Автор из ФРГ излагает систему рекомендаций по изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации дренажа. Во втором издании, переработанном и дополненном (первое вышло в переводе на русский язык в 1978 г.), больше внимания уделено мелиорации заболоченных и болотных почв, имеющих важное значение для практики мелиоративного строительства в Нечерноземье. Для мелиораторов, агрономов, луговодов.

Предисловие к русскому изданию
Предисловие ко второму немецкому изданию
Вступительное слово ко второму немецкому изданию
Вступительное слово к первому немецкому изданию

1. Общая часть
1.1. Из истории возникновения и развития дренажа
1.2. Потребность в дренаже
1.3. Объем дренажа в сельском хозяйстве
1.3.1. Федеративная Республика Германии
1.3.2. Засоленные почвы
1.4. Дренаж в инженерном и ландшафтном строительстве
1.5. Экологические аспекты дренажа

2. Вода и почва
2.1. Круговорот воды
2.2. Вода в почве
2.3. Разновидности и типы почв
2.3.1. Минеральные почвы
2.3.2. Гидроморфные минеральные почвы
2.3.3. Болотные почвы
2.3.4. Засоленные почвы
2.4. Структура почвы
2.5. Железо и почве и грунтовых водах

3. Полевые исследования
3.1. Вспомогательные средства
3.2. Поверхность земли и минерального дна болот
3.3. Описание типов почв
3.3.1. Минеральные почвы
3.3.2. Болотные почвы
3.4. Грунтовая, застойная поверхностная и связанная вода
3.4.1. Грунтовые воды
3.4.2. Напорные грунтовые воды
3.4.3. Поверхностная застойная вода (верховодка)
3.4.4. Связанная вода
3.5. Полевые методы исследования физических свойств почв
3.5.1. Оценка водопроницаемости почвы
3.5.2. Определение коэффициента фильтрации в буровой скважине
3.5.3. Метод определения коэффициента фильтрации в трубах
3.5.4. Измерение инфильтрации в почве
3.5.5. Воздухопроницаемость почвы
3.5.6. Сопротивление сдвигу
3.5.7. Шпатендиагностика
3.6. Растения-индикаторы и их корневая система
3.6.1. Растения-индикаторы
3.6.2. Корневая система
3.7. Опасность отложения охры
3.7.1. Отличительные признаки отложения охры на местности
3.7.2. Определение железа в воде
3.7.3. Определение pH
3.7.4. Заключение об опасности отложения охры
3.8. Содержание солей в почве и воде
3.9. Лабораторные методы
3.9.1. Лабораторные исследования физических свойств почвы
3.9.2. Лабораторные химические анализы почвы

4. Способы дренирования
4.1. Трубчатый дренаж
4.1.1. Общие сведения о трубчатом дренаже
4.1.2. Подробности о трубчатом дренаже
4.1.3. Применение трубчатого дренажа
4.2. Беструбчатый (кротовый) дренаж
4.2.1. Общие сведения
4.2.2. Подробности о беструбчатом дренаже
4.2.3. Применение беструбчатого дренажа
4.3. Глубокое рыхление
4.3.1. Общие сведения
4.3.2. Подробности о глубоком рыхлении
4.3.3. Применение глубокого рыхления
4.4. Глубокая вспашка
4.4.1. Общие сведения
4.4.2. Подробности о глубокой вспашке
4.4.3. Применение глубокой вспашки
4.4.4. Вспашка с перемешиванием
4.5. Стоимость дренажа

5. Действие дренажа
5.1. Трубчатый дренаж
5.1.1. Линии тока и линии равного напора воды в почвах грунтового заболачивания
5.1.2. Почвы, переувлажненные связанной водой
5.1.3. Поступление воды в дренажную трубу
5.2. Беструбчатый дренаж
5.3. Глубокое рыхление
5.4. Глубокая вспашка
5.4.1. Глубокая вспашка болотных почв
5.4.1.1. Смешанно-песчаная культура при заболачивании грунтовой водой
5.4.1.2. Смешанно-песчаная культура при заболачивании верховодкой
5.4.1.3. Смешанно-песчаная культура при заболачивании связанной водой
5.4.2. Глубокая вспашка минеральных почв
5.5. Использование почв
5.5.1. Трубчатый дренаж
5.5.2. Беструбчатый дренаж
5.5.3. Глубокое рыхление
5.5.4. Глубокая вспашка
5.6. Отложение охры в дренах
5.6.1. Как это происходит?
5.6.2. Связывание железистой охры
5.6.3. Отложение охры в дренажных фильтрах
5.6.4. Заохривание дрен и самоочистка
5.6.5. Современные данные о заохривании дрен
5.7. Испытания дрен
5.7.1. Лабораторные испытания
5.7.2. Дренажный лоток
5.7.3. Дренажный ящик
5.7.4. Полевые испытания дренажа

6. Гидравлические расчеты
6.1. Модуль стока
6.2. Размеры коллекторных труб
6.2.1. Теоретическая формула течения
6.2.2. Степенная формула
6.2.3. Расчет труб, работающих неполным сечением
6.3. Расстояния между дренами в почвах, заболоченных грунтовыми водами
6.3.1. Формула Хугхаудта
6.3.2. Формула Эрнста
6.4. Расстояния между дренами в почвах, заболоченных поверхностными водами
6.5. Расстояния между дренами в почвах, заболоченных связанной водой
6.6. Расстояния между дренами в почвах, заболоченных напорными грунтовыми водами
6.6.1. Напорные воды без воды осадков
6.6.2. Напорные воды с водой осадков
6.7. Расстояние между дренами при орошении засоленных почв
6.7.1. Водонепроницаемый слой на большой глубине
6.7.2. Дрены на водонепроницаемом слое
6.8. Продолжительность осушения

7. Проект дренажа (технические условия проектирования)
7.1. Водоприемники
7.1.1. Естественные водоприемники
7.1.2. Дренажная насосная станция
7.2. Трубчатый дренаж (общие сведения)
7.2.1. Дренажная система
7.2.2. Коллекторы
7.2.3. Всасывающие дрены
7.2.4. Родники, источники и воды соседних водосборов
7.2.5. Поверхностные понижения (мульды)
7.2.6. Нарушения дренажного стока
7.3. Особенности трубчатого дренажа (торфяное болото, марши, виноградники, засоленные почвы)
7.3.1. Дренаж на торфяном болоте
7.3.2. Дренаж маршевых почв
7.3.3. Дренаж виноградников
7.3.4. Дренаж в оползневых районах
7.3.5. Дренаж засоленных почв
7.3.6. Дренирование отвалов городского мусора
7.3.7. Дренирование площадей намыва
7.3.8. Агротерм (подогрев почвы)
7.4. Трубчатый дренаж при ландшафтном строительстве
7.4.1. Сады, парки, лесопитомники
7.4.2. Площадки для игр, отдыха и проведения свободного времени
7.4.3. Спортивные площадки
7.4.4. Спортивные аэродромы
7.4.5. Кладбища
7.5. Инженерное строительство
7.5.1. Правило фильтра
7.5.2. Подземное строительство    
7.5.3. Дорожное строительство
7.5.4. Гражданское строительство
7.6. Беструбчатый (кротовый) дренаж
7.7. Глубокое рыхление
7.8. Глубокая вспашка
7.8.1. Глубокая вспашка минеральных почв
7.8.2. Глубокая вспашка болот и перегнойно-глеевых почв
7.9. Проект дренажа
7.9.1. Пояснительная записка
7.9.2. Обзорный план
7.9.3. План дренируемого участка
7.9.4. Почвенная карта
7.9.5. Продольные профили коллекторов
7.9.6. Гидравлические расчеты
7.9.7. Описи и указатели
7.9.8. Смета

8. Дренажный материал
8.1. Гончарные дренажные трубы
8.2. Дренажные трубы из искусственных материалов
8.3. Дренажные фильтры — почему, где, когда?
8.3.1. Виды фильтров
8.3.2. Свойства дренажных фильтров
8.3.3. Применение дренажных фильтров
8.4. Дренажные трубы с готовыми фильтрами
8.5. Дренажные муфты
8.6. Дренажная плита, фильтрующий мат
8.6.1. Дренажные и фильтрующие плиты
8.6.2. Фильтрующие маты
8.7. Фильтрующие трубы
8.7.1. Бетонные фильтрующие трубы
8.7.2. Дырчатая труба из каменистого материала
8.7.3. Фильтрующие трубы из пластмассы
8.8. Устья. Соединительные трубы
8.9. Дренажные колодцы

9. Строительство дренажа
9.1. Состояние почвы в период строительства дренажа
9.2. Дренажные машины
9.3. Трубчатый дренаж
9.3.1. Дренажные машины, разрабатывающие траншеи
9.3.2. Машины для бестраншейной укладки дренажа
9.3.3. Трубчатый дренаж, выполняемый вручную
9.4. Беструбчатый (кротовый) дренаж
9.5. Глубокое рыхление
9.6. Глубокая вспашка
9.7. Руководство строительством
9.7.1. Общие вопросы
9.7.2. Оборудование строительной площадки
9.7.3. Подготовительные работы
9.7.4. Использование механизмов
9.7.5. Замеры и нанесение на план дренажной сети и сооружений

10. Эксплуатация дренажа
10.1. Эксплуатационные расходы
10.2. Надзор за дренируемыми площадями и сооружениями
10.3. Мероприятия по эксплуатации сооружений
10.4. Нарушения стока в трубчатых дренах
10.4.1. Причины нарушения дренажного стока
10.4.2. Установление причин нарушения работы дренажа
10.4.3. Устранение причин нарушения работы дренажа
10.4.3.1. Промывка дренажа с помощью цистерны
10.4.3.2. Промывка дренажа под напором

Предисловие к русскому изданию

В 1978 г. в издательстве «Колос» вышло в переводе на русский язык первое издание «Руководства по дренажу», написанного известным западногерманским мелиоратором профессором Р. Эггельсманном.

Учитывая высокий научный и особенно технический уровень этой книги, значительный интерес читателей, проявленный к первому изданию, издательство «Колос» подготовило новое (второе) издание «Руководства по дренажу», расширенное и переработанное автором.

Это издание, как и первое, представляет существенный интерес для советского читателя по следующим причинам.

Во-первых, в книге отражены проблемы, состояние и способы мелиорации почв в ФРГ — стране, где дренажное строительство всегда находилось и находится на достаточно высоком уровне.

Во-вторых, «Руководство по дренажу» конкретно в том смысле, что его рекомендации по мелиорации почв вытекают из анализа природных условий дренируемого массива и, прежде всего, из оценки свойств и водного режима почв — непосредственного объекта мелиорации. Значение такого подхода достаточно очевидно и понятно, хотя, к сожалению, пока еще не является общепризнанным.

В-третьих, в этой книге описаны новые способы мелиорации гидроморфных минеральных и торфяных почв гумидных ландшафтов, разработанные и апробированные в практике ФРГ за последние десятилетия.

Наконец, в «Руководстве по дренажу» наиболее полно рассмотрены вопросы мелиорации почв гумидных ландшафтов. В разделах, относящихся к этим территориям, чаще чем в других разделах книги, изложены новые рекомендации по осушению заболоченных и болотных почв. Это делает ее особенно актуальной для условий Нечерноземной зоны страны, в частности, для Нечерноземья РСФСР — одного из наиболее важных в настоящее время в мелиоративном отношении регионов нашей страны. Именно здесь в последние два десятилетия, особенно после того, как было принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР» от 20 марта 1974 г., интенсивно ведутся работы по дренажу и освоению заболоченных почв.

Книга охватывает широкий круг вопросов. В ней рассматриваются применение дренажа для осушения заболоченных и болотных почв; мелиорации засоленных почв в странах с сухостепным и аридным климатом; осушение заболоченных площадей, занятых гражданскими сооружениями — стадионами, аэродромами, дорогами, зданиями и др. Таким образом, в этой книге заинтересованный читатель сможет найти ответ практически на все основные вопросы, связанные с практикой осушения переувлажненных территорий.

Следует отметить и еще одну особенность этой книги, получившую наиболее полное развитие в ее втором издании. Автор уделил особое внимание вопросам охраны почв, окружающей среды и ландшафта в целом. Значение такого щадящего подхода особенно актуально в настоящее время, когда под влиянием мелиоративных мероприятий происходит глубокая трансформация гидрологического режима почв на огромных территориях, не только вовлеченных в сельскохозяйственное производство, но и далеко отстоящих от действующих дренажных систем. Второе издание «Руководства по дренажу» выгодно отличается более полным анализом экологической обстановки и построено на анализе конкретных почвенно-гидрологических условий массива осушения, прогнозированием возможных последствий применения дренажа. По-видимому, это одна из первых книг по дренажу, в которой вопросам охраны окружающей среды уделено столь серьезное внимание.

Важной особенностью этого практического руководства является и то, что оно, как подчеркивает автор, составлено на почвенно-мелиоративной и гидрологической основе. Оно направлено на то, чтобы научить практического работника в области дренажа спрашивать себя перед началом каждого мероприятия по осушению земель, почему земельный участок оказался переувлажненным, находится ли он в зоне влияния грунтовых, поверхностных или связанных вод, как лучше предотвратить эти отрицательные явления, влияющие на возможное использование участка? В «Руководстве по дренажу» обстоятельно рассмотрены наиболее актуальные проблемы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации дренажа, а также такие важные в мелиоративном отношении вопросы, как взаимодействие воды и почвы, полевые и лабораторные исследования для обоснования дренажа, гидрологические расчеты, способы и действие дренирования, виды дренажных материалов.

Одним из наиболее важных достоинств книги является то, что в ней изложены все наиболее актуальные способы мелиорации заболоченных почв, применяемые в современной практике дренажного строительства.

Большой интерес вызывают новые гидротехнические и агромелиоративные способы осушения заболоченных почв, рассмотренные в этой книге. Прежде всего отметим ориентацию на широкое применение пластмассового дренажа. Этот вид дренажа, для внедрения которого в свое время так много сделал известный немецкий почвовед и мелиоратор Янерт, в настоящее время во многих странах европейского континента получил широкое распространение.

В частности, в ФРГ на равнинных и холмистых территориях он составляет соответственно 95 и 90% от всего объема дренажного строительства; в Голландии используют только этот дренаж; в ГДР пластмассовый дренаж укладывают на 40—50% земель, осушаемых закрытым дренажем и т. д.

Автор уделяет большое внимание целесообразности использования объемных дренажных фильтров для пластмассовых дрен. Они выполняют три важные функции; усиливают приточность воды в дрены, защищают их от заиления механическими частицами и могут быть использованы для защиты дрен от закупорки гидроокисью железа. В настоящее время используют объемные дренажные фильтры из различных материалов — отходов текстильного производства, нетканых синтетических материалов, кокосового волокна, волокнистого торфа, ржаной соломы и др., в том числе и саморегенерирующие фильтры. Рассматривается вопрос по профилактике закупорки дренажа гидроокисью железа путем применения фильтров из стружки деревьев хвойных пород или путем искусственного заполнения объемных фильтров фенолом. Следует, однако, подчеркнуть, что этот прием, по-видимому, не получит широкого распространения из-за загрязнения дренажных вод фенолом. Более перспективным представляется ингибирование железобактерий, ответственных за перевод подвижных закисных форм железа в трехвалентные неподвижные оксиды, ионами меди. В качестве их донатора используют соединения этого элемента, вводимые в состав полимерной оплетки объемного фильтра.

В «Руководстве по дренажу» рассмотрены конструктивные особенности бестраншейного пластмассового дренажа в различных почвенно-гидрологических условиях. Практически такой пластмассовый дренаж (с применением траншейных фильтров), по мнению автора книги, может быть использован для осушения всех почв независимо от их механического состава. Лишь два фактора лимитируют его применение — высокое содержание железа в водах и высокая каменистость почв. Отметим в этой связи, что при опенке критических значений концентрации железа автор ввел во второе издание книги более широкие допуски, разрешающие строительство пластмассового дренажа при несколько более высоком содержании закисных форм этого элемента. При применении бестраншейного пластмассового дренажа -на тяжелых почвах «Руководство» предусматривает создание комбинированных систем, то есть сочетание дренажа и кротования, глубокого мелиоративного рыхления, систем колодцев-поглотителей в зонах концентрации поверхностного стока. В этом случае предусматривают траншейные фильтры из стабильных материалов; гравия, шлака, щебня и др. Причем расход этих материалов на устройство траншейного фильтра в конечном итоге невелик, так как фильтр поднимается только до подошвы глубокого мелиоративного рыхления (го есть имеет высоту не более 40—50 см), а ширина щели от прохода рабочего органа современного бестраншейного дреноукладчика не превышает 7—8 см.

Автор справедливо рассматривает глубокое рыхление как один из важных факторов общего комплекса мероприятий, направленных на улучшение физических свойств почв. Глубокое рыхление, по Эггельсманну, должно сочетаться с интенсивным известкованием кислых почв большими дозами извести и последующим биологическим закреплением структуры. Следует обратить внимание на то, что глубокое рыхление и известкование кислых почв большими дозами извести (до 20—25 т/га) рассматривают как единое мероприятие.

По сравнению с первым изданием здесь полнее рассмотрены синтетические материалы, используемые для дренажных труб; вопросы устройства объемных фильтров на таких трубах; машины и технология строительства бестраншейного пластмассового дренажа; современные типы глубоких мелиоративных рыхлителей; приемы борьбы с заохриванием дренажных труб и многие другие вопросы.

Преимущество «Руководства по дренажу» Р. Эггельсманна по сравнению со многими аналогичными работами заключается еще и в том, что оно построено на анализе конкретных почвенно-гидрологических условий массива осушения. По существу автор использует генетический подход к оценке условий мелиорации почв. Говоря о генетическом (точнее — эколого-генетическом) подходе мы имеем в виду прежде всего обоснование комплекса необходимых мелиоративных мероприятий на основе анализа свойств и режима почв.

Такой подход несомненно эффективен и целесообразен при мелиорации почв Нечерноземной зоны, на что ранее (1969) мы обращали особое внимание на примере ряда проблем дренажа этой территории. Отметим в этой связи, что выдающийся советский мелиоратор академик А.Н. Костяков (1951), опираясь на концепции докучаевского генетического почвоведения, подчеркивал, что взаимосвязь мелиораций и направления почвообразовательного процесса на мелиорируемых землях предопределяют применение генетических принципов при рассмотрении мелиоративных вопросов и процессов в их динамике.

Среди ряда конкретных рекомендаций книги есть одно общее правило, которое автор повторяет в нескольких разделах книги и на которое следует обратить внимание. Он подчеркивает, что надежная работа дрен (гончарных, пластмассовых и др.) возможна при условии их укладки в относительно сухую почву. В этом случае при строительстве не нарушается структура почвы в зоне действия дрен, остаются открытыми и не нарушаются естественные пути миграции гравитационной влаги (трещины почвы, пустоты, образуемые корнями, ходы обитающих в почве животных). Последнее осуществляется обычно путем последовательного осушения массива торфяных и минеральных глеевых почв вначале открытой сетью и затем — материальным дренажем.

В целом второе издание «Руководства по дренажу» профессора Р. Эггельсманна — содержательное в практическом отношении пособие (особенно по мелиорации заболоченных почв гумидных территорий), в котором заинтересованный читатель найдет много новых, полезных и интересных сведений.

Ф.Р. Зайдельман