Odvodňovací systém (zemědělství) - Drainage system (agriculture)
Drenážní systém zemědělský je systém, který voda se vypustí na nebo v půdě pro zvýšení zemědělské produkce plodin . Může zahrnovat jakoukoli kombinaci ovládání dešťové vody, kontroly eroze a ovládání zalévání .
Klasifikace
I když v zemědělství se používají více než dva typy drenážních systémů, existují dva hlavní typy: (1) povrchová drenáž a (2) podpovrchová drenáž.
Obrázek 1 klasifikuje různé typy drenážních systémů. Ukazuje pole (nebo interní) a hlavní (nebo externí) systémy. Funkcí polního drenážního systému je kontrola hladiny podzemní vody, zatímco funkcí hlavního drenážního systému je shromažďovat, přepravovat a likvidovat vodu odtokem nebo výtokem. V některých případech je třeba rozlišovat mezi kolektorovými a hlavními drenážními systémy. Polní drenážní systémy se rozlišují v povrchových a podpovrchových polních drenážních systémech.
Někdy (např. V zavlažovaných , ponořených rýžových polích ) je vyžadována forma dočasné drenáže, kdy je drenážní systém povolen fungovat pouze při určitých příležitostech (např. Během období sklizně). Pokud by mohla fungovat nepřetržitě, došlo by ke ztrátě nadměrného množství vody. Takový systém je proto nazýván kontrolovat , nebo řízené , drenážní systém .
Obvykleji však mají odvodňovací systémy fungovat tak pravidelně, jak je to jen možné, aby se zabránilo nežádoucímu zamokření v daném okamžiku, a právě tento pravidelný drenážní systém se nejčastěji používá. V zemědělské literatuře se tomu někdy také říká „odlehčovací drenážní systém“.
Povrchové drenážní systémy
Pravidelné povrchové drenážní systémy, které začínají fungovat, jakmile dojde k nadměrnému množství srážek nebo zavlažování, fungují zcela gravitačně . Skládají se z přetvořených nebo reformovaných povrchů půdy a lze je rozdělit na:
- Lůžkové systémy používané v rovinatých oblastech pro plodiny jiné než rýže;
- Klasifikované systémy používané ve svažitých půdách pro plodiny jiné než rýže.
Lůžkové a odstupňované systémy mohou mít hřebeny a rýhy.
Kontrolované povrchové drenážní systémy se skládají z kontrolních bran umístěných v náspech obklopujících ploché pánve, jako jsou ty, které se používají pro rýžová pole v rovinatých oblastech. Tato pole jsou obvykle ponořena a je nutné je odvodnit pouze při určitých příležitostech (např. V době sklizně). Kontrolované povrchové drenážní systémy se nacházejí také v řadových pozemcích používaných pro rýži.
V literatuře nelze nalézt mnoho informací o vztazích mezi různými pravidelnými drenážními systémy povrchových polí, snížením míry podmáčení a zemědělskými nebo environmentálními efekty. Je proto obtížné vyvinout zdravá zemědělská kritéria pro pravidelné odvodňovací systémy povrchových polí. Většina známých kritérií pro tyto systémy se týká účinnosti technik nivelace a zemních pohybů.
Podobně zemědělská kritéria pro kontrolované povrchové odvodňovací systémy nejsou příliš známá ...
Podpovrchové odvodňovací systémy
Podobně jako systémy odvodnění povrchových polí lze i systémy podpovrchových polí odvodit v běžných systémech a kontrolovaných (kontrolovaných) systémech.
Když vypouštění odpadů probíhá zcela samospádem, mají oba typy podpovrchových systémů mnoho společného, kromě toho, že kontrolované systémy mají řídicí brány, které lze podle potřeby otevírat a zavírat. Mohou ušetřit hodně závlahové vody. Zkontrolovat odvodňovací systém také snižuje vypouštění prostřednictvím hlavního drenážního systému, čímž se sníží náklady na výstavbu.
Když k vypouštění dochází čerpáním , odvodnění lze zkontrolovat jednoduše tím, že se čerpadla nepoužívají nebo se zkrátí doba čerpání. V severozápadní Indii tento postup zvýšil účinnost zavlažování a snížil množství potřebné závlahové vody a nevedl k žádnému nepatřičnému zasolení .
Podpovrchové odvodňovací systémy pole se skládají z horizontálních nebo mírně svažitých kanálů vytvořených v půdě; mohou to být otevřené příkopy , příkopy, naplněné křovím a půdním uzávěrem, naplněné kameny a půdním uzávěrem, podzemní drenážní potrubí, drenážní dlaždice nebo krtkové kanalizace, ale mohou také sestávat z řady studní.
Moderní drenážní potrubí se často skládá z vlnitých, flexibilních a děrovaných plastových (PE nebo PVC) potrubí obalených obalem nebo filtračním materiálem, aby se zlepšila propustnost kolem potrubí a aby se zabránilo vstupu částic půdy, což je zvláště důležité u jemných písčitých písek a hlinité půdy. Surround může sestávat ze syntetických vláken ( geotextilie ).
Tyto žlaby pole (nebo postranní ) plnit své vody do sběrače nebo hlavního systému buď samospádem , nebo čerpání .
Jamky (což mohou být otevřené kopané studny nebo trubkové jímky ) se normálně musí čerpat, ale někdy jsou připojeny k drénům pro vypouštění gravitací.
Podpovrchová drenáž studnami je často označována jako svislá drenáž a drenáž kanálů jako vodorovná drenáž, ale je jasnější hovořit o „polní drenáži studnami“ a „polní drenáži příkopy nebo trubkami“.
V některých případech, podpovrchové odvodnění může být dosaženo jednoduše tím, že rozbití pomalu propustných vrstev půdy podle hluboká orba ( sub-znečištění ), za předpokladu, že má dostatečnou podzemní přírodní odtok. V jiných případech může problém vyřešit kombinace podšpinění a podpovrchových stok.
Hlavní drenážní systémy
Hlavní drenážní systémy se skládají z hlubokých nebo mělkých kolektorů a hlavních odtoků nebo odpadních vpustí.
Hluboké kolektorové vpusti jsou vyžadovány pro systémy podpovrchových polních drenáží, zatímco mělké sběrače se používají pro drenážní systémy povrchových polí, ale mohou být také použity pro čerpané podpovrchové systémy. Hluboké kolektory se mohou skládat z otevřených příkopů nebo podzemních potrubí.
Pojmy hluboké kolektory a mělké kolektory se týkají spíše hloubky hladiny vody v kolektoru pod povrchem půdy než hloubky dna kolektoru. Hloubka dna je dána jak hloubkou hladiny vody, tak požadovanou vypouštěcí kapacitou.
Hluboké kolektory mohou buď vypouštět vodu do hlubokých hlavních kanalizací (což jsou kanalizace, které nedostávají vodu přímo z polních kanalizací, ale pouze z kolektorů), nebo může být jejich voda čerpána do kanalizace.
Likvidační drény jsou hlavní kanalizace, ve kterých není hloubka hladiny vody pod povrchem půdy omezena na minimum, a hladina vody může být dokonce nad povrchem půdy za předpokladu, že jsou provedeny násypy, které zabraňují zaplavení. Likvidační drény mohou sloužit jak podpovrchovým, tak povrchovým drenážním systémům.
Hluboké hlavní kanalizace se mohou postupně stát likvidačními kanalizacemi, pokud dostanou menší spád než svah země podél kanalizace.
Technická kritéria použitelná na hlavní odvodňovací systémy závisí na hydrologické situaci a na typu systému.
Hlavní odvodňovací vývod
Konečným bodem hlavního drenážního systému je gravitační výstupní struktura nebo čerpací stanice .
Aplikace
Povrchové drenážní systémy se obvykle používají v relativně plochých oblastech, které mají půdy s nízkou nebo střední infiltrační schopností , nebo v zemích s vysokou intenzitou srážek, které překračují normální infiltrační kapacitu, takže na povrchu půdy dochází k častému podmáčení.
Podpovrchové drenážní systémy se používají tam, kde je problém s drenáží hlavně v mělkých vodních nádržích.
Pokud dojde k podmáčení povrchu i pod povrchem, je zapotřebí kombinovaný systém povrchového/podpovrchového odvodnění.
Někdy je v půdách s nízkou vsakovací schopností instalován podpovrchový drenážní systém, kde problém povrchové drenáže může zlepšit strukturu půdy a vsakovací kapacitu natolik, že již není zapotřebí povrchový drenážní systém.
Na druhou stranu se také může stát, že povrchový drenážní systém sníží dobití podzemní vody do takové míry, že problém s podpovrchovým odvodněním se značně sníží nebo dokonce odstraní.
Volba mezi podpovrchovým drenážním systémem trubkami a příkopy nebo trubkovými studnami je spíše otázkou technických kritérií a nákladů než zemědělských kritérií, protože oba typy systémů lze navrhnout tak, aby splňovaly stejná zemědělská kritéria a dosahovaly stejných výhod. Potrubí nebo příkopy jsou obvykle vhodnější než studny. Když se však půda skládá ze špatně propustné vrchní vrstvy o tloušťce několika metrů, která překrývá rychle propustné a hluboké podloží , mohou být studny lepší volbou, protože rozteč odtoků potřebná pro potrubí nebo příkopy by byla podstatně menší než rozteč pro studny.
Když půda potřebuje podpovrchový drenážní systém, ale ve velké hloubce je přítomna slaná podzemní voda , je lepší místo hlubokého, široce rozmístěného systému použít mělký, těsně rozmístěný systém trubek nebo příkopů. Důvodem je, že hlubší systémy produkují slanější výtok než mělké systémy. Kritéria životního prostředí pak mohou zakázat používání hlubších systémů.
U některých drenážních projektů může dojít k závěru, že se předpokládají pouze hlavní drenážní systémy. Zemědělská půda pak pravděpodobně stále trpí problémy s odvodňováním polí. V jiných případech je možné zjistit, že polní drenážní systémy jsou neúčinné, protože neexistuje adekvátní hlavní drenážní systém. V obou případech se instalace drenážních systémů nedoporučuje.
Reference: poskytuje obecný popis odvodňování půdy ve světě a ukazuje článek o typech systémů odvodňování zemědělské půdy používaných v různých částech světa.
Návrh odvodňovacího systému
Analýza pozitivních a negativních (vedlejších) účinků drenáže a optimalizace návrhu drenáže v souladu s postupy návrhu odvodnění je diskutována v článku o výzkumu drenáží .
Viz také
Reference