Причины заболачивания

Болото — участок ландшафта, характеризующийся избыточным увлажнением, влаголюбивым живым напочвенным покровом. Для болота характерно отложение на поверхности почвы не полностью разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли.
Заболачивание – это состояние почвы, при котором она перенасыщена водой временно или постоянно. На заболоченных землях грунтовые воды поднимаются до такой степени, что в верхнем слое почвы нарушается нормальная циркуляция воздуха, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению количества кислорода и увеличению двуокиси углерода. Корни растений не могут дышать из-за избытка воды в почвенном слое, культурные растения либо погибают, либо плохо развиваются. Подтопление жилого дома на заболоченной земле в этом случае также является потенциальной проблемой. Заболачивание почвы в течение длительного времени может вызвать ее засоление. Земли с уровнем грунтовых вод в пределах двух метров ниже поверхности наиболее склонны к заболачиванию, а те, у которых уровень грунтовых вод залегает в диапазоне 2 - 3 м - в зоне риска. Считается, что во всем мире 10% сельскохозяйственных почв находятся в заболоченном состоянии.

Основные причины заболачивания:
Избыточное увлажнение земель происходит под воз­действием комплекса зональных факторов, главными из них являются климат, геологическое строение, рельеф и гидрогеологические условия.
Климат. Зональные условия, способствующие пере­увлажнению земель, создаются при постоянном или пе­риодическом преобладании выпадающих атмосферных осадков над расходом влаги на испарение. Поэтому в зоне избыточного увлажнения, где осадки превышают суммарное испарение, размещено более 70% всех переувлаж­ненных земель. Однако даже в наиболее влажной зоне не все почвы переувлажнены, здесь имеются поля с нор­мальным водным режимом и даже с недостаточным ув­лажнением. Это, а также наличие болот за пределами зоны избыточного увлажнения объясняется действием других факторов, не зависящих от современного кли­мата.тности.
Геологическое строение. Оно оказывает огромное влияние на водный режим территории. Наиболее забо­лочены крупные прогибы земной коры, сложенные мощной толщей осадочных по­род, в которые стекают поверхностные и подземные воды с прилегающих возвышенностей. Эти воды являют­ся дополнительным к атмосферным осадкам источником избыточного увлажнения. К таким крупным понижениям относятся Белорусское и Украинское Полесье, Мещер­ская, Барабинская, Колхидская и другие низменности. Заболачиванию земель способствует опускание поверхно­сти равнин под влиянием тектонических движений.
Рельеф. На заболачивание почвы рельеф местности оказывает существенное влияние. Его проявление осо­бенно доступно наблюдениям. Наименее заболочены повышенные элементы рельефа (водоразделы, крутые склоны), с которых выпадающие атмосферные осадки стекают в виде поверхностного стока вниз по склонам, переувлажняя земли. Наиболее заболочены бессточные, слабопроточные понижения и безуклонные равнины, на которых застаиваются поверхностные воды, особенно при недостаточной естественной дренированности территории.

Естественная дренированность. Она характеризуется густотой речной сети (протяженность рек, ручьев и ов­рагов на единицу площади), глубиной речной сети, укло­нами поверхности земли, водопроницаемостью почв и пород. Заболоченность территории тем меньше, чем боль­ше густота речной сети, чем глубже врезаны русла рек и ручьев, чем более проницаемы почвы.
Литологические условия. Характер строения почв и подстилающих их пород, которые определяют литологи­ческие условия, также влияют на формирование избы­точной влаги. Оказывают влияние не только поверхност­ные слои (почва, подпочва), но и более глубокие отложе­ния, которые воздействуют на скорость впитывания выпавших осадков в почву и условия формирования грунтовых вод. Водопроницаемость пород является глав­ным показателем. Хорошо проницаемые грунты (пески, супеси) редко бывают избыточно увлажненными, так как выпадающие атмосферные осадки быстро в них впиты­ваются и не переувлажняют почву. Зато на тяжелых почвах (глины, суглинки), особенно при неблагоприят­ных условиях для поверхностного стока, вода может застаиваться на недопустимый для земледелия срок. При неоднородном литологическом строении, когда хорошо проницаемые грунты переслаиваются с плохо проницае­мыми, на последних, как на водоупорах, за счет просачи­вающихся вод может формироваться верховодка. Переувлажнение почвенного слоя в этом случае носит дли­тельный характер.
Гидрогеологические условия. Отличительной особен­ностью переувлажненных земель является, как правило, неглубокое залегание уровней грунтовых вод на первом выдержанном водонепроницаемом слое в отличие от вер­ховодки, которая приурочена к линзам водоупорных слоев. Грунтовая вода образуется за счет поглощенных атмосферных осадков.

Методы и способы осушения

Методы 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.
Способ осу­шения — один из инженерных приемов, удовлетворяю­щих данному методу, или это сочетание технических и агротехнических приемов осушения земель.

Метод осушения устанавливают в зависимости от ти­па водного питания земель. Различают пять основных методов осушения: ускорение поверхностного стока (при атмосферном ТВП); понижение уровней грунтовых вод и ускорение внутреннего стока (при грунтовом ТВП); понижение пьезометрических уровней (напорных вод) и уровней грунтовых вод (при грунтово-напорном ТВП); уменьшение притока воды со склонов и перехват склоно­вого поверхностного стока (при склоновом ТВП); уско­рение руслового стока и защита территории от затопле­ния паводковыми водами (при намывном ТВП).
Метод ускорения поверхностного стока применяют на лугах и пашнях с тяжелыми почвами (глины, суглин­ки). Для ускорения отвода поверхностных вод допол­нительно к каналам применяют планировку и выравни­вание поверхности с засыпкой отдельных понижений. Для ускорения отвода воды из пахотного слоя целесооб­разно повышать инфильтрующую способность почв.
Метод понижения уровней грунтовых вод использу­ют на торфяных, песчаных, супесчаных и нередко суг­линистых почвах с неглубоким (меньше нормы осуше­ния) залеганием уровней грунтовых вод. Достигается это устройством каналов и различных дренажей на осушаемом массиве. Для уменьшения притока грунтовых вод с прилегающих к нему земель предусматривают необхо­димые мероприятия по его перехвату на границах осу­шаемого массива.
Метод понижения уровней напорных вод используют при осушении болот напорного питания.
Перехват склонового поверхностного стока обязате­лен, когда имеет место приток воды. Для уменьшения поверхностного стока со склонов нередко оправдывает себя система противоэрозионных мероприятий (вспашка поперек склона, лункование склонов и т.д.).
Ускорение руслового стока обеспечивается системой мероприятий по регулированию русл рек, обвалованию земель и регулированию речного стока.

Способ осушения зависит от метода осушения и типа водного питания земель, а также планируемого сельско­хозяйственного использования земель; выбор его осуще­ствляют с обязательным технико-экономическим обос­нованием.
Для осушения болот и переувлажненных минераль­ных земель применяют следующие способы осушения в зависимости от методов осушения. Для ускорения по­верхностного стока: открытые каналы (собиратели), искусственные ложбины, закрытые собиратели, а также комплекс агромелиоративных мероприятий, включающий выборочное бороздование, профилирование, грядование и гребневание поверхности, планировку поверхности, вспашку вдоль склона. Для уско­рения отвода воды путем повышения впитывающей спо­собности почв: кротовый и щелевой дренаж, агромелио­ративные мероприятия, включающие глубокое рыхление почвы, углубление подпахотного слоя и глубокую вспаш­ку, кротование, известкование почвы и др.
Для понижения уровней грунтовых вод используют открытые каналы (осушители), закрытый (подземный) дренаж, кротовый и щелевой дренаж, кольматаж поверх­ности земли. Для перехвата потока грунтовых вод устраивают ловчие каналы и дрены, вертикальный дренаж, ограниченно применяют антифильтрационные завесы и биологический дренаж.
При грунтово-напорном типе водного питания приме­няют глубокие каналы и закрытые дрены, вертикальный дренаж с откачкой воды из скважин, комбинированный дренаж, состоящий из каналов (дрен), в которые выво­дят скважины, и вода изливается из них за счет естественного напора.
При склоновом типе водного питания основной эле­мент осушительной сети — нагорный канал, устраивае­мый по границе осушаемого массива для отвода воды, поступающей со склонов.
При намывном водном питании для защиты земель от затопления паводковыми водами при разливах рек и озер применяют регулирование речного стока за преде­лами объекта, строя водохранилища на реке и ее прито­ках, перебрасывают часть речного стока в бассейн другой реки. Иногда это удается достигнуть регулированием рек путем расчистки их русла от крупных камней и ко­ряг, спрямления и углубления русла реки. Наиболее эффективным способом осушения речных, приозерных пойм и особенно приморских низменностей является со­оружение дамб для защиты земель от затопления. На обвалованной территории строят осушительную сеть, во­да из которой отводится насосными станциями.

К основным способам осушения относятся: сеть открытых каналов; закрытый подземный дренаж; разреженный закрытый дренаж; выборочный закрытый дренаж; оградительная система нагорных каналов и ловчих дрен; обвалование территории для предотвращения затопления земель высокими паводковыми водами.
В большинстве случаев каждый из этих способов применяют в различных сочетаниях с другими.
Назначение открытых каналов — быстрее отвести весенние и летне-осенние паводковые воды. Этот способ может быть применен при предварительном осушении глубоких торфяников, неустойчивых минеральных почв, на минеральных почвах и торфяниках, предназначенных под посевы невысокопродуктивных культур.
Разреженный дренаж устраивают на тяжелых почвах с залеганием под ними на глубине не более 0,4 м водонепроницаемых глин или суглинков. Он представляет собой редкие каналы для ускорения стока по пахотному слою в сочетании с агромелиоративными мероприятиями.
Выборочный закрытый дренаж применяют для осушения отдельных пониженных участков со слабоинтенсивным выклиниванием грунтовых вод.
Нагорные каналы, ловчие дрены и обвалование применяют при необходимости ограждения площадей от притока воды с периферии.
Если избыточное увлажнение незначительно и кратковременно, то можно в борьбе с притоком воды ограничиваться агромелиоративными приемами.

Виды дренажа

Дрена́ж — естественное либо искусственное удаление воды с поверхности земли либо подземных вод. Земля часто нуждается в отводе грунтовых либо ливневых вод для улучшения агротехнике, строительства зданий и сооружений.
Дренажная система - это широко разветвленная система дренажных труб, которые взаимосвязаны и расположенные вдоль или вокруг постройки, которую они защищают от влаги, или проложены по всей площади осушаемого участка. Вода, которая стекает по грунту, попадает в дренажную систему, и попадает в трубу. Труба в своих стенках имеет большое количество отверстий, диаметр которых составляет 1,5-5 мм. Отверстия сделаны почти на всей площади дренажной трубы, на небольшом расстоянии друг от друга. Как правило выполняют обратную засыпку дренажа для этого используют гравийный щебень и песок. Вода, которая была собранная дренажными трубами, поступает в водоприемник или в специальный водоприемный колодец, котрый так же является частью дренажной системы

Основные виды дренажа:
Поверхностный дренаж самый простой вид дренажа. Поверхностная дренажная система собирает воду с водостока и участка. Собирая и отводя воду, выпадающую в виде атмосферных осадков, она снижает переувлажнение. Делать систему данного вида проще всего. Для этого не нужны масштабные земляные работы. Поверхностный дренаж ещё называют ливневым дренажем, и подразумевает создание точечных и линейных водоотводов.
Точечный. Такой тип дренирования в основном устанавливают на небольших территориях. Каналы размещают в местах накопления влаги. Эти места в основном располагаются под водостоками в нижних точках участка. Этот тип дренирования является самым простым и не требует для реализации составления плана проекта.
Линейный. Такой тип дренажа является более сложным в плане проектирования, чем точечный. Используется для того, чтобы выводить лишнюю воду за пределы участка, для предотвращения смывания верхних слоёв почвы и защиты дорожных покрытий от воды. Такой дренаж выполняется в виде системы неглубоких открытых каналов, которые располагаются под определённым наклоном, для стока вод.

Глубинный дренаж участка представляет собой горизонтальный тип систем осушения и предназначен для снижения уровня грунтовых вод и отвода их за пределы территории участка, этот вид дренажа также решает проблему отвода из грунта "лишней" воды, собирающийся в грунте при таянии снега и обильных осадках. Такой дренаж необходим для участков, расположенных в низине, избыточно увлажнённых местах, но не будет лишних на любом участке с глинистыми или суглинистыми почвами, где будет проложена дорожно-тропиносная сеть и будет проводится комплексное озеленение.
Глубинный тип дренирования встречается двух видов:
местный глубинный;
общий глубинный.
Общий дренаж осуществляет отвод влаги со всего участка. Местный дренаж используется для отвода воды от отдельных построек. Такими постройками могут быть: дома, дороги, подвалы и т. д. В свою очередь, местные дренажные системы делят на:
Пристенная. Такая система применяется для отвода лишней влаги из подвалов, которые располагаются на глинистых и суглинистых грунтах. Кроме этого, этот вид дренирования используют в качестве профилактики.
Кольцевая. Такая система применяется для отвода воды от фундамента и подвала. Используют её в том случае, если система общего глубинного дренажа не может справиться со своей задачей в песчаных грунтах. Кроме этого, еёиспользуют, если в почве содержатся напорные подземные воды. Кольцевое дренирование помогает защитить здание от влаги и располагается, как правило, по периметру дома (ниже уровня пола).
Пластовая. Дренажные системы этого типа используют для отвода грунтовых вод и организовывают одновременно со строительством дома. Она, как правило, имеет связь с трубчатой дреной.

Кроме этого, глубинный тип дренирования по своему исполнению делят на три вида:
комбинированный;
горизонтальный;
вертикальный.
Горизонтальный дренаж. К горизонтальной системе глубинного дренирования относятся: пристенная, кольцевая и пластовая (см. выше).
Вертикальный дренаж. Это дренажная система, которая оборудована специальными насосами. Каналы этой системы обустраивают, заглубляя их в почву. Эта система является очень сложной в инженерном смысле. Исходя из этого, вертикальный дренаж встречается очень редко.
Комбинированный дренаж. Из названия исходит, что этот дренаж совмещает в себе горизонтальный и вертикальный тип конструкции. Используется, как правило, в сложных климатических условиях. Обустройство такого дренажа стоит достаточно дорого и поэтому он встречается нечасто.
Лучевой дренаж - вид дренажа состоящий из ситемы колодец и дрены - лучи, применяется на территориях с большой плотностью застройки, чаще промышленого назначения. Более подробная информация дана по ссылке выше.