Розділ 2
ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ
ДРЕНАЖНО-ЕКРАННИХ МОДУЛІВ
2.1. Спосіб обмеження горизонтальної фільтрації ґрунтових вод
дренажно-екранними модулями
Відомо, що ефективність гідромеліоративних систем поряд із критеріями таких
класів як технічні, економічні та екологічні суттєво залежить і від величини
критеріїв надійності, тобто забезпечення стійкості оптимальної ефективності
системи в часі [53]. Внаслідок того, що на ефективність роботи ГМС впливає не
тільки робота технічних елементів, але й робота людей, які чинять керуючі
впливи в роботі та беруть участь у зміні технічного стану елементів системи,
для її покращання необхідно вирішувати проблеми надійності системно.
Основними напрямами, за якими можна підвищувати надійність ГМС є:
підвищення ефективності управління;
підвищення надійності технічних об’єктів;
покращання конструкції системи;
покращання техніко-економічних показників об’єктів;
застосування резервування [51, 52, 53].
Тому для збереження сприятливого екологічного й меліоративного стану прилеглих
до гідромеліоративної системи (ГМС) територій, а також для ефективного
перехоплення вод, що надходять ззовні, в ґрунтах із посиленим ґрунтовим
живленням для заміни нагірно-ловильних, ловильних каналів і дрен може бути
використаний дренажно-екранний модуль (ДЕМ), що складається з дрени та
протифільтраційного екрана (ПФЕ), розміщеного на близькій відстані від дрени по
всій її довжині [37, 131, 136] (рис. 2.1, а). Розроблений автором сумісно з
д.т.н., професором М.М.Ткачуком ДЕМ дозволяє відмовитись від нагірно-ловильних
та ловильних каналів, влаштованих уздовж контуру осушувальної системи, що також
призведе до збільшення ефективних площ для с.-г. використання, зменшення
собівартості будівництва й покращання умов проведення агротехнічних заходів та
збільшення ефективності роботи закритого осушувального дренажу ГМС [136].
При заміні огороджувальної мережі класичної конструкції (ловильні,
нагірно-ловильні канали та дрени, згущений дренаж по краю ГМС) на ДЕМ одночасно
покращується конструкція системи, що проявляється як в обмеженні її впливу на
РГВ прилеглих територій, так і в підвищенні ефективності управління системою, а
саме – через виключення необхідності проведення періодичних керуючих впливів.
До таких впливів можна віднести, наприклад, проведення в певні моменти часу
попереджувального шлюзування, скошування рослинності з укосів та ін.
За рахунок зміни положення й способу вкладання ПФЕ відносно дрени можна
ефективно регулювати довжину шляху фільтраційного потоку до дрени, тобто опір
ПФЕ, а відповідно проводити розподіл зон дії дрени. При малих потужностях
водоносного шару рекомендується заглиблення ПФЕ у водоупор (рис. 2.1, б). При
значній глибині водоупорного горизонту можливе встановлення або каскаду екранів
перед дренами, укладеними на різних глибинах (рис. 2.1, в), або збільшення
шляху фільтрації проводити влаштуванням додаткової горизонтальної (рис. 2.1, г)
чи розміщеної під певним кутом частини екрану (рис. 2.1, д). При значних
витратах фільтраційного потоку рекомендується влаштування одного чи декількох
додаткових ПФЕ (рис. 2.1, е), віддалених від дрени в бік прилеглої території.
Необхідно відмітити ще одну деталь, що важливим чинником впливу на роботу
гідромеліоративних споруд є інтенсивність фільтрації ґрунтової води. Від
інтенсивності фільтрації ґрунтової води в значній мірі залежить конструкція й
розміри дренажу, відстань між дренами, каналами. Інтенсивність фільтрації
впливає на роботу гідротехнічних споруд, на інфільтраційні витрати води з
каналів, водосховищ і осушувальних систем. В гідромеліорації є ціла низка
випадків, коли потрібно змінювати інтенсивність фільтрації через ґрунт: в одних
випадках прискорювати, в інших – зменшувати її.
Рис. 2.1. Схеми розміщення протифільтраційного екрана дренажно-екранного
модуля: 1 – протифільтраційний екран; 2 – дрена; 3 – водоупор
Оскільки фільтрація ґрунтової води може призвести до фільтраційних деформацій
ґрунту на укосах каналів (суфозії, контактному випору, контактному розмиву),
тому дуже часто в гідромеліорації для зменшення тиску фільтраційного потоку на
гідротехнічні споруди збільшують шлях фільтрації ґрунтової води при виході її в
нижній б’єф споруди і на укоси каналів. Відповідно ДЕМ може використовуватись
для зменшення фільтраційних деформацій на укосах гідротехнічних та
гідромеліоративних споруд (наприклад, як берегова дрена).
При проектуванні та будівництві гідромеліоративних систем, зокрема, в гумідній
зоні актуальним є питання регулювання інтенсивності фільтрації ґрунтової води
на закритій дренажній мережі. У зв’язку з цим одним із важливих моментів при
регулюванні РГВ на осушувальній системі є регулювання інтенсивності фільтрації
води в ґрунті. Оперативне управління режимом РГВ перезволожених земель можливе
з використанням дренажно-екранних модулів [36].
Для будівництва протифільтраційних екранів у ґрунтах на ГМС застосовуються
плівкові матеріали, що мають високу міцність, деформаційність та
морозостійкість. Обґрунтований вибір параметрів [134, 135] дозволяє забезпечити
необхідну ефективність роботи водонепроникного екрана.
2.2. Обґрунтування параметрів дренажно-екранного модуля
Спільна робота ПФЕ і дрени в складі ДЕМ збільшує довжину ліній току і створює
біля дрени верхній і нижній б’єфи. Ґрунтова вода рухається до дрени з двох
боків: з боку прилеглих територій та з боку меліорованої ділянки. З боку
прилеглих територій вода рухається під впливом різниці напорів у верхньому і
нижньому (напірного й підпірного) б’єфах. Межі області руху у випадку роботи
ДЕМ (рис. 2.2), як і в традиційному дренажі, спостерігаються д
- Київ+380960830922