Дренаж - это естественный или искусственный отвод поверхностных и подповерхностных вод из области с избытком воды. Внутренний дренаж большинства сельскохозяйственных почв достаточно хорош, чтобы предотвратить сильное переувлажнение (анаэробные условия, препятствующие росту корней), но многие почвы нуждаются в искусственном дренаже для улучшения продуктивности или управления запасами воды.
История
Ранняя история
Цивилизация долины Инда были современные канализационные и дренажные системы. Все дома в крупных городах Хараппа и Мохенджо-Даро имели доступ к водопроводу и канализации. Сточные воды направлялись в крытые самотечные коллекторы , выстилающие основные улицы. [1]
18 и 19 века
Изобретение дренажа с полыми трубами приписывают сэру Хью Далримплу, который умер в 1753 году [2].
Текущая практика
Геотекстиль
Новые дренажные системы включают геотекстиль фильтры , которые сохраняют и предотвращают мелкие зерна из почвы от проезжающей в и засорении в канализации. Геотекстиль - это синтетическая текстильная ткань, специально производимая для гражданского строительства и инженерных систем защиты окружающей среды . Геотекстиль предназначен для удержания мелких частиц почвы, позволяя воде проходить сквозь них. В типичной дренажной системе они будут проложены вдоль траншеи, которая затем будет заполнена крупнозернистым материалом : гравием , морскими раковинами , камнем или камнем . Затем геотекстиль складывается поверх камня, и траншея засыпается землей. Подземные воды просачиваются сквозь геотекстиль и перетекают через камень к выходному колодцу. В условиях высокого уровня грунтовых вод перфорированная пластиковая ( ПВХ или ПЭ ) труба укладывается вдоль основания водостока для увеличения объема воды, транспортируемой в канализацию.
В качестве альтернативы можно рассмотреть сборную пластиковую дренажную систему из полиэтилена высокой плотности , часто включающую геотекстиль, кокосовое волокно или тряпичные фильтры . Использование этих материалов становится все более распространенным из-за их простоты использования, которая устраняет необходимость в транспортировке и укладке каменного дренажного заполнителя, который неизменно дороже синтетического дренажа и бетонных футеровок.
За последние 30 лет геотекстиль, фильтры из ПВХ и фильтры из полиэтилена высокой плотности стали наиболее часто используемыми фильтрующими материалами для почвы. Они дешевы в производстве и легко укладываются, а их свойства регулируются на заводе, что обеспечивает длительную фильтрацию даже в условиях мелкозернистой илистой почвы.
Альтернативы 21 века
Коммунальные предприятия Сиэтла создали пилотную программу под названием «Альтернативы улиц (SEA Streets)». Проект направлен на разработку системы «для обеспечения дренажа, который более точно имитирует естественный ландшафт до застройки, чем традиционные водопроводные системы». [3] На улицах есть канавы вдоль проезжей части, а по всей территории спроектированы насаждения. Акцент на тротуарах без бордюров позволяет воде более свободно течь в области проницаемой поверхности на обочинах улиц. Из-за насаждений стоки воды из городских районов не всегда уходят прямо в землю, но также могут поглощаться окружающей средой. Мониторинг, проведенный Коммунальными предприятиями Сиэтла, сообщает о 99-процентном сокращении ливневой воды, покидающей проект дренажа [3]
В недавнем прошлом в Соединенном Королевстве дренаж подвергся крупномасштабной экологической экспертизе. Устойчивые городские дренажные системы (SUDS) предназначены для поощрения подрядчиков к установке дренажной системы, которая более точно имитирует естественный поток воды в природе. С 2010 года местное и районное планирование в Великобритании требует по закону учитывать SUDS в любых девелоперских проектах, за которые они несут ответственность.
Щелевой дренаж оказался самым передовым продуктом последних двадцати лет в качестве варианта дренажа. Как канальная дренажная система, она предназначена для устранения необходимости в установке дополнительных трубопроводных систем параллельно с дренажем, что снижает воздействие производства на окружающую среду, а также улучшает сбор воды. Нержавеющая сталь , бетонный канал, ПВХ и HDPE - все это материалы, доступные для щелевого дренажа, которые стали отраслевыми стандартами для строительных проектов.
Дренаж в строительной отрасли
Инженер отвечает за дренаж в строительных проектах. Они обозначили на планах все дороги , уличные желоба , водостоки, водопропускные трубы и коллекторы, задействованные в строительных работах. В процессе строительства он / она установит все необходимые уровни для каждого из ранее упомянутых факторов.
Инженеры-строители и менеджеры по строительству работают вместе с архитекторами и контролерами, проектировщиками, инспекторами по количеству , общим персоналом, а также субподрядчиками. Как правило, в большинстве юрисдикций существует определенный свод законов о дренаже, который регулирует, в какой степени землевладелец может изменять дренаж на своем участке.
Варианты дренажа для строительной отрасли включают:
- Точечный дренаж, улавливающий воду в оврагах (точках). Овраги соединяются с дренажными трубами под поверхностью земли, и для облегчения этой системы требуется глубокая выемка грунта. Для глубоких траншей необходима опора в виде обшивки, подкоса или опоры.
- Канальный дренаж, который задерживает воду на всем протяжении канала. Канальный дренаж обычно изготавливается из бетона, стали, полимера или композитов. Скорость перехвата канального дренажа выше, чем точечного дренажа, и требуемые выемки обычно намного менее глубокие.
Поверхностное отверстие дренажного канала обычно представляет собой решетку (полимерную, пластмассовую, стальную или железную) или одиночную прорезь (дренажную прорезь), которая проходит вдоль поверхности земли (обычно изготавливается из стали или железа). Обзор процесса
Дренаж в подпорных стенах
Подземные конструкции, такие как подпорные стены, также должны учитывать дренаж грунтовых вод. Типичные подпорные стены построены из непроницаемого материала, который может блокировать путь грунтовых вод. Когда поток грунтовых вод затруднен, гидростатическое давление воды возрастает у стены и может нанести значительный ущерб. Если давление воды не будет сброшено надлежащим образом, подпорные стены могут прогнуться, сдвинуться, сломаться и швы разделятся. Давление воды также может размывать частицы почвы, приводя к пустотам за стеной и воронкам в вышеупомянутой почве. Традиционные дренажные системы подпорной стены могут включать французские водостоки, дренажные трубы или дренажные отверстия. Для предотвращения эрозии почвы вместе с дренажной системой устанавливаются фильтрующие ткани из геотекстиля.
Причины искусственного дренажа
Почвам заболоченных земель может потребоваться дренаж для использования в сельском хозяйстве . На севере Соединенных Штатов и в Европе в результате оледенения образовалось множество небольших озер, которые постепенно заполнялись гумусом, образуя болота . Некоторые из них были осушены через открытые канавы и траншеи для создания навозных земель , которые в основном используются для выращивания ценных культур, таких как овощи .
Самый крупный проект такого типа в мире на протяжении столетий реализовывался в Нидерландах . Область между Амстердамом , Харлемом и Лейденом в доисторические времена была болотом и небольшими озерами. Вырубка торфа ( добыча торфа ), проседание и эрозия береговой линии постепенно привели к образованию одного большого озера, Харлеммермера , или озера Харлема. Изобретение ветряных насосных двигателей в 15 веке позволило осушить часть маргинальных земель, но окончательный осушение озера пришлось ждать разработки больших паровых насосов и соглашений между региональными властями. Ликвидация озера произошла между 1849 и 1852 годами, в результате чего образовались тысячи квадратных километров новых земель.
Прибрежные равнины и дельты рек могут иметь сезонный или постоянный высокий уровень грунтовых вод, и для их использования в сельском хозяйстве необходимо улучшить дренаж. Пример может служить Flatwoods цитрусовых -growing области из Флориды . После периодов обильных осадков используются дренажные насосы, чтобы предотвратить повреждение цитрусовых рощ из-за чрезмерно влажных почв. Производство риса требует полного контроля над водой, так как поля должны быть затоплены или осушены на разных этапах цикла урожая. Нидерланды также первыми в этом виде дренажа не только осушают низины вдоль берега, но и фактически отталкивают море, пока первоначальная нация не сильно увеличилась.
Во влажном климате почвы могут быть пригодны для возделывания сельскохозяйственных культур, за исключением того, что они становятся переувлажненными на короткие периоды каждый год из-за таяния снега или сильных дождей . Почвы, состоящие преимущественно из глины, будут пропускать воду очень медленно вниз, в то время как корни растений задыхаются, потому что избыток воды вокруг корней препятствует движению воздуха через почву.
Другие почвы могут иметь непроницаемый слой минерализованной почвы, называемый твердым слоем, или относительно непроницаемые слои горных пород могут лежать в основе неглубоких почв. Дренаж особенно важен при выращивании плодов деревьев . Почвы, которые в остальном превосходны, могут быть переувлажнены в течение недели в году, что достаточно, чтобы убить фруктовые деревья и снизить продуктивность земли до тех пор, пока не будет создана замена. В каждом из этих случаев соответствующий дренаж обеспечивает временные смывы воды, чтобы предотвратить повреждение однолетних или многолетних культур.
Более засушливые районы часто обрабатываются путем орошения , и дренаж не считается необходимым. Однако оросительная вода всегда содержит минералы и соли , которые могут быть сконцентрированы до токсичных уровней за счет эвапотранспирации . Орошаемые земли могут нуждаться в периодической промывке чрезмерным количеством поливной воды и дренажа для контроля засоления почвы .
Смотрите также
- Барная канава
- Строительство зданий
- Глубокий дренаж
- Комиссар по сливу
- Слив (водопровод)
- Дренажный бассейн или водораздел
- Дренаж колодцами
- Дренажная перегородка или водораздел
- Уравнение дренажа
- Исследование дренажа
- Дренажная система (сельское хозяйство)
- Дренажная система (геоморфология)
- Геоморфология
- Гидрологическая оценка характеристик полигона (HELP)
- Гидрология
- Джон Джонстон , который ввел осушение земель в Соединенных Штатах .
- Сантехника
- Питьевое холодное и горячее водоснабжение
- Септические системы
- Сифоны, стоки и вентиляционные отверстия
- Водосточный желоб
- Подпорная стена
- Сбор и удаление сточных вод
- Контроль засоления почвы подземным дренажем
- Плитка дренажная
- Дренаж траншеи
- Траншеекопатель (машина)
- Городские исследования
- Водный стол контроль
Рекомендации
- ^ Артур батрак (1980). Энциклопедия древних цивилизаций . Издатели Rainbird. С. 176–178. ISBN 0-7112-0036-X.
- ^ «Широкая речь, посвященная Патрику, графу Марчмаунту, сэру Хью Далримплу и другим» . Национальная библиотека Шотландии . Проверено 5 апреля 2015 года .
- ^ a b Сиэтл: Системы естественного дренажа. Архивировано 29 июня 2011 г. в Wayback Machine.