Дренаж сада

При комплексном освоении участка под застройку и зону отдыха часто появляется необходимость в строительстве дренажа. Основной вопрос, беспокоющий практически всех владельцев: «Как сделать его правильно?»

На дренаж обычно возлагаются следующие задачи:

— быстрый отвод талых вод, что позволяет использовать участок почти сразу после оттаивания мерзлоты;
— понижение уровня грунтовых вод;
— отвод избыточных вод от продолжительных осадков, в основном в глинистых грунтах.

Проектирование дренажной системы нужно доверять специалистам, которые могут учесть особенности осушаемого участка и гарантировать нормальную работу дренажа.
На небольших участках проект дренажа может быть выполнен без расчета. При этом используется большой практический опыт и выработанные стандарты, включающие в себя:

— уклон и диаметр дрен;
— расстояние между дренами;
— глубину залегания дрен;
— плановое расположение дрен;
— устройство устьевой части и смотровых колодцев и другие.

Опыт строительства показывает, что выполненный по обоснованному проекту с соблюдением технологии дренаж работает нормально. Разберем некоторые теоретические и расчетные схемы дренажа. Для начала отметим, что данная статья не является научным конспектом и приведенный расчет дренажной системы имеет познавательный характер. Для выполнения более точных расчетов необходимо обратиться к специальной литературе.
Разберем движение грунтового потока на простейшем примере в однородном грунте.
На рис. 1 в печатной версии журнала показана дрена выше уровня грунтовых вод: дрена работать не будет, все осадки отфильтруются до уровня грунтовых вод. На рис. 2 показана дрена ниже уровня грунтовых вод: дрена будет отводить грунтовые воды, все осадки будут отфильтровываться до уровня грунтовых вод или до кривой спада и вместе с грунтовыми водами будут отводиться дреной. Из этих примеров видно, что дрена перехватывает горизонтальные потоки воды, уровень которых выше глубины закладки дрены.

Рассмотрим простейший расчет для дрены.
Расход воды Q, фильтрующейся через грунт, расчитывается по формуле Дарси:

Q = wxkxi ; v = Q/w = kxi
w — площадь сечения потока;
k — коэффициент фильтрации;
i — гидравлический уклон;
v — скорость потока.

Ориентировочные значения коэффициента фильтрации k для различных грунтов.
Наименование грунта/Среднее значение k (см/сек)
Глина/(1-6)x10-6
Суглинок/(1-6)x10-5
Супесь плотная/(1-6)x10-4
Супесь рыхлая/(1-6)x10-3
Песок мелкозернистый/(1-6)x10-3
Песок крупнозернистый/(1-6)x10-2

Расчет производится для различных h1и l (см. расчетную схему), результаты заносят в таблицу и выбирают нужный вариант.
Для нашего примера определим hдрены = 60 см, h1 = 50 см, l = 6 м, длина дрены L = 50 м.
Гидравлический уклон i плавно изменяется по кривой спада. Для грубого расчета примем усредненное значение:
ip = (h1-h3)/l/2 = (50-0)/300 = 0,167

Коэффициент фильтрации примем из таблицы, например, для мелкозернистого песка:

k = 3x10-3 см/сек

Площадь сечения потока для ip рассчитаем усредненную:

w = 50x102xh1/2 = 50x102x25 = 12,5x104 см2
w = Lxh1/2

Определим скорость потока.

v = kxi = 3*10-3x0,167 = 0,501x10-3 см/сек

Определим расход воды в дрену.

Q = 2w xkxi = 2x12,5x104x1,501x10-3 = 125 см3/сек

Определим, какое количество осадков будет принято дреной длиной 50 м и расстоянием между ними 6 м.

Sдрены = Lxl = 50x102x6x102 = 300x104 см2

Количество осадков в секунду:

Vос = 0,417x10-4x3,6x103 = 0,15 см/ч

Количество осадков в сутки:

Vос = 0,15x24 = 3,6 см/сутки

Количество осадков в месяц:

Vос = 3,6x30 = 108 см/мес.

Из данного расчета следует, что дрена, положенная на глубине h = 60 см на расстоянии 6 м от другой дрены в грунтах с k = 3x10-3 см/сек, за сутки отводит 3,6 см осадков при уровне грунтовых вод 10 см от поверхности земли.
Приведенный выше расчет является далеко не полным и дает лишь оценочную характеристику дренажа. Из него следует, что эффективность дренажа зависит от глубины залегания, расстояния между дренами и фильтрационных свойств грунта.