Ćwiczenie 3

Temat:

Projektowanie drenowania -

wyznaczenie rozstawy sączków i

głębokości drenowania na glebie

mineralnej

Drenowanie – odwadnianie gruntów za pomocą
krytych kanalików tj. za pomocą sieci
podziemnych przewodów, którymi woda spływa
do miejsc niżej położonych.

Rodzaj utworów

glebowych

Zawartość

części

spławialnych

Głębokość drenowania

(m)

< 0,02 mm

pola orne pastwiska

łąki

Gleby mineralne

:

Gleby ciężkie

Gleby średnie

Gleby lekkie słabo

Piaski spiaszczone

Torfy

po wstępnym

osuszeniu rowami:

●

słabo rozłożone

●

średnio rozłożone

●

silnie rozłożone

powyżej 50 %

50-35 %

35-20 %

poniżej 20 %

–

–

–

0,9

0,9-1,0

1,0-0,8

0,8

1,1

1,05

1,0

0,9

0,9

0,9-0,8

0,8

1,0

0,95

0,9

0,8

0,8

0,8-0,7

0,7

0,9

0,85

0,8

Głębokość drenowania według wytycznych Ministerstwa

Rolnictwa (m)

Głębokość drenowania

- głębokość założenia sączków.

Jest związana z

normą odwodnienia (osuszenia)

– tj. optymalnym obniżeniem

poziomu wody gruntowej.
Głębokość drenowania zależy od rodzaju użytków rolnych, uprawianych
roślin, rodzaju, właściwości i uwarstwienia gleby, warunków zasilania w
wodę, głębokości zamarzania gleby, spadków i rzeźby terenu, warunków
klimatycznych, celu drenowania, przesłanek ekonomicznych. Najczęściej
stosowane głębokości:

●

grunty orne, warzywniki, plantacje jagodowych, szkółki drzew owocowych

→

80-110 cm;

●

łąki i pastwiska

→

70-90 cm;

●

sady i chmielniki

→

110-150 cm.

Rozstawa drenowania

[L] - to odległość między równolegle do siebie

usytuowanymi sączkami w drenowaniu systematycznym.

► Rozstawę drenów na glebach mineralnych

można obliczyć wzorami

hydraulicznymi
lub wyznaczyć na podstawie składu mechanicznego:

●

sumy zawartości części spławialnych (φ < 0,02 mm) i ⅓ pyłu

drobnego (φ 0,02-0,05 mm);

●

poprawki na:

◙

zawartość Fe

2

O

3

→

gleby przepuszczalne powyżej 3% Fe

2

O

3

–

od

rozstawy odejmujemy 10%

gleby średnio zwięzłe powyżej 4,5% Fe

2

O

3

–

j.w. odejmujemy 10%

◙

zawartość CaCO

3

→

1-5% CaCO

3

do rozstawy dodajemy 5%

powyżej 5% CaCO

3

do rozstawy dodajemy

10%

◙

opady wyższe od 600 mm,

◙

spadek – tylko powyżej 30‰,

◙

napływ wód obcych

→

odejmujemy od rozstawy od 5% (gleby

średnie) do 10% (gl. lekkie).
W wytycznych drenowania rozstawa sączków waha się:

●

od 8 do 30 m na glebach mineralnych

●

od 25 do 44 m glebach torfowych

► Rozstawa drenów na glebach torfowych

zależy od:

●

rodzaju torfu,

●

jego miąższości,

●

stopnia rozkładu,

●

przepuszczalności podłoża,

●

poprawki ze względu na proces zamulenia, bądź murszenia.

Nomogram do określania rozstawy sączków w glebach mineralnych przy
opadach rocznych do 600 mm (Wytyczne …): 1 – pola orne, 2 – trwałe
użytki zielone

0,0

h

1

z

1

0,3

z

2

h

2

z

3

0,8

h

3

1,1

L

=

h

1

• z

1

• l

1

+ h

2

• z

2

• l

2

+

h

3

• z

3

• l

3

[m]

h

1

• z

1

+ h

2

• z

2

+ h

3

• z

3

Wyznaczona wartość jest rozstawą cząstkową dla każdego poziomu profilu
glebowego. Aby obliczyć rozstawę całkowitą dla gleby mineralnej
korzystamy ze wzoru z Wytycznych MR:

h

1

, h

2

, h

3

– miąższość poszczególnych warstw profilu [m],

z

1

, z

2

, z

3

– odległość środka warstwy od powierzchni terenu [m],

l

1

, l

2

, l

3

– rozstawy cząstkowe dla poszczególnych warstw profilu [m].

Poziom

[m]

Zawartość [%]

Suma:

części

spławialne

+ 1/3 pyłu

drobnego [%]

Rozstaw

a

według

Instrukcj

i MR [m]

Poprawka

[%]

Rozstawa

poprawio

na

[m]

części

spławial

ne

pył

drobn

y

Ca

CO

3

Fe

2

O

3

0,0 -

0,3

25

18

31

26,6

+ 7 %

-

28,2

0,3 –

0,8

13

21

20

32,4

-

-

32,4

0,8 –

1,1

38

28

47

20,0

-

-15

%

17,0

Poziom

[m]

Zawartość [%]

Ca CO

3

Fe

2

O

3

0,0 - 0,3 7,5

0,2

0,3 – 0,8 3,1

0,8

0,8 – 1,1 2,2

3,8

Przykład projektu systematycznego

drenowania pola

Wymiary i odległości w projektach
drenowania

WSKAZÓWKI DO PROJEKTOWANIA

●

Projekt układu urządzeń drenarskich wykonuje się na planie sytuacyjno-

wysokościowym
w skali 1:2000. Poprzedzają go ustalenia sposobów i głębokości drenowania
oraz obliczenia rozstawy sączków.

●

Sieć drenarską szkicuje się odręcznie wyznaczając trasy zbieraczy, a

następnie sączków, studzienek i wylotów. Po skorygowaniu kierunków
zbieraczy i sączków przystępuje się do szczegółowego wykreślenia ołówkiem
sieci drenarskiej, uwzględniając ustaloną wcześniej rozstawę.

●

Projekt urządzeń drenarskich wykreśla się tuszem po obliczeniu średnic

zbieraczy.

●

Podczas projektowania urządzeń na planie sytuacyjno-wysokościowym

należy przestrzegać
następujących zasad:

●

trasy zbieraczy należy projektować w najniższych miejscach terenu (w

naturalnych dolinkach i zagłębieniach) w celu umożliwienia dwustronnego
połączenia sączków oraz uniknięcia konieczności stosowania sztucznych
spadków,

●

trasy zbieraczy w miarę możliwości powinny przebiegać równolegle do

dróg, granic pól, rowów, sąsiednich zbieraczy, co ułatwi ich wytyczenie,
mechanizację robót drenarskich oraz konserwację czy renowację sieci,

●

należy dążyć do projektowania jak najmniejszej liczby kierunków dla

zbieraczy
i sączków,

●

projektując sieć sączków należy uwzględnić konfigurację i topografię

terenu, kierunki napływu wód gruntowych i powierzchniowych, wymogi
wykonawstwa i konserwacji, uzgodnione z użytkownikiem kierunki
wykonywania robót agrotechnicznych itp.,

●

w celu ułatwienia mechanicznego wykonania robót należy dążyć do tego,

by długości sączków były zbliżone do maksymalnych, a liczba zbieraczy
możliwie jak najmniejsza,

●

należy unikać przecinania sączkami dróg, gdyż zagrażać im może

zarośnięcie korzeniami drzew rosnących przy drodze,

●

spadki minimalne sączków powinny wynosić nie mniej niż 3‰, a na

terenach w których istnieje niebezpieczeństwo zamulania - 6‰ (maksymalne
spadki sączków wynoszą 100‰); spadki minimalne zbieraczy należy
projektować następująco:

●

maksymalne długości sączków nie powinny przekraczać 250 m, a w

warunkach
występowania zagrożenia zamulaniem rurociągów – 100 m lub 150 m w
zależności od
stopnia zagrożenia; w zasadzie nie wykonuje się sączków krótszych od 20 m,

●

minimalne przykrycie sączków w warunkach konieczności stosowania

sztucznych
spadków lub przejść przez obniżenia terenowe, nie powinno być mniejsze niż
0,6 m,
a zbieraczy 0,7 m,

Spadki minimalne rurociągów drenarskich [‰]

Średnica rurociągu [cm]: 5 7,5 10 12,5
15 17,5 20

Brak zagrożenia zamulaniem 3,0 2,0 1,5 1,5
1,5 1,5 1,5

Zagrożenie zamulaniem 6,0 5,0 4,0 2,5
2,0 1,5 1,5

●

dla terenów o spadkach powierzchniowych do 10‰ zaleca się stosowanie

tzw. układów podłużnych sączków tj. równoległych do linii spadku terenu, a
dla spadków większych – układów ukośnych,

●

sączki powinny być oddalone od krawędzi rowów oraz od tras zbieraczy o

jedną rozstawę, a od dróg, granic obiektu, działu itp. o 0,5 rozstawy,

●

należy przyjąć, że granica oddziaływania sączków sięga poza ich krańce

0,2 rozstawy,

●

odcinki zbieraczy na przejściach przez drogi, nasypy kolejowe, itp., narażone na

zniszczenie mechaniczne, należy zabezpieczyć przez stosowanie rur o większej
wytrzymałości, wykonanie okładzin betonowych itp.,

●

zbieracz projektowany równolegle do drogi oraz wzdłuż zadrzewionych granic, sadów,

lasów i zabudowań powinien być oddalony od granicy tych użytków o półtorej rozstawy,
jednak nie mniej niż 20 m; między zbieraczem i drogą, przy drogach obsadzonych
drzewami sączki te zabezpiecza się przed zarośnięciem przez owinięcie ich styków papą
lub zasypanie żużlem,

●

zbieracz projektowany równolegle do zadrzewionego rowu powinien być od niego

oddalony na odległość dwóch rozstaw lub co najmniej o 20 m., między rowem i
zbieraczem projektuje się sączki ochronne w odległości całej rozstawy od zbieracza,

●

powierzchnie działów drenarskich na glebach skłonności do zamulania drenów

powinny być małe, 5-8 ha,

●

głębokość założenia zbieraczy zależy od głębokości założenia sączków, a jako zasadę

do obliczeń przyjmuje się połączenia górne tych rurociągów,

●

w celu zapewnienia warunków współdziałania drenowania z zabiegami

agrotechnicznymi, czy też agromelioracyjnymi, szczególnie na terenach o glebach
zwięzłych, należy w miarę możliwości projektować trasy sączków prostopadle lub
ukośnie do kierunku uprawy gleby lub wskazać użytkownikom na konieczność
dostosowania kierunku wykonywania tych zabiegów do projektowanych tras sączków,

●

na obszarach, gdzie przewidziano zabiegi agromelioracyjne, głębokość drenowania

należy zwiększyć tak, aby była większa o 20-30 cm od głębokości projektowanych
zabiegów,

●

w istniejących sadach i ogrodach trasy sączków powinny być dostosowane do

rozmieszczenia rzędów drzew czy krzewów. Przy projektowaniu drenowania terenów
przewidzianych pod sady, należy uzgodnić kierunki rzędów drzew i projektowanych tras
sączków,

●

Zaprojektowane urządzenia powinny być dostosowane do istniejących warunków

glebowych, wodnych i topograficznych, mieć prosty i przejrzysty układ, być łatwe do
wykonania i jak najtańsze.

●

Oprócz podanych zaleceń należy podczas projektowania uwzględnić wszystkie

wytyczne projektowania głębokości, rozstaw, zabezpieczeń, spadków, długości,
połączeń rurociągów, układów, budowli itp. Dla nietypowych warunków glebowo-
wodnych dopuszcza się stosowanie indywidualnych rozwiązań melioracyjnych.

Dreny ceramiczne

- dawniej stosowane powszechnie, trwałość

systemów drenarskich 40-100 lat. Właściwości rurek produkowanych
w Polsce:

●

długość pojedynczej rurki 33 cm,

●

ø 5; 6,25; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20 cm,

●

kształt wewnątrz cylindryczny, z zewnątrz walca lub

graniastosłupa równobocznego,

●

woda dostaje się do środka przez styk, powierzchnia wlotowa

→

3-

7 cm

2

.

 

Dreny z tworzyw sztucznych

- obecnie najpowszechniej stosowane w

praktyce drenarskiej. Wykonywane z polichlorku winylu (PCW) lub
polietylenu (PE). Najczęściej są to rury karbowane: Właściwości:

●

są lekkie i łatwe w transporcie,

●

umożliwiają niemal pełną mechanizację robót wykonawczych,

●

duża powierzchnia szczelin perforacyjnych ułatwia dopływ wody

do sączka z otoczenia (min. 12 cm

2

na 1 mb rurociągu;),

●

trwałość szacowana na 30-40 lat,

●

nie powinny być stosowane na glebach kwaśnych (pH < 5,5) i

zawierających znaczne ilości Fe

2

O

3

(> 3% w glebach lekkich > 4,5% w

glebach średnich i ciężkich).

Fot. R. Rolbiecki; Zbiory Muzeum Narodowego Rolnictwa w Szreniawie k. Poznania

Fot. R. Rolbiecki; Zbiory Muzeum Narodowego Rolnictwa w Szreniawie k. Poznania

Zależnie od warunków glebowych, wodnych i fizjograficznych
oraz wymogów gospodarki rolnej, stosuje się drenowanie:
- systematyczne,
- niesystematyczne,
- częściowe,
- stopniowe.

Układ sączków

na planie jest zależny od spadków terenu.

Stosuje się następujące układy sączków:

- podłużny,

- ukośny,

- drenowanie w zakosy.

● Drenowanie systematyczne

- polega na

tym, że na wydzielonym kompleksie
glebowym stosowana jest stała rozstawa
sączków. Stosowane na terenach
płaskich i równinnych (spadek I < 20

o

/

oo

)

oraz falistych (spadek I = 20-50

o

/

oo

), o

stale lub okresowo nadmiernym
uwilgotnieniu czynnej warstwy gleby.

Rozstawa sączków na

torfach (wg Wytycznych

Ministerstwa Rolnictwa