Дренажі, їх призначення та класифікація, Ландшафтна архітектура та зелене будівництво
Дренажі, їх призначення та класифікація
В Україні традиційно при осушенні земель використовують два основні терміни: «осушення» — видалення надлишку води мережею відкритих каналів; "Дренаж" - видалення надлишку води системою закритих (підземних) водотоків. Іноді застосовують термін "закритий дренаж". У Англії, навіть інших країнах під дренажем розуміють будь-який вид осушення територій. Термін «дренаж» (від англ. drain - осушувати) широко застосовується в меліорації і характеризує спосіб осушення земель за допомогою підземних водотоків-дрен у вигляді труб або інших порожнин, що приймають надлишок підземних вод і відводять їх за межі території, що осушується. Основний розвиток дренаж отримав у сільському господарстві. Тому класифікацію типів дренажу запозичили переважно з гідротехнічної меліорації сільськогосподарських земель. Певні види коригування принесли особливості застосування дренажу у лісовому господарстві та ландшафтному будівництві.
За цільовою спрямованістю розрізняють такі типи дренажів:
• осушувальний - для осушення надмірно зволожених мінеральних та торф'яних ґрунтів; • розсоляючий — для боротьби із засоленням зрошуваних земель, що використовуються у сільському господарстві та на територіях об'єктів ландшафтної архітектури у посушливих зонах; • аераційний - посилюючий газообмін важких глинистих ґрунтів на територіях різних об'єктів. Такий тип дренажу застосовується в ландшафтному будівництві при освоєнні важких, холодних ґрунтів, а також реставрації історичних дерев'яних будівель із земляним підпіллям.
За принципом дії розрізняють такі типи дренажів:
• систематичний (рис. 3.1, а) — рівномірно розподілений по території, що осушується; • вибірковий (рис. 3.1, б) - охоплюєокремі контури осушуваної території; • головний (відсічний) - перехоплюючий надлишкові підземні води, що надходять на територію, що осушується, з боку (наприклад, з верхньої частини схилу або при підтопленні земель).
За природними (грунтовими, геологічними, гідрогеологічними) та економічними умовами розрізняють такі типи дренажів:
• горизонтальний — коли водотоки (дрени), що відводять, розташовуються горизонтально з деяким ухилом у бік стікання води. До нього ж належать вузькораншейні системи дренажу (рис. 3.2); • вертикальний (рис. 3.3) - виконується у вигляді вертикальних колодязів або свердловин.
Основною умовою застосування вертикального дренажу в сільському господарстві (для дренування значних площ об'єкта) є наявність потужного водопроникного пласта, що знаходиться в гідравлічному зв'язку з ґрунтогрунтом, що лежить вище осушуваним.
Мал. 3.1. Систематичний (а) та вибірковий (б) типи дренажів (за Є.С. Марковим): 1 - відкриті канали; 2 - закритий колектор; 3 - дрени; 4 - оглядовий колодязь; 5...7 - горизонталі поверхні землі
Мал. 3.2. Вузькораншийні системи дренажу (розміри вказані в м): а - з дренажним матом "Енкадрайн" (рекомендації фірми): 1 - ловча дрена; 2 - енкадрайн; 3 - материнський ґрунт; 4 — зворотне засипання місцевим ґрунтом; 5 - геодрен; 6 - фільтр з геотекстилю; б - з матеріальною дреною та щебеневим фільтром; в - щебеневий дренаж: 1 - зворотне засипання піском; 2 - геотканина; 3 - щебеневий фільтр; 4 - дрена з префільтром; 5 - донний зворотний фільтр
Мал. 3.3. Схема роботи дренажних колодязів вертикального дренажу: а - з відкачуванням води; б - з поглинанням води в ґрунт; 1 - водонепроникний шар; 2 - осушуваний водопроникний шар; 3 - рівень ґрунтових вод; 4 - насос; 5 -поглинаючий водоносний шар
Орієнтовним показником застосування вертикального дренажу є дотримання наступної нерівності:
кТ ≥ 100 м ²/добу,
дек - коефіцієнт фільтрації, м/добу;Т — товщина водопроникного та водовмісного пласта, м.
По відношенню до рельєфу розрізняють такі типи дренажів:
• поперечний (рис. 3.4, а) — коли дрени мають напрямок упоперек схилу; застосовується при значних ухилах (понад 0,005); • поздовжній (рис. 3.4, б) - коли напрям дрен збігається з ухилом схилу.
Мал. 3.4. Поперечний (а) та поздовжній (б) типи дренажів: 1 - дрени; 2 - відкриті канали; 3 - закритий колектор; 4. 9 - горизонталі поверхні землі; 10 - гирла колекторів
За конструкцією підземного водотоку розрізняють такі типи дренажів:
• трубчастий (гончарний, дерев'яний, азбестоцементний, пластмасовий, пористий бетонний та ін.); • порожнинний - без використання труб (кротовий, щілинний); • порожнинний із заповнювачем (наприклад, фашинний, щебеневий, гравійний тощо).
За матеріалами, з яких виконано дренаж, розрізняють такі типи дренажів:
• дерев'яний (дощатий, жолобчастий, жердинний, фашинний та ін); • гончарний - виконується з гончарних трубок; • кам'яний - виконується з кам'яних плит, покладених таким чином, щоб утворилася порожнина для проходу води; • бетонний - виконується з пористих бетонних труб, що витримують відносно високий тиск зворотного засипання; • азбестоцементний - виконується з азбестоцементних перфорованих труб. У ряді країн він заборонений через потенційну канцерогенність; • пластмасовий - у вигляді гофрованих та перфорованих труб з основних видів пластику: полівінілхлориду (ПВХ), поліетиленунизького тиску (ПНД), поліетилену високого тиску (ПВД), поліпропілену (ПП). На сьогоднішній день це основний вид дренажу, на частку якого припадає 80. 90% всього дренажу, що будується.
Під об'єкти ландшафтної архітектури виділяють спеціальні типи дренажів:
• подвійний дренаж - застосовується на ділянках з високою щільністю посадок деревинно-чагарникової рослинності, на яких утруднено ремонт дренажної мережі; • дренаж Реролле (рис. 3.5) - для тих самих умов; • береговий дренаж - для осушення у заплавах річок; • тальвеговий дренаж - для осушення окремих тальвегів; • променевий дренаж (рис. 3.6) - застосовується як на доступних для робіт об'єктах, так і в умовах міст та селищ, де відкриті роботи неможливі або сильно утруднені; • кільцевий пристінний дренаж (рис. 3.7, а) - застосовується як самостійно, так і в комплексі із систематичним дренажем; • пластовий дренаж (рис. 3.7, б) - для відведення води під будівлею або майданчиком; • поглинальний дренаж — застосовується в основному при дренажі укосів та виклинюванні через них ґрунтових вод.
Мал. 3.5. Дренаж Реролле: а - історичний (по А.М.Думбляускасу): 1 - дренажна трубка; 2 - трійник керамічний; 3 - вертикальна трубка; 4 - опора; 5 - захист стиків; 6 - водозбірний шурф; б - сучасна інтерпретація: 1 - розтрубна каналізаційна труба діаметром 75 або 110 мм; 2 - трійник пластиковий розміром 75 x50 x87,5 ° або 110 x50 x87,5 °; 3 - розтрубна каналізаційна труба 50x0,25 м; 4 - водозбірний шурф; 5 - геотканина; 6 - дренажне засипання (щебінь, гравій)
Мал. 3.6. Променевий дренаж: а - розріз і план: 1 - шахтний водозбірний колодязь; 2 - горизонтальні свердловини-промені; 3 - статичний рівень ґрунтових вод; 4 - динамічний рівень; б - схема длярозрахунку: m - Товщина (потужність) водоносного горизонту; l - Довжина променевої дрени; r₀ - радіус променевої дрени; R - радіус впливу променевого дренажу
Мал. 3.7. Дренаж будівель, що окремо стоять: а — кільцевий пристінний: 1 — гравійне обсипання; 2 - піщане обсипання; 3 - засипка піском; 4 - засипка місцевим ґрунтом; 5 - обклеювальна гідроізоляція; б - пластовий: 1 - гідроізоляція; 2 - гравій; 3 - пісок; 4 - дренажна труба; 5 - зворотне засипання
Існує спеціальний вид осушення - кольматаж, що виконується засобами штучного підвищення рівня поверхні землі, що призводить до покращення водного режиму ґрунту.
Джерело: Будівництво та експлуатація об'єктів ландшафтної архітектури.Теодоронський В.С.