Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ОС)"

Осушение

Осуше'ние, предупреждение или ликвидация неблагоприятного влияния воды на хозяйственную деятельность человека. Наибольшее значение имеет для сельского хозяйства, где удаление избыточной влаги из корнеобитаемого слоя почвы является одним из видов мелиорации, которая даёт возможность осваивать новые земли и повышать их экономическую продуктивность. Состоит из комплекса гидротехнических, агротехнических и хозяйственных мероприятий, в основе которых лежат гидротехнические приёмы нормированного удаления воды из корнеобитаемого слоя почвы. О. улучшает водный и воздушный режимы почвенного горизонта, ускоряет оттаивание и просыхание его весной, благоприятствует развитию полезной микрофлоры, активизирует рост и развитие с.-х. культур. Это позволяет довести урожай зерновых на осушаемых землях до 30—40 ц с 1 га, овощных до 600—800 ц, картофеля до 200—300 ц, сена до 100—120 ц с 1 га, т.е. повысить его по сравнению с урожаем на немелиорируемых землях в 1,5—3 раза. Для зоны избыточного увлажнения О. – одно из основных средств интенсификации с.-х. производства, обеспечивающее рациональное использование механизации и средств химизации.

  О. применяют также в строительстве для защиты населённых пунктов, промышленных объектов и пр. от подтопления грунтовыми водами со стороны водохранилища, моря и др. (см. Дренаж сооружений); в лесном хозяйстве для улучшения роста леса; в горном деле (см. Осушение месторождений полезных ископаемых).

  В сельском хозяйстве человек начал применять О. за 3 тыс. лет до н. э. в Египте (Фаюмский оазис). За 2 тыс. лет до н. э. в Месопотамии для О. пашни использовали гончарный дренаж, в Древнем Риме для О. виноградников – каменный (римский) дренаж. С 9—10 вв. в Нидерландах проводится О. приморских низменностей. В 16 в. в Англии (в окрестностях Босворта) были построены первые дренажи из керамических труб, изготовленных вручную. С конца 18 в. в Европе применяли О. открытыми каналами, а с начала 19 в. – керамический дренаж, который с конца 19 в. распространился в США. Русским О. было известно с конца 14 в., однако только во 2-й половине 19 в. его стали использовать в Полесье, северо-западной губернии и Центральном промышленном районе (бывшая Тверская, Владимирская, Рязанская, Московская и Ярославская губерния), с 1890 – в Западной Сибири (Барабинская и Ишимская степи). Мировая площадь осушаемых земель к началу 20 в. не превышала 20 млн. га, в России – 2,5 млн. га (в 1913 – 2,8 млн. га). В 20 в. наиболее крупные осушительные работы проводятся в США (более 40 млн. га крупных массивов осушено к 1972), Канаде, Японии, Индии, в европейских странах – Польше, Великобритании, Венгрии, Финляндии, Швеции, Нидерландах (строительство польдеров), ГДР и др. К 1972 в мире осушалось более 100 млн. га; в СССР – 10,9 млн. га (нечернозёмная зона Европейской части РСФСР, Белоруссия, Прибалтика, Западная Сибирь и др.). Широкие эффективные осушительные работы проводятся в Полесье, Мещерской низменности, Колхиде, долине р. Амур, Прибалтике и др. районах.

  Объекты О. для сельского хозяйства – болота, заболоченные и минеральные земли постоянного или временного увлажнения. Для их О. строят осушительные системы (открытые или закрытые), осушительная сеть которых обеспечивает отвод избытка воды до нормы О. (глубина грунтовых вод, обеспечивающая влажность корнеобитаемого слоя почвы, необходимую для получения высоких урожаев). Методы и техника О. определяются типом водного питания и с.-х. использованием территории. При атмосферном типе водного питания – ускорение поверхностного стока с помощью открытых или закрытых собирателей; при грунтовом – ускорение подземного стока с понижением уровня грунтовых вод до нормы О. дренажем или редкими глубокими каналами (осушителями); при наличии потока грунтовых вод – перехват его ловчими каналами (со стороны водосбора) или береговыми дренами (со стороны реки, водохранилища); при грунтово-напорном – снижение пьезометрической поверхности подземных вод вертикальным дренажем или глубокими дренами и как сопутствующее мероприятие – ускорение поверхностного стока; при склоновом (делювиальном) —ограждение осушаемых земель со стороны склонов нагорными каналами и выполнение комплекса противоэрозионных мероприятий (направлены на задержание воды и уменьшение склонового стока); при намывном (аллювиальном) – ограждение территории дамбами (валами) со стороны реки, озера, моря, постройка осушительной сети со шлюзами на магистральном канале, насосных станций для механического удаления воды. При О. почв тяжёлого гранулометрического состава и верховых болот (главным образом с атмосферным типом водного питания) в первоначальный период освоения применяют также агромелиоративные мероприятия: бороздование поверхности, узкозагонную вспашку, гребневые и грядковые посевы (на Дальнем Востоке, в Колхиде), кротование и др., которые эффективны только на фоне работы осушительные сети.

  Осушаемые земли обычно невозможно использовать без проведения культурно-технических работ – срезки и удаления кустарника, мелколесья, кочек, пней, корневых остатков и валунов, засыпки ям, рвов и пр., подъёма пласта осушаемой целины и его разделки, прикатывания и выравнивания поверхности торфяных почв, внесения органических и минеральных удобрений, извести, выращивания предварительных культур для ликвидации пестроты почвенного плодородия и др. В сухие периоды на осушаемых землях применяют орошение (дождевание, подачу воды по дренам при шлюзовании каналов осушительной сети и др.), для чего строят осушительно-увлажнительные системы.

  С.-х. использование осушаемых земель определяется их географическим положением, почвенным плодородием и технико-экономическими условиями первичного освоения. В СССР поймы и низинные болота, расположенные вблизи крупных населённых и промышленных центров, осваивают под овощные культуры и кормовые угодья. В лесостепной и степной зонах на осушаемых землях возделывают технические культуры – коноплю, лён, сахарную свёклу, картофель. Во влажных субтропиках Черноморского побережья Кавказа наиболее эффективно выращивание чая, цитрусовых, тунга, лавра, бамбука; на Дальнем Востоке – сои, риса (см. таблицу).

Использование осушаемых земель в СССР, тыс. га

* в том числе осушено дренажем 4373,5 тыс. га (см. Дренаж сельскохозяйственных земель).

  В 1972 с осушаемых земель СССР было получено (тыс. т); зерна 3484,6, льноволокна 38,19, сахарной свёклы (фабричной) 2346,7, картофеля 2578,5.

  Лит.: Брудастов А. Д., Осушение минеральных и болотных почв, 4 изд., М., 1955; Костяков А. Н., Основы мелиораций, 6 изд., М., 1960; Маелов Б. С., Станкевич В. С., Черненок В. Я., Осушительно-увлажнительные системы, М., 1973.

  С. Ф. Аверьянов.

Осушение месторождений полезных ископаемых

Осуше'ние месторожде'ний поле'зных ископа'емых, горный дренаж, комплекс мероприятий по откачке повышенных притоков подземных вод при строительстве и эксплуатации шахт или карьеров. Необходимость О. м. п. и. обусловлена тем, что месторождения полезных ископаемых довольно часто залегают в обводнённых массивах (Подмосковный и Днепровский угольные бассейны, железорудные месторождения Курской магнитной аномалии и др.). Притоки воды в строящиеся угольные шахты составляют до 3000 м³/ч (например, шахты № 49, 50 и 53 Поплевинские), в карьеры – 3600 м³/ч (Лебединский железорудный карьер), в подземные рудники – до 12000 м³/ч (Миргалимсайский рудник). Капиталовложения на осушение в общем комплексе горных работ достигают в СССР 15—20% от общей стоимости, а эксплуатационные расходы – до 25—30% от себестоимости добычи.

  О. м. п. и. повышает устойчивость горных пород, предотвращает прорывы плывунных пород и большие притоки воды в выработки. Осуществляется частичным или полным осушением пород кровли и самой залежи полезного ископаемого, а также снижением напора нижележащих водоносных горизонтов до безопасных пределов. О. м. п. и. увязывается с горными работами и проводится как до начала проходки выработок – предварительное осушение, так и одновременно с проведением горных выработок и очистными работами – параллельное осушение. Различают поверхностный (бесшахтный) способ, при котором осушительные мероприятия осуществляются с поверхности земли; подземный – из подземных горных выработок, и комбинированный – сочетающий оба способа. Поверхностное осушение производится при помощи водопонижающих и поглощающих скважин, траншей, закрытых дрен, иглофильтровых установок и т.д. Подземное осушение проводится из подземных горных выработок посредством сквозных и забивных фильтров, понижающих колодцев и восстающих скважин. Для подземного способа характерен приём воды от дренажных устройств в горные выработки с последующей выдачей её на поверхность по системе шахтного водоотлива. Комбинированное осушение сочетает мероприятия поверхностного и подземного способов. При О. м. п. и. используются дренажные устройства строительного водопонижения – лёгкие и эжекторные иглофильтры, открытый водоотлив. Один из видов О. м. п. и. – водопонижение при проходке шахтных стволов, выполняемое при помощи водопонижающих скважин, иногда с применением горизонтальных забивных фильтров, опережающих иглофильтров и понижающих (передовых) колодцев.

  О. м. п. и. получило развитие в СССР с 50-х гг., когда промышленность освоила выпуск мощных скважинных насосов, буровых станков, иглофильтровых установок и др. оборудования. Теоретические основы О. м. п. и. разрабатываются в горнорудничной (шахтной) гидрогеологии.

  Лит.: Троянский С. В., Белицкий А. С., Чекин А. И., Гидрогеология и осушение месторождений полезных ископаемых, М., 1956; Абрамов С. К., Скиргелло О. Б., Способы, системы и расчеты осушения шахтных и карьерных полей. М., 1968.

  В. А. Полуянов.

Осушительная сеть

Осуши'тельная сеть, сеть каналов и дрен, устраиваемая на заболоченной или избыточно увлажнённой территории для её осушения; важнейший элемент осушительной системы. Состоит из регулирующей, ограждающей и проводящей сетей с сооружениями на них (дренажные устья, смотровые колодцы, перепады, быстротоки, мосты, трубы-переезды и т.д.). Состав и характер О. с. определяются основным типом водного питания территории, причинами заболачивания и последующим с.-х. использованием осушаемых земель.

  Регулирующая сеть служит для своевременного удаления избытков воды из корнеобитаемого слоя почвы, что способствует улучшению водного, газового и теплового режимов почвы и создаёт условия для эффективной работы с.-х. машин и использования удобрений. На минеральных заболоченных почвах или болотах с атм. типом водного питания, требующих при осушении ускорения поверхностного стока, она состоит из постоянных открытых собирателей (каналов – допустимы на естественных сенокосах, при первоначальном осушении торфяных болот, в лесонасаждениях, на пойменных лугах) или закрытых собирателей (траншеи с керамическими перфорированными, пластмассовыми или др. трубами на дне, засыпанные хорошо фильтрующим материалом – песок, стиромуль и др. – или почвой), систематически располагаемых на осушаемой площади. На землях с грунтовым типом водного питания регулирующая сеть при любом с.-х. использовании площади делается в виде дренажа (см. Дренаж сельскохозяйственных земель), который на землях, заболачиваемых напорными грунтовыми водами, может быть дополнен глубокими каналами (осушителями).

  При осушении торфяных болот с грунтовым типом водного питания, мощностью залегания торфа 2—3 м и минеральным дном из хорошо фильтрующих незаилённых песков регулирующая сеть выполнена в виде одиночных или системы редких глубоких открытых каналов, врезаемых дном в пески.

  Ограждающая сеть предназначена для защиты осушаемой территории от поступления поверхностных и грунтовых вод со стороны водосбора, водотоков и водоёмов: нагорные каналы (по подошвам склонов) служат для сбора склонового стока; нагорно-ловчие каналы улавливают поверхностный склоновый сток и грунтовый поток; ловчие перехватывают грунтовые воды; для защиты земель со стороны водотоков и водоёмов строят дамбы.

  Проводящая сеть принимает избыточную воду из элементов регулирующей и ограждающей сетей и транспортирует её в ближайший водоприёмник (река, водохранилище, озеро и т.п.). Состоит из открытых магистральных каналов различных порядков, прокладываемых по самым низким местам осушаемой площади, а при осушении дренажем – открытых или закрытых коллекторов, впадающих в магистральный канал и редко – в водоприёмник. Стенки и дно каналов крепят плитами из пористого бетона, дёрном, хворостом, что улучшает их работу и увеличивает долговечность.

  Лит. см. при ст. Осушение.

  С. Ф. Аверьянов.

Схема осушения лугов: 1, 3 – магистральные каналы; 2 – нагорный канал; 4 – открытые собиратели; 5 – река-водоприёмник.

Осушительная система (на земле)

Осуши'тельная систе'ма, избыточно увлажнённая земельная территория вместе с сетью каналов, дрен и др. гидротехническими и эксплуатационными сооружениями, обеспечивающими её осушение. Основные элементы О. с.: регулирующая, ограждающая и проводящая сети, составляющие осушительную сеть; водоприёмник (река, озеро, море и др.); гидротехнические сооружения (перепады, устья каналов, шлюзы, смотровые колодцы, насосные станции и т.п.); дорожная сеть (дороги, мосты, водопропускные трубы, скотопрогоны); эксплуатационные сооружения (гидрометрические посты, наблюдательные скважины и др.).

  В зависимости от способа осушения О. с. бывают открытые (регулирующая сеть – открытые каналы) и закрытые (регулирующая сеть – закрытые собиратели, дрены-осушители и небольшие магистральные каналы представляют собой подземные трубчатые водоводы). Основные проводящие и ограждающие каналы в обоих случаях открытые. Применяют открытые О. с. при предварительном (первоначальном) осушении болот, лесов, иногда сенокосов и пастбищ. Недостатки их: снижение коэффициента земельного использования; препятствия, создаваемые каналами для механизации полевых работ; зарастание и др. виды деформации каналов и пр. Закрытые О. с. более технически совершенны, долговечны, не имеют недостатков открытых систем и представляют большие возможности для увлажнения осушаемых земель в засушливые периоды вегетации растений. Их строят для интенсивного использования осушаемых земель (овощные, кормовые, полевые севообороты, сады, культурные пастбища).

  Неотъемлемой частью О. с. является водоприёмник – обычно река или водоём, способный принять сбрасываемую осушительную сетью избыточную воду, не вызывая в ней подпора. Редко, при благоприятных гидрогеологических условиях, воду сбрасывают в подземные водоносные горизонты, устраивая поглощающие колодцы. При неудовлетворительных показателях водоприёмника (недостаточная пропускная способность, высокие уровни воды в периоды работы осушительной сети, неустойчивое русло) его урегулируют путём расчистки, спрямления, углубления и расширения (сужения) русла.

  По методу отвода воды из осушительной сети О. с. бывают самотёчные (вода поступает в естественный или урегулированный водоприёмник за счёт гидравлической энергии потока, т. е. самотёком) и с машинным водоподъёмом (воду из магистральных каналов откачивают в водоприемник с помощью насосных станций). Обычно машинный водоподъём применяют при осушении приморских низменностей (устройство польдеров в Калининградской области и др.), низких речных и озёрных пойм (например, рр. Немана и Лиелупе, Раменское расширение поймы р. Москвы), плавней (рр. Кубани, Днестра и др.), где самотёчные системы практически невозможны. Машинный водоподъём используют также при осушении земель в районах национальных парков, охраняемых ландшафтов, в зоне недостаточного увлажнения, где урегулирование рек может привести к их порче, снижению эстетической привлекательности и реакреационной ценности. Строительство и эксплуатация О. с. с машинным водоподъёмом дороже самотёчных, поэтому они экономически эффективны при интенсивном с.-х. производстве.

  По характеру воздействия на водный режим осушаемой территории О. с. подразделяются на системы одностороннего действия – каналы и др. сооружения обеспечивают только отвод воды; двустороннего действия (осушительно-увлажнительные) – регулирование водного режима путём задержания и перераспределения во времени избыточной воды и пополнения запасов её в почве в засушливые периоды. Увлажнение осуществляют дождеванием или подпочвенным орошением (шлюзование каналов и дренаж). Функции осушения и увлажнения могут выполнять одни и те же элементы О. с. (например, магистральные осушительные каналы и водоприёмник служат водоисточником и проводящими увлажнительными каналами, каналы-осушители и дрены – участковыми увлажнителями и т.д.). Применение систем двустороннего действия даёт возможность в течение вегетационного периода поддерживать в корнеобитаемом слое водный режим для с.-х. растений, близкий к оптимальному.

  Конструкция О. с. зависит от почвенных, гидрогеологических, хозяйственно-экономических и пр. условий местности. Эксплуатацию О. с. в СССР осуществляют управления эксплуатации систем, районная мелиоративная служба и землепользователи, за которыми закреплены осушаемые земли.

  За годы Советской власти в СССР построены и реконструированы О. с. на млн. га. Оресская О. с., расположенная в бассейне р. Орессы (Белоруссия), занимает 98,5 тыс. га, из них 51,5 тыс. га увлажняется (по дренам) в засушливые периоды водой из водохранилища (объём его 39,5 млн. м³), сооруженного в верхней части системы. На осушаемых землях выращивают овощные, зерновые культуры и травы. Трубежская О. с. (самотёчная, двустороннего действия) в пойме р. Трубеж и её притоков (Украина) имеет площадь осушения 32,5 тыс. га; основные культуры – овощные, картофель, кукуруза на силос, травы, кормовые корнеплоды. Яхромская О. с. в пойме р. Яхромы (Московская область) занимает около 10 тыс. га; большая часть системы двустороннего действия (орошение дождеванием). На землях её выращивают овощные и кормовые культуры.

  Лит. см. при ст. Осушение.

  Б. С. Маслов.

Примерная схема осушительно-увлажнительной системы в пойме реки: А – луга, Б – кормовой севооборот, В – овощной севооборот; 1, 2 – отверстия в дамбе обвалования для регулирования затопления поймы паводковыми водами, 3 – оросительная насосная станция, 4 – осушительная насосная станция, 5 – шлюз на реке, 6 – водохранилище на притоке, 7 – магистральный осушительный канал, 8 – коллекторы, 9 – нагорные каналы (они же водоподводящие каналы для увлажнения), 10 – дрены, 11 – открытые собиратели, 12 – дамба обвалования. Луга осушены системой открытых собирателей, площади под севооборотами – дренажем. Во время весеннего половодья пойма затопляется через отверстия 1, 2 на заданный срок; избыток воды сбрасывается самотёком или откачивается насосной станцией. Увлажнение лугов проводится при весеннем затоплении, земель овощного севооборота – дождеванием, кормовых – подпочвенным увлажнением по дренам. Вода для орошения может забираться из реки выше шлюза 5, из водохранилища на притоке и насосной станцией 3. Стрелки показывают направление движения воды.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (ОС)"