1.Scharakteryzować najczęściej stosowane materiały drenujące- rurki ceramiczne i rury karbowane PCW

Rurki ceramiczne- wyprodukowane z odpowiedniego surowca i dobrze wypalone są materiałem trwałym, a systemy drenarskie wykonane za pomocą tych rurek są sprawne przez 40-50 lat a nawet 100 lat. Produkowane w Polsce mają dł. 33 cm oraz średnice wewnętrzne: 5; 6,25; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 i 20cm. Prawidłowo wykonana powinna być prosta i mieć jednakową grubość ścianki na całym obwodzie, jej powierzchnia wewnętrzna powinna być gładka oraz wolna od zadziorów i pęknięć. Powinna mieć wewnętrzny kształt cylindryczny, a z zewnątrz kształt walca lub graniastosłupa wielobocznego, co najmniej ośmiobocznego. Powinna być odporna na działanie mrozu; wytrzymywać obciążenie co najmniej 392daN.

Rurki karbowane PCW- produkowane w średnicach 50; 65; 80; 100; 125. Mają mała grubość ścianek; są lekkie; z otworami perforacyjnymi o różnych szerokościach umożliwia to dobór szerokości otworów w zależności od stopnia zagrożenia zamulenia drenów. Trwałość określa się na 30-40 lat. Nie powinny być stosowane w glebach kwaśnych o pH<5,5. W temp. powyżej 25⁰ i poniżej 0⁰C rury te łatwo ulegają deformacji i uszkodzeniu.

2.Narysować drenowanie systematyczne, niesystematyczne i częściowe, podać warunki, w jakich znajdują one zastosowanie.

Systematyczne

-na terenach płaskich i równinnych (I<20%_o) oraz falistych (I=20-50%_o) o stale lub okresowo nadmiernym uwilgotnieniu czynnej warstwy gleby, występującym głównie w okresie wiosennym i po długotrwałych deszczach.

Niesystematyczne

-stosowane jeżeli powierzchnie nadmiernie uwilgotnione mają niewielką szerokość- zbliżoną do rozstawy drenów odpowiadającej danym warunkom glebowo-wodnym.

Częściowe

-stosowane w terenach pofałdowanych gdzie tylko najniżej usytuowane patie gruntów i kotliny wymagają odwodnienia.

3.Jakie zachodzą zmiany w profilu glebowym po wykonaniu drenowania

-w wyniku drenowania następuje obniżenie poziomu wody gruntowej;

-na miejsce wody do profilu glebowego dopływa powietrze

-odpływająca do drenów woda wymywa z profilu glebowego związki żelaza co przyczynia się do wzrostu przepuszczalności gleby i poprawy jej struktury

-dzięki niezwłocznemu wsiąkaniu wody opadowej zmniejsza się zlewność gleby na powierzchni, pozostaje ona spulchniona utrzymując lepiej strukturę gruzełkowatą nadaną jej w czasie uprawy

-dzięki infiltracji wody opadowej i zmniejszenie parowania gleba zdrenowana nagrzewa się na wiosnę znacznie szybciej niż nie zdrenowana

-temp wierzchnich warstw gleby zdrenowanej jest na wiosnę o kilka stopni wyższa niż nie drenowanej

-na polu zdrenowanym głębokość zamarzania gleby jest mniejsza

4.Jaki wpływ wywiera drenowanie na rozwój roślin

-obniżenie poziomu wody gruntowej- umożliwione jest większe korzenienie się roślin i czerpanie zasobów związków pokarmowych znajdujących się w podglebiu przez co rośliny głębiej ukorzenione lepiej wykorzystują zapas wilgoci zimowej i dlatego są bardziej wytrzymałe na susze

-na miejsce wody do profilu glebowego dopływa powietrze które umożliwia rozwój bakterii tlenowych, niezbędnych w procesie rozkładu nawozów i przemiany ich na związki przyswajalne przez rośliny

-dzięki drenowaniu następuje wcześniejsze osuszenie gleby na wiosnę co wydłuża okres wegetacyjny o 10-14 dni

-na glebach drenowanych uzyskuje się wyższe i bardziej stabilne plony

5.Podać zalety i wady drenowania

Zalety:

-zamiana rowów i bruzd na sieć drenarską zwiększa powierzchnię produkcyjną o 5-10%

-na gruntach odwadnianych za pomocą drenowania można kształtować duże regularne pola uprawowe, rowy odpływowe zajmują na nich mniej niż 1% powierzchni

-drenowanie nie utrudnia mechanizacji prac polowych i stosowania nowoczesnych maszyn rolniczych

-produkcja rolna na terenach zdrenowanych jest tańsza a wysokość uzyskiwanych plonów wyższa niż na gruntach odwadnianych rowami otwartymi

-drenowanie pozwala uzyskiwać bardziej równomierne odwodnienie gleb, sprzyja temu stosowana dużo mniejsza rozstawa sączków niż rowów, równomierne uwilgotnienie pól na wiosnę umożliwia wcześniejsze rozpoczęcie wiosennych prac polowych za pomocą ciężkich maszyn

-dzięki drenowaniu zwiększa się infiltracja wody opadowej do gleby i jednocześnie zmniejsza spływ powierzchniowy, przeciwdziała to procesom erozji gleb

-koszty i pracochłonność prac konserwacyjnych są w przypadku urządzeń drenarskich dużo mniejsze niż rowów

Wady:

-stagnowanie wody w czasie nagłych roztopów i przy nie całkowicie rozmarzniętej glebie lub gwałtowne jej spływanie po powierzchni, kiedy infiltracja wód do drenów jest niemożliwa

-drenowanie przyczynia się do zwiększenia wymywania wapnia i składników pokarmowych, ubytek wapnia powoduje obniżenie pH o 0,2-0,4

6)

1.Jakie głębokości drenowania stosuje się w Polsce i dlaczego są one inne dla gruntów ornych, użytków zielonych, w sadach i na boiskach. Jakie czynniki mają wpływ na głębokość drenowania.

Grunty orne: 80-110cm- ponieważ mogą zostać zniszczone pod wpływem ciężaru maszyn rolniczych

Użytki zielone (łąki i pastwiska) 70-90 bo rośliny mają małe systemy korzeniowe i nic po nich nie jeździ

Sady 110-150 bo drzewa mają długie systemy korzeniowe które powodują zarastanie drenów

Boiska 70-80- nic na nich nie rośnie (mało żyzne) i nie stosuje się na nich ciężkich maszyn

Czynniki wpływające na głębokość drenowania:

-rodzaj użytków rolnych i uprawianych roślin

-rodzaju i właściwości i uwarstwienia gleby

-warunków zasilania w wodę

-głębokości zamarzania gleby

-spadków i rzeźby terenu

-warunków klimatycznych

-celu drenowania stopnia intensyfikacji produkcji rolniczej oraz przesłanek ekonomicznych

2.Jakie głębokości drenowania stosuje się w glebach piaszczystych a jakie w glebach zwięzłych. Uzasadnij dlaczego w tych glebach głębokość jest inna

Piaski 80cm

Gleby zwięzłe 80-110cm

3.Jakie czynniki mają wpływ na rozstawę drenowania. Dlaczego inną rozstawę sączków stosuje się na użytkach rolnych a inną na boiskach

Czynniki:

-właściwości mechaniczne, chemiczne i fizyko-wodne gleby

-budowa profilu glebowego

-stosunków wilgotnościowych

-rodzaju użytków i poziomu kultury rolnej

-warunków klimatycznych

-rzeźby terenu

-wystawy stoku

Przy dużej intensyfikacji rolnictwa uprawy roślin wymagane jest skuteczniejsze odwodnienie czyli stosowanie mniejszych rozstaw sączków, natomiast np przy odwodnieniu boiska uzasadnione będzie stosowanie rozstaw większych. Z ekonomicznego punktu widzenia o przyjęciu rozstawy drenowania powinien decydować koszt wykonania robót.

4. Podaj jaki wpływ na rozstawę drenowania ma wysokość opadów, spadki terenu, wystawa zbocza i zawartość w glebie żelaza. Wpływ każdego czynnika uzasadnij:

-opady roczne - natężenie opadów letnich, kumulowanie się opadów zimowych, temperatury powietrza w zimie i w lecie zdecydowanie wpływają na ilość wody odprowadzanej drenami. Im więcej wody sieć drenarska musi odprowadzić tym rozstawa sączków powinna być mniejsza. Jako miernik tego wpływu przyjmowana jest wysokość opadów rocznych.

-spadek terenu - wpływa na szybkość obsychania gleby. W terenie o większych spadkach rozstawę drenowania można zwiększyć. Jeśli teren jest płaski lub o małych spadkach odpływ wód jest utrudniony i rozstawy sączków zwiększyć nie można.

-wystawa zbocza - wpływa na szybkość obsychania gleby. Na stokach otrzymujących więcej ciepła ( południowych, poł - wsch i poł - zach) rozstawę drenowania można zwiększyć.

-CaCO3 - wapń korzystnie wpływa na właściwości i żyzność gleb, zwłaszcza zwięzłych i średnio zwięzłych, które stają się bardziej strukturalne i przepuszczalne. Przy zawartości CaCO3 powyżej 3% można zwiększyć rozstawę drenowania. W glebach powstałych z utworów wapiennych większa zawartość wapnia (ponad 5%) może powodować zmniejszenie przepuszczalności i w takim przypadku rozstawy drenowania nie należy zwiększać.

-Fe2O3 - związki żelaza pogarszają przepuszczalność gleb. Dlatego też, jeżeli zawartość Fe2O3 w glebach lekkich jest większa niż 3% i w glebach średnich i ciężkich większa niż 4,5% rozstawę drenowania należy zmniejszyć o 10%. Zawartość w glebie wapnia powoduje zmniejszenie ruchliwości żelaza i przeciwdziała zatykaniu nim drenów.

5. Według jakich zasad projektuje się rozstawę sączków w torfach?

Rozstawa sączków na torfach została uzależniona od rodzaju torfu, jego miąższości, stopnia rozkładu i zamulenia. Przyjęta w zależności od wymienionych czynników rozstawa (w granicach 25-40 m) może ulec zmniejszeniu o 50% dla drenów faszynowych oraz o 10-20 % przy silnym zamuleniu torfu, bądź zwiększeniu - jeśli w profilu glebowym występuje warstwa murszowa o miąższości ponad 35 cm.

6. W jaki sposób mogą tworzyć się złogi żelaza w drenach, w jakich warunkach tworzą się najintensywniej, jakie jest ich pochodzenie?

Szkodliwa dla sieci drenarskiej jest ta część związków żelaza, która rozpuszcza się w wodzie- kwaśny węglan żelaza. Związek ten transportowany jest przez wodę odpływającą do drenów. Tu przy gwałtownym zetknięciu z powietrzem i utlenieniu wytrąca się osad (ochra). Ochra może powodować zasklepianie się drenów lub tworzyć złogi wewnątrz rurociągu. W glebach bardziej zakwaszonych tworzenie osadów jest najintensywniejsze.

Oprócz zażelaziania chemicznego drenów, w wyniku utleniania żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego występuje jeszcze zażelazianie biologiczne wywołane przez bakterie żelaziste. Przy dużych prędkościach osady związków żelaza mogą być unoszone przez wodę do odbiornika, przy małych osadzają się w drenach. Właściwości przyciągania cząstek żelaza przez ścianki rurek PCW powodują intensywniejsze odkładanie się ochry niż w drenach ceramicznych.

7. W jaki sposób można zapobiegać zamulaniu drenów związkami żelaza?

-W utworach podmokłych lub okresowo nadmiernie uwilgotnionych i zakwaszonych (pH<5,5%) oraz zawierających powyżej 1,5% Fe2O3 w glebach lekkich lub powyżej 2,5% w glebach średnich i ciężkich należy stosować wapnowanie pól i przepłukiwanie zbieraczy przez chwilowe spiętrzenie wody w studzienkach.

-Jeżeli zawartość Fe2O3 jest większa niż 3% w glebach lekkich i 4,5 % w glebach średnich i zwięzłych należy ponadto dodać do zasypki wapno i gips (2:1) w ilości 1-2,5 kg na 1m długości rowka oraz spulchniać podglebie

-W glebach podmokłych zawierających większe ilości żelaza niż podane należy zaprojektować wstępne odwodnienie za pomocą tymczasowej sieci rowów lub drenów. Po 3-4 latach wykonać drenowanie systematyczne

-W piaskach zawierających powyżej 1,5% i glinach powyżej 2,5% Fe2O3 należy projektowć małe działy drenarskie, sączki o spadkach minimalnych 6%o i długościach 120-150m.

-Wody z obszarów zażelazionych oraz wody naporowe lub ze źródlisk należy odprowadzać oddzielnymi rurociągami, nie włączonymi do ogólnej sieci drenarskiej

-Stosować filtry z piasku i żwiru, torfu, słomy, wiór drzewnych i trocin zawierających garbniki.

8. Przy jakim składzie granulometrycznym gleby występuje większe zagrożenie zamulaniem cząsteczkami gleby?

Do gleb, w których procesy zamulania drenów występują najintensywniej, należą utwory pyłowe zawierające ponad 40% części pylastych 0,1-0,02 mm. Szczególne zagrożenie stanowią cząstki pyłu grubego 0,1 - 0,05mm, które wymyte do drenu osadzają się w nim nie poddając się sile unoszącej wody. Nasilone procesy zamulania drenów występują też w glebach zawierających ponad 45% frakcji piaszczystych 0,1 - 1 mm, zwłaszcza piasku drobnego 0,1-0,25mm i średniego 0,25-0,5mm. Gleby silnie uwodnione zawierające znaczne ilości pyłu grubego i piasku drobnego przechodzą w stan płynny - kurzawkę i powodują bardzo szybkie zamulanie drenów. Cząstki pyłu drobnego, a tym bardziej cząstki spławialne o średnicach mniejszych niż 0,02mm , są na ogół unoszone przez wodę i nie powodują zamulania drenów. W glebach zwięzłych - glinach i iłach zamulanie drenów jest mało prawdopodobne.

9.W glebach o jakich cechach może występować zarówno pierwotne jak i wtórne zagrożenie zamulania drenów cząstkami gleby i jak im zapobiegać.

Do zamulania początkowego skłonność wykazują niemal wszystkie grunty oprócz piasków grubych i iłów. W glebach drobnoziarnistych o równomiernym uziarnieniu takim jak: piaski luźne drobne i średnie, słabogliniaste, gliniaste lekkie i mocne pylaste powstają wnoszenia nazywane zamuleniami stałymi lub wtórnymi. W glebach mineralnych i w torfach procesy zamulania drenów są mniej intensywne.

10. Oceń przebieg zamulania drenów w glebach zwięzłych oraz w glebach luźnych. Scharakteryzuj tzw. zamulanie początkowe (pierwotne) oraz zamulanie wtórne drenów, podaj sposoby zapobiegania ich występowaniu.

Procesy zamulania są najintensywniejsze bezpośrednio po wykonaniu nowego drenowania- tzw. zamulanie początkowe. Przy dopływie wody do drenów w glebach niespoistych, zawierające znaczne ilości pyłu grubego i piasku drobnego, ilość transportowanych cząstek przez otwory wlotowe jest początkowo dość znaczna. Jednocześnie cząstki o większej średnicy (piasek gruby i części szkieletowe) zatrzymują się na otworach wlotowych, dając początek procesom tworzenia się zasklepień filtracyjnych. Zamulenie początkowe jest zjawiskiem przejściowym. Przyjmuje się, że niemal wszystkie grunty, oprócz piasków grubych i iłów, wykazują skłonności do tego rodzaju zamulania.

W glebach drobnoziarnistych o równomiernym uziarnieniu, takich jak: piaski luźne drobne i średnie, słabogliniaste, gliniaste lekkie i mocne pylaste, pyły gliniaste i utwory pyłowe, tworzenie się sklepień jest utrudnione i zjawisko wnoszenia cząstek gleby do drenów przybiera charakter długotrwały. Zamulenie powstałe w wyniku tego wnoszenia nazywa się stałym lub wtórnym.

W glebach mineralnych o bardziej zróżnicowanym uziarnieniu i w torfach słabiej rozłożonych procesy zamulania drenów są mniej intensywne.

Zapobieganie:

-układanie rurek ceramicznych tak, aby szerokość szczelin wlotowych była jak najmniejsza;

-w glebach skłonnych do zamuleń należy stosować większe spadki rurociągów (przy spadkach powyżej 10%o zagrożenie zamulaniem cząstkami gleby praktycznie nie występuje, a przy 6%o zalecanych wynosi ok. 10-15% przekroju);

-stosowanie otulin z materiałów filtracyjnych o przepuszczalności 10-krotnie większej od gleby drenowanej (filtry powinny przepuszczać cząstki najdrobniejsze nie powodujące zamulania)

-w glebach, w których niebezpieczeństwo zamulania występuje tylko w początkowym okresie - należy stosować filtry w postaci obsypek lub otulin z materiałów organicznych ulęgających po pewnym czasie rozkładowi, takich jak słoma, torf, paździerze lniane i konopne, mech, ściółka oraz gleba próchniczna o gruzełkowatej strukturze i o dużej przepuszczalności co najmniej 6-10 razy większej od gleby;

-w glebach w których występuje stałe zamulanie cząsteczkami gleby należy stosować filtry trwałe, nie ulegające rozkładowi z takich materiałów jak: gruby piasek i żwir, żużel, granulaty syntetyczne- styropian i włókniny syntetyczne.

11. Za pomocą jakich rozwiązań technicznych i materiałów chronimy dreny przed zarastaniem korzeniami drzew? (wykonaj stosowne 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, a także korzenie drzew owocowych w sadach i roślin uprawnych głęboko korzeniących się buraków cukrowych i rzepaku. Narażone na zarastanie są zbieracze stale prowadzące wodę. Z tego względu rurociągi stale prowadzące woda należy zabezpieczać przez ocementowanie styków rurek. Rurociągi te nie powinny być łączone z działami drenarskimi, lecz bezpośrednio odprowadzać wodę do rowu.

12. W jaki sposób należy zabezpieczyć i przed czym sączki w sadach?

W sadach i na polach uprawnych, w sąsiedztwie terenów zadrzewionych i zakrzaczonych w celu zabezpieczenia przed zarastaniem drenów owija się styki rurek ceramicznych papą lub stosuje się obsypkę żużlową. Związki siarki zawarte w żużlu zapobiegają przedostawaniu się korzeni do wnętrza drenów. Obsypka pod drenem co najmniej 5cm, a nadsypka nad drenem 10cm. Skutecznym lecz kosztownym systemem zapobiegającym zarastaniu drenów w sadach jest studzienkowy system drenowania Rerolle'a. Dreny są tu zupełnie uszczelnione za pomocą muf ceramicznych zalanych zaprawą cementową, paskami papy, juty ze smołą. Woda dostaje się do mufy przez styk pionowej rurki z cegłą i odpływa do wylotu. Połączenie rur pionowych z drenami jest szczelnie ocementowane. Można tez stosować dreny podwójne.

1. Uzasadnij, dlaczego w glebach zażelazionych i w płaskich terenach należy stosować mniejszą długość sączków.

W terenach płaskich, gdzie konieczne jest stosowanie sztucznych spadków sączków, górne ich odcinki ulegają spłyceniu a dolne przegłębieniu. W celu uniknięcia zbyt głębokich zbieraczy i nierównomiernego odwodnienia gleby długość sączków w takim przypadku powinna być odpowiednio mniejsza. Należy przyjąć jako maksymalną długość sączków 150m. Ponieważ gleby zażelazione są bardziej narażone na zamulanie cząstkami żelaza, należy stosować zbieracze nie dłuższe niż 400-500m, ze względu na możliwość „zarośnięcia” drenu osadami żelaza.

2. Narysować w przekroju stosowane sposoby łączenia sączków ze zbieraczami ( górne, dolne, górno - boczne i boczne)

3. Wyjaśnij za pomocą rysunków i krótkich objaśnień, w jaki sposób można wykonać:

1. połączenia sączków ze zbieraczem

2. połączenia zbieraczy bocznych ze zbieraczami głównymi

4. Na rysunkach wykazać, w jaki sposób należy wykonać (połączyć) sączki przecinające się ze zbieraczami pod kątem ostrym, prostym i rozwartym.

5. Narysuj stosowane układy sączków i wyjaśnij w jakich okolicznościach każdy z nich ma być stosowany.

-układ podłużny - w terenach o małych spadkach do 10%o - trasy sączków są prostopadłe do warstwic, równoległe do kierunku grawitacyjnego spływu wody.

-układ ukośny - w terenach o spadkach powyżej 10%o - trasy sączków biegną prostopadle lub ukośnie do kierunku napływających wód powierzchniowych i gruntowych - przeciwdziała to procesom erozji gleb

-układ w zakosy - w terenach górzystych o bardzo dużych spadkach - zarówno sączki jak i zbieracze są usytuowane ukośnie do kierunku spływu wód. W miejscach zmiany kierunku tras rurociągów należy stosować studzienki, przejścia łukowe lub połączenia górne

1)

2)

3)Podaj, w jaki sposób można ująć wodę ze źródła i jakim rurociągiem należy ją odprowadzić do odbiornika (wykonaj odpowiednie 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. Ujętą wodę odprowadza się oddzielnym rurociągiem, wyłączonym z ogólnej sieci drenarskiej. Stale odprowadzający wodę rurociąg będzie narażony na zarastanie korzeniami roślin, musi więc mieć ocementowane styki.

4)W jakich okolicznościach stosuje się ocementowanie styków zbieracza, uzasadnić.

Ocementowanie styków zbieracza stosuje się w przypadku odprowadzania wody oddzielnym rorociągiem, wyłączonym z ogólnej sieci drenarskiej, który to stale odprowadza wodę i jest narażony na zarastanie korzeniami roślin. Ocementowanie styków stosujemy również gdy mamy na celu zapobiegnięcie nadmiernemu obniżaniu się poziomu wody gruntowej przez zbieracz, jeżeli jego głębokość jest znaczna.

5)Jakie są zasady drenowania kotlin i odprowadzania z nich wody do odbiornika (wykonać stosowane rysunki)

Wodę z systemu drenarskiego z bezodpływowych kotlin doprowadza się zbieraczami do studzienki z osadnikiem zaprojektowanej w najniższym miejscu odwadnianej powierzchni. Ze studzienki wodę odprowadza się tzw. pustym zbieraczem na zewnątrz kotliny do odbiornika. Do zbieracza pustego nie można bezpośrednio podłączyć żadnych sączków lub zbieraczy. Ponadto musi on być zabezpieczony przed zamulaniem przez ocementowanie styków, zapobiega to też nadmiernemu obniżaniu poziomu wody gruntowej przez zbieracz, jeżeli jego głębokość jest znaczna. W odpowiednich warunkach hydrogeologicznych woda z kotliny może być odprowadzana do głębszych warstw przepuszczalnych za pomocą studni chłonnej.

6)Za pomocą jakich urządzeń i zabiegów można zapobiegać stagnowaniu wody w lokalnych obniżeniach, zwłaszcza po roztopach wiosennych, po obfitych opadach. Wykonaj odpowiednie rysunki.

W terenach bezodpływowych, płaskich o małych spadkach, a także w lokalnych obniżeniach często po opadach lub roztopach stagnuje woda. Wody te można odprowadzić bądź za pomocą bruzd, przegonów i rowków, bądź tez kominków filtracyjnych. Trasę przegonu wyznacza najniższe miejsce doliny. W tym przypadku zbieracze projektuje się z obydwu stron przegonu wzdłuż jego trasy. Kominki stanowią filtry chłonne. Materiałami filtracyjnymi są pospółka, żwir lub kamienie. Kominki wykonuje się w odstępach około 10-20m. Zapewniają one sprawne odprowadzanie wód powierzchniowych do rurociągów drenarskich. W celu zabezpieczenia przed wyoraniem wierzch kominka powinien być założony 20-30cm poniżej terenu. Wody powierzchniowe można też odprowadzać do głębiej zalegających warstw piaszczystych lub do popękanej skały za pomoca studni chłonnych.

7)Wyjaśnij dlaczego i jak musi być wykonany, aby spełniał swoje zadania:

-sączek ochronny

-sączek opaskowy, przechwytujący wody obce - całkowite przechwycenie wody dopływającej jest możliwe wtedy gdy dren opaskowy zalega w warstwie nieprzepuszczalnej (drenaż całkowity) i ma zasypkę filtracyjną o dużej przepuszczalności. Jeżeli warstwa nieprzepuszczalna zalega głęboko można uzyskać zadawalający efekt za pomocą kilku równoległych drenów opaskowych założonych w warstwie wodonośnej (drenaż zawieszony).

-sączek w sadzie

1)Czym jest wylot drenarski, jaką spełnia funkcję, z czego i jak jest skonstruowany, aby był budowlą trwałą i stabilną. Jak powinien być zaprojektowany wylot względem dna odbiornika oraz w cieku stale prowadzącym wodę.

Wyloty drenarskie - to budowle stanowiące zakończenie głównych zbieraczy odprowadzających wodę z poszczególnych działów drenarskich do odbiornika. 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 woda spowoduje jego podmycie. Końcowy odcinek zbieracza wraz z wylotem powinien być usytuowany prostopadle lub lekko skośnie w stosunku do osi rowu, nigdy zaś pod prąd płynącej wody. Wylot projektowany przy drodze musi być umieszczony poniżej lub powyżej przepustu. Lokalizacja wylotu poniżej przepustu wymaga przekopania drogi i ubezpieczenia zbieracza przed zarośnięciem. Wylot wykonany powyżej przepustu może być częściej podtapiany. Dzieje się tak wskutek zatkania lub zamulenia przepustu. W rowach odprowadzających wody z obszarów zdrenowanych, wyloty powinny być usytuowane co najmniej 20cm nad poziomem wody najczęściej występującym.

2)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.

3)Czym różnią się od siebie wyloty typu lekkiego i ciężkiego?

Wylot typu lekkiego - jeden całościowy prefabrykat lub jest złożony z elementów prefabrykowanych.

Wylot typu ciężkiego - jest wykonywany na miejscu z betonu w odeskowaniu.

4)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 60-120cm. 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 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 min 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 120^o

-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

5)Narysować studzienkę kontrolną z osadnikiem, wyprowadzoną nad teren oraz studzienkę kaskadową - zaznaczyć najważniejsze elementy.

6)Narysować studzienkę drenarską zbiorczą, krytą, bez osadnika. Podać kiedy może mieć ona zastosowanie.

Studzienka drenarska zbiorcza - ma zastosowanie kiedy chcemy zebrać wodę z trzech - czterech zbieraczy o średnicach poniżej 30cm i odprowadzić ją do zbieracza głównego lub rowu jednym wspólnym zbieraczem o średnicy większej.

7)Narysować studzienkę drenarską do przyjęcia wód powierzchniowych, podać jej główne parametry i sposób wykonania.

8)Jakie obowiązują zasady projektowania studzienek kaskadowych, redukcyjnych (wykonać stosowane rysunki)

Studzienki redukcyjne - kaskadowe - projektuje się na terenach górzystych oraz tam gdzie występuje raptowny uskok terenu. Redukcja spadku w takiej studzience wynosi zwykle 50 - 70cm.

9)Za pomocą jakich urządzeń, systemów można zmniejszyć, zredukować spadki sączków i zbieraczy w drenowaniu terenów górskich (wykonać stosowne rysunki).

-studzienki redukcyjne kaskadowe

-dreny opaskowe

-drenowanie w zakosy

1)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]

Znając 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.

2)W jaki sposób projektuje się spadki zbieraczy?

-na profilach podłużnych - projektowanie rozpoczynamy od podziału zbieracza na odcinki wyznaczone przez punkty wyraźnego załamania terenu. Określamy ich rzędne i głębokości zbieracza. Dla poszczególnych odcinkach zbieracza oblicza się spadki, których wartości muszą się zawierać w granicach maksymalnych i minimalnych spadków. Należy unikać przegłębień pond 1,4m oraz spłyceń nie zapewniających przykrycia zbieracza gruntem co najmniej 75cm. Na terenach płaskich stosujemy sztuczne spadki. Na podstawie określonego spadku i odległości oblicza się rzędne niwelety dna i głębokości zbieracza na każdym hektometrze i załamaniu trasy, w miejscach zmiany spadku, w miejscach połączeń dwóch zbieraczy lub lokalizacji studzienek, w miejscach spłyceń i przegłębień

-na planie sytuacyjno - wysokościowym - rozpoczynamy od podziału zbieraczy na odcinki o jednakowym spadku. Podstawą tego podziału jest odległość między warstwicami. W punktach wyraźnego załamania terenu (zmiany spadku) określa się głębokości oraz oblicza i wpisuje rzędne niwelety dna. Rzędne te pozwalają obliczyć spadki poszczególnych odcinków zbieraczy. Projektowanie spadków i głębokości tą metodą rozpoczynamy zwykle od wylotu, a przy odwadnianiu kotliny od najniższego miejsca.

3)Jakie czynniki mają wpływ na wielkość odpływu jednostkowego „q” z drenów przyjmowaną do obliczeń średnic zbieraczy w drenowaniu systematycznym? Jak ustala się wielkość tej normy dla drenowania częściowego i niesystematycznego?

Na wielkość odpływu jednostkowego mają wpływ:

-wysokość i rozkład opadów

-właściwości gleby - przepuszczalność gleby

-głębokość i rozstawa drenowania

-spadek terenu

-rodzaj uprawy i inne.

Ustalenie wielkości normy dla drenowania częściowego i niesystematycznego - przyjmuje się z tabeli „normy odpływu - przy opadach rocznych” biorąc pod uwagę wartość współczynnika przeliczeniowego:

Stopień zasilania terenów wodami napływającymi z obszarów przyległych	Wartość współczynnika
		częściowe	niesystematyczne
Tereny bez wyraźnego napływu wód lub dobrych warunkach napływu	1,0	1,5
Tereny o utrudnionych warunkach odpływu, intensywnie zasilane spływami	1,2	1,8
Tereny bezodpływowe(kotliny) intensywnie zasilane spływami	1,5	2,2

4)Narysować drenowanie niesystematyczne. Podać, gdzie się je stosuje, w jaki sposób określamy średnice drenów niesystematycznych? (potrzebne dane A, q, I)

Drenowanie niesystematyczne - polega na wykonaniu pojedynczych rurociągów w najniższych i najbardziej uwilgotnionych miejscach. Może ono być stosowane, jeżeli powierzchnie nadmiernie uwilgotnione mają niewielką szerokość - zbliżoną do rozstawy drenów odpowiadającej danym warunkom glebowo - wodnym. Projektowane rurociągi powinny ujmować wody powierzchniowe i gruntowe, najczęściej tworzące się u podnóży zboczy wymokliska, wysiąki, źródliska. Drenowanie niesystematyczne stosuje się najczęściej na terenach falistych i podgórskich. Przy projektowaniu średnic rurociągów przyjmuje się, że odwadniana przez nie powierzchnia stanowi iloczyn długości rurociągów i podwojonej rozstawy obliczonej dla danych warunków glebowo-wodnych.

1) 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 podsypce piaszczysto-żwirowej. Ma ona 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.

2) 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.

• 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. Zabezpieczenie - papa, żużel.

3) W jaki sposób można drenowanie wykorzystywać do nawodnienia gleb?

Nawadnianie gleb za pomocą rurociągów drenarskich można stosować w terenach płaskich jeżeli spadki terenu nie przekraczają 3%o. Takie spadki są dla drenowania odwadniającego bardzo małe i nie zawsze zapewniają samooczyszczanie się drenów. Drenowanie nawadniające stosujemy głównie na glebach lekkich. Dreny nawadniające należy układać w małej rozstawie, co zwiększa ich koszty. Nawodnienie za pomocą drenów stosuje się jako nawodnienie podsiąkowe na trwałych użytkach zielonych. Gleby powinna charakteryzować dobra lub średnia przepuszczalność. Sieć odwadniająco - nawadniająca tworzy tu system rowów zbiorczych i krytych drenów. Dreny wpadające bezpośrednio do rowów zbiorczych spełniają funkcję odwadniająco - nawadniającą, natomiast rowy otwarte służą do doprowadzania wody do drenów w czasie nawodnienia i odprowadzenia zrzutów wody z drenów, po jego zakończeniu. Rowy zbiorcze projektuje się jako sieć systematyczną o rozstawie 250-300m. Rozstawę sączków projektuje się zazwyczaj taką jak dla drenowania odwadniającego. Zwilżenie gleby można przyspieszyć przez zastosowanie rurek o większej powierzchni otworów lub szczelin perforacyjnych. Czas nawodnienia można skrócić stosując mniejsze rozstawy sączków. Regulowanie poziomu wody gruntowej w glebach lekkich i średnich jest możliwe przez okresowe hamowanie odpływu wody z rurociągów za pomocą zasuw zainstalowanych na studzienkach drenarskich lub na zbieraczach. Ten sposób nawodnienia w naszych warunkach nie znajduje zastosowania, bowiem w okresie występowania niedoborów wodnych roślin system drenarski nie prowadzi wody.

4)

5)

1)Co to jest optymalna i minimalna norma odwodnienia, do jakich okresów normy te się odnoszą?

Optymalna wilgotność czynnej warstwy gleby nie powinna być mniejsza niż 65-75% polowej pojemności wodnej i nie powinna przekraczać 85% pełnej pojemności wodnej. W praktyce projektowej operowanie wilgotnością gleby jest trudne. Dlatego podczas projektowania wykorzystuje się występującą zależność między poziomem wody gruntowej i uwilgotnieniem profilu. Położenie zwierciadła wody gruntowej przyjmuje się jako miernik pożądanego uwilgotnienia gleby. Odległość wody gruntowej od powierzchni terenu w środku łanu miedzy rowami nazywa się normą odwodnienia. Przez normę odwodnienia rozumie się średnią w okresie wegetacji odległość krzywej depresji od powierzchni terenu w środku rozstawy. Normy te należy różnicować w czasie. Normy odwodnienia odnoszą się do okresu wegetacyjnego od 1.III. - 30.IX.

2)Podaj wartości liczbowe optymalnych norm odwodnienia gleb uprawnych w zależności od ich przepuszczalności, w zależności od uprawianych roślin. Dlaczego normy powinny być zapewnione?

Dla opadu rocznego mniejszego od 550 mm:

Rodzaj użytku	Rodzaj gleby
		lekka	średnio zwięzła	zwięzła
Łąki	0,4 - 0,5	0,5 - 0,6	0,6 - 0,8
Pastwiska	0,60	0,70	0,80
Pola orne	0,75	0,90	1,05
Sady	0,90	1,05	1,15

Orientacyjne normy odwodnienia:

Rodzaj gleby	Rodzaj użytków rolnych
		łąki	pastwiska	pola orne
Grunty mineralne	0,50 - 0,80	0,70 - 1,00	0,90 - 1,20
Torfy	0,40 - 0,60	0,60 - 0,70	0,70 - 0,80

Normy te powinny być zapewnione ponieważ roślinność w różnych okresach wegetacji wymaga różnych poziomów uwilgotnienia. Wartości te są różne dla różnych roślin ze względu na różną głębokość korzenienia się oraz różnych potrzeb wodnych.

3)Podaj orientacyjne wartości liczbowe minimalnych norm odwodnienia na początku okresu wegetacyjnego oraz średnich optymalnych norm odwodnienia w okresie wegetacji dla łąk, pastwisk i pól ornych w glebach mineralnych.

Orientacyjne normy odwodnienia:

Rodzaj gleby	Rodzaj użytków rolnych
		łąki	pastwiska	pola orne
Grunty mineralne	0,50 - 0,80	0,70 - 1,00	0,90 - 1,20

Optymalny poziom wody gruntowej dla łąki na torfowisku powinien wynosić:

• I pokos trawy - 50 - 65 cm

• II pokos trawy - 60 - 80 cm

4)Podaj wartości liczbowe minimalnych norm odwodnienia gleb uprawnych, kiedy o jakiej porze roku - ważne jest, aby normy te były osiągane?

W naszych warunkach klimatycznych stany wód układają się dość rytmicznie. Obserwuje się maksima wiosenne i jesienne, minima letnie oraz zimowe. Normy te powinny być zapewnione ponieważ roślinność w różnych okresach wegetacji wymaga różnych poziomów uwilgotnienia. Wartości te są różne dla różnych roślin ze względu na różną głębokość korzenienia się oraz różnych potrzeb wodnych.

5)Podać jaka jest różnica między normami odwodnienia: w glebach mineralnych: lekkich, średnio zwięzłych i zwięzłych; łąk, pastwisk, gruntów ornych i sadów; w terenach o opadach niskich (np. Wielkopolska) i opadach wyższych (np. w terenach górskich i podgórskich).

-w glebach mineralnych lekkich norma odwodnienia wynosi (piasek luźny) 0,40m, średnich (glina lekka) 0,55m a w ciężkich (mada ciężka) 0,70m

-na terenach różnych użytków rolnych różnice w normach odwodnienia występują ze względu na głębokość korzenienia się roślin a także na ich zróżnicowane zapotrzebowanie na wodę w różnych okresach wegetacyjnych, Dlatego też najmniejszą normą odwodnienia charakteryzują się łąki, następnie pastwiska, pola orne i sady.

Rodzaj użytku	Rodzaj gleby
		lekka	średnio zwięzła	zwięzła
Łąki	0,4 - 0,5	0,5 - 0,6	0,6 - 0,8
Pastwiska	0,60	0,70	0,80
Pola orne	0,75	0,90	1,05
Sady	0,90	1,05	1,15

-Na terenach o opadach niskich norma odwodnienia jest niższa i wynosi dla opadu 450 mm - 40 cm, dla opadu 550mm - 45 cm. Na terenach o wyższych opadach istnieje konieczność głębszego odwodnienia i tak dla opadu 650mm - 50cm a dla opadu 750mm - 55cm. Sytuacja taka uwarunkowana jest tym, że na terenach z mniejszymi opadami zwierciadło wody gruntowej znajduje się głębiej, mniej wody jest zatrzymywanej w glebie gdyż mniej wody do niej trafia.

6)Podać, jaka jest różnica między optymalnymi normami odwodnienia w glebach mineralnych i torfowych i czym się tę różnicę uzasadnia?

Optymalna norma odwodnienia na glebach mineralnych wynosi:

• lekkie (piasek luźny) - 0,40m

• średnie (glina lekka) - 0,55m

• ciężkie (mada ciężka) - 0,70m

Optymalna norma odwodnienia na glebach torfowych wynosi:

• głębokich:

• słabo zmurszałych o wysokim podsiąku kapilarnym (1,0m) - 0,80m

• średnio zmurszałych o średnim podsiąku kapilarnym (0,70 - 0,80m) - 0,55m

• silnie zmurszałe o małym podsiąku kapilarnym (poniżej 0,6m) - 0,35m

• płytkich:

• torfy miąższości 0,6-0,7 m na przepuszczalnym podłożu - 0,40m

• średnio zmurszałe - 0,40 m

7)Ocenić czy niżej wymienione poziomy wód gruntowych :a,b,c, w średnich warunkach Polski w okresie wegetacyjnym odpowiadają wartościom optymalnym:

-w gruntach ornych h=0,70m poniżej powierzchni terenu - jest to wartość nie odpowiadająca wartościom optymalnym gdyż kształtują się one na glebach mineralnych na poziomie 0,9 - 1,2m

-na pastwiskach h=0,90m - odpowiada wartościom optymalnym, gdyż wartość optymalna na glebach mineralnych to 0,7 - 1,0m

-na łąkach h=1,0m - na obszarze łąk optymalny poziom wód gruntowych to średnio na glebach mineralnych 0,6 - 0,8 m.

1)Narysować krzywe depresji (poziom wód gruntowych) miedzy dwoma rowami:

1. z okresu po roztopach (wiosną)

2. poziom optymalny (średni w okresie wegetacji)

3. po długotrwałej suszy (koniec lata)

Rys A.

1. w glebie zwięzłej

2. w glebie przepuszczalnej (piaszczystej)

Rys B.

2)Wymień bezpośrednie i pośrednie objawy (wskaźniki) nadmiernego uwilgotnienia gruntów.

Bezpośrednie:

• stagnowanie wód na powierzchni terenu przez znaczną część roku

• wysokie poziomy wody gruntowej w stosunku do terenu trwającego przez dłuższy czas

• wysokie poziomy w stosunku do terenu w ciekach, rowach, stawach, zbiornikach i studzienkach.

• Źródliska i wysiąki

• Występowanie zespołów roślin hydrofilnych, jak np. sitów, turzyc, skrzypów, mietlic.

• Specyficzne typy i rodzaje gleb, jak np. niektóre gleby torfowe

• Występowanie w profilu glebowym poziomów glejowych i wytrąceń żelazistych

Pośrednie:

• dłuższe zaleganie na wiosnę pokrywy śnieżnej

• powolne obsychanie gruntu na wiosnę

• ciemne plamy na polach ornych widoczne podczas uprawy wiosennej

• częstsze formowanie się mgieł

• wymakanie, wyperzenie i wymarzanie ozimin

• opóźniony rozwój roślinności na wiosnę

• jasna, żółtozielona barwa roślin uprawnych

• ciemniejsza barwa roślinności łąkowej na wiosnę

• występowanie takich roślin jak np. jaskier rozłogowy, miętą polna

• utrudnione zbiory roślin okopowych jesienią

3)Podać, jakie mogą być przyczyny nadmiernego uwilgotnienia (wymienić 5 - 10 pozycji)

• brak odpływu do odbiornika spowodowany np. spiętrzeniem wody w odbiorniku, zarośnięcie lub zamulenie odbiornika

• brak śluz i przepustów w wałach rzecznych

• napływ wód powierzchniowych z terenów obcych

• napływ wód gruntowych z terenów obcych (wybicia na powierzchnię w odpowiednich warunkach)

• zbyt małe spadki terenu i dna cieku - odbiornika - ruch wody po terenie i cieku jest powolny, woda dłużej stagnuje na powierzchni

• infiltracja wód z kanału

• położenie w depresji w stosunku do zbiornika wody lub cieku

4)Podać jakie są skutki :

• niedoboru

• nadmiaru wody w glebie użytkowanej rolniczo

a) gleby suche szybko się nagrzewają ale wolno przewodzą ciepło. Obniżenie zwierciadła wody gruntowej w okresach suszy zmusza rośliny do szukania wody. Rozrastanie się korzeni roślin hamuje rozwój ich części nadziemnych.

b) gleby wilgotne wolno się nagrzewają, szybciej przewodzą ciepło - uprawy wiosenne opóźnione, okres wegetacyjny skrócony, co odbija się ujemnie na plonowaniu. W glebach zbyt wilgotnych brak jest powietrza- ograniczony jest rozwój mikroflory, fauny. Zahamowane są w nich procesy nitryfikacji, a zwiększone procesy denitryfikacji. Zbyt mała zawartość powietrza utrudnia dostateczne odnawianie się jego zapasu, w wyniku czego może gromadzić się w glebie CO2. Zamiast pożądanego butwienia szczątków roślinnych zachodzi szkodliwe gnicie, a nadmiar CO2 zakłóca wzrost korzeni roślin uprawnych. W glebach zbyt wilgotnych rośliny korzenią się płytko, w warstwie gleby położonej nad zwierciadłem wody. Rozrastają się szybciej chwasty. Uprawa mechaniczna jest bardzo trudna, a niekiedy niemożliwa, zwłaszcza gleb ciężkich. Mała jest też skuteczność nawożenia. Plony są uzależnione od czynników klimatycznych. Są przeważnie niewielkie i złej jakości. Występowanie chorób zakaźnych.

1. Podaj przykłady wpływu warunków glebowych (budowy profilu, właściwości gleb) na wybór sposobu regulacji stosunków wodnych.

-gleby żwirowe - charakteryzuje je spora prędkość podnoszenia kapilarnego, bardzo duża przepuszczalność i bardzo mała chłonność wody. Do odprowadzania nadmiaru wody stosuje się rowy i dreny. Odwodnienie należy przeprowadzić ostrożnie aby gleb tych nie przesuszyć

-Gleby piaszczyste całkowite (>1,5m) - są stale podmokłe w zagłębieniach a nadmiernie przesuszone na wierzchowinach. Na zboczach występują tzw. sapy, gdzie zbierają się i wybijają na powierzchnię wody gruntowe. W celu odwodnienia sapu należy wykonać jeden lub więcej rowów opaskowych, nie wystarcza bowiem wykonanie rowu głównego.

2. Uzasadnić, jaka jest i dlaczego występuje różnica potrzeb odwodnienia:

a)gleb lekkich, piaszczystych, przepuszczalnych :

-Gleby pyłowe - lessy - mają dobre właściwości fizyczne i wodne, wysoki zasięg kapilarności i dobrą przepuszczalność. Na ogół odwodnień nie wymagają z wyjątkiem gleb w terenach dolinowych, gdzie zabieg taki może być potrzebny.

b)gleb ciężkich, zwięzłych, słabo przepuszczalnych

-gleby ilaste charakteryzuje bardzo mała przepuszczalność, odciekalność i mała przewiewność. Po przeschnięciu na glebach tych tworzą się szczeliny i spękania. W celu poprawy stosunków wodnych w tych glebach należy stosować techniczne zabiegi melioracyjne oraz zabiegi agromelioracyjne i agrotechniczne.

-gleby gliniaste - gliny lekkie wymagają odwodnienia jeżeli znajdują się na terenach niskich, płaskich lub na zboczach przy występowaniu wysokiego poziomu wody; gliny średnie i ciężkie są mało przepuszczalne. Melioracje tych gleb powinny mieć na celu nie tylko odprowadzenie nadmiaru wody lecz również poprawę ich struktury, zwiększeniu współczynnika filtracji i przewietrzenie.

-Mady - mają różny skład mechaniczny i na ogół warstwowy profil. Charakteryzuje je duża pojemność wodna i dobra podsiąkliwość. Są zasobne w składniki pokarmowe. Mady lekkie znajdujące się w zasięgu zalewów wymagają odwodnienia. Mady ciężkie charakteryzują mała przepuszczalność oraz duża kapilarność i pojemność wodna. W profilach tych gleb występuje często poziom glejowy. Gleby takie wymagają zabiegów melioracyjnych (rowy, dreny) oraz agromelioracyjnych i agrotechnicznych.

c)użytków położonych w terenie płaskim - stosuje się urządzenia w układzie systematycznym - przeważnie dreny

d)użytków położonych w terenach spadzistych - stosuje się urządzenia odwadniające w układzie niesystematycznym - przeważnie dreny

3. Jak można regulować stosunki wodne (zlikwidować okresowo nadmierne uwilgotnienie gleb piaszczystych całkowitych z płytko zalegającym poziomem glejowym i warstwą orsztynu?

Piaski całkowite z wkładkami płytko położonego orsztynu wymagają rozluźnienia zbitych warstw za pomocą głębokiej orki. W piaskach całkowitych z poziomem glejowym należy stosować odwodnienia sączkami i drenowanie szczelinowe. Piaski o dużej zawartości żelaza należy w początkowej fazie odwadniać rowami otwartymi.

4. Podać jakich środków (zabiegów, narzędzi) należy użyć przy niewielkim nadmiernym uwilgotnieniu gleb występującym okresowo (krótkotrwale)

Niekiedy, zwłaszcza jeżeli nadmierne uwilgotnienie występuje tylko okresowo i z niezbyt dużym nasileniem, wystarczy przeczyścić istniejące cieki i dbać aby były one systematycznie konserwowane. Tereny niżej położone można wtedy zabezpieczyć przed napływem wód w ten sposób, że od cieku odgradza się je wałami lub grobelkami. Jest to środek zapobiegawczy, gdyż nie usuwa przyczyn występowania wysokich stanów wody w okresie niepożądanym. Na terenach niżej położonych wykonuje się nieraz system bruzd i przegonów, które umożliwiają szybszy spływ wód do cieku. Gdy ciek jest oddalony od obiektu meliorowanego, należy wykonać większą bruzdę lub rów, które odprowadzą wodę z systemu bruzd i przegonów. Na terenach płaskich spływ wód powierzchniowych ułatwia orka wzdłuż spadków i wykonanie w pewnych odstępach bruzd. W razie napływu wód z terenów wyżej połozonych lub wysiąków czy źródeł trzeba wykonać rowy opaskowe przechwytujące wodę i odprowadzające ją do rowu zbiorczego.

5. Uzasadnij jakich melioracji wodnych wymagają w przeciętnych warunkach Polski:

-gleby piaszczyste - Gleby piaszczyste całkowite (>1,5m) - są stale podmokłe w zagłębieniach a nadmiernie przesuszone na wierzchowinach. Na zboczach występują tzw. „sapy” , gdzie zbierają się i wybijają na powierzchnię wody gruntowe. W celu odwodnienia sapu należy wykonać jeden lub więcej rowów opaskowych, nie wystarcza bowiem wykonanie rowu głównego

-gleby gliniaste ciężkie gliny średnie i ciężkie są mało przepuszczalne. Melioracje tych gleb powinny mieć na celu nie tylko odprowadzenie nadmiaru wody lecz również poprawę ich struktury, zwiększeniu współczynnika filtracji i przewietrzenie.

6. Podać jakich środków (zabiegów, urządzeń) należy użyć do usunięcia trwałego, dużego nadmiernego uwilgotnienia gruntów.

Jeżeli nadmierne uwilgotnienie spowodowane jest małym zużyciem wody przez rośliny, pogarszaniem się właściwości wodnych gleby (np. poprzez zniszczenie struktury, złą uprawę, słabe nawożenie), małym wsiąkaniem wody, to w takim przypadku poprawę stosunków wodnych można osiągnąć przez:

• stosowanie odpowiednich zabiegów agrotechnicznych,:

• np. uprawę mechaniczną gleby (zmiana współczynnika filtracji),

• nawożenie,

• stosowanie odpowiedniej struktury zasiewów,

• wapnowanie gleby.

Inne zabiegi melioracyjne mogą okazać się niepotrzebne.

Nadmierne uwilgotnienie spowodowane wysokimi stanami wód w ciekach, napływem wód powierzchniowych lub utrudnionym wsiąkaniem wody w głąb profilu można usunąć wykonując:

• konserwację lub renowację cieków,

• rowy opaskowe,

• obwałowania terenów niskich,

• głębokie orki melioracyjne,

• kretowanie gleb ciężkich,

• wapnowanie gleb,

• wyorywanie bruzd i przegonów oraz

stosując uprawę wzdłuż spadku (małe spadki)

Jeżeli występuje trwałe i duże nadmierne uwilgotnienie, spowodowane np. napływem wód gruntowych, wysokim ich poziomem, nadmiernymi opadami i niskim parowaniem, brakiem odpływu itp. Należy stosować takie zabiegi melioracyjne jak:

• odwodnienie rowami lub drenami (przeważnie systematyczne)

• zabiegi agrotechniczne i melioracyjne

Tereny w glebach o zwięzłym podglebiu i podłożu, a także grunty orne odwadnia się przeważnie za pomocą drenów. Rowy otwarte stosuje się przy odwadnianiu terenów równinnych o bardzo małych spadkach, niewystarczających dla drenowania. Warunki takie występują najczęściej w zlewniach nizinnych, szczególnie w częściach przyległych do cieków, jak również na terenach depresyjnych, np. Żuławy

7. Jak uregulować stosunki wodne (zlikwidować okresowo występujące nadmierne uwilgotnienie) gleb, jeśli górną część profilu (np. 30 - 40 cm) stanowi glina średnia i ciężka słabo przepuszczalna, a w niższych poziomach zalegają piaski przepuszczalne.

Melioracje tych gleb powinny polegać nie tylko na odprowadzeniu nadmiaru wody ale także na zmianie ich struktury, zwiększeniu jej współczynnika filtracji i przewietrzeniu. Stosuje się w tym celu odpowiednie zabiegi agromelioracyjne i agrotechniczne mające na celu wzruszenie i napowietrzenie warstwy gliny tak, aby nadmiar wody był w stanie dostać się do warstwy przepuszczalnej poniżej.

8. Na czym polega trudność odwodnienia gleb zwięzłych słabo przepuszczalnych. Za pomocą jakich środków - zabiegów - działań można zwiększyć efektywność regulacji w nich stosunków powietrzno - wodnych.

Trudność w odwodnieniu tych gleb polega na tym, że po przeschnięciu na glebach tych tworzą się szczeliny i spękania (gleby ilaste). Poprawę stosunków wodnych w tych glebach daje wykonanie technicznych zabiegów melioracyjnych oraz zabiegów agromelioracyjnych i agrotechnicznych. Przeprowadzane są również próby wprowadzania do gleby materiałów z tworzyw sztucznych w celu poprawienia właściwości wodnych. Wprowadzano kuleczki piankowe z poliestru o średnicy 5 - 8mm do głębokości 60 cm w ilości 1000 - 2000 m3 na ha. Poprawiło to filtrację w tych glebach.

1. Podać, za pomocą jakich środków (urządzeń) można zabezpieczyć tereny przed napływem wód obcych (powierzchniowych, wgłębnych, zalewowych rzecznych).

-wody powierzchniowe - spływające po deszczach nawalnych w czasie roztopów, po zboczach tarasów rzecznych i wzniesień. W celu zapobieżenia zalewom terenu przez spływające wody po zboczach wykonuje się u podnóża zboczy rowy opaskowe. Można też zmniejszyć ilość wody zalesiając zbocza, budując zbiorniki retencyjne oraz obwałowując tereny nisko położone.

Wody wgłębne - gleby o znacznej wysokości podsiąkania, położone na tych częściach zboczy, gdzie wody gruntowe zalegają płytko, do 1,5 m, pod powierzchnią, często znajdują się pod wpływem intensywnego podsiąku, powodującego silne ich uwilgotnienie. W rezultacie występują tzw. sapy , a nawet lokalne zatorfienia. Gleby w dolnych cześciach zboczy a także w częściach przy tarasowych mogą znajdować się pod działaniem wód gruntowych naporowych. Jeżeli warstwy wodonośne przecinają powierzchnie zboczy, wody naporowe są bezpośrednią przyczyną nadmiernego uwilgotnienia, a nawet zabagnienia gleby. Środki zaradcze są następujące:

• uszczelnienie kanałów dla zmniejszenia przesiąków

• rowy i dreny przechwytujące

• drenowanie systematyczne gruntów znajdujących się pod działaniem wód wysiąkowych bez naporowych (sapy)

• płytkie i gęste drenowanie gruntów, na które działają wody wysiąkowe pod ciśnieniem

• uszczelnianie wałów, rowy przechwytujące

• zmniejszenie dawek polewowych dla ograniczenia zrzutów, zmiana systemu nawodnień, np. deszczowanie zamiast zalewu, drenowanie

• budowa sieci kanalizacyjnej

1. Wody zalewowe rzeczne - zapobiega się im regulując i obwałowując cieki, budując wały wsteczne, obniżając wysokości spiętrzeń w młynówkach

2. Wody przesiąkowe przez dno i skarpy kanału przechwytuje się za pomocą rowów opaskowych lub rurociągów perforowanych, poprowadzonych równolegle do trasy kanału

2. Jakie są różnice efektów działania rowów i drenowania. W jakich warunkach każde z tych urządzeń spełnia lepiej swoją rolę.

Tereny w glebach o zwięzłym podglebiu i podłożu, a także grunty orne odwadnia się przeważnie za pomocą drenów. Rowy otwarte stosuje się przy odwadnianiu terenów równinnych o bardzo małych spadkach, niewystarczających dla drenowania. Warunki takie występują najczęściej w zlewniach nizinnych, szczególnie w częściach przyległych do cieków, jak również na terenach depresyjnych, np. Żuławy

Rowy są w stanie zebrać wody z opadów nawalnych w krótszym czasie niż to robią dreny, zwłaszcza kiedy mamy do czynienia z wierzchnią warstwą gruntu nieprzepuszczalną.

3. Dokąd można odprowadzić wodę z systemów rowu odwadniającego i w jaki sposób. Jakie warunki (parametry) musi spełniać odbiornik.

Wodę zbieraną z sieci melioracyjnej odprowadza się do odbiornika. Odbiornikiem może być taki ciek lub taki zbiornik wodny, który bez widocznych zmian we własnych stanach może przyjąć dodatkowe wody odprowadzane z sieci odwadniającej. Mogą to być: staw, jezioro, wąwóz, rzeka, zbiornik. Odbiornik wód z sieci odwadniającej musi spełniać następujące warunki:

• najdłużej trwający spośród stanów niskich w odbiorniku powinien znajdować się poniżej takiego stanu w rowach bocznych lub dno rowów bocznych powinno znajdować się na poziomie równym poziomowi wody w rowie.

• Stany wysokie w odbiorniku powinny układać się poniżej dopuszczalnych stanów wysokich w rowach bocznych

• Wysokie stany wody w odbiorniku nie powinny podtapiać terenów przyległych

• Jeżeli stan wód w odbiorniku nie pozwala na grawitacyjne odprowadzenie odpływów melioracyjnych, zachodzi konieczność mechanicznego przerzutu wody z rowów do odbiornika za pomocą pomp.

4. 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.

5)Jakimi zasadami należy się kierować przy projektowaniu spadków rowu i prędkości wody.

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 dwoma prędkościami.

Prędkościom maksymalnym i minimalnym odpowiadają spadki maksymalne i minimalne. Ze względu na równomierność odwodnienia zaleca się aby dno miało równoległy do średniego spadku terenu. Dla danego spadku sprawdza się prędkości przepływu. Minimalny spadek rowów osączających to 0,5%o. Prędkości 0,6 - 0,8m/s; dla piasku drobnego 0,4-0,6m/s ;dla piasku ze żwirem oraz torfu 1,0 m/s.

Jeżeli zachodzi potrzeba stosowania spadków większych od dopuszczalnych to należy umocnić skarpy i dno.

6. 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

7. Za pomocą jakich środków zapobiega się na etapie projektowania:

1. erozji dna cieku - stosowanie umocnień w razie wystąpienia dużych prędkości; niekiedy stosuje się przy dużych spadkach stopnie o odpowiednich wysokościach

2. zamulaniu i zarastaniu dna cieku - stosowaniu odpowiednio dużych prędkości przepływu wody w rowach

8. Projektowanie trasy rowu, głębokości, szerokości, nachylenia skarp, stosowane umocnienie skarp.

Trasa rowu - wyznaczając ją uwzględniamy ukształtowanie terenu, warunki sytuacyjne, granice użytkowania i własności oraz warunki eksploatacyjne. Najważniejszym czynnikiem jest ukształtowanie terenu.. Trasa rowu powinna przebiegać najniższymi miejscami terenu i zgodnie z jego spadkiem. Powinna składać się z dłuższych odcinków prostych połączonych ze sobą łukami. Należy unikać częstej zmiany jego kierunku. Rów główny odprowadza się do odbiornika tak aby jego kierunek tworzył z kierunkiem odbiornika kąt 60^o.

Głębokość rowu - zależy od odległości zwierciadła wody najdłużej trwającej od terenu i od głębokości napełnienia tą wodą. Ukształtowanie terenu nie zawsze dopuszcza wykonanie rowu tej samej głębokości, dlatego też dopuszcza się lokalne spłycenia. W miejscach tych stosujemy groble.

Nachylenie skarp - uzależnione jest od rodzaju gruntu i jego uwilgotnienia, głębokości rowu i rodzaju umocnień. Przy większych głębokościach stosujemy łagodniejsze skarpy. Jeśli stosujemy umocnienia nachylenie skarp dostosowujemy do jego rodzaju.(bruk lub płyty betonowe 1:1)

Szerokość dna rowu - określana na podstawie obliczeń hydrologicznych i hydraulicznych. Najpierw ustala się miarodajne przepływy, spadek dna i nachylenie skarp, a następnie przyjmując szerokość dna ustala się napełnienie lub odwrotnie dla przyjętego napełnienia szuka się szerokości dna.

Stosowane umocnienia skarp:

• obsiew

• darniowanie

• darniowanie kożuchowe

• darniowanie w kratę

• darniowanie na mur

• kiszka faszynowa

• bruk z kamienia naturalnego

• buk z kamienia sztucznego

• okładziny betonowe

9. Budowle w rowach - stopnie, bystrotoki, przepusty

Stopnie - stosowane wtedy kiedy musimy zmniejszyć prędkość wody w rowie. Stopień to budowla na której obniża się pionowo dno i w miejscu tym woda spada w postaci wodospadu. Wysokość 20 - 60cm. Lokalizowane w miejscach znacznych zmian spadku.

Przepusty - służą do przeprowadzania wody pod drogami dojazdowymi i publicznymi niższych klas. Na mniejszych rowach wykonuje się przepusty o przekrojach kołowych z rur a na większych przepusty płytowe żelbetowe.

Bystrotoki - wykonuje się na ciekach w miejscach dużego skoncentrowanego spadku lub załamania terenu, bądź też przy zbiornikach jako specjalne budowle. Przez bystrotok woda przepływa z dużą prędkością dlatego musi on być umocniony.

31) metody analityczne okreslania nadmiaru wody

Nadniar wody w glebie-gdy jej zawartosc=85-90% pelnej poj. Wodnej. Minimalny zapas powietrza: trawy słodkie 6-10%, pszenica i owies 10-15%, jęczmień, buraki 15-20%. Mniej szkodliwy jest nadmiar wody gruntowej, jeżeli jest ona w ruchu i zasobna w tlen. Uwilgotnienie obszaru może wyliczyc z równania bilansu wodnego P=E+deltaH+deltaR (wg kopeckiego). P-opad atmosferyczny, E-parowanie, deltaH-roznica w ilości wod odpływających i dopływających na dany obszar, deltaR-retencja gruntowa. deltaR=P-E-deltaH.

Wg Budyki N=R/L*P, N-wskaznik meteorologiczny, R-bilans radiacyjny, P-opad rzeczywisty, L-cieplo utajone parowania. R/L wyraza parowanie potencjalne,może to być wskaźnikiem uwilgotnienia.

Wg iwanowi K=P/E, K-wskaznik meteorologiczny, P-opad roczny mm, E-roczne parowanie z wolnego zw wody. Nadmiar wody jest gdy K>1,5, optymalna ilość K=1-1,5.

Wg Szaszko M=P/suma d, M-wskaznik uwilgotnienia, P-opad roczny, suma d-suma dresnich dobowych niedosytow wilgotności powietrza. Nadmiar M>0,6, optimum M=0,4-0,6.

O nadmiernym uwilgotnieniu decyduje opady, parowanie, retencja. Wszystkie SA zalezne od siebie. Na podstawie jednego czynnika nie można nic stwierdzic.

---