UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI TIMIŞOARA FACULTATEA DE HORTICULTURĂ
ÎMBUNĂTĂŢIRI FUNCIARE Semestrul I An. III. 2006 – 2007
1
Desecarea terenurilor agricole prin canale deschise Eliminarea apelor de suprafaţăprovenite din precipitaţii abundente, topirea zăpezii, prin scurgeri de pe terenurile învecinate mai înalte, din irigaţii, se realizează printr-o reţea decanale decshise. Schema reţelei de canale d edesecare deschise, tipurilede canale şi amplasarea acestora depind de mărimea suprafeţei cu exces de umiditate, sursa şi mărimea excesului, de relieful terenului supus desecării, de folosinţă şi oganizarea teritoriului, şi când este cazul, de reţeaua de irigaţie. Reţeaua de canale de desecare deschise, în funcţie de sursa excesului de umiditate este alcătuită din reţea de colectare şi evacuare a apelor în exces provenite din precipitaţiile căzute pe suprafaţa de desecat, reţeaua de colectare a apelor din scurgeri de suprafaţă de pe terenurile învecinate mai înalte,reţeaua de colectare aapelor în exces provenite din irigaţii, reţeaua de colectare a apelor de infiltraţie prin diguri şi pe sub diguri, reţeaua de colectare a apelor în exces provenite de la amenajările piscicole. Reţeaua de colectare şi evacuare a apelor în exces provenite din precipitaţii căzute pe suprafaţa de desecat este alcătuită din canale terţiare, canale secundare, principale şi canale colectoare de evacuare. Canalele terţiare, cele mai mici elemente ale reţelei de desecare cu caracter permanent, au rolul de a intercepta apa ce se scurge la suprafaţa terenului, scurgere accelerată prin lucrările de nivelare, modelare, executate în interiorul parcelelor cultivate. Pentru a intercepta apele de scurgere la suprafaţă, canalele terţiare se amplasează aproape perpendicular pe linia de cea mai mare pantă, cu o mică înclinare faţă de curbele de nivel, astfel încât să li se asigure o pantă. Traseul canalelor terţiale, ori de câte ori este posibil, va trebui să traverseze zonele depresionare pentru a colecta apele care stagnează în aceste zone. Evacuarea apei care stagnează în microdepresiunile dintre canalele terţiare, canale cu caracter permanent, se realizează prin şanţuri cu rigole cu caracter provizoriu executate anual. Pentru a putea fi uşor traversate de maşini şi utilaje agricole, şanţurile sau rigolele provizorii se exexută cu secţiunea de formă triunghiulară, cu taluzuri a căror înclionare este de 1/4 - 1/8. La amplasarea canalelor terţiale se urmăreşte ca pe lângă interceptarea apelor de scurgere să se obţină parcele de formă cât mai regulată şi mărimi care să permită executarea macanică a lucrărilor agricole cu randament corespunzător. Pentru a obţine sectoare de formă dreptunghiulară, cu suprafaţa de 20-75 ha, canalele terţiare se vor amplasa paralele între ele, la distanţe de minimum 250 m, de regulă 300-500 m şi cu lungimi de 80-1500 m .Distanţa dintre canalele terţiale depinde de viteza de scurgere a apei la suprafaţa solului şi de durata admisă de stagnare a apei. 2
De amplasarea şi dimensionarea corectă a canalelor terţiare, care constituie elemente de regularizare a apelor sau scurgerile de suprafaţă, deinde în cea mai mare măsiră reuşita lucrării de desecare, eliminarea în timp util a excesului de umiditate. Canalele secundare, pentru a prelua şi conduce cu viteză sporită, apele colectate din canalele terţiare, se amplasează pe linia de cea mai mare pantă. Aceste canale, în funţie de situaţia de pe teren, pot avea acţiune unilaterală sau bilaterală. În cazul acţiunii unilaterale, distanţa dintre canalele este egală cu lungimea canalelor terţiare, iar în cazul acţiunii bilaterale distanţa se dublează. Lungimea canaleler secundare poate avea valori de 15oo-3000 m , în funcţie de panta terenului şi organizarea teritoriului. Lungimi prea mari ale canalelor pot conduca la adâncimi mari ale acestora, situaţii ce trebuie evitate. Prin modul de amplasare, canalele secundare trebuie să delimiteze sectoare regulate, de dorit , de formă dreptunghiulară. Canalele colectoare principale şi colectoare de evacuare, care preiau apa din canalele de ordin inferior, se amplasează pe cotele joase ale terenului, de preferat pe traseul depresiunilor, văilor, vâlcelelor, privalurilor, urmărindu-se respectarea organizării territoriului şi cât mai puţine frânturi pe traseul lor. Racordarea în plan a canalelor de ordin inferior şi canalele de ordin superior se face sub un unghi de 60 0, iar în cazul în care canalele de ordin inferior au un traseu perpendicular pe canale de ordin superior, racordarea se face sub forma unei curbe, cu raza de 1-10 ori lăţimea la gură a canalului respectiv. În funcţie de natura pământurilor. Prin racordarea sub un unghi de 600 sau sub forma unei curbe se previne colmatarea şi eroziunea malului în zona de descărcare a apelor dintr-un canal în altul. Reţeaua de colectare a apelor din scurgeri de suprafaţă de pe terenurile învecinate mai înalte este alcătuită din canale colectoare de centură. Aceste canale se amplasează paralel cu latura din amonte asupra suprafeţei de desecat, la o distanţă de 5-50 m de la baza versantului, în funcşie de panta terenului, pericolul colmatării şi în funcţie de organizarea teritoriului. Lungimea maximă a cestor canale este de 1500 m. Când lungimea lor depăşeşte 1,5 km, acestea se întrerup, se separă în tronsoane care se racordează fiecare la cel mai apropiat canal colector principal al reţelei de desecare a apelor interioare. Canalele colectore de centură au taluzul amonte, pe care se scurge apa în canal, cu o înclinare mai dulce, în medie 1/2 pentru a nu fi erodat, în acelaş scop taluzul se poate înierba. Taluzul din aval are o înclinare dictată de natura terenului, 1/1-1/1,5. Pentru a mări capacitatea canalului colector de centură, cu pământul rezultat din executarea lui se poate realiza în ăpartea din aval un diguleţ, la o anumită distanţă de mal numită bermă. Dimensiunile constructive ale canalelor de centură sunt, în mod obişnuit de 0,6-1,2 m adâncimea şi 0,5 m lăţimea la fund , taluzurile având înclinările anumite mai sus. 3
În cazurile în care există un aport freatic din terenurile învecinate mai înalte, cazuri frecvent întâlnite la piciorul teraselor joase spre luncile răurilor, canalele colectoare de centură pot intercepta şi aceste ape aflate la adâncimi de 1,5-2,0 m adâncimea canaleleor fiind în aceste cazuri mai mare, de până la 2-2,5 m. Reţeaua de colectere a apelor în exces, provenite din irigaţii, prin irigaţie din reţeaua de canale şi apa pierdută în câmp la aplicarea udărilor este slcătuită din canale amplasate la limita sectoarelor de irigaţie, în mod obişnuit perpendicular pe canalele distribuitoare de sector. În cazul acestei reţele de canale, la dimensionare se va ţine seama că ea trebuie să capteze şi evacueze atât apa provenită din precipitaţii cât şi surplusul de debit privenit din reţeaua de irigaţii în timpul unor defecţiuni de explorare. Debitul de dimensionare a aestor canale va fi dat de însumarea debitului provenit din precipitaţiile căzute pe suprafaţa de desecat şi debitul provenit din irigaţii. Reţeaua de colectere a apelor de infiltraţie prin dig şi pe sub dig constă dintro reţea de canale deschise, uneori drenuri de intercepţie dispise paralel cu digul. Reţeaua de colectare a apelor în exces de la amenajările piscicole este şi ea alcătuită tot din canale de centură, amplasate paralel cu conturul amenajării. Desecarea prin canale deschise prezintă o serie de avantaje, dar şi dezavantaje. ca principale avantaje pot fi amintite, execuţia , în general uşoară cu materiale de construcţie foare puţine, posibilitatea executării mecanizate, cu maşini terasiere curente.În cazul executării manuale nu necesită mâna de lucru calificată, controlul funcţionării este permanent asigurat, exploatarea şi întreţinerea nuj pun probleme deosebite. Principalele dezavantaje ale acestui tip de amenajare se referă la scoaterea unei suprafeţe relativ mari de teren din cultură, întreţinere costisitoare, reţeaua de canale constituie o sursă şi un focar de buruieni pentru cultueile agricole şi în acelaş timp stânjeşte mecanizarea lucrărilor agricole. Stabilirea timpului şi a debitului de evacuare în sistemele de desecare cu canale deschise. Durata de evacuare a apelor de suprafaţă în exces este un element determinant în diminuarea consecinţelor excesului de umiditate asupra plantelor şi solului, asupra producţiei agricole, în dimensionarea canalelor şi a construcţiilor hidrotehnice de pe reţeaua de canale. Intervalele de timp prea mari oentru evacuarea excesului de umiditate determină reduceri importante de recoltă sau chiar compromitatea acesteie, în timp ce intervale prea scurte conduc la dimensionarea exagerată a reţelei de canale şi la costuri mult sporite. Durata de timp cât plantele rezisă la excesul de umiditate fără diminuarea producţiei este denumită durata critică de rezistenţă a plantelor la excesulk de umiditate. Această durată după datele din literatura de specialitate, este de ordinul orelor sau a zecilor de ore şi variază de la plantă la plantă, iar pentru aceeaşi plantă în raport de faza de dezvoltare a plantei în momentul manifestării excesului de umiditate. Durata critică de rezistenţă a olantelor la excesul de umiditate depinde 4
de temperatura apei, aerului şi solului, de conţinutul de oxigen al apei, de înălşimea stratului de apă şi viteza de scurgere a acesteia, precum şi de sistemul radicualar a plantei şi de aprovizionarea solului cu elemente nutritive. Durata de evacuarea a apei în exces este un element foarte important în vederea diminuării consecinţelor excesului de umiditate asupra plantelor şi solului, respectiv asupra producţiei agricole, în sensul că intervale de timp prea mari penntru evacuarea excesului de umiditate duc la reduceri mari de recoltă, iar intervalele prea mici conduc la dimensiunea exagerată a reţelei de canale şi în final la costuri mult mai ridicate. Perioada de timp cât plantele rezistă la excesul de umiditate fără diminuare producţiei se numeşte ,, durata critică de rezistenţă a plamtelor la excesul de umiditate,, de ex. în timpul verii, această durată este de 5-6 ori pentru legume şi 24-26 de ore pentru pomii fructiferi. În practică pentru mărirea eficienţei lucrărilor de desecare s-a ajuns la concluzia că se poate accepta o durată a excesului de umiditate mai mare decât durata critică de rezistenţă, care se denumeşte ,, durată de excesul de umiditate admisibilă economic,, în care caz pierderile cauzade de excesul de umiditate nu sunt eliminate complet ci diminuate la 10-15 0/0 pierderi din producţie. Durata excesului de umiditate admisibilă economic pentru diferite culturi se prezintă astfel 1-2 zile în perioade de vegetaţie şi 3-5 zile în afara perioadei de vegetaţie, iar în cazul plantelor sensibile la excesul de umiditate, cartof, legume, valoarea pierderilor de recoltă prin adaptarea duratei excesului de umiditate admisibile economic este compensată de reducereea aheltuielilor de amenajare şi exploatare a lucrărilor de desecare. Stabilirea volumului şi debitelor de evacuat în sistemele de desecare cu canale deschise Reţeaua de canale deschise şi construcţii hidrotehnice de pe reţea se dimensionează luănd în considerare, pe lângă durata excesului de umiditate admisibilă economic, debitul maxim pe care aceasta trebuie să-l colecteze şi evacueze în perioadele critice cu viituri maxime. Pentru stabelirea debitului de dimensionare a fiecărui canal, trebuie cunoscut debitul specific de evacuat sau modulul de scurgere pentru suprafaţa supusă desecării. Prin debit specific sau modul de scurgere se înţelege cantitatea de apă ce trebuie evacuată în unitatea de timp de pe unitatea de suprafaţă. Stabilirea modului de scurgere se poate face pe cale directă sau pe cale indirectă. Stabilirea pe cale directă a modului de scurgere presupune efectuarea de măsurători hidrometrice de teren asupra debitului de apă scursă, calculându-se în funcţie de debitul total scurs şi mărimea suprafeţei de colectare, modului de scurgere. Măsurătorile hidrometrice pentru stabilirea pe cale directă a modulului de scurgere, trebuie să fie de lungă durată şi pentru fiecare teritoriu de desecat împarte. Asemenea măsurători nu se pot realiza pe un teriroriu lipsit de o reţea 5
hidrografică, în care apa stagnează în depresiuni şi înbibă solul cu apă, pentru stabelirea modulului de scurgere se recurge, cel mai adesea la calea indirectă. Pentur determinarea pe cale indirectă a modului de scurgere au fost stabilite diferite forme de calcul. Formula sub forma cea mai generală, de exprimare a debitului de evacuat este dată de volumul de apă provenit în urma unei ploi şi care scurge la suprafaţa terenului, raportat la timpul de evacare. În vedera dimensionării reţelei de canale, se stabilesc valorile lunare ale debitului specific şi se alege debitul specific maxim din cele12 valori lunare obişnuite. Dimensionarea reţelei de canale de desecare deschise. Operaţiunea de dimensionare a canalelor de desecare deschise în stabilirea pentru fiecare canal a formei secţiunii transversale şi a elementelor geometrice ale acesteia, a pantei funduli canalului, a vitezei medii de curgere a apei în canal, precum şi a cotelor fundului şi nivelului apei din canal. Această operaţiune se face după ce în prealabil s-au stabilit traseele reţelei de canale de desecare şi s-a stabilir mărirea debitului de transport pentru fiecare canal împarte, iar la canalele colectoare principale şi de evacuare chiar a debitului de tronsoane, rezultat din suma debitelor canalelor afluente. Forma secţiunii transversala a canalelor de desecare deschise se stabileşte în funcţie de mărimea şi rolul acestora, de categoria de folosinţă pe care se execută canalele, de forma secţiunii optime din punct de vedere hidraulic. Forma secţiunii optime din punct de vedere hidraului este forma semicerculară. Această formă este greu de realizat şi de întreţinut la canalele săpate în pământ. Pentru reţeaua de canale de desecare deschise se folosesc forme triunghiulare, parabolice şi mai ales trapeizoidale. Rigolele de colectare, care fac parte din reţeaua de desecare cu caracter provizoriu şi canalele terţiare care impun o distanţă de amplasare mică între ele, pentru a fi traversabile de maşinile agricole. Pe păşuni, secţiunea transfersală a canalelor de desecare se alege în formă parabolică, formă care permite trecerea cu uşurinţă a animalelor peste ele şi fără mari degradări. Forma secţiunii, transfersale a canalelor de desecare fiind în mod obişnuit trapezoidală, în continuare se prezintă unele consideraţii asupra elementelor constructive şi hidraulice ale acestei forme. Lăţimea la fund a canalelor de desecare cu forma secţiunii transversale trapezoidale se stabileşte prin calcul, în funcţie de debitul de transport de fiecare canal şi de adâncimea apei în canal. Prin stabilirea lăţimii la fund a canalelor se urmăreşte, pe de o pare obţinerea unei secţiuni cât mai apropiată de secţiunea optimă din punct de vedere hidraulic, iar pe altă parte o secţiune care să asigure posibilitatea executării şi întreţinerii canalelor cu utilaje mecanice. Condiţia de optim hidraulic, în general nu corespunde cu condiţia de optim economic, în sensul unui volum minim de săpătură şi un randament ridicat al 6
mujloacelor mecanice utilizate în execuţia şi întreţinerea canalelor. Din aceste considerente, la stabilirea lăţimii de fund a canaleleor de desecare, precum şi a celorlalte elemente constructive ale secţiunii transversale se vor avea în vedere atât aspectele optimului hidraulic cât şi ale optimului economic, alegând secţiuni care în cele mai bune condiţii hidraulice să conducă la aheltuieli minime de execuţie şi intreţinere. Secţiunea optimă din punct de vedere hidraulic la canalele de desecare, este greu de realizat pentru întreaga secţiune a canalului şi datorită faptului că raportul b/h este condiţionat de cele mai multe ori de cotele obligate ale fundului canalelor şi ale nivelului apei în canale. Asigurarea posibilităţii de execuţie şi întreţinere a canalelor cu mijloace mecanice impune o lăţime minimă la fund a canalelor de 0,5 m . Adâncimea canalelor de desecare se stabileşte în funcţie de debitul de transport, înălţimea de siguranţă şi asiguratea desecării normale a apei din canalele de desecare trebuie să fie cu minimum 0,5 m sub cotele cele mai joase ale terenului, pentru a asigura colectarea apelor stagnante de pe suprafeţele depresionare. Adâncimea canalelor terţiale se stebileşte în funcţie de amenajarea parcelelor cultivate. Pentru asifurarea descărcării apei din canalele de ordin inferior în canale de ordin superior, la racordarea nivelitică a acestora se va utmări ca nivelul apei în canalele colectoare de ordin inferior să aibă cota mai ridicată cu aproximativ 20 cm faţă de cota nivelului apei în canalele colectoare de ordin superior, iar cota fundului canalului afluent cu 15-20 cm mai mare decât cota fundului canalului receptor. Panta longitudinală a canalelor de desecare se stabileşte în raport de panta generală a terenului şi viteza admisibilă de curgere a apei în canal. La alegerea pantei se are în vedere ca adâncimea canalelor în partea din aval să rezulte cât mai mică, mai ales când lungimea acestora este mare, ier vitaza de curgere a apei să se încadreze în limitele admisibile. Viteza apei în canal se alege astfel încât să se încadreze în limitele de neerodare şi neîmpotmolire, limite care sunt în funcţie de matura pământului în care se sapă canalele şi conţinutul apei în aluviuni. calcului vitezei medii de scurgere a apei în canale se face cu relaţiile cunoscute din hidraulică, formula lui Chezi şi pentru coeficientul vitezei, formula lui Bazin. Construcţii hidrotehnice pe reţeaua de canale de desecare Pentru a asigura în bune condiţii scurgerea a apei pe canale precum şi circulaţia în sistemul de desecare pe drumurile permanente sunt necesare diferite construcţii hidrotehnice, dintre care cele mai importante sunt srăvilarele, construcţiki de subtraversare, căderile şi pantele forţater, podeţele. Aceste construcţii trebuie să fie rezistente şi stabilite, să folosească cât mai mult materiale locale, să asigure uşurinţă şi eficienţă în execuţie şi exploatare. 7
Stăvilare se execută pe canalele de desecare în scopul legrării debitului şi nivelul apei, putând fi adaptate şi pentru măsurarea debitului. Construcţiile de subtraversare asigură trecerea debitelor tranzitate de reţeaua de desecare pe sub rambleele altor canale, ale drumurilor sau ale digurilor. Sub traversarea se poate realiza cu ajutorul conductelor de trecere la nivelul fundului canalului de desecare sau folodind sifoane coborătoare. Căderile şi pantele forţate sunt lucrări care asigură racordarea biefurilor, fiind cunoscute sub denumirea de ruperi de pante şi se întâlnesc la denivelări bruşte ale terenulu, aceste lucrări asigurând scurgerea apei pe canale fără apovoca eroziune.căderile se execută sub forma de trepte şi pot fi realizate din lemn, piatră sau beton monolit. Podeţele se construiesc pentru a sigura circulaţia la intersecţia drumurilor cu canalele. În funcţie de mărimea debirtului şi a secţiunii canalului, podeţele pot fi tubulare sau dalate. Executarea reţelei de canale de desecare Pentru executarea reţelei de canale de desecare este necesară efexctuarea următoarelor operaţii, amplasarea lucrărilor şi pregătirea zonei de lucru, săparea canalelor, împrăştierea sau sistematizarea pământului escavat. Amplasarea sau trasarea reţelei de canale, se stabilesc mai întâi axele principale ale canalelor, semnalizându-le prin jaloane. Materializarea axelor se face prin pichetarea cu ţăruşi fixaţi din 25-25m sau 50-50 m, în funcţie de mărimea canalului sau de natura terenului. Odată fixată axa, se trasează căte o transfersală, unde prin ţărişi se marchează elementele constructive ale secţiunii transversale, lăţimea la fund a canalului şi deschiderea canalului la nivelul terenului, iar pe fiecare ţăruş de pe axul principal se notează adâncimea de săpătură. Satunci cân executarea canalelor se realizează manual, înclinarea taluzurilor se materoalizează prin şabloane. Pregătirea zonei de lucru, se realizează prin curăţarea traseului canalului de arbuşti, arbori, stufărişul, cu ajutorul utilajelor de defrişat. În cazul zonelor mlăştinoase se execută şanţuri cu pluguri pentru canale, pe axul viitorului canal, îndreptând astfel apele ce băltesc pe traseul canalelor. Săparea canalelor, se execută întotdeauna din aval spre amonte, pentru a se putea scurge apele în exces de pe teren, pe durata execuţiei canalelor. Săparea se poate realiza manual sau mecanizat. Manual, săparea canalelor se poate executa cu unelte obişnuite, casma, târnăcop, lopata. execuţia săpăturii se poate face prin săparea într-o primă fază a unui şanţ egal cu lăţimea la fund a canalului, iar apoi se face taluzarea sau se mai poate executa printr-un alt procedeu, săparea de straturi pe toată lungimea canalelor, o dată cu finisarea făcându-se şi taluzarea canalului. Săparea mecanică se face cu ajutorul unor utilaje speciale, pluguri speciale, freze, sau cu ajutorul maşinilor de diverse tipuri screpete, gredere. Împrăştierea sau sistematizarea pământului escavat, este o operaţiune foartre importantă, de care depinde buna funcţionare a reţelei de canale de desecare. 8
Împrăştierea pământului se face în straturi de 10-20 cm, în special în zonele depresionare învecionate, dacă volumul de pământ este mare şi nu se poate împrăştia, atunci se va sistematiza realizându-se astfel evitarea colmatării canalelor, a deformării acestora ca urmare a suprasarcinii create prin greutatea pământului depozitat. Distanţa recomandată de depozitare a pământului de la marginea canalului este de minim 3 m pentru canalele cu adâncimi de până la 1,5 m . Împrăştirea, nivelarea şi sistematizarea pământului escavat se face cu ajutorul grederelor şi a buldozerelor. Operaţiunea se execută în momentul uscării pământului escavat şi nu în momentul săpării lui deoarece atunci este îmbinat cu apă.
9
BIBLIOGRAFIE
1.
N.ONU, P.FAZEKAS, SILVICA ONICA, ANIŞOARA BĂRBĂLAN, D.MIHAI. – Lucrări practice la Irigarea culturilor – Agroprint – Timişoara2001.
2.
T.NITU – Desecarea şi drenarea solurilor cu exces de umiditate, mijloc de creştere a producţiei agricole – D.G.A.O.A. Suceava – 1977.
3.
N. MORARU, H.IOANITOIA – Prevenirea şi eliminarea excesului de umiditate pe terenurile agricole – Ghid practic pentru realizarea şi întreţinerea lucrărilor. – editura Phoenix – 2002.
10
