяется в зависимости от подтипа.

Так, при притоке вод с водосбора уравнение имеет вид

3 = Г + О + К – И - Т,

где Г — грунтовые воды, поступающие с водосбора, м³/га.

Если рассматривается водный баланс подтипа, называемый замкнутым бассейном, то уравнение принимает вид, аналогичный уравнению водного баланса при атмосферном типе водного питания:

З = О + К – И - Т.

При подтипе, характеризующимся притоком фильтрационных вод, уравнение принимает вид

З = Г_ф + О + К – И - Т,

где Г_ф — грунтовые фильтрационные воды, поступающие из рек и водохранилищ, м³/га;

Если на осушаемую территорию одновременно поступают грунтовые воды с водосбора, то уравнение имеет вид

З = Г + Г_ф + О + К – И – Т.

При грунтово-напорном типе водного питания приходится иметь дело с двумя подтипами. Так, при выклинивании грунтовых вод на поверхность уравнение водного баланса принимает вид

З = Г_н + О + Д + К – И – Т,

где Г_н — грунтово-напорные воды, поступающие с водосбора, м³/га;

Д — делювиальные воды, поступающие с водосбора, м³/га.

При капиллярном переувлажнении уравнение водного баланса принимает вид

З = Г_к.н. + О + Д + К – И – Т,

где Г_к.н. — грунтовые капиллярные воды, поступающие из напорного горизонта в почву под давлением, м³/га.

В намывном типе водного питания уравнение водного баланса подразделяется по подтипам.

При аллювиальном водном питании уравнение имеет вид

З = О + А + К – И – Т,

где А — аллювиальные (речные) воды, м³/га.

При делювиальном подтипе намывного типа водного питания уравнение принимает вид

З = О + Д + К – И – Т.

Необходимо учитывать, что при различных типах водного баланса изменяется баланс тепла и питательных веществ, крайне необходимых растениям. Часть питательных веществ приносится с водой в растворенном виде.

При мелиорации земель на объектах ландшафтной архитектуры, как правило, приходится иметь дело не только с гидротехнической мелиорацией переувлажненных почвогрунтов, но и с подсыпкой по поверхности отдельных участков объекта плодородного слоя почвы (растительной земли), основного субстрата, для произрастания растительности. Это обстоятельство изменяет как водный баланс, так и баланс питания растений на мелиорируемых землях. И тот, и другой балансы изменяются в лучшую сторону, но должны быть учтены и измерены.

Методы и способы осушения территории объектов ландшафтной архитектуры

Метод осушения территории объектов — это воздействие на различные факторы, от которых зависит переувлажнение корнеобитаемого слоя почв. Метод осушения зависит, в первую очередь, от типа водного питания переувлажненных земель, места расположения осушаемого объекта и функционального использования территории. На осушаемой территории объекта может одновременно применяться несколько методов и способов осушения в зависимости от типов водного питания и других факторов.

Одна часть методов осушения территории объектов имеет самостоятельное значение, а другая часть является следствием гидротехнического строительства, преследующего следующие цели:

• ускорение поверхностного стока;
• понижение уровня грунтовых вод;
• ограждение от поступления делювиальных вод с водосбора;
• ограждение от поступления грунтовых и грунтово-напорных вод с водосбора;
• регулирование стока рек водохранилищами;
• сброс воды через водосбросные сооружения;
• защита от затопления водами рек, озер, водохранилищ, морей;
• защита от подтопления водами рек, озер, водохранилищ, морей.

Ускорение поверхностного стока применяется при удалении с поверхности осушаемой территории вод атмосферных осадков, делювиальных вод при делювиальном питании и отводе паводковых вод.

Понижение уровня грунтовых вод применяют в случае, если повышается уровень грунтовых вод вследствие выпадения обильных атмосферных осадков, насыщения почв и грунтов водами паводков, поступления избыточных грунтовых или грунтово-напорных вод с водосбора.

Ограждение от поступления делювиальных вод с водосбора (полное или частичное) применяется при делювиальном подтипе намывного типа водного питания переувлажненных земель.

Ограждение от поступления грунтовых или грунтово-напорных вод с водосбора (полное или частичное) направлено на снижение интенсивности этих видов водного питания и облегчения работы дренажной сети, отводящей воды из корнеобитаемого слоя почвы.

Регулирование стока рек водохранилищами резко изменяет режим стока ниже водохранилища. Степень этого изменения зависит от основного назначения водохранилища (выработка электрической энергии, создание больших глубин для судоходства, обеспечение населения городов и регионов питьевой водой, создание рыбзаводов и зарыбление водоемов и т.д.).

Сброс воды через водосбросные сооружения напрямую зависит от основного назначения водохранилища. При этом в нижнем бьефе (ниже водохранилища по течению реки) могут формироваться расходы и уровни, не затапливающие наиболее плодородные земли в долине реки и на первой надпойменной террасе, в чем заключается общее положительное значение регулирования стока. (Бывают случаи, когда режим реки в нижнем бьефе не принимают во внимание при расчете водосбросных сооружений. Тогда регулирование стока лишь частично решает вопросы (или вообще не решает) водного режима пойменных земель. Указанные вопросы должны входить в задание на проектирование речных гидроузлов задолго до начала строительства и уточнять режим стока как в верхнем (в водохранилище), так и в нижнем (ниже плотины и водосбросных сооружений) бьефах.)

Защита от затопления водами рек, озер, водохранилищ, морей (или его регулирование) при аллювиальном подтипе намывного типа водного питания позволяет, с одной стороны, создать более благоприятный водный режим, а с другой — обогатить почву на кратковременно затапливаемых участках питательными веществами наносов.

Защита от подтопления водами рек, озер, водохранилищ, морей (поступления фильтрационных вод) со стороны рек и водохранилищ позволяет понизить уровень грунтовых вод на прилегающей территории и обеспечить нормальную жизнедеятельность травянистой и древесно-кустарниковой растительности ландшафтной архитектуры.

Способ осушения территории объектов представляет собой технические приемы и конструкции, способствующие удалению избытка влаги. К основным способам осушения можно отнести следующие:

• осушение переувлажненных земель открытыми каналами;
• осушение различными видами горизонтального дренажа;
• осушение с помощью вертикального дренажа;
• осушение с помощью кольматажа.

По материалам: Теодоронский В. С. Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры

Рекомендуем ознакомиться:

Плавательный водоём: подбор трубопровода нужного диаметра

Дренажи, их назначение и классификация