ZESTAW A
1.Jak należy drenować sady? Rozstawa, głębokość, układ i sposób wykonania sączków - zabezpieczenia.
Drenowanie w sadach ma głębokość większą niż na użytkach rolnych. Układ i rozstawa drenowania muszą być dostosowane do rozmieszczenia rzędów drzew. Dreny w sadach muszą być tez zabezpieczone przed zarastaniem korzeniami drzew.
Głębokość - uzależniona jest od głębokości korzenienia się drzew:
-grusze, czereśnie, orzechy włoskie - 1,5m
-jabłonie, wiśnie - 1,3m
-śliwy - 1,2m
-szkółki drzew i krzewów oraz drzewa karłowe - 1,1m
Rozstawę drenowania dla sadów oblicza się tak jak dla gruntów ornych i przyjmuje się wartość zaokrągloną do najbliższej wielokrotności odległości pomiędzy rzędami drzew. Sączki projektuje się pośrodku pomiędzy rzędami drzew. Dzięki temu mniej uszkadza się korzenie drzew podczas kopania rowów drenarskich i zmniejsza się prawdopodobieństwo zarośnięcia drenów.
2.Narysować studzienkę drenarską do przyjęcia wód powierzchniowych, podać jej główne parametry i sposób wykonania.
3. Uzasadnij, jaki wpływ na projektowaną głębokość rowu odwadniającego ma rodzaj gleby, jej przepuszczalność, rodzaj odwadnianego użytku, wielkość zlewni rowu.
Głębokość rowu powinna zapewniać optymalne położenie zwierciadła wody gruntowej w okresie wegetacyjnym. Osiągnąć to można projektując głębokie rowy (przesuszenie przy rowach) i dużą rozstawę lub płytkie rowy i małą rozstawę (utrudnienie uprawy mechanicznej).
Głębokość rowów na łąkach jest uzależniona od rodzaju gleby (mineralne, torfowe) i od wysokości opadów. Mniejsze głębokości zaleca się dla obszarów o opadach niższych niż 500mm a większe dla terenów o opadach wyższych niż 750mm. Przy wyższych opadach głębokości rowów trzeba zwiększyć.
Dla gleb mineralnych głębokości rowów są mniejsze niż dla torfowych gdzie uwzględniamy osiadania.
W glebach przepuszczalnych głębokość rowów jest zwykle większa gdyż więcej wody w tym samym czasie może do niego spłynąć niż z gleb nieprzepuszczalnych.
Biorąc pod uwagę rodzaj odwadnianego użytku należy wspomnieć, że:
-na torfowiskach uwzględniamy osiadanie, które dodajemy do normalnej głębokości i zwiększamy ją
-użytek zielony może być eksploatowany jako zaplecze suszarń, przemiennie, jako pastwisko lub jako łąka. Na pastwiskach i łąkach przemiennych i stanowiących zaplecze suszarń gospodarka wodna powinna być bardziej elastyczna, stąd należy przyjąć głębokości rowów 10 - 20 cm większe niż na łąkach
- łąki kośne - 0,8 - 1, 1 m
-pastwiska - 0,9 - 1,2 m
Na glebach mineralnych średnich i lekkich zaleca się stosowanie rowów płytszych niż na glebach mineralnych zwięzłych murszowych i torfowych.
4.Podaj, w jaki sposób można ująć wodę ze źródła i jakimi rurociągami należy ją doprowadzić do odbiornika(rysunki)
Źródła lub wody wysiąkowe ujmuje się sączkami z rur perforowanych połączonych ze zbieraczami studzienką zbiorczą. Trasy sączków projektuje się ukośnie do kierunku napływu wód. Średnice sączków i zbieracza oblicza się z uwzględnieniem maksymalnej wydajności źródła. Zasypkę sączków wykonuje się z tłucznia kamiennego i żwiru. Przy skoncentrowanym punktowym napływie wód ujęcie można wykonać za pomocą pionowo ustawionej rury perforowanej z kamionki.
5.Sączki ochronne
Krótkie sączki projektuje się między zbieraczem i drogą a także granicami w odległości 1 rozstawy od zbieracza. Przy drogach obsadzonych drzewami sączki te zabezpiecza się przed zarośnięciem przez owinięcie ich styków papą lub zasypaniem żużlem.
6. .Za pomocą jakich rozwiązań technicznych i materiałów chronimy dreny przed zarastaniem korzeniami drzew?(rysunki)
Im głębiej założone są dreny tym w mniejszym stopniu są narażone na zarastanie korzeniami roślin. Największe zagrożenie stanowią dla drenów rośliny mające duże potrzeby wodne np.: wierzba, olcha, topola , jesion, tarnina, skrzyp polny, rdest a także korzenie drzew owocowych w sadach i roślin uprawnych głęboko korzeniących się lucerny , konieczyny, chmielu, buraków cukrowych i rzepaku. Narażone na zarastanie są zbieracze stale prowadzące wodę z tego rurociągi stale prowadzące wodę należy zabezpieczać przez ocementowanie styków rurek. Rurociągi te nie powinny być łączone z działami drenarskimi lecz bezpośrednio odprowadzać wodę do rowu.
ZESTAW B
1.Narysować studzienkę kontrolną z osadnikiem, wyprowadzoną nad teren oraz studzienkę kaskadową - zaznaczyć najważniejsze elementy.
2.Z jakimi problemami (trudnościami) stykamy się, projektując rowy odwadniające i drenowanie gleb torfowych.
Projektując głębokości rowów na torfowisku należy uwzględnić osiadanie powierzchni i dna rowów, zwiększając o wielkość osiadania ich głębokość.
Sama warstwa odwadniana też ulega osiadaniu. Oprócz osiadania torfowiska osiadają także dna rowów i dreny położone w glebach organicznych
3.Dreny opaskowe
Projektujemy je w celu przechwycenia napływających z terenów przyległych wód obcych powierzchniowych i gruntowych . Całkowite przechwycenie wody dopływającej jest możliwe w tedy gdy dren opaskowy zalega w warstwie nieprzepuszczalnej (d. całkowity) i ma zasypkę filtracyjną o dużej przepuszczalności. Jeżeli warstwa nieprzepuszczalna zalega głęboko można uzyskać zadowalający efekt za pomocą kilku równoległych drenów opaskowych założonych w warstwie wodonośnej (d. zawieszony)
4.Wylot—problemy
Wylot wykonany powyżej przepustu często podtapiany- dzieje się to wskutek zatkania lub zamulenia przepustu. Jeżeli nie są szczelnie obetonowane od połączenia ze zbieraczem na dł. co najmniej 2m to część wody która płynie z boku i pod wylotem spowoduje jego podmycie. Osiadanie spowodowane nietrwałym gruntem (nie ubitym) nośność gruntu pod wykopem powinna być co najmniej 20MPa. Dostawanie się zwierząt do wylotu. Elementy zabezpieczające nie są wymieniane na czas(pod wpływem czasu niszczą się i ulegają korozji). Narażone wyloty z wodami agresywnymi nie odizolowane powłoką bitumiczną
5. Jakie spadki są dopuszczane przy zbieraczach pustych i prędkości?
Dla zbieraczy jałowych biegnących zwykle w przekopie ze sztucznym spadkiem nie podłącza się sączków . Spadek min o ø do 10 cm nie mniejszy niż 1,5‰, o ø >10cm nie mniejsze niż 1‰ 0,35-0,8 m/s
ZESTAW C
1.Jak przebiega krzywa depresji między glebą słaboprzepuszczalną , przepuszczalną.
2. Jak zapobiegać zbieraniu i stagnowaniu wody na powierzchni gruntów nieprzepuszczalnych w lokalnym obniżeniu.
W celu odprowadzenia wód powierzchniowych z obfitych opadów letnich oraz wód z topniejącego śniegu na wiosnę gdy zamarznięta gleba uniemożliwia przesiąkanie wód do drenów wykorzystać można sieć bruzd przegonów i rowków rozorywanych. Trasę przegonu wyznacza najniższe miejsce doliny. W Tym przypadku zbieracze projektuje się z obydwu stron przegonu wzdłuż jego trasy. Wody też można odprowadzić za pomocą kominków filtracyjnych. Kominki filtracyjne stanowią filtry chłonne , wykonywane są z takich materiałów jak pospółka, żwiry lub kamienie.
3. W jakich celach, w jakich punktach systemu drenarskiego projektuje się studzienki drenarskie?
Studzienki drenarskie projektuje się na zbieraczach w celu zbierania namułów prowadzonych przez sieć drenarską, umożliwienie przepłukiwania zbieraczy poprzez chwilowe spiętrzenie wody, ułatwienie wykonania połączeń zbieraczy, regulowania odpływu wody oraz zmniejszenie nadmiernych spadków. Studzienki mogą być wyprowadzane ponad teren na 20cm lub też kryte, przykryte warstwą gruntu minimum o grubości 60cm. Studzienki wyprowadzone nad teren są łatwo dostępne, umożliwiają częstą kontrolę odpływających wód i działania zbieraczy oraz na częste wybieranie namułów z osadników. Namuły usuwa się w okresie po wykonaniu drenowania nawet kilka razy w roku, a po wytworzeniu się naturalnych sklepień filtracyjnych o wiele rzadziej - raz na rok lub kilka lat. Kontrola i odmulanie studzienek krytych jest utrudniona i wiąże się z potrzebą ich odkrywania. Głębokość osadników powinna wynosić co najmniej 40cm. Studzienki najlepiej lokalizować w miejscach nie uprawianych, przy drogach, na obrzeżach pól, na użytkach zielonych.
Studzienki drenarskie zaleca się stosować:
*na zbieraczach długości 500-1000m - jedną w środkowym odcinku, przy długości zaś ponad 1000m - co 400-500m
*w miejscach przejścia zbieracza ze spadku większego do minimalnego, jeżeli różnica prędkości wody jest większa niż 0,1 m/s
*przed ważniejszymi drogami
*przy zmianie kierunku trasy zbieracza o średnicy ponad 15cm pod kątem mniejszym niż 120o
*do połączenia więcej niż 2 zbieraczy lub 2 zbieraczy o średnicy większej niż 12,5cm
*do połączenia częściowo zamulonego zbieracza istniejącej sieci drenarskiej ze zbieraczami nowo projektowanymi
4. Jak przy projektowaniu uwzględnia się I min/max prędkość (V) wody? Dlaczego nie można przekroczyć odpowiednich wartości.
Spadek dna rowu decyduje o prędkości wody w rowie. Prędkość ta nie powinna być ani zbyt mała ani zbyt duża , gdyż przy małych prędkościach rów łatwo zarasta i zamula się , a przy dużych może nastąpić rozmywanie dna i skarp. Wielkość spadku dna jest więc ograniczona tymi 2 prędkościami. Prędkością min/max odpowiadają spadki max/min. Ze względu na równomierność odwodnienia zaleca się aby dno miało równoległy do średniego spadku terenu. Dla danego spadku sprawdza się prędkość przepływu. Min spadek rowów osączających to 0,5‰. Prędkość 0,6-0,8 m/s ; dla piasku drobnego 0,4-0,6 m/s ; dla piasku ze żwirem oraz torfu 1,0 m/s. Jeżeli zachodzi potrzeba stosowania spadków większych to należy umocnić skarpy i dno.
5. Jak należy drenować sady? Rozstawa, głębokość, układ i sposób wykonania saczków - zabezpieczenia.
Drenowanie w sadach ma głębokość większą niż na użytkach rolnych. Układ i rozstawa drenowania muszą być dostosowane do rozmieszczenia rzędów drzew. Dreny w sadach muszą być tez zabezpieczone przed zarastaniem korzeniami drzew.
Głębokość - uzależniona jest od głębokości korzenienia się drzew:
-grusze, czereśnie, orzechy włoskie - 1,5m
-jabłonie, wiśnie - 1,3m
-śliwy - 1,2m
-szkółki drzew i krzewów oraz drzewa karłowe - 1,1m
Rozstawę drenowania dla sadów oblicza się tak jak dla gruntów ornych i przyjmuje się wartość zaokrągloną do najbliższej wielokrotności odległości pomiędzy rzędami drzew. Sączki projektuje się pośrodku pomiędzy rzędami drzew. Dzięki temu mniej uszkadza się korzenie drzew podczas kopania rowów drenarskich i zmniejsza się prawdopodobieństwo zarośnięcia drenów.
6. JAK MOZNA SYSTEMY DRENARSKIE WYKORZYSTAC DO REGULOWANIA ODPŁYWU I NAWODNIENIA GLEB
System musi mieć odpowiednio dobrane parametry techniczne tak, aby nadmiar wody jak najszybciej usunąć z gleby; nadmiar-uniemożliwia rozpoczęcie prac na roli. Szybkość obniżania się poz.wód gruntowych zależy od: warunków zasilania, parowania terenowego, głębokości, rozstawy i średnicy drenów, właściwości gleby.
System powinien zapewnić minimalne normy odwodnienia, która zagwarantuje odpowiednią: strefę korzenienia się roślin, nośność powietrza, warunki powietrzno-wodne w glebie.
ZESTAW D
1.Kominki filtracyjne w jakim celu są projektowane, ich funkcje, z jakich materiałów są wykonane.
Projektowane są w celu odprowadzenia wód powierzchniowych z obfitych opadów letnich oraz wód z topniejącego śniegu na wiosnę gdy zamarznięta gleba uniemożliwia przesiąkanie wód do drenów.
Kominki filtracyjne stanowią filtry chłonne , wykonywane są z takich materiałów jak pospółka, żwiry lub kamienie.
2. Jakie dane są potrzebne do określenia średnicy zbieraczy i w jaki sposób dane te projektant uzyskuje?
Najmniejsze średnice zbieraczy wynoszą 6,25 i 7,5cm. Do odwodnienia niewielkich powierzchni można stosować jako minimalne średnice zbieraczy 5cm, ale tylko o długościach do 100m.
Średnica zbieracza jest uzależniona od:
*jego spadku I %o
*normy odpływu jednostkowego q [l/s/ha]
*wielkości odwadnianej powierzchni A [ha]
Przekrój zbieracza oblicza się przy założeniu, że zbieracz nie pracuje pod ciśnieniem. Ilość wody Q jaka może płynąć zbieraczem, zależy od jego przekroju F i prędkości przepływu v: Q=Fv . O ilości wody płynącej zbieraczem decyduje wielkość powierzchni odwadnianej A i norma odpływu q. Q = Aq. Prędkość wody w rurociągu można obliczyć za pomocą wzoru Chezy:
, współczynnik prędkości C zależy od oporów i obliczany jest ze wzoru Kuttera:
, R=d/4 - promień hydrauliczny m = 0,30, m=0,27
po przekształceniach otrzymujemy:
Znając zatem normę odpływu jednostkowego q, powierzchnię odwadnianą A oraz spadek zbieracza I można obliczyć potrzebną średnicę zbieracza.
Do projektowania używa się nomogramów i tabel.
Średnice zbieraczy dla danego działu drenarskiego określa się w sposób następujący:
*dla znanego spadku zbieracza i jego najmniejszej średnicy 6,25cm odczytuje się z tabel wielkość możliwej do odwodnienia powierzchni, przy określonej normie odpływu jednostkowego. Następnie za pomocą iloczynu długości sączków i rozstawy ustala się miejsce na zbieraczu, w którym odwadnia on powierzchnię jak najbardziej zbliżoną do odczytanej z tabeli. Jest to miejsce zmiany średnicy zbieracza na większą. Oznaczamy ten punkt za pomocą krzyżyka. Następne średnice 7,5 10 cm oznaczamy tak samo. Należy pamiętać, że do obszaru odwadnianego przez dany zbieracz wlicza się powierzchnię odwadnianą przez zbieracze o mniejszych średnicach, a także zbieracze boczne. Srednice zbieraczy oblicza się zawsze z góry działu w kierunku wylotu, poczynając od zbieracza głównego a kończąc na zbieraczach bocznych
3. dreny opaskowe
Projektujemy je w celu przechwycenia napływających z terenów przyległych wód obcych powierzchniowych i gruntowych . Całkowite przechwycenie wody dopływającej jest możliwe w tedy gdy dren opaskowy zalega w warstwie nieprzepuszczalnej (d. całkowity) i ma zasypkę filtracyjną o dużej przepuszczalności. Jeżeli warstwa nieprzepuszczalna zalega głęboko można uzyskać zadowalający efekt za pomocą kilku równoległych drenów opaskowych założonych w warstwie wodonośnej (d.zawieszony)
4.W jaki sposób wykonuje się drenowanie w glebach torfowych
*słabo rozłożonych, nie osiadłych - uzasadnić
*silnie rozłożonych i osiadłych - uzasadnić
W glebach torfowych należy stosować melioracje dwustronne, odwadniająco - nawadniające. Osiągnąć to można wykonując sieć rowów uzupełnionych drenami. Drenowanie pozwala zwiększyć rozstawę rowów o co najmniej 200m. Wykonane w rowach zastawki pozwalają piętrzyć wodę i w okresach posusznych zwilżać profil glebowy systemem podsiąkowym. Drenowanie skraca o połowę czas potrzebny do zwilżenia gleby i zwiększa skuteczność jej nawodnienia.
Na torfach słabo rozłożonych, nie osiadłych - należy projektować drenowanie krecie, drenowanie rurkami ceramicznymi ułożonymi na deskach lub łatach, drenowanie faszynowe lub rurkami z tworzyw sztucznych.
Na torfach silnie rozłożonych i osiadłych - o miąższości złoża większej niż głębokość drenowania rurki ceramiczne należy układać na 5-8cm podsypce piaszczysto - żwirowej. Podsypka ma zapobiec zasklepianiu szczelin wlotowych i usprawnić dopływ wody do drenów. Przy spadku terenu do 3%o należy saczki kierować bezpośrednio do rowów, a przy większych można stosować pełną sieć drenarska złożoną z sączków i zbieraczy.
5. Za pomocą jakich środków zapobiega się na etapie projektowania:
a)erozji dna cieku - stosowanie umocnień w razie wystąpienia dużych prędkości; niekiedy stosuje się przy dużych spadkach stopnie o odpowiednich wysokościach
b)zamulaniu i zarastaniu dna cieku - stosowaniu odpowiednio dużych prędkości przepływu wody w rowach
6. Jak powinien być wykonany i zabezpieczony wylot drenarski
Wylot powinien być tak skonstruowany aby stanowił budowlę trwałą i zapewniającą sprawne odprowadzanie wody. Jego połączenie ze zbieraczem oraz styki rurek na długości co najmniej 2m powinny być szczelnie obetonowane. Jeśli połączenia te zostaną przerwane część wody płynącej w z boku i pod wylotem spowoduje jego podmycie. Wylot należy osadzić na trwałym, dobrze ubitym podłożu, tak aby nie następowało jego osiadanie. Nośność gruntu pod wylotem nie mniejsza niż 20 MPa. Wyloty powinny być osłonięte klapą, siatką lub kratą, aby zapobiec dostawaniu się do nich żab, zajęcy, królików, lisów i innych zwierząt. Elementy wylotów narażone z upływem czasu ulegają korozji i wymagają wymiany. Elementy wylotów narażone na kontakt z wodami agresywnymi należy izolować powłoką bitumiczną.