Дренаж — это естественное или искусственное удаление поверхностной и подповерхностной воды из области с избытком воды. Внутренний дренаж большинства сельскохозяйственных почв может предотвратить сильное заболачивание (анаэробные условия, которые вредят росту корней), но многим почвам необходим искусственный дренаж для улучшения производительности или управления водоснабжением.
Цивилизация долины Инда имела канализацию и дренажные системы. Все дома в крупных городах Хараппа и Мохенджо-Даро имели доступ к воде и дренажным сооружениям. Сточные воды направлялись в крытые гравитационные коллекторы , которые выстилали главные улицы. [1]
Изобретение дренажа с полыми трубами приписывают сэру Хью Далримплу, который умер в 1753 году. [2]
Новые системы дренажа ливневых вод включают геотекстильные фильтры, которые удерживают и предотвращают попадание мелких частиц почвы в дренаж и засорение дренажа. Геотекстиль — это синтетические текстильные ткани, специально изготовленные для применения в гражданском и экологическом строительстве . Геотекстиль предназначен для удерживания мелких частиц почвы , при этом пропуская воду. В типичной дренажной системе он укладывается вдоль траншеи, которая затем заполняется крупнозернистым материалом : гравием , ракушками , камнем или щебнем . Затем геотекстиль складывается поверх камня, а траншея покрывается почвой. Грунтовые воды просачиваются через геотекстиль и текут через камень к выходу. В условиях высокого уровня грунтовых вод перфорированная пластиковая ( ПВХ или ПЭ ) труба укладывается вдоль основания дренажа для увеличения объема воды, транспортируемой в дренаже.
В качестве альтернативы можно рассмотреть сборную пластиковую дренажную систему из HDPE , часто включающую геотекстиль, кокосовое волокно или тряпичные фильтры . Использование этих материалов становится все более распространенным из-за простоты их использования, поскольку они устраняют необходимость в транспортировке и укладке каменного дренажного заполнителя, который неизменно дороже синтетического дренажа и бетонных облицовок.
За последние 30 лет геотекстиль, ПВХ-фильтры и HDPE-фильтры стали наиболее часто используемыми фильтрующими средами для почвы. Они дешевы в производстве и просты в укладке, с контролируемыми на заводе свойствами, которые обеспечивают долгосрочную эффективность фильтрации даже в условиях мелкой иловой почвы.
Коммунальные службы Сиэтла создали пилотную программу под названием Street Edge Alternatives Project. Проект направлен на проектирование системы «для обеспечения дренажа, который более точно имитирует естественный ландшафт до застройки, чем традиционные трубопроводные системы». [3] Улицы характеризуются канавами вдоль проезжей части, а по всей территории спроектированы насаждения. Акцент на тротуарах без бордюров позволяет воде более свободно течь в области проницаемой поверхности по сторонам улиц. Благодаря насаждениям сток воды с городской территории не весь напрямую уходит в землю, но также может впитываться в окружающую среду. Мониторинг, проводимый коммунальными службами Сиэтла, сообщает о 99-процентном сокращении ливневой воды, покидающей дренажный проект. [3]
В недавнем прошлом [ когда? ] в Соединенном Королевстве дренаж подвергся масштабной экологической проверке . Устойчивые городские дренажные системы (SUDS) призваны поощрять подрядчиков устанавливать дренажные системы, которые более точно имитируют естественный поток воды в природе. С 2010 года местное и районное планирование в Великобритании по закону должно учитывать SUDS в любых проектах развития, за которые они отвечают.
Щелевой дренаж — это система дренажа каналов, разработанная для устранения необходимости установки дополнительных трубопроводных систем параллельно дренажу, 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 в строительных проектах.
Инженер -строитель отвечает за дренаж в строительных проектах. В процессе строительства они устанавливают все необходимые уровни для дорог , уличных водостоков , дренажа, водопропускных труб и канализации, участвующих в строительных работах.
Инженеры-строители и руководители строительства работают вместе с архитекторами и супервайзерами, планировщиками, сметчиками и общей рабочей силой, а также субподрядчиками. Как правило, в большинстве юрисдикций есть некий свод законов о дренаже, регулирующий, в какой степени землевладелец может изменять дренаж со своего участка.
Варианты дренажа для строительной отрасли включают в себя:
Поверхностное отверстие дренажного канала обычно выполнено в виде решеток (полимерных, пластиковых, стальных или железных) или одной щели (щелевой дренаж), проходящей вдоль поверхности земли (обычно изготавливается из стали или железа).
Подпорные сооружения для земли, такие как подпорные стенки , также должны учитывать дренаж грунтовых вод во время их строительства. Типичные подпорные стенки строятся из непроницаемого материала, который может блокировать путь грунтовых вод. Когда поток грунтовых вод затруднен, гидростатическое давление воды нарастает на стену и может нанести значительный ущерб. Если давление воды не дренируется должным образом, подпорные стенки могут прогибаться, двигаться и трескаться, вызывая разделение швов. Давление воды также может размывать частицы почвы, что приводит к образованию пустот за стеной и провалов в вышележащей почве. Традиционные дренажные системы подпорных стенок могут включать французские дренажи , дренажные трубы или дренажные отверстия . Для предотвращения эрозии почвы вместе с дренажной системой устанавливаются геотекстильные фильтрующие ткани.
Дренаж в кашпо относится к внедрению эффективных дренажных систем, специально разработанных для контейнеров или горшков для растений. Правильный дренаж имеет решающее значение в кашпо для предотвращения заболачивания и содействия здоровому росту растений. Дренаж кашпо включает в себя внедрение дренажных отверстий, дренажных слоев или специализированных дренажных систем для обеспечения отвода излишков воды из кашпо. Это помогает предотвратить гниение корней , накопление воды и другие проблемы, которые могут негативно повлиять на здоровье растений. Обеспечивая адекватный дренаж в кашпо, он поддерживает оптимальный рост растений и способствует общему успеху проектов по садоводству или ландшафтному дизайну. [4]
Варианты дренажа для кашпо включают в себя:
Водно-болотные почвы могут нуждаться в дренаже для использования в сельском хозяйстве . На севере Соединенных Штатов и Европы оледенение создало многочисленные небольшие озера , которые постепенно заполнялись гумусом , образуя болота . Некоторые из них были осушены с помощью открытых канав и траншей, чтобы создать болота , которые в основном используются для высокоценных культур, таких как овощи .
Самый большой в мире проект такого типа реализуется уже несколько столетий в Нидерландах . Территория между Амстердамом , Харлемом и Лейденом в доисторические времена представляла собой болота и небольшие озера. Срезание торфа ( добыча торфа ), просадка грунта и береговая эрозия постепенно привели к образованию одного большого озера, Харлеммермер , или озера Харлема. Изобретение ветряных насосных двигателей в 15 веке позволило осушить часть пограничных земель. Тем не менее, окончательное осушение озера пришлось ждать разработки крупных паровых насосов и соглашений между региональными властями. Озеро было ликвидировано между 1849 и 1852 годами, создав тысячи км 2 новой земли.
Прибрежные равнины и дельты рек могут иметь сезонно или постоянно высокие уровни грунтовых вод и должны иметь дренажные улучшения, если они должны использоваться для сельского хозяйства. Примером является район выращивания цитрусовых Flatwoods во Флориде , США. После периодов обильных осадков дренажные насосы используются для предотвращения повреждения цитрусовых рощ чрезмерно влажными почвами. Производство риса требует полного контроля воды, поскольку поля должны быть затоплены или осушены на разных стадиях цикла выращивания урожая. Нидерланды также стали лидерами в этом типе дренажа, осушая низменности вдоль побережья и оттесняя море до тех пор, пока изначальная страна не будет значительно расширена.
Во влажном климате почвы могут быть пригодны для выращивания сельскохозяйственных культур, за исключением того, что они заболачиваются на короткие периоды каждый год из-за таяния снега или сильных дождей . Почвы, которые в основном состоят из глины, будут очень медленно пропускать воду вниз, в то время как корни растений задыхаются, потому что избыточная вода вокруг корней исключает движение воздуха через почву.
Другие почвы могут иметь непроницаемый слой минерализованной почвы, называемый хардпаном , или относительно непроницаемые слои горных пород могут подстилать неглубокие почвы. Дренаж особенно важен при производстве плодовых деревьев . Почвы, которые в остальном превосходны, могут быть заболочены на неделю в году, чего достаточно, чтобы убить плодовые деревья и снизить производительность земли до тех пор, пока не будут установлены замены. В каждом из этих случаев соответствующий дренаж отводит временные потоки воды, чтобы предотвратить повреждение однолетних или многолетних культур.
Более сухие районы часто обрабатываются с помощью орошения , и никто не считает дренаж необходимым. Однако оросительная вода всегда содержит минералы и соли , которые могут концентрироваться до токсичных уровней за счет эвапотранспирации . Орошаемые земли могут нуждаться в периодических промывках избыточной оросительной водой и дренаже для контроля засоленности почвы .
Медиа, связанные с дренажем на Wikimedia Commons
Словарное определение дренажа в Викисловаре