fc

|C

®PP§

V*

"i

■*»

m

SlfiSf

5&

n?

0*'~

/*!

ikäs

§1*^

iü

>,

.jfti

ii    , -,,'lî'    • ■■•

•\ *

IÜ**>

~ • **

■w*?

s%

ii-

Eł*

.. «

%Tlr

/;

|wj&

K/

’V

#*% |

■ ‘‘

-*•

ob*» .i

;v

mm

,.

>iß.

pyt-

w;-jR

5«

*'<J

/

i'5

i»»

§.i

&>

:>r

*r SÜ-- ■

***%

-j?*

gf- 'tfb

¥■$

|P$g;

-^2

gjj’:-.---    ...    |^.||t.

m*

|gg*

. mf.

. Jj|

=-V •.

A *****    m *m"

mÿ-

|é

■ 'p

Lw’fÿ##>* ‘

*P‘

T7‘ m *> *

S*'#*"

M:

*# m “

l'y*

: 4

■» t * i

■f^:

fjŁ

fT:-

.Ä

*■ « 1

/,

sr w#    . m

li

**

i:ï ł %

y*

%■

*»

fi '?r

u?

g#.:

tM

Mf

i#;

. -V •

■' ,1

I -w

zH

ar

». ^Vj

W;;

Miß

S:

-'V

' %/j

Mm .

«■

li#

k#1

Éà4'^

■ - /

■ .Jr

éî\

■

*

"

*

B

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

i

v

\

■-py

, \

f

\

\

i V

t

\

/

%

4

ë

\

4*

t

:

N ⁴

î

\

v

✓

■

\

/

.

s.

i

i

i.

\

V

'X

-/

«

*

\

t&t

*'

■'-Ht

*

/r

>;

a):

CZ. SKOTNICKI

PROFESOR ZWYCZ. POLITECHNIKI WARSZAW8KIEJ

NAUKA MELJORACJI

WODNICTWO ROLNE

jA? 4, Ar

£ ^

SR

Hi

KSIĄŻNICA-ATLAS

ZJEDNOCZONE ZAKŁADY KARTOGRAFICZNE I WYDAWNICZE TOW. NAUCZ. SZKÓŁ ŚREDN. I WYŻSZ„ SP. AKC.

LWÓW—WARSZAWA

1925

KSIÄZNICÄ-ÄTLÄS

LWÓW, UL. CZARNIECKIEGO 12 - WARSZAWA, NOWY ŚWIAT 59 poleca :

Inz. dr. Stanisław Lis Olszewski:

POLSKIE NAWOZY SZTUCZNE

pod względem geologicznym, technicznym i gospodarczym z mapką przemysłu nawozów sztucznych w Polsce. — Cena zł. 4*—.

„Autorowi należy się szczera podzięka za to pierwsze zestawienie produkcji nawozów sztucznych w Polsce i oświetlenie tej kwestji zarówno ze stanowiska znaczenia dla rolnictwa, jak i dla bilansu handlowego Polski... Dziełko... znaleźć się powinno w rękach rolników...“ — B. Janowski w Rolniku, r. 1924, nr. 38.

Prof. dr. Szafer, doc. dr. S. Kulczyński i dr. B. Pawłowski:

ROŚLINY

POLSKIE

Opisy i klucze do oznaczania wszystkich gatunków roślin naczyniowych, rosnących w Polsce bądź dziko, bądź też zdziczałych, lub częściej hodowanych. Dla użytku Ilorystów, uczniów szkół wyższych i średnich, rolników, leśników, farmaceutów i innych miłośników przyrody. — Str. XXXII -j- 736 z 8 tablicami.

Cena w opr. zł. 24'—.

„Podręcznik ten wysoce potrzebny i pożyteczny*. — Świat, r. 1924, nr. 33. „Klucz, pozwalający na łatwe i szybkie oznaczanie roślin... Wartość książki podnosi urozmaicony druk oraz wygodny format“. — Kurier Lwowski, r. 1924, nr. 159.

PODATEK MAJĄTKOWY

Z przedmową dra I. Weinfelda, dyr. Lwowskiej Izby Skarb. Obejmuje wszystkie ustawy i rozporządzenia, dotyczące podatku majątkowego po dzieri 31. XII. 1924.

Cena zł. 6*—.

„Wydanie to powinno stać się cennym podręcznikiem dla praktycznych prawników, a pod względem nakładu wzorem dla przyszłych tego rodzaju wydawnictw polskich, bo można powiedzieć, że dorównuje ono najlepszym tego rodzaju wydawnictwom zagranicznym“. — Czasopismo Adwokatów Polskich, r. 1924, nr. 6.

NAUKA MELJORACJI

v

*

*

/

V

y

\

i

\

/

■

i

\ i

/

■ *

j

'

«

'

CZ. SKOTNICKI

PROFESOR ZWYCZ. POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

NAUKA MELJORACJI

WODNICTWO ROLNE

CZĘSC WSTĘPNA

A. Wiadomości ogólne o meljoracjach.

B. Grunt.

C. Woda.

Rys. 19.

A. Przyczyny zabagnienia i środki jego

B. Budowa odpływów naturalnych i sztucznych.

| = ic°tg|

C. Rozplanowanie szczegółowe urządzeń odwadniających.

D. Odwodnienie pól sposobem inż. Korzybskiego.

A. Wiadomości ogólne.

odwodnić jeszcze mogą, a zarazem i maksymalne dług

B. Roboty wykonawcze.

NAWODNIENIE

B. Dostarczanie wody do nawodnienia.

C. Urządzenia doprowadzające i odprowadzające wodę.

D. Opis systemów nawadniania.

E. Zapotrzebowanie wody do nawodnień.

F. Sposoby użytkowania i korzyści, osiągane przez nawodnienie.

KULTYWOWANIE TORFOWISK

Użytkowanie rolne torfowisk.

WODNICTWO ROLNE

<v'

KSIĄŻNICA

ATLAS

ZJEDNOCZONE ZAKŁADY KARTOGRAFICZNE I WYDAWNICZE TOW. NAUCZ. SZKÓŁ ŚREDN. I WYŻSZ. - SP. AKC.

LWÓW — WARSZAWA

19 2 5

CO

i.

/O

V*4KO^

iii, u W.

Klisze, skład i druk wykonano w Zakładach Graficznych „Książnica-Atlasa

we Lwówie.

cc

Akc. Nr.

Spis rzeczy.

Str.

I.    Część wstępna..............................

A.    Wiadomości ogólne o meljoracjach...............

Określenie przedmiotu 3. Gospodarka wodna 5.

B.    Grunt.................................

Skały i gleby 7. Składniki gleby 8. Typy gleb 12. Ważniejsze właściwości fizyczne gleb 16. Badanie gruntu 23. Badanie gruntu dla celów budowlanych 27. Badania laboratoryjne gleby 28.

C.    Woda.................................

Obieg kołowy 35. Opady atmosferyczne 36. Ulatnianie się wody 43. Wsiąkanie 45. Woda gruntowa 46. Ruch wody gruntowej 50. Spływ powierzchniowy 54. Charakterystyka wód płynących 60. Łożyska rzek 65.

II.    Osuszanie gruntów............. .......

A.    Przyczyny zabagnienia i grodki jego zwalczania . .

Znamiona nadmiaru wilgoci 69. Przyczyny zabagnienia gruntów 70. Zasady odwodnienia gruntów 71.

B.    Budowa odpływów naturalnych i sztucznych.........

Rzeki, jako przyczyna zabagnień 74. Cele ogólne i podstawy regulacji rzek 74. Oznaczenie stanu normalnego i normalnej objętości przepływu 75. Wybór trasy regulacynej 76. Normalny przekrój poprzeczny 78. Wykonanie regulacji 81. Kanały równoległe i okólne 83. Utrzymanie łożysk cieków 85. Ochrona

“ gruntów przeciw powodziom 86. Zasady ogólne obliczania przekroju poprzecznego kanałów otwartych 90. Określenie ilości wody 91. Prędkość przepływu 94. Nachylenie dna kanałów, czyli spadek 95. Głębokość rowów 97. Nachylenie brzegów 98. Szerokość dna 99. Obliczanie przekroju poprzecznego łożyska kanałów 99. Obliczanie przepustów 105. Stopnie 108. Odpływ osiągany drogą mechaniczną 110. Odwodnienie przy pomocy namulania. Kolma-tacja 116. Odpływ wgłębny 118

C.    Rozplanowanie szczegółowe urządzeń odwadniających . . .120 Rozkład rowów i ich przeznaczenie 120. Rowy drugorzędne 123. Rowy boczne 124. Kanały opaskowe, burzowe i t. p. 126. Odległość pomiędzy rowami osączającemi 127. Studja terenu i projekt 130.

D.    Odwodnienie pól sposobem inż. Korzybskie'go........

Zasady ogólne 134. Roboty wykonawcze 136.

III. Drenowanie...............................

A. Wiadomości ogólne.........................

Działanie drenów 141. Wpływ dodatni drenowania 143. Rury drenowe 146. Układ ogólny drenów 148. Głębokość drenowania 156. Rozstawa czyli odległość wzajemna sączków 156. Ilość wody osączona drenami 166. Obliczenie rozmiarów drenów 168. Wykonanie projektu drenarskiego 175.

35

. 67

69

74

134

140

VI

Str.

JS. Roboty wykonawcze........................

Wykonanie drenowania 183. Wykonanie drenowania. w warunkach specjalnych 189. Urządzenia, regulujące odwodnienie i przewietrzanie gruntu 192. Odpływ 195. Budowle dodatkowe 197.

IV.    Nawodnienie...............................

A.    Wiadomości ogólne o nawadnianiu...............

Znaczenie wody dla rolnictwa 205. Metody użytkowania wody 206. Woda irygacyjna 207. Polepszenie wody irygacyjnej 211.

B.    Dostarczanie wody do nawadniania..............

Czerpanie wody z powierzchni 213. Sztuczne podnoszenie wody 219.

C.    Urządzenia doprowadzające i odprowadzające wodę.....

Kanały otwarte 221. Rurociągi 228. Budowle służące do spiętrzania wody w doprowadzalnikach i rozdziału jej 229.

Z). Opis systemów nawadniania...................

1.    Nawadnianie łąk 232. Uwagi ogólne 232. System nasiąkowy 233. System podsiąkowy 233. System zalewowy 234. System zalewowo-przepływowy 235. System stokowy naturalny 236. System stokowy sztuczny 238. System grzbietowy 239. Nawadnianie rowami rozlewowemi 243. System grzbietów naturalnych 245. Uproszczone systemy stosowane w Ameryce 245. Nawadnianie zapomocą drenów 246.

2.    Nawadnianie pól ornych i ogrodów 247. Nawadnianie brózdowe 247. Nawodnienie zalewowe 248. Nawodnienie rozlewowe naturalne 248. Nawodnienie zapomocą drenów 249. Zraszanie przy pomocy urządzeń mechanicznych 249. Nawadnianie ogrodów 251.

E.    Zapotrzebowanie wody do nawodnień.............

Uwagi ogólne 254. Definicja pojęć, związanych z zapotrzebowaniem wody 255. Dawka i schemat irygacji 257. Dopływ sekundowy 261. Zapotrzebowanie wody irygacyjnej przez rośliny 262. Obliczenie nawodnienia zalewowego 266. Obliczenie nawodnienia stokowego 269. Straty wody w kanałach 274. Wielokrotne używanie wody 279. Nawodnienie ze zmianowaniem (rotacja) 280.

F.    Sposoby użytkowania i korzyści, osiągane przez nawodnienie .................................

Sposób użytkowania nawodnienia 276. Skutki nawodnienia 282.

V.    Kultywowanie torfowisk........................

Użytkowanie roi ne torf o wisk...................

Torfowiska i ich rodzaje 287. Właściwości rolnicze gruntów torfowych 288. Odwadnianie torfowisk 291. Uprawa polna torfowisk nizinnych 295. Uprawa łąk i pastwisk 299. Uprawa torfów wyżynnych 300. Korzyści, osiągane z kultywowania torfowisk 302.

183

204

205

213

221

232

254

281

286

Omyłki dostrzeżone.

Str-3-70-wiersz 16 od góry; zamiaot q' — vx winno być q’ — v'xłr

zyku polskim całokształtu wiadomości, obejmujących tę część meljoracji rolnych, która dotyczy ustosunkowania wilgoci do gleby i roślin. Starałem się utrzymać ją na poziomie wyższym, mając zawsze na uwadze stosunki, dotyczące ziem polskich.

T)raca niniejsza jest pierwszą próbą, od czasu wydania w r. 1860 -Ł przez inż. J. Spornego „Hydrauliki Agronomicznej“, zestawienia w ję

Zdaję sobie sprawę z pewnych braków tej książki. Licząc się jednak z trudnościami wydawniczemi, nie chciałem zbytnio powiększać objętości dzieła, ograniczałem się więc do omawiania tego tylko, co bezpośrednio tyczy się przedmiotu, przypuszczając, że zaawansowani czytelnicy posiadają gruntowne wiadomości z nauk przygotowawczych, zarówno przyrodniczych jak i technicznych. Pomijałem też to wszystko, co dla meljoracji kraju naszego nie wydawało mi się zbyt ważne. Wiadomości obszerniejsze, szczególniej z dziedziny osuszania i drenowania meljoracji torfów, znajdą czytelnicy w uprzednio wydanych przeze mnie monografjach specjalnych, lub literaturze, której wykaz podaję w licznych odnośnikach i systematycznem zestawieniu na końcu dzieła.

Będąc przeświadczony, że sprawa meljoracji jest jedną z najaktualniejszych w naszej Ojczyźnie, oddaję ten owoc mej pracy i długoletniego doświadczenia tym wszystkim, którzy nad podniesieniem naszych warsztatów rolnych i ich produkcji będą chcieli pracować.

Miło mi na tern miejscu podziękować wszystkim, którzy pomocnymi byli przy opracowaniu tej książki, zwłaszcza przy sporządzaniu rysunków.

Warszawa, 1925 r.

Autor.

.

V

»

< :

■

’■ '.'S V

V

•V

A

: • '    < s’ • ■ '

\

;

V

»

I.

CZĘSC WSTĘPNA

>

A. Wiadomości ogólne o meljoracjach.

Określenie przedmiotu. Pod meljoracjami rolnemi w znaczeniu ogólnem rozumieć będziemy takie prace techniczne, które mają za cel podniesienie środkami technicznemi produkcyjności i rentowności warsztatu rolnego na dłuższy okres czasu. W szczególności meljoracje zajmują się ulepszeniem warunków użytkowania ziemi, związanem niekiedy z zupełną zmianą sposobu tego użytkowania, a to przez polepszenie fizycznych właściwości gleby i uregulowanie jej stosunku do wody; oraz powietrza. Poza tern meljoracje zajmować się mogą polepszeniem komu-nikacyj wewnętrznych warsztatu rolnego, celowem jego ukształtowaniem (podział pól, scalanie), zaopatrywaniem w wodę itp. inwestycjami, zwią-zanemi z przystosowaniem warsztatu do współczesnych wymagań produkcji rolnej.

Tę część nauki, która zajmuje się uregulowaniem stosunków wodnych w gospodarstwie rolnem, nazywamy „Wodnictwem rolnem“.

Wprawdzie niektóre z prac omawianych następnie, ekonomiści nie zaliczają do meljoracyj właściwych (budowa wałów ochronnych, stawy i t. p.), są one jednak tak silnie związane z całokształtem robót melioracyjnych, że rozdzielić je staje się niepodobieństwem, a przy tern nie kto inny, lecz inżynier meljoracyjny, jako najlepiej odczuwający potrzeby tego rodzaju prac rolnictwu służących, powołany jest do ich wykonywania. Jakkolwiek meljoracje same przez się nie są przedsięwzięciami produkcyjnemi, to jednak zasadniczą ich cechą jest zabezpieczenie produkcyjności gospodarstwa i odpowiedniego oprocentowania kapitału nań wyłożonego. To też projekty meljoracyjne odznaczać musi celowość i dążność do osiągnięcia skutku środkami względnie prostemi. Z drugiej jednak strony ze względu na trwałość, cechować meljoracje musi niezwykła sumienność wykonania.

Zważywszy na prymitywne warunki, w jakich roboty meljoracyjne są zazwyczaj wykonywane, częstą konieczność posługiwania się mniej wyćwiczonym robotnikiem, projekty meljoracyjne muszą być przystosowane do warunków miejscowych, tak co do sposobu wykonania roboty, jak i materjałów używanych. Pomijając więc warunki przyrodnicze, odgrywające w tym wypadku bardzo ważną rolę, meljoracje odznaczać musi znaczny stopień indywidualności. Wzorowanie się ścisłe na gdzieindziej wykonanych, choćby wzorowych robotach, jest niebezpieczne, a czasami błędne. To też w tych robotach, więcej niż w innych, teorja iść musi w parze z doświadczeniem. Niewątpliwie dział najobszerniejszy meljoracyj rolnych obejmuje roboty, związane z uregulowaniem stosunków wodnych, a w szczególności stanu wilgotności gleby.

Woda jest jednym z najważniejszych czynników produkcji rolniczej. Ponieważ rośliny, za wyjątkiem węgla, pobieranego z powietrza za pośrednictwem liści, przyjmują pokarmy korzeniami wyłącznie' w postaci rozczynów wodnych, pewien stan wilgotności gleby jest dla ich życia nieodzowny. Z drugiej strony rośliny uprawne są bardzo czułe na nadmiar wody. Niestety, przyroda w rzadkich tylko wypadkach zaopatruje rolnika we właściwej ilości i odpowiednim czasie potrzebną mu do produkcji roślin wilgoć. Po długotrwałych suszach następują zbyt częste nadmierne deszcze, lub też odwrotnie, uniemożliwiając jakąkolwiek owocną pracę w polu. Wysychające strumienie odbierają resztki wody gruntowej roślinom, lub nagle wzbierając, zalewają dojrzewające uprawy. Zaopatrzenie pól w wilgoć staje się tern zawilszą sprawą, że ilość wody, zużytkowana przez rośliny, zależna jest nie tylko od ich rodzaju, lecz również od czasu, jakości gleby i innych mniej uchwytnych czynników, z ilością bowiem wody w glebie związane są różne w niej zjawiające się fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy pierwszorzędnej doniosłości ze stanowiska rolniczego.

Wiele prac czysto rolniczych ma za jedyny cel regulowanie wilgotności w glebie. Nie są one jednak wystarczające i, jako posiadające charakter przemijający, nie mogą być zaliczane do meljoracyj. Dążenie do usunięcia pewnych wadliwości gleby, złagodzenia niekorzystnych warunków klimatycznych, zabezpieczenia produkcji rolnej przeciw zdarzającym się katastrofom żywiołowym, lub chęć wyzyskania pewnych sprzyjających warunków, zmuszają do sięgnięcia głębiej i do przedsięwzięcia daleko idących prac technicznych, mających za cel opanowanie warunków przyrodzonych, złagodzenie ich wadliwości, lub wykorzystanie ich zalet. Prace te muszą częstokroć wykraczać poza teren meljorowany w celu przygotowania warunków podstawowych, umożliwiających dokonanie szczegółowych ulepszeń. To też ze względu na charakter meljoracyj rozróżnić możemy: a) meljoracje podstawowe, mające zwykle zadania ogólne i noszące, cechy interesu publicznego, b) meljoracje szczegółowe, zajmujące się wyłącznie warsztatem rolnym i zaspakajające jego potrzeby.

Tak, czy inaczej pojęte meljoracje, muszą się opierać na uregulowaniu gospodarki wodnej.

Gospodarka wodna. Prawidłowa gospodarka wodna poszczególnych gospodarczych jednostek, lub całego kraju, polega na opanowaniu środkami technicznemi zjawisk, towarzyszących swobodnemu spływowi wód w ten sposób, aby z jednej strony zabezpieczyć się przeciw gromadzeniu się w miejscach niepożądanych nadmiaru ich, z drugiej strony, aby spływ swobodny wód rozłożyć najdogodniej w stosunku do czasu i miejsca dla wszechstronnego zużytkowania ich.

W uregulowaniu gospodarki wodnej zainteresowane jest nie tylko rolnictwo (na- i odwodnienie gruntów), lecz handel (ułatwiona budowa dróg wodnych) i przemysł (wykorzystanie sił wodnych). Jest ona niezmiernie ważnym czynnikiem gospodarczym, a co za tern idzie i kulturalnym dla każdego kraju, to też we wszystkich współczesnych państwach zwrócono na sprawy te najbaczniejszą uwagę, a i starożytnym narodom idea ta nie była obcą. Uregulowanej gospodarce wodnej zawdzięczały swój dobrobyt Egipt, Asyrja i Babilon, ona podtrzymuje długie wieki takie państwa jak Japonję i Chiny.

Środki, służące do osiągnięcia tych celów, winny się opierać na obiegu kołowym, któremu podlega woda w przyrodzie (patrz rozdz. „Woda“), a który polega na parowaniu wody z wielkich wodozbiorów, znajdujących się na powierzchni globu, opadaniu jej w postaci deszczów lub śniegów, spływaniu z powrotem do mórz, aby znów zatoczyć obieg poprzedni. Człowiek nie jest w mocy zmienić tych zjawisk naturalnych, jest jednak w stanie wpływać na poszczególne momenty tego cyklu, bądź przyspieszając przebieg ich, bądź też hamując. Zwłaszcza spływ powierzchniowy wody ulegać może znacznym zmianom, a środki techniczne, któremi w tym kierunku rozporządzamy, są tak potężne, że jesteśmy w stanie dokonać niemi gruntownych zmian w ustosunkoWaniach wodnych zarówno poszczególnych warsztatów rolnych, jak całych krajów. Nie tylko jednak na tych urządzeniach ogranicza się zakres środków, współdziałających wprowadzeniu gospodarki wodnej, zwłaszcza w stosunku do obszarów znaczniejszych. Dążą one do regulowania zarówno wsiąkania wody opadowej, ulatniania się jej, jak wreszcie i spływu, a w szczegółach polegają:

1.    Na rozmieszczeniu celowem odpowiednich pokryć roślinnych jak lasy, łąki, pola.

Różnego rodzaju pokrycia roślinne wpływają zarówno na stopień parowania wody z gleby, jak i na spływ powierzchniowy.

Lasy zwłaszcza odznaczają się wybitnemi właściwościami, wpływając nawet na rozmieszczenie opadów, opóźniając spływ wiosenny, umacniając zbocza.

2.    Na budowie zbiorników górskich, stawów, poziomych rowów zbiorczych.

Budowle te pozwalają na gromadzenie wody w okresach jej nadmiaru, aby następnie umożliwić wykorzystanie dla celów rolniczych i przemysłowych w okresach jej braku.

3.    Na regulacji rzek.

Pozwala to odprowadzać wody spływające tak, aby nie tylko wszelkie przez nie wyrządzane szkody były wykluczone, lecz cieki te mogły być wykorzystane dla celów spławnych lub innych.

4.    Na urządzeniach odwadniających i nawadniających.

W ten sposób złagodzone lub nawet usunięte mogą być te niedogodności, które wypływają bądź z warunków klimatycznych, bądź też z warunków topograficznych lub glebotwórczych. Poza temi głównemi środkami, przeznaczonemi do wprowadzenia prawidłowej gospodarki wodnej, istnieje cały szereg drugorzędnych, posiadających wpływ ograniczony, a związanych zazwyczaj z pracami rolnika jak np. głęboka orka, powiększająca znakomicie wsiąkanie wilgoci, kierunek uprawy, regulującej spływ i t. p.

Nie wszystkie z wyżej wymienionych prac wchodzą w zakres wodnictwa rolnego, do którego zaliczamy te działy wodnictwa ogólnego (zwanego u nas z niemiecka Budownictwem wodnem — der Wasserbau), które bezpośrednio zajmują się polepszeniem gleby, lub robotami ściśle z produkcją rolną związanemi. Są jednak takie prace, które stają na pograniczu, jak np. regulacja rzek niespławnych, mające pośrednio zawsze cele meljoracyjne na widoku, lub przynajmniej stworzenie podstaw do przeprowadzenia ich. To też w wykładzie obszerniejszym, jak praca niniejsza, należało choć pobieżnie uwzględnić i te działy wodnictwa, które, nie będąc same w ścisłem znaczeniu meljoracjami, posiadają łączność z niemi niezaprzeczoną.

Ten dział meljoracji, o którym głównie mamy zamiar mówić, ma za przedmiot ulepszanie gleby. Środkiem do tego służy woda, zaś celem w znacznej części jest stworzenie dogodnych warunków dla rozwoju roślin.

Przygotowawczemi naukami muszą tu być: gleboznawstwo, hydrologia i botanika rolnicza. Niemniej znajomość ogólna techniki z jednej strony, zaś znajomość ekonomiki rolniczej i prawa — z drugiej, są konieczne, aby objąć wszechstronnie zadania meljoracyjne w szerokiem znaczeniu tego słowa.

Z powyższych względów naukę o wodnictwie rolnem poprzedzamy krótkiemi wiadomościami o gruncie i wodzie, ze szczególnem uwzględnieniem tego, co w następstwie okaże się potrzebnem, a co nie zawsze w podręcznikach ogólnych (nawet obszerniejszych) jest dostatecznie uwydatniane.

B. Grunt.

Skały i gleby. Znajomość właściwości gruntu, jego rodzajów i t. d. jest dla meljoracyj rolnych niezbędna z dwóch powodów a) wierzchnia warstwa jego, zwana glebą, jako ośrodek rozwoju korzeni stanowi przedmiot ulepszeń za pomocą środków, jakich nam dostarcza nauka o meljo-racjach, b) wszystkie niemal meljoracje związane są z robotami ziem-nemi i wznoszeniem budowli, przyczem znajomość wierzchnich, a niekiedy i głębszych warstw skorupy ziemskiej jest niezbędną do technicznego rozwiązania nastręczających się z tern zagadnień. We wszystkich wypadkach umiejętne zbadanie gruntu jest również ważne, jak zaznajomienie się z warunkami hydrologicznemi lub topograficznemi meljoro-wanej miejscowości.

Na tern miejscu nie możemy objąć całości nauki o glebie, lub wyczerpać wiadomości technicznych, tyczących się gruntu, podamy tylko najniezbędniejsze cechy, które z punktu widzenia meljoracyjnego mogą być szczególnie miarodajne, odsyłając zainteresowanych do podręczników specjalnych.

Skorupa ziemska składa się ze skał, t. j. ciał naturalnych, stanowiących zbiorowiska jednego lub kilku minerałów. Skały mogą być o strukturze jednolitej (kwarc, wapień, dolomit) lub różnolitej (granit, porfir). Skały różnolite mogą się składać ze ściśle złączonych cząstek krystalicznych i nazywają się wówczas krystalicznemi (np. granit), lub też składają się z okruchów skalnych, połączonych lepiszczem i zwą się okruchowemi (np. piaskowiec).

Ze względu na swe pochodzenie skały dzielą się na:

1.    Skały wybuchowe, powstałe z roztopionych w głębi ziemi mas skalnych, które wydostały się na powierzchnię podczas wybuchów wulkanicznych i tutaj skrzepły.

Skały te są utworami zbitemi, krystalicznemi, nie zawierają skamieniałości, występują w postaci warstw i są bardzo twarde. Należą do nich granit, sienit, dioryt, serpentyn, porfir, trachit, pomeks, bazalt, lawa.

2.    Skały osadowe, utworzone przez osadzenie na dnie wód, zwietrzałych skał wybuchowych, występują w postaci warstw równo ułożonych; zawierają one skamieniałości, pochodzące z epok właściwych. Należą do nich łupki gliniaste, wapienie, margle, dolomity, gipsy, piaskowce.

3.    Skały przeobrażone, zwane także łupkami krystalicznemi, stanowią grupę przejściową pomiędzy skałami wybuchowemi a osado-wemi, występują w postaci warstw i pod względem budowy są zbliżone do skał wybuchowych. Należą do nich gnejs, krzemienie, łupki łyszczy-kowe, hornblendowe i t. p.

4.    Skały okruchowe, t. j. zlepieńce, pochodzące ze zlepienia okruchów skał pierwotnych.

5.    Kamienie i głazy odosobnione jak kamienie polne, usypiska, żwiry, piaski, wreszcie gliny i iły.

Wierzchnie warstwy skał pod wpływem czynników atmosferycznych i biologicznych ulegają przeobrażeniom, przyjmują domieszkę próchnicy i tworzą t. zw. glebę. Rodzaj gleby zależy przeto zarówno od skał rodzimych, z których wzięły początek jak i od stopnia zwietrzenia oraz rozkładu, któremu uległy. Rozróżniają dwie warstwy: wierzchnią czyli glebę właściwą, oraz spodnią część, czyli podglebie.

Gleba właściwa jest, ogólnie wziąwszy, utworem luźnym ze znaczniejszą przymieszką próchnicy i zazwyczaj charakteryzuje się strukturą gruzełkowatą. Jako główny ośrodek rozwoju korzeni roślin jest dla rolnika cennym materjałem, który odpowiednią obróbką mechaniczną utrzymywany jest w pewnym stanie sprawności rolniczej. Tu głównie odbywają się procesy wietrzenia i rozkładu organicznego.

Podglebie jest zwięźlejsze i stanowi dla roślin zbiornik naturalny materji odżywczych oraz wilgoci. Rolnik może niewielki wpływ na nie wywierać, natomiast za pomocą meljoracji właściwości podglebia mogą być w znacznym stopniu zmienione.

Składniki gleby. Jakkolwiek posiadamy różne gleby, o właściwościach odmiennych i wartości rolniczej bardzo niejednolitej, to jednak wszystkie one posiadają zasadnicze części składowe następujące : piasek, glinę, wapno, próchnicę, koloidy, wodę, powietrze. Ustosunkowanie jednak ilościowe tych składników może być bardzo różnorodne.

Gleba idealna ze względów rolniczych winnaby zawierać trochę wody, powietrza, bakteryj, 20—347o gliny, 50—75% piasku, 5—10% wapna i 5—10% próchnicy.

Niewątpliwie typ gleby, jej właściwości fizyczne, a te głównie nas zajmują, zależne są od postaci i stosunku wzajemnego tych części składowych, poznanie których jest niezbędne.

Piasek stanowi główną część składową każdej prawie gleby i ma postać ziaren mniej lub więcej kulistych, o średnicy od kilku do 0,01 mm.

Mineralogicznie wziąwszy, piaski składają się przeważnie z kwarcu (Si 0₂), obok którego posiadać mogą okruchy innych skał, oraz ciał wodą naniesionych, jak związków glinu, żelaza, potasu, wreszcie ciał organicznych. Piaski gruboziarniste, dyluwjalne, mogą zawierać znaczne ilości szpatu, zaś drobnoziarniste mogą posiadać dość duże zawartości węglanu wapnia. Takie piaski marglowe, złożone z miałkiego pyłu, w wilgotnym stanie są podobne do gliny, zaś w suchem rozpylają się łatwo. Piaski alu-wjalne odróżniają się od dyluwjalnych brakiem wapna i równiejszem uziarnieniem.

Glina może być ze względów praktycznych podzielona na glinę fizyczną (cząstki minerałów <0,01 mm), chemiczną (glina istotna). Glina, będąca składnikiem gleby, składa się głównie z krzemianów glinu, jednak zwykle ze znaczną przymieszką kwarcowego piasku i innych składników skał macierzystych.

Im większa jest zawartość przymieszek w rodzaju piasku kwarcowego, blaszek mikowych, tlenków żelaza i t. p., tern więcej glina traci swą plastyczność właściwą glinie chemicznej (kaolinowi). Przy pewnych warunkach glina przybierać może postacie łupków. Ił jest również rodzajem gliny równoziarnistej bardzo tęgiej, przytem często bogatej w drobny piasek, twardniejącej przy wysychaniu.

Gliny nasze są przeważnie pochodzenia trzeciorzędowego lub dylu-wjalnego. Aluwjalne pochodzą bądź ze strącenia przez wody stojące lub wolno płynące (szlam), jak w dolinach rzek.

Zależnie od ilości przymieszek obcych, wpływających na zwięzłość, określamy gliny jako „chude“, lub „tłuste“.

Wapno jest produktem rozkładu krystalicznych skał, z których pewne posiadają większe ilości krzemianów wapnia. Bądź przez strącenie z roztworów wodnych, bądź też przyswojone uprzednio przez organizmy żywe, dostaje się wapno do gleby jako dwutlenek wapnia w postaci osadów, kredy, marglu i t. p.

Wapno wywiera działanie wybitne zarówno na fizyczne jak i chemiczne właściwości gleb. Współdziała ono wytworzeniu struktury gru-zełkowatej i przeciwdziała nagromadzaniu się kwasów próchnicznych oraz tlenków żelazawych. Gdy jest równomiernie rozproszone w glebie, robi ją „czynną“, a przy tern samo stanowi ważny związek w procesie odżywiania roślin. W nadmiarze, może jednak okazywać się szkodliwe, wpływając ujemnie na żyzność gleb.

Próchnica ani co do swych chemicznych właściwości, ani też co do pochodzenia nie jest jeszcze dostatecznie zbadaną. Pochodzi ona z obumarłych resztek roślinnych przy współudziale tam żyjących mikroorganizmów, grzybków, żyjątek itd. Jakkolwiek chemiczna budowa ciał próchnicznych jest mało znaną, to jednak wiadomo, że składają się one z węgla, wodoru, azotu, tlenu i ciał mineralnych, które zawierały rośliny na nią się składające; występują one w postaci koloidów różnego składu.

Próchnica bogatsza jest w węgiel, zaś uboższa w Hi O, niż tkanka roślinna. Pomieszana z ciałami mineralnemi wywiera wybitny wpływ na fizyczne właściwości gruntu : w glebach piaszczystych osiada pomiędzy ziarnkami, łącząc je i sprzyjając tworzeniu budowy gruzełkowatej, co wpływa na powiększenie pojemności wodnej, nieco inaczej działa i w glebie gliniastej, zmniejszając lepkość cząstek gliniastych. Z tych względów próchnica, ogólnie wziąwszy, polepsza właściwości gleby. Zresztą w pewnych wypadkach może próchnica wywierać także wpływ ujemny np. w piaskach bagiennych, wypłókane związki próchniczne z warstw wierzchnich do warstw spodnich, współdziałać mogą wytworzeniu zwartych pokładów „ortsztynu“, nieprzenikliwych dla korzeni i wody.

W razie braku lub nieznacznej zawartości ciał mineralnych, przechodzi gleba w czysto próchniczną, jak np. mursze, odznaczające się dużą pojemnością wodną, znaczną ilością kwasów próchnicznych i nie-korzystnem ustosunkowaniem pierwiastków odżywczych dla roślin. To czyni gleby takie w naturalnym ich stanie niepodatnemi do uprawy rolnej i tylko po przeprowadzeniu stosownych meljoracyj mogą dać dobrą glebę uprawną.

Koloidy. Należą do nich związki próchniczne, glina i wogóle części składowe gleby o bardzo drobnej wielkości « 0,002 mm), które się w niej znajdują. Minerały, powstałe w warunkach zupełnie odmiennych niż te, jakie panują na powierzchni ziemi, stykając się z wodą, rozpraszają się w niej i tworzą ciała koloidalne. Prawdopodobnie nie bez udziału w tym procesie także i istot żywych. Właściwością koloidów jest ruch stały w roztworze wodnym (ruch molekularny Browna). Przez koncentrację roztworów koloidalnych, jak również przez chemiczne i elektryczne działanie powstają skupienia ciałek koloidalnych czyli kłaczkowanie, a po ulotnieniu się wody tworzą one masę galaretowatą.

Koloidy działają więc wybitnie na zgruźlanie gleby, jak również na właściwość pęcznienia jej. Posiadają one właściwość pochłaniania wody przy jednoczesnem powiększaniu swej objętości. Odwrotnie kurczą się niejako przy wysychaniu, stając się twardemi i łamliwemi. Na pęcznieniu ciał koloidalnych polega pęcznienie gleb gliniastych i próchnicznych, jak również pękanie ich i tworzenie szczelin przy ich wysychaniu.

Bakterje są niezbędne w każdej glebie, bowiem przekształcają związki organiczne trudniej dla roślin przyswajalne, w łatwiej przyswajalne. Bakterje rozwijają się pomyślnie tylko w glebach, posiadających pewną wilgotność oraz znaczny stopień przewiewności. Bakterje, przekształcające związki azotowe w azotany, noszą nazwę nitryfikujących, te zaś, które powodują rozkład azotanów — denitryfikujących.

Woda w glebie. Ustosunkowanie różnych składników mineralnych i organicznych, oraz postacie, pod któremi one występują, są miarodajne dla zasobów naturalnych gleb, mogą też stanowić o ich żyzności. Jednak życie roślin, a zatem wykorzystywanie zasobów gleby, może istnieć tylko przy dostatecznym zasobie wilgoci. To też woda stanowi bodaj najważniejszy składnik gleby, od którego zależy możność istnienia flory i fauny.

Przenikająca do gleby woda, wnosi ze sobą pobrane z atmosfery powietrze i inne gazy. Ponieważ jej zdolność rozpuszczania dwutlenku węgla jest większą niż tlenu, a tego ostatniego większą niż azotu, ustosunkowanie więc tych trzech gazów w wodzie gleby jest inne, niż w atmosferze. Zasobność wody w glebie w kwas węglowy jest stosunkowo większą, niż w tlen, posiada ona też pewne ilości amonjaku pobranego z atmosfery.

Woda potrzebną jest roślinom nietylko jako pożywienie, (jak wiadomo łodygi składają się z 30—50% wody¹), lecz jako środek, rozpuszczający wszelkie substancje odżywcze, które rośliny przyjmować mogą tylko w postaci płynnej, przez wessanie korzeniami. Rzeczą jest jednak zrozumiałą, że woda, w nadmiarze znajdująca się w glebie, staje się szkodliwą, choćby z powodu utrudniania dostępu powietrza, tak niezbędnego dla rozwoju roślin uprawnych, bowiem rozpuszczony w niej tlen okazuje się niedostatecznym i szybko zostaje przez rośliny spotrzebo-wany. Zwłaszcza woda, pozostająca w zastoju, jest dla roślin szkodliwą.

Granice zasobności w wodę, przekroczenie których staje się szkodliwe dla życia roślinnego, są różne dla różnych gleb. Zauważono np. więdnięcie żyta i ziemniaków na glebach torfowych, gdy zasobność ich w wodę obniżała się poniżej 15 % suchej masy, zaś w ziemi ogrodowej podobne zjawisko występowało przy 12—14% (110, I t., I cz., 145).

Meljoracje zajmują się w pierwszej linji unormowaniem stosunków wilgotnościowych w glebie.

Zasobność w wodę różnych gleb zależy nietylko od warunków zewnętrznych, lecz i od różnorodnych właściwości fizycznych środowiska. Poznanie dokładniejsze sprawy jest dla naukowych podstaw przedmiotu meljoracji doniosłe, to też niejednokrotnie będziemy się tą sprawą bliżej zajmowali, bądź rozpatrując własności fizykalne gleb, bądź też zjawiska hydrologiczne i prawa niemi rządzące.

Tak więc zjawiska, towarzyszące ruchowi wody w glebie, będą omawiane szerzej w rozdziale o wodach gruntowych, zaś pewne właściwości gruntu, warunkujące te zjawiska, są omawiane w dalszym ciągu niniejszego rozdziału.

’) Części liściaste roślin zawierają 70—95n/o, zaś części drzewiaste 30—50°/o wody.

Typy gleb. Zważywszy na skały macierzyste, z których gleby wzięły początek, warunki klimatyczne, pod wpływem których powstawały oraz ustosunkowanie różnych składników, możemy wyodrębnić różne typy gleb, odznaczające się mniej lub więcej ustalonemi cechami.

Naogół wziąwszy, klasyfikacja naukowa gleb nie jest ustaloną. Wziąwszy pod uwagę względy praktyczne oraz stosunki glebotwórcze nasze, przyjąć możemy klasyfikację podaną przez prof. S. Miklaszewskiego (61), ustalając klucz do rozróżnienia poszczególnych typów gleb miejscowych (patrz tabl. str. 16 i 17).

Według klasyfikacji utartej w Niemczech do gleb iłowych i ciężkich glin (Tonböden) zaliczają takie, które posiadają części pyłowych ponad 40%, zaś miału (0,01—0,05 mm) 10—20%; do gleb gliniastych (Lehmböden), posiadające pyłu 10 do 50%, zaś łącznie kategoryj I i II przeszło 45%; wreszcie do gleb piaszczystych (Sandböden) posiadające pyłu poniżej 40%, zaś kategoryj I i II mniej niż 45%.

Rozpoznanie w każdym wypadku praktycznym, typu gleby może dać cenne wskazówki co do rozwiązania zagadnień meljoracyjnych, jakkolwiek klasyfikacje będące w użyciu nie zupełnie odpowiadają potrzebom meljoracyjnym, bowiem zbyt mało biorą pod uwagę właściwości fizyczne, resp. stan wilgotności, przewiewności i t. p. Z tego powodu podajemy niżej próbę charakterystyki częściej napotykanych u nas gleb.

Żwiry i piaski są to gleby luźne, gruboziarniste bardzo przesiąkliwe, lecz pozbawione właściwości podsiąkania (kapilarności). Charakterystyką ich jest, że są zwykle za suche, lub niekiedy za mokre. Jako gleby jałowe z natury, mało opłacają wszelkie meljoracje. Drenowaniu podlegają w położeniach niskich i stanie mokrym. Normalnie wystarcza rozstawa sączków 18—24 m. Drenowanie zbyt płytkie nie wydaje się być wskazane, bowiem grozi przesuszeniu powierzchni. Meljoracja ta jest zwykle kosztowna z powodu obsuwania się gruntu przy kopaniu, tworzenia się t. zw. zarwisk.

Charakterystyka powyższa tyczy się również lekkich szczerków, które są przejściem do szczerków ciężkich, czyli gleb piaszczystych z płyciej leżącem podłożem gliniastem. Gleby te, zwykle łatwo przyjmujące kulturę, lecz często zbyt mokre wskutek nieprzepuszczalnego podłoża, nadają się do drenowania i opłacają je bardzo. Szczerk mocny, jeśli zwłaszcza glina podłoża nie leży głęboko, zawiera margiel, staje się po wydrenowaniu urodzajną glebą żytnio-ziemniaczaną, łatwą w uprawie, niezawodną. Najstosowniejsza rozstawa drenów zwykle bywa 15—18 m, a głębokość, dla udostępnienia korzeniom podglebia, korzystna większa. Wykonanie drenowania jest zwykle łatwe i niekosztowne.

Bielice są to niezłe gleby łąkowe, lecz wymagają nadwodnień, drobnoziarniste, uboższe, z chudą, względnie przepuszczalną gliną w po-

dłożu, obfitującą w związki żelaza koloidalnego. Związki pokarmowe znajdują się przeważnie tylko w podłożu, lecz w formach mało przyswajalnych. Bielice trudno obsychają na wiosnę, łatwo zeskorupiają się i wogóle nie odznaczają się dodatniemi właściwościami fizycznemi. Z tych powodów drenowanie na te gleby wywiera wpływ wybitny. Nie znam bielic, któreby nie opłaciły drenowania. Rozstawa najodpowiedniejsza bywa 14—16 m, zaś głębokość pożądana jaknajwiększa. Drenowanie tych gleb nie jest zwykle trudne, jakkolwiek wskutek warstewek piasku wodonośnego, które często znajdują się w podłożu, tworzenie się zarwisk przy kopaniu rowków jest zjawiskiem normalnem. Wskutek bardzo płaskiego ukształtowania terenu, wykonanie robót musi być wyjątkowe staranne, aby zapewnić trwałość tej meljoracji.

Losy jako gleby pyłowe, równoziarniste, lecz z wybitnie do-datniemi właściwościami fizykalnemi, przewiewne, przepuszczalne, o znacz-    *A**re<*^

nych spadkach, rzadko wymagają meljoracji i to zwykle tylko w doli- ***«+, <**5*/*y***v nach. W tych wypadkach drenowanie daje się stosować z korzyścią    TÜT

i zwykle nie jest trudne. Kopanie jest bardzo łatwe, układanie jednak rurek drenowych musi być bardzo staranne, szczelne i spady umiejętnie idT^) **&+*•**’*■

zachowane. Inaczej gleba pyłowa przenika do rurek i może je z czasem

całkowicie zapełnić. Przy normalnej głębokości drenów, wystarcza roz-ełfutut-uy stawa 14—15 m.    -

Gliny i iły, obfitujące w glinę koloidalną, są nieprzepuszczalne, £L<J. I» nieprzewiewne. Lepkie w stanie mokrym, twarde w stanie suchym, są prawie bezużyteczne bez drenowania pomimo bogactwa zasobów pokar-mowych. Pełny skutek meljoracji nie występuje odrazu, lecz dopiero po niejakim czasie. Drenowanie bywa trudne, gdyż przy kopaniu wilgotna $~*“'(&*****.,•*&

ziemia przystaje do szpadla, a jeśli wyschnie, niepodobieństwem staje    '

się ją ukopać. Czas więc roboty jest ograniczony.

Rozstawa potrzebna wynosi 8—14 m. Głębokość drenów pożądana ZZ niewielka, t. j. 1—1,20 m. Zwłaszcza ciężkie iły według obserwacyj do-tychczasowych nie odczuwają głęboko założonych drenów, do których    \ćZce,

woda wskutek nieprzepuszczalności gruntu nie dochodzi, lub przenika zbyt powolnie.

Na glinach powinno, być może, z korzyścią znaleźć zastosowanie drenowanie z przewietrznikami.

Rędziny, gleby wapienne, jeśli zawierają dostateczną ilość przymieszek w postaci gliny i piasku, to przy umiejętnej uprawie, odznaczają się znakomitemi właściwościami fizycznemi. Posiadając w podłożu wapień częstokroć popękany, są już z natury zdrenowane i meljoracji tej nie potrzebują. Nie zawsze jednak. Gdy podłoże jest zwarte, następuje łatwo w zagłębieniach zabagnienie. Drenowanie jednak jest

zwykle bardzo trudne do wykonania, opoka bowiem, leżąca płytko, nie

MUR® Ï(M

MtaetalMtataBlL

KLUCZ DO OKREŚLENIA

Według klasyfikacji

Gleby krzemianowe.

Gleba: Okruchy mineralne, barwa od jasno-żółtej do ciemno-żółtej i czerwonej. Głaziki wapienne w ilości podrzędnej. Gleba odcina się słabo od podglebia.

Podłoże: Glina, piasek, piaskowiec lub skały wybuchowe.

Bez gliny koloidalnej. Plastyczność mała, kruszą się po wyschnięciu, w wodzie dają mało zawiesiny.

Żwiry. Gleby gruboziarniste. Średn. > 1 mm. Luźne lub spojone żelazem. Gniazda na wierzchołkach pagórków, lub w dolinach rzek.

Piaski. Gleby gruboziarniste, śred. 1—0,1 mm. Podłoże piasek lub glina.

Bielice. Gleby drobnoziarniste, ze zwietrzenia gliny czerwonej lodowcowej. Kamienie narzutowe. Piasek krzemionkowy bezbarwny.

Ziemie: Suwalska,Płocka, Łomżyńska, Radomska, Lubelska i Kaliska. Obfitość lasów i ogrodów.

Piaski lotne.

Piaski suche.

Piaski mokre.

Szczerki lekkie, średniowilgot-ne, próchniczne.

. Szczerki mocne, w podłożu glina niemacierzysta.

Piaski na rędzinach, lössach I lub bielicach.

Bielica podlaska. Podłoża: glina czerwona lub sina. Położenie równe.

Bielica pojezierska. Podłoże glina macierzysta czerwona, gleba na spadach spłaszczona, plamy czerwonej gliny. Położenie spadziste.

Bielica nadrzeczna. Gleba pyłowa, bez kamieni, zlewna bezwa-pienna. Podłoże różne, często bruk kamienisty. Położenie — płasko wzgórza. !

Lössy. Gleby pyłowe, równoziarniste bez kamieni. Podłoże różne, barwa żółta.

Ziemie: Lubelska, Kielecka, Podole. Krajobraz pagórkowaty z wąwozami, ze skąpą roślinnością drzewną.

Mady. Gleby równoziarniste drobnowarstwowane, bez-wapienne. Podłoże: piasek. W korytach rzek.

Z gliną koloidalną. W stanie mokrym śliskie, suchym — twarde. Różno i równo-ziarniste. W wodzie — zawiesina.

Iły. Równoziarniste bez kamieni, bezwapienne, w ko

tlinach.

Gliny. Gleby różno-ziarniste.

Glina czerwona, lekka, krucha, kamienista, mało koloidalna, żela-zista.

Glina ciężka. Ciemna, zwięzła.

Glina ciechanowska, bardzo ciemna lub jasna, w podłożu siwa, zwięzła, dużo piasku.

Glina pstra, czerwona na piaskowcu.

Typy gleb.

GLEB ZIEM POLSKICH.

S ł. Miklaszewskiego.

-»

Gleby wapniowcowe.

Gleba obfituje w wapno z domieszką krzemianów (piasek, glina). Obecność okruchów wapienia, rzadko głazików lodowcowych.

Skała macierzysta: Wapień, dolomit, gips. Chwast: błękitna czarnuszka polna (Nigella).

Gleby marglowe.

Wapień w podłożu zwany opoką lub siwakiem w okruchach płytkowych.

Położenie monotonne, lekko faliste z długiemi spadkami.

Chwast charakterystyczny — czosnek polny.

Ziemie: Lubelska, Radomska, Kielecka, Kaliska.

Gleby wapniowcowe. Ziemie : Kielecka, Radomska.

Bez głazów narzu-

towych.

Rędzina czarna. Barwa ciemna, wapień w okruchach kanciastych różnej wielkości.

Rędzina biała. Barwa jasna, okruchy wapienia twardego.

Rędzina żółta. Wapień piaszczysty, zabarwiony żelazem.

Z głazami na-

rzutowemi.

Bielico-rędziny. Gleba ze zwietrzenia wapienia, pomieszana z utworami lodowcowemi.

Rędziny podbielicowe. Rędziny pokryte utworem lodowcowym.

Rędzina kredowa. W podłożu kreda miękka.

Rędzina laterytowa. W pod-^ łożu twardy wapień barwy brunatnej. | Zaokrąglone głaziki wapniowcowe.

■S

Gleby marmurowe. “

Ziemia Kielecka.

Rędzina marmurowa. W pod-| łożu marmur. Glebą płytka, czerwona, g Bujne zioła.

■a

NJ

<X>

Gleby dolomitowe. œ

Ziemie: Radomska, Piotrkowska, Kielecka.

Rędzina dolomitow

ołomłt. Charaktą czerwona.

łożu d

barwa -cj^ihna,

i. W pod-vgliniasty,

Gleby próchnicowe.

Gleba barwy ciemnej od czarnej do ciemno-popielatej. Krajobraz przeważnie płaski, bezleśny.

Czarnoziemy stepowe. Gleba pyłowa, ciemna 50 cm i więcej na lössie.

Czarnoziemy miejscowe. Gleby grubsze, niskie, mokre.

Torfy. Rozłożona ma-terja roślinna, mało cząstek mineralnych, zwykle zabagnione.

Czarnoziemy stepowe. Okolice bezleśne, suche. Czarnoziemy przedstepowe. Okolice małoleśne, często mokre. Ziemie: Hrubieszowska, Proszowska, Sandomierska.

Czarnoziem Sochaczewski. W kotlinach na terenie puszczy Kampinoskiej. Podłoże, piasek, glina.

Czarnoziem Kujawski. W dolinach jezior: podłoże margiel. Cepueh. W dolinach mokrych próchnica storfiała, często piaszczysta. Ziemie: Błońska, Sochaczewska.

Torfowiska nizinne. Płaskie zabagnione łąki trawiaste, zwykle o glebie ciemnej, rozłożonej, często ze znaczną przymieszką mineralną i wapna.

Torfowiska wyżynne, zwykle o wypukłym kształcie powierzchni, porosłe mchami, z widoczną strukturą roślinną, bez-wapienne.

pozwala na wykopanie rowków i założenie rurek na stosownej głębokości. Gleby te mało pod względem melioracyjnym są zbadane.

Czarnoziemy właściwe czyli losy ze znaczną domieszką próchnicy, posiadają zwykle znakomite właściwości rolnicze. Położone są też zwykle w okolicach, odznaczających się niewielkiemi opadami, to też meljoracyj, w rodzaju drenowania nie potrzebują. Co najwyżej nawadnianie ich mogłoby w wielu wypadkach okazać się bardzo pożądane. W razach wyjątkowych, gdzie wskutek swego położenia mogą okazać się zbyt wilgotne, tam należałoby je traktować podobnie do losów.

Czarnoziemy bagienne są zwykle ziemiami wadliwemi. Tak np. wszystkie cepuchy, czarnoziemy sochaczewskie, a nawet kujawskie, potrzebują drenowania. Są to gleby, wskutek najzupełniej płaskiego położenia, pomimo częstokroć przepuszczalnego podłoża, pozbawione naturalnego odpływu i przeto zwykle zabagnione. Higroskopijność próchnicy pogarsza jeszcze ten stan. Meljoracja jest zwykle dość trudna i kosztowna, połączona z regulacją rzeczek i kanałów, a jak na Kujawach — wielkiemi robotami ziemnemi.

Torfy jako gleby w swym pierwotnym stanie nie nadają się do użytku* rolnego.. Wymagają zawsze swoistej meljoracji, zależnej od gatunku i przeznaczenia. Zarówno przy badaniu ich, jak i ocenie kierować się należy odmiennemi zasadami niż te, które dotyczą gleb mineralnych. Zaznaczam zwłaszcza ogólnikowo, że większość torfów naszych należy do grupy nizinnych, zasobnych w wapno i pierwiastki mineralne, z tego powodu mniej nadają się na opał, stanowią zato podatny materjał na dobre łąki.

Z punktu widzenia technicznego klasyfikują grunty według ich w tym wypadku interesujących cech, a więc twardości, ciężaru gatunkowego, spoistości, zdolności do rozluźnienia, nośności i t. p. Względnie do obranych podstaw i klasyfikacje bywają tu różne np. biorąc pod uwagę ukopność, dzielą ziemie na 1) luźne, jak próchnica, piasek; 2) średnio zwięzłe, piaszczysto-gliniaste, żwiry, piaski wilgotne, torfy; 3) zwięzłe, jak gliny, margle; 4) przejściowe do skał, jak łupki, iły, rozkruchowce; 5) skały średniej twardości, jak wapienie, kreda, łupki, dolomit; 6) skały twarde jak piaskowce, dolomity, gnejs, granit i t. p.

Ważniejsze właściwości fizyczne gleb. Ponieważ podatność każdej gleby do produkcji roślin owarunkowuje jej stosunek do wody i powietrza, zaś przedmiotem meljoracji jest stworzenie takich warunków, któreby stosunek ten w najkorzystniejszy sposób regulowały, niezbędne jest dla każdego inżyniera meljoracyjnego zaznajomienie się z właściwościami fizycznemi gleb, odgrywającemi najwybitniejszą w tym kierunku rolę.

Porowatość i struktura. Cząsteczki gleby w postaci kanciastych, zaokrąglonych oraz oszlifowanych okruchów, żwiru, piasku i drobnego mułu, zazwyczaj są pomieszane bezładnie, pomiędzy jednak od-dzielnemi ziarnami znajdują się zawsze przestworki, zwane porami.

Porowatość gleby, czyli objętość jej przestworków między cząsteczkowych jest jedną z ważniejszych cech fizycznych, z nią bowiem związany jest szereg innych właściwości jak chłonność względem wody, przewiewność, przepuszczalność i t. p.

XI >

üsf

ÏS

Si

©mm

MB

tóg

81

jgl

diy

Gdyby cząsteczki gleby składały się jedynie z ziarn kulistych o jednakowej średnicy, objętość por byłaby stała, niezależna od średnicy tych ziarn, a tylko od luźniejszego lub ściślejszego ich układu (rys. 1).

el

NU

©Im

©IM

mmmi

to

r~

Rys. 1.

C. Lange dowiódł, iż przy luźniejszym układzie objętość por wynosi bez względu na wielkość ziarn 47,04%, zaś przy ściślejszym 25,95% całkowitej objętości. W rzeczywistości jednak ziarnka gleby nie są kształtu kulistego, a przytem są niejednakowej wielkości, układ ich mógłby więc być znacznie ściślejszy, gdyby wszystkie przestworki pomiędzy większemi ziarnkami były wypełnione mniejszemi, co jednak w naturze niema miejsca. Laboratoryjnie stwierdzono porowatość (objętościową) różnych gleb = 25—58%.

Gdy ziarna są bardzo równe, porowatość bywa większą i zbliża się do 40% niezależnie od wielkości ziarn gleby; gdy jednak różnej wielkości ziarna są pomieszane, zmniejsza się porowatość do 20%.

Porowatość gleby nie jest wielkością stałą: zmniejsza się ona w miarę, jak gleba spulchniona przechodzi w stan więcej zbity przez zaniedbaną lub wadliwą uprawę. Woda, przesączając się, może osadzać drobne cząstki pomiędzy większemi, zmniejszając również w ten sposób objętość przestworków międzycząsteczkowych. Porowatość daje się określić laboratoryjnie ze stosunku, zachodzącego pomiędzy t. zw. rzeczywistym i pozornym ciężarem gatunkowym gleby. Pozorny ciężar gatunkowy otrzymujemy, dzieląc ciężar, do 100° C wysuszonej próbki gleby, przez jej objętość.

G:G'=Vn:Vs ponieważ Vn—VS = P czyli objętość por, więc

Rzeczywisty ciężar gatunkowy G ma się tak do pozornego ciężaru G', jak objętość próbki gleby, w stanie naturalnym do objętości jej części stałych

zatem porowatość określona w odsetkach:

G'

p = 100 1

Porowatość daje pojęcie o strukturze gleby resp. stosunku jej do wody i powietrza, winna więc być określona w każdym wypadku, gdy chodzi o zbadanie wadliwości gleby i środków usunięcia ich.

Cząsteczki gleby w wielu wypadkach mają dążność do tworzenia skupień rozmaitych rozmiarów, rozdzielonych przestworkami napełnio-nemi powietrzem. Jest to t. zw. budowa gruzełkowata, powiększająca porowatość gleby. Może być ona zniszczoną przez działanie wody, rozmywającej gruzełki i zaszlamiającej przestworki. Z drugiej strony, uprawa mechaniczna, jak również współdziałanie rolnika do wytworzenia wszystkich warunków ku temu sprzyjających może wytworzyć budowę gru-zełkowatą, tak pożądaną dla uprawy roślin. Drenowanie, jak dalej zobaczymy, jest jednym z potężnych czynników sprzyjających temu.

Jako jedna z wielkości niekiedy interesujących, a wynikających ze składu cząsteczkowego gleby, jest zbiorowa (wewnętrzna) powierzchnia gleby czyli suma powierzchni wszystkich cząsteczek, zawartych w jednostce objętości gleby (64, 70).

Dla piasku określić można zbiorową objętość przy pomocy określenia średniego ciężaru ziarnka i jego właściwego ciężaru, resp. objętości. Wychodząc stąd i przyjmując, że ziarnka są kuliste, określić się daje powierzchnia ziarnka, a znając ciężar właściwy piasku, znaleźć możemy jego zbiorową powierzchnię. -

Określenie jednak tej wielkości dla gleb miałkoziarnistych jest znacznie trudniejsze i może być uskutecznione tylko drogą pośrednią, jak pomiarem higroskopijności lub ciepła właściwego, (metoda prof. Mitscherlicha, 64)*) lub bardzo drobiazgowym rozbiorem mechanicznym gleby i stosownemi przeliczeniami (met. prof. Zunkera)²).

!) Der Kulturtechniker 1912, str. 177. *) Der Kulturtechniker 1923, str. 89.

Wielkości powierzchni zbiorowej są nader różne i tak podług d-ra Mitscherlicha :

747,9 — 766,5 tt7²

Pow. zbiór. 1 g piasku drób. kwarcowego wynosi „    „    „    piaszczysto gliniastej gleby

*    »    „    gliniastej gleby

«    »    „    kaolinu

„    „    „    gleby torfowej

Chłonność wody, przewiewność. Gleba sucha posiada właściwość nasiąkania wodą, którą może przez pewien czas utrzymać w sobie. Siły, które wodę utrzymują w glebie, są adhezja i włoskowa-tość (kapilarność). Ilość w ten sposób pochłoniętej wody zależną jest w znacznym stopniu od wielkości ziarn, jak również od kształtu ich, a co zatem idzie i układu czyli struktury gleby.

Doświadczalnie mierzy się nasiąkliwość gleby przez nasycenie wodą pewnej ilości sproszkowanej i wysuszonej próbki tak jednak, aby woda z niej nie ściekała. Ilość wody na to zużytej podaje nam chłonność gleby, którą określić możemy w stosunku % do ciężaru gleby lub do jej objętości.

Dla meljoracji może być ważniejsze poznanie chłonności w stosunku objętościowym, lecz o tyle, o ile uwzględniono strukturę naturalną gleby w pokładzie, co jednak przedstawia znaczne trudności.

W nauce o glebie rozróżniają „chłonność rzeczywistą“, określaną ilością wody, która może być zachowana stale przez glebę, nie przeciekając w dolne jej pokłady (jest to woda włoskowata i adhezyjna), oraz

„chłonność pełna“, którą posiada gleba w bliskości poziomu wody gruntowej (równa sięjpna w przybliżeniu porowatości). Chłonność rzeczywista jako miara wilgoci, którą zasilana wodą gleba może utrzymać, należy do najważniejszych właściwości gleby.

Chłonność więc jest bardzo różną i zależną, jak to wspominaliśmy, od składu cząsteczkowego gleb: piasek np. absorbuje i utrzymuje najmniej wody, bo około 25% (w stosunku ciężarowym), zaś glina czysta około 70%, ziemia próchnicza do 89%. Dodać należy, że cyfry znalezione laboratoryjnie są ogólnie wziąwszy większe, niż określone dla gleb nienaruszonych, przy zachowaniu struktury naturalnej.

Zbyt mała chłonność charakteryzuje gleby z natury suche, zbyt wielka — prowadzi łatwo do zabagnienia. Pożądana chłonność może być różna i tak np. w okolicach, obfitujących w opady, wielka chłonność gleby względem wody może być cechą ujemną, jeśli nie zabezpieczony jest sztuczny odpływ nadmiaru wody, w innych warunkach większa chłonność sprzyjać może zachowaniu potrzebnej wilgoci i wyrównaniu jej w różnych okresach. Gdy ilość wody zawartej w glebie przekracza

jej pełną chłonność, następuje stopniowe wypełnienie wodą por, a następnie rozsunięcie cząsteczek gleby i nazywamy ją wtedy przesyconą wodą.

Z punktu widzenia praktyki rolniczej zarówno nadmiar wody w glebie, jak i jej brak jest szkodliwy. Ten stopień wilgotności, który najlepiej odpowiada warunkom produkcji roślin, nazywamy „optimum“ wilgotności, która jest w ścisłej zależności od rodzaju gruntu.

Nie wszystka woda, zawarta w glebie, może być użyteczną dla roślin; pewna część wody adhezyjnej, zw. wodą higroskopową, jest w temperaturze normalnej stale związana z cząstkami gleby. Jako najkorzystniejszą miarę wilgotności gleby przyjmują za Hellriglem 50% chłonności pełnej, co jednakże dokładnem nie jest. Według prof. Bogda-nowa, granica wilgotności, poza którą następuje więdnięcie roślin, odpowiada podwójnej higroskopijności, czyli innemi słowy, brakowi w glebie wilgoci włoskowatej.

Niemniej doniosłe znaczenie mieć może określenie chłonności wody przy projektowaniu nawodnienia, pozwala ona bowiem na dokładniejsze orjentowanie się w istotnem zapotrzebowaniu wody t. j. daje możność obliczenia, ile wody potrzeba, ażeby nasycić glebę do pewnej głębokości.

Nawet w glebach zupełnie nasiąkniętych wilgocią pozostaje pewna część por wolnych, które są wypełnione powietrzem. Właściwość gleby utrzymywania pewnej ilości powietrza zwiemy jej chłonnością względem powietrza lub przewiewnością.

Miarą przewiewności jest różnica pomiędzy całkowitą objętością por, a absolutną chłonnością względem wody. Przewiewność więc jest w odwrotnym stosunku do nasiąkliwości.

Największą przewiewnością odznaczają się gleby pulchne, gruboziarniste i strukturalne, najmniejszą — zbite. Ilość zawartego w glebie powietrza ogólnie wziąwszy zmniejsza się w miarę zwiększania zawartości w niej wody i z chwilą przekroczenia pewnej w tym względzie granicy rośliny, nie mogąc oddychać swemi podziemnemi organami — giną. Minimalna ilość powietrza, niezbędna w glebie do wzrostu traw szlachetnych, wynosi 6—10%, zaś zbóż 10—18% jej objętości.

Zbyt mała przewiewność gleby jest cechą ujemną, a czysto rolnicze środki zaradcze nie zawsze są wystarczające do jej powiększenia. Jedynie drenowanie, wpływając na ogólny stan fizyczny gleby, wywołuje odpowiedni stopień przewietrzenia. To też według Kopeckego (40), obok struktury gleby, związanej z jej składem mechanicznym, chłonność powietrza jest ważnym wskaźnikiem przy określaniu różnych zagadnień meljoracyjnych. Wszystkie rodzaje meljoracyj gleby stawiają sobie za jedno z ważniejszych zadań, powiększyć pośrednio (np. przez wprowa-

dzanie wody zasobnej w tlen) lub bezpośrednio, (przez zmianę struktury) zawartość w niej powietrza, a zatem usunięcie tych braków, które wynikają z niedostatecznej naturalnej przewiewności.

Przepuszczalność gleby. Woda po nasyceniu gleby może przesiąkać dalej przez nią w mniejszym lub większym stopniu, o ile znajduje się pod pewnem ciśnieniem. W warunkach zwykłych, gdzie woda gruntowa znajduje się pod wpływem ciążenia powszechnego, przesiąkanie odbywa się z góry nadół. Z praktyki życia codziennego wiemy, że stopień przepuszczalności, czyli prędkość, z jaką woda przesącza się po przez jednostkę powierzchni, zależna jest od rodzaju gleby.

Różnica w przepuszczalności różnych gleb jest bardzo znaczna. Tak np. Schwartz znalazł, że przy jednakowych warunkach glina przepuszczała 0,7 cm⁵, torf — 1, löss — 1674, a piasek — 5760 cm⁵.

Na przepuszczalność gleby wpływa:

a)    charakter porowatości, oraz struktura;

b)    zawartość ciał gliniastych i koloidalnych.

Gleby z zachowaną strukturą (np. kanalikowatą, jak lössy, lub gruzełkowatą), przeprowadzają znacznie więcej wody niż pozbawione swej naturalnej struktury. Ważnym czynnikiem jest nietylko objętość ogólna por, którą możemy określić procentowo w stosunku do objętości gleby, lecz i wielkość por.

Porowatość, jak to w poprzednim rozdziale widzieliśmy, zależna jest od wielkości ziarn, ich kształtu i wzajemnego położenia. Gleby jednak miałkoziarniste, których porowatość może być większa niż gruboziarnistych, wskutek wąskości istniejących kanalików, przez które może się woda przeciskać, odznaczają się znacznie mniejszą przepuszczalnością.

Według Seelheima przepuszczalność zarówno piasku jak i gliny (Q) jest wprost proporcjonalna do ciśnienia słupa wody (h) i odwrotnie proporcjonalna do grubości warstwy piasku lub gliny, t. j.

k . h

Ilość wody, przesiąkającej przez warstwy piasków, proporcjonalna jest do kwadratów średnicy ich ziarn

Q : kr² = Q, : kr*.

Współczynnik k równa się przy ciśnieniu słupa 1 m wody:

dla piasku drobnego k = 4257 cm³ w ciągu 1 godziny, biorąc słupek o średnicy 1 cm i takiejże wysokości;

dla gliny (1 cz. gl. i 1,62 cz. wody) w warunkach poprzednich k — 0,16 cm⁵.

Z powyższego wypadałoby, że przepuszczalność gliny jest 26 tysięcy razy mniejsza niż piasku.

Plastyczna mieszanina gliny z wodą, zawierająca wody 3—4 razy mniej (na wagę) niż gliny, jest zupełnie nieprzepuszczalną.

Jeśli nad powierzchnią warstwy ziemi, której przepuszczalność badamy, znajduje się pewien słup wody H, to (według Seelheima) dla określenia ciśnienia miarodajnego dodać należy ciśnienie słupa wewnętrznego (h) pomiędzy cząstkami gleby. Jeśli zaś zewnętrznego słupa wody niema, to ciśnienie słupa wewnętrznego zmniejsza się wskutek przeciwdziałania włoskowatości łi — h —

W technice ustalił się wzór empiryczny dla obliczeń wody przesiąkającej. Jeśli poziom wody leży na H nad poziomem warstwy przesiąkającej, o grubości D, to w granicach Hco2,5m ilość wody, Q przesiąkającej na godzinę przez 1 m² powierzchni, będzie:

Q = a + bH.

Stała a zależy od rodzaju i grubości ziarn warstwy przesiąkającej, stała b zależy nadto od grubości D.

Podług doświadczeń komisji kanałowej w Monasterze:

POWIERZCHNIA PRZESĄCZAJĄCA 1 m\ H do 2,5 m, Q w ljgodz. i na m³.

Rodzaj i grubość ziarn warstwy przesączającej

b dla D

0,2    0,4    0,6    0,8

Piasek, ziarna 0,1—0,8 mm . . Piasek, ziarna 0,1—0,3 mm . . Piasek ze śladami gliny .    .    .

Glina..........

36    131

1,1

1,8

13

rO th

l> rH

7,1

0,0018 0,006

0,005

05 CB M

co

~ - 8

O C'I CM

Przepuszczalność mieszanin piasku drobniejszego z grubym, stanowi pewną wielkość przejściową pomiędzy przepuszczalnością części składowych, lecz zależność ta nie jest bynajmniej tak prostą. Stwierdzono np., że, posiadając glebę o ziarnach określonych i dodając do niej ziarna nieco większe —- przepuszczalność powiększa się. Jeśli jednak średnica ziarn dodawanych jest znacznie większą, np. 7 do 10 razy, to przepuszczalność zmniejszy się. Ogólnie da się powiedzieć, że w mieszaninach różnoziarnistych osiągamy, najmniejszą przesiąkliwość, gdyż mniejsze ziarna mogą ułożyć się w przestrzeniach swobodnych między grubszemi, i miarodajną dla przesiąkliwości będzie grubość ziarn najmniejszych. Po za tern jakość cząstek najdrobniejszych wywiera wpływ niepośledni. Kopecky np. jest zdania, że ilość ciałek koloidalnych wywiera na przepuszczalność wpływ decydujący. Poza tern, jak wyżej powiedzieliśmy, struktura naturalna gleby nie jest czynnikiem obojętnym, a nawet temperatura odgrywa pewną rolę. Tak np. przepuszczalność piasku przy wstrząsaniu bardzo znacznie maleje, a zmiana temperatury o 3° C może zmienić przepuszczalność o 9%. Nic też dziwnego, że jeden z najpoważniejszych badaczów w tej dziedzinie, E. Woliny mówi : „Doświadczenia doprowadziły do rezultatów, które noszą na sobie piętno nieprawdopodobieństwa, ponieważ gleba stanowi masę, tak różnorodną co do swego składu jak i stosunku do wody, że ujęcie praw zachowania się jej względem wody, powietrza, ciepła i t. p. w wyrazach matematycznych i to prostych, jest niepodobieństwem“.

Jeśli kilka warstw o rożnem, uziarnieniu wzgl. różnej przenikliwości leżą nad sobą, to według Wollny’ego, miarodajną jest warstwra o najmniej-szem ziarnie, chociażby nawet jej grubość wynosiła zaledwie kilka cm.

Niewątpliwie poza wyżej wyszczególnionemi czynnikami wpływają na przepuszczalność gleby w pewnej mierze składniki jej chemiczne (sole potasowe zmniejszają, zaś sole wapienne powiększają) temperatura, wreszcie ciśnienie.

Bezsprzecznie najracjonalniejszą metodą do określenia przepuszczalności jest pomiar jej bezpośredni, t. j. mierząc wodę przeciekającą przez słupek ziemi, wziętej wprost z pokładu z zachowaniem jej struktury naturalnej. Wykonanie podobnych pomiarów ułatwia obmyślony w tym celu aparat Kopeckego, umożliwiający mierzenie względnie dokładnie przepuszczalność słupków gleby 10 cm wysokich. W rzeczywistości jednak grubość warstw interesujących nas jest znacznie większą, przeto Friedrich sądzi (21,1.1, 29), iż należy dawną metodę (z próbkami rozproszkowanemi) kombinować z metodą Kopeckego. Przytem pomiar zapomocą metody dawnej winien być uskuteczniany w dość obszernych rurach szklanych o długości dowolnej, przyczem może nastąpić redukcja otrzymanych rezultatów, biorąc na wzgląd przepuszczalność gleby nienaruszonej w pokładzie.

Badania gruntu. Zaznajomienie się dokładne z charakterem gruntu meljorowanego jest podstawą do sporządzenia projektu jakiejkolwiek me-ljoracji. Badania winny iść w dwóch kierunkach: a) badań gleboznawczych, w celu stwierdzenia cech charakterystycznych gleby a zwłaszcza takich właściwości jej fizycznych jak przepuszczalność, przewiewność i t. d., b) badań technicznych, w celu stwierdzenia uwarstwień, wytrzymałości, podatności do fundamentowania, wreszcie tych właściwości, które przy wykonywaniu wszelkich robót ziemnych odgrywać mogą rolę.

Podstawą do przeprowadzenia badań musi być dokładny plan miejscowości.

Sondowania. Po ogólnem zaznajomieniu się z charakterem stu-djowanego terenu przystąpić należy do przeprowadzenia badań szczegó-

Rys. 2.

łowych, mających na celu: 1) określenie typu gleby, 2) zaznajomienie się z uwarstwieniami gruntu, 3) pobranie próbek ziemi miarodajnych dla dalszych prac laboratoryjnych.

W tym celu musi być obnażony przekrój gruntu do głębokości 1,5 do 2/7z przez wykopanie dołów próbnych lub też zbadanie przekrojów zapomocą sondowania odpowiedniemi narzędziami. Doły próbne dają nierównie dokładniejsze wyobrażenie o charakterze gleby, pochodzeniu i t. p.

Ze względu na koszt i oszczędność czasu, doły kopać należy w sposób najekonomiczniejszy. Najodpowiedniejszym jest dół prostokątny,

(rys. 2) szerokości około 60 cm, zaś „ długości 1,20 do 1,50 zh, który wykopuje się do głębokości około 60 cm przy ścianach prostopadłych, a następnie po uformowaniu stopnia w jednej z jego połów, na którym robotnik stanąć może, wybiera się ziemię w drugiej jego połowie do pożądanej głębokości tak, aby przeciwległa do stopnia ściana była pionową i obnażała przekrój. Wykopanie dołu takiego o objętości około ³ U m³ trwać może

a- ......•    1'    ....... %

///

r/ż

->! I—

p-

'A ;

nL

/•

Pa

-TSE.

w gruncie niezbyt zwięzłym, około 40 minut. W razie potrzeby głębszego badania gruntu, dół należy odrazu kopać dłuższy i uformować dwa lub więcej stopni. Ponieważ kopanie dołów próbnych w większej ilości może być uciążliwe, przeto dla systematycznego sprawdzenia uwarstwień gruntu zaleca się użycie świdra ziemnego. Z wielu systemów najpraktyczniejszy okazuje się świder belgijski Didiona (rys. 3). Pozwala on w łatwy i szybki sposób zbadać dość dokładnie jak dla celów technicznych, głębokość i tożsamość pokładów, oraz określić granice zasięgu różnych utworów tam, gdzie typy gleb zostały już ustalone zapomocą dołów próbnych. Świdrować należy po odrzuceniu szpadlem wierzchniej, zwykle pulchnej warstwy gruntu, która obsypując się zanieczyszczałaby otwór świdrowy. Po każdorazowem kilkakrotnem pokręceniu świdrem wydobywa się go wraz z przylegającą do zwojów próbką ziemi z głębokości, do której sięgnął. W braku tego narzędzia użyty może być świder t. zw. amerykański, talerzowy (rys. 4), nadający się zresztą tylko do płytkiego badania gruntu.

Badanie gruntów torfowych, zwłaszcza przesyconych wodą, odbywa się w sposób swoisty, uwzględniając nietylko stan badanych warstw, lecz i cel badania : rolniczy czy też przemysłowy. Grubość warstwy torfowej daje się dość dokładnie stwierdzić przez wpychanie tyczki zaostrzonej, która z łatwością zagłębia się w luźny podkład, póki nie dosięgnie końcem swym podłoża mineralnego.

Dobywanie próbek torfu z głębszych warstw łatwo uskutecznia się z pomocą specjalnych sond, zaopatrzonych na końcu w gilzę próżną, której podłużny otwór boczny zamyka się lub otwiera zasuwką przy pokręcaniu sondą wprawo względnie wlewo (rys. 5). To pozwala otrzymywać próbki materjału torfowego z różnych warstw, znajdujących się nawet na znacznych głębokościach i pod poziomem wody gruntowej.

Pewne usługi dać również może sonda Gersona (rys. 6) w kształcie laski stalowej, z podłużnem wyżłobieniem zwłaszcza dla celów rol

niczych, gdzie wystarcza zazwyczaj badanie warstw powierzchownych.

Rys. 5.

Rys. 6.

Rys. 4.

Dokładniejsze wskazania do przeprowadzenia tych badań podają zwykle te instytucje, które trudnią się Rys- ³-następnem ich opracowywaniem la-

boratoryjnem, jak np. Bremeńska stacja doświadczalna dla uprawy torfów, Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie i t. p.

Świdry jednak, pozwalając na wydobycie jedynie produktu zmienionego i zwykle zanieczyszczonego, mniej nadają się do wydobywania próbek przeznaczonych do opracowania laboratoryjnego. Te zaleca się brać z dołów wyżej opisanych, wycinając ze ściany odsłaniającej profil gruntu odpowiedniej wielkości cegiełkę z warstw interesujących. Cegiełki takie po rozkruszeniu w rękach, wsypuje się do specjalnych woreczków, znacząc na nich, numer sondy, z której próbka została pobrana, nr próby, określenie typu, wreszcie głębokość. W zwykłych wypadkach wystarcza V*—V* kg ziemi do wykonania interesujących nas prób laboratoryjnych, t. j. głównie analizy mechanicznej, oraz określenia przybliżonej ilości wapna i żelaza. Przy podglebiu jednorodnem zaleca się brać próbki jego z głębokości 0,7 — 1,0 m. Przy różnorodnem, ilość próbek i głębokości, z których są brane, należą zupełnie od charakteru przekroju. Dla upewnienia się co do typu gleby, nie bez pożytku jest pobranie w miejscach charakterystycznych próbek właściwej gleby z głębokości 0,1—0,2 m,

oraz wszystkich odpowiadających danemu przekrojowi warstw, aż do głębokości 1,5 do 2,0 m dla dalszego ich zbadania laboratoryjnego.

Miejsca sondowań winny być oznaczone na planie czerwonem kółkiem z pomieszczoną liczbą porządkową, zaś oddzielnie dodany do planu sytuacyjnego wykaz sond z opisem uwarstwień gruntu w porządku, jakim idą od góry i odpowiedniemi głębokościami w metrach,według wzorów :

Nr 32. Gleba — szczerk mocny, mokry 0,20; piasek wilgotny do 0,80; glina siwa (próba II) z warstwami piasku wodonośnego do 1,3 m.

Nr 15. Gleba — bielica nadrzeczna 0,25; glina piaszczysta (kamienie) do 0,60; glina zwięzła, sina (próba I) do 1,50.

TiiJWffljrw, Sf»

Gatunki podglebia, oznaczone liczbami rzymskiemi, oznaczają warstwy typowe, w zwykłych warunkach wspólne wielu sąsiednim sondom i miarodajne dla przepuszczalności gruntu, których próbki wzięte zostały do badań laboratoryjnych.

7/--V J/,

GlinA

Zamiast wykazu sond mogą również być załączone graficznie wyobrażone przekroje (rys. 7).

M«u>üh«uw

”‘/A • y -fr

’)Æ

Glina

i.3o

Rys. 7.

Ilość tak wykonywanych sondowań, zależną powinna być od zmienności gleby, a głównie uwarstwień podglebia i podłoża. W wypadkach przeciętnych wystarcza do celów meljoracyjnych wykonanie sond od 1 50 do 2 00 m, t. j. jedna sonda na 3—4 ha. Istotną jednak wartość ma tu nie ilość sondowań lecz ich trafne rozmieszczenie, dające możność orjentowania się co do zasięgu różnych rodzajów gleb. To też gęstość sondowań na gruntach płaskich, gdzie gleba powstała z wietrzenia jednorodnego podłoża, może być znacznie mniejszą niż na terenach falistych, gdzie działanie sortujące wód wpływać mogło na tworzenie się gleby w zależności od położenia.

Nie bez pożytku będzie, jeśli obok wyżej opisanego zbadania gleby przeprowadzone zostaną obserwacje nad stanem wód gruntowych. W tym celu, po wykopaniu dołów próbnych pozostawiamy je na czas pewien, a gdy woda zaskórna zbierze się w nich i zwierciadło ich ustali się, odmierzamy jego stan względem powierzchni. Jasną jest rzeczą, że obserwacje te uzależnione są od stanu pogody i podczas większych opadów nie powinny być uskuteczniane.

Jeśli tak zebrane dane zostaną uzupełnione charakterystyką gruntu, uwzględniającą jego miejscowe właściwości, jak normalny stopień wilgotności, przewiewności, stopień kultury i t. p., a próbki zebrane podlegną bliższym zbadaniom laboratoryjnym co do ich składu mechanicznego i chemicznego, to otrzymamy pełny obraz istotnego stanu rzeczy i potrzeb meljoracyjnych badanego terenu, który da możność nie tylko wyboru właściwej meljoracji, lecz również racjonalnego wniknięcia w szczegóły natury teoretycznej i praktycznej jej wykonania.

Badanie gruntu dla celów budowlanych. Rodzaj gruntu interesuje nas i ze strony technicznej, bowiem z wykonaniem jakichkolwiek meljoracyj związane jest zazwyczaj wznoszenie różnorodnych budowli jak również wykonywanie robót ziemnych. To też i w tym kierunku powinny być skierowane badania, które nas pouczyć mają:

1)    czy podłoże jest dostatecznie wytrzymałe,

2)    jak głęboko należy obniżać fundamenty, ażeby dosięgnąć pewnego gruntu,

3J jak głęboko znajdują się wodonośne warstwy,

4)    czy niema obawy naruszenia równowagi wierzchnich warstw przez wcięcie lub obciążenie nachylonych warstw,

5)    czy grunt jest łatwo ukopny i daje się łatwo transportować.

Grunt, składający się z 3—4 m warstwy skał, żwiru, suchego piasku

lub suchej gliny, może być uważany za dobry i nadający się do wznoszenia znacznych budowli.

Zbadanie dokładne gruntu może być dokonane tylko przez odkopanie lub wiercenia.

Odkrywki niegłębokie wykonywa się tak, jak to opisaliśmy dla badań gleboznawczych, gdy chodzi o zaznajomienie się z warstwami głębszemi, otwory o przekroju 1,5—2 m² muszą być szalowane. Częstokroć dla zbadania nachylenia warstw, grubości ich, poziomu wody gruntowej i t. p. badanie zapomocą studni uzupełniane bywa wierceniami. Niewątpliwie jednak sposób pierwszy daje lepsze rezultaty, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z gruntem, posiadającym warstwy wodonośne lub bardzo sypkie. Wówczas staje się niezbędne zastosowanie przy wierceniu rur odzieżowych.

Świdry, stosowane do tych celów, są podobne do używanych dla badań gleboznawczych, jedynie ze względu na głębokość wiercenia muszą być odpowiednio silnie zbudowane i zaopatrzone w szereg drążków, umożliwiających przedłużanie dowolne narzędzia. Zakończenie świdra, mającego za cel wiercenie otworu i wydobywanie próbek, bywa przystosowane do zwięzłości gruntu i wykonane jest bądź w postaci śrubowej, łyżkowej (dla glin, iłów), bądź też dłuta (do kamieni) lub rury, zaopatrzonej od dołu w zawór kulowy (dla gruntów rozrzedzonych). W szczegółach wykończenia tych narzędzi przez różne zakłady zachodzą pewne różnice, niewiele wpływające zwykle na ich skuteczność.

Przy świdrach, działających przez uderzenia, podnoszenie i opuszczanie narzędzia odbywa się zapomocą liny przewieszonej przez blok.

Badanie gruntu do celów budowlanych musi być skierowane do określenia zmienności, rozległości i położenia warstw, ich grubości, nachylenia, właściwości materjału ziemnego, zachowania się jego pod wpływem powietrza, wody, do zbadania stosunków wód gruntowych i ewent. obecności źródeł. Z tak zdobytych wyników dadzą się wywnioskować wskazania co do nośności i dopuszczalnego obciążenia gruntu.

Do dobrych gruntów zalicza się skała twarda przy uwarstwieniach poziomych, sucha glina i ścisły żwir lub piasek.

Do średnich: glina wilgotna, glina z domieszką piasku, miękki piaskowiec, wapień pochodzenia aluwjalnego.

Złemi gruntami są: torf, szlam, piasek wodnisty, czarnoziem.

Dopuszczalne obciążenie przyjmują: dla dobrego gruntu budowlanego 2,5 do 5 kg na cm², w wyjątkowych wypadkach do 20 kg; dla gruntów średnich 0,8—2 kg na cm². Nośność gruntów złych nie daje się zgóry przewidzieć.

Badanie laboratoryjne gleby. Zebrane podczas studjów próbki są zazwyczaj badane laboratoryjnie. Zważywszy na cel, badanie to ograniczyć się może tylko do tych cech, które pozwolą na wyciągnięcie interesujących nas wniosków np. o przepuszczalności, przewiewności itp. Metody obrane muszą być pewne, jednak przystosowane do zadań technicznych, pożądane więc, aby były proste, niekłopotliwe, gwarantujące zarazem dostateczną dokładność do celów technicznych.

Jeden ze szczegółów, który może nas najwięcej zajmować, jest to skład mechaniczny gleby, on bowiem pozwala nam na wnioskowanie do pewnego stopnia o innych doniosłych właściwościach gleby.

Analiza mechaniczna. W rozdziałach poprzednich widzieliśmy, że omawiane właściwości gleby, jak porowatość, chłonność względem wody, przepuszczalność itp. zależą w pierwszej linji od wielkości ziarn, składających glebę, ich ustosunkowania i wzajemnego ugrupowania, czyli struktury gleby. Wielkość ziarn określamy zapomocą analizy mechanicznej. Analiza ta polega na oddzieleniu ziemi miałkiej od kamyków grubszych zapomocą przesiania próbki przez sita o okach różnej średnicy (zazwyczaj do 2 mm) i następnie rozdzielenie zapomocą szlamowania odsianej miałkiej ziemi na oddzielne segregaty. W ten sposób otrzymuje się dwie grupy, stosownie do wielkości ziarn:

1) części spławialne — najdrobniejsze, 2) różnej grubości piaski.

Do wykonania analizy mechanicznej służą różne aparaty (Kiihna, Sikorskiego, Schönego, Kopeckego, Atterberga i innych), które dają mniej lub więcej ścisłe rezultaty. Do celów ściśle teoretycznych najczęściej używany jest aparat Schönego, do celów technicznych wszedł więcej w użycie aparat Kopeckego, który w stosunkowo krótkim czasie umożliwia dokładne rozsegregowanie szlamowanej próbki ziemi na 4 kate-gorje, względnie więcej:

I. Średnica ziarn mniejsza od 0,01 mm czyli t. zw. pył. od 0,01 — 0,05    „

od 0,05 — 0,1 większa od 0,1    „

Według nowszego podziału ziarn, przyjętego w r. 1913 przez komisję międzynarodową, gleboznawczą frakcje przedstawiają się w sposób następujący :

VI. Średn. większa od 20 mm — kamienie.

2 — 20 „    — żwir.

0,2 — 2 „    — piasek gruby.

„    0,02 — 0,2 „    — piasek drobny.

„ 0,002 — 0,02 „    — miał.

I. „ drobniejsze od 0,002 — glina właściwa, koloidalna.

II.

III.

IV.

V.

od

IV.

III.

II.

V)

»    * miał.

„ drobny piasek. „ gruby piasek.

Aparat Kopeckego (rys. 8) składa się z trzech cylindrów różnej średnicy, złączonych zapomocą rurek szklanych i kauczukowych. Średnice tych cylindrów są tak dobrane, że szybkości wody przepływającej w nich odpowiadają osiadaniu wielkości ziarn stosownej kategorji, uwzględniając pierwotny podział na frakcje, a więc dla kategorji I-ej nx=0,27nm, kat. Ii-ej v₂— 2 mm, kat. III-ej v₃—l mm.

Z obliczeń wynika, że średnice cylindrów są w stosunku

d₃ : g?₂ : û?i = 30 : 56 : 178.

Jeśli zatem wsypiemy do pierwszego cylindra 50 g rozmiękczonej ziemi i napełnimy cały aparat wodą, a przez stosowną rurkę przeprowadzimy odpowiednią ilość wody pod stałem ciśnieniem, kontrolowanem piezometrem umieszczonym w cylindrze B, to stosownie do osiągniętych szybkości wody, osiada w cylindrze D, najgrubsza kategorja IV, w cylindrze C kategorja III, w cylindrze B miał, należący do kategorji II, wreszcie spławialne części kat. I odpłyną z wodą przez rurkę do zbiornika A. Z chwilą, gdy woda w cylindrze B staje się czystą — szlamowanie można uważać za ukończone, a pozostałości w różnych cylindrach winny być starannie zebrane, wysuszone i zważone. Różnicę pomiędzy wziętemi do próby 50 g, a ciężarem zebranych segregatów, stanowią części spławialne. Wszystko oblicza się w stosunku procentowym.

W latach ostatnich wprowadzono w użycie aparaty, wzorowane na

A

JA

/I

ł//

co

11

Rys. 8.

Grunt.

co

wyżej opisanym Kopeckego, jak aparat d-ra G. Kraussa, zaś do analiz dokładniejszych i dążących do wyodrębnienia najdrobniejszych części, stosowaną jest wyłącznie metoda sedymentacyjna i aparaty, wzorowane na zbudowanym przez Atterberga.

Z naciskiem jednak stwierdzić należy, że analizą mechaniczna daje nam tylko bardzo niejasne pojęcie o istotnych właściwościach gleby.

Dr. F. Schucht mówi x): „Sądzono ogólnie, że z cyfr dostarczonych przez analizę mechaniczną będzie można wyciągnąć wnioski co do właściwości gleb. Liczne doświadczenia zrobiono w tym kierunku, wszystkie one jednak zostały zachwiane“. W innem miejscu znajdujemy słowa Kopeckego²): „Należy wyraźnie zaznaczyć, że wnioskowanie na zasadzie danych z analizy mechanicznej o ustosunkowaniu wody i powietrza do gleby jest tylko wyprowadzone pośrednio. W wielu wypadkach praktyki, zadawalamy się tern, ponieważ lepsze jest cośkolwiek niż nic, lecz nie możemy być w interesie rzeczy zadowolonymi, że na tern się obecnie zatrzymujemy“.

Badanie gleby w jej naturalnym układzie jest niewątpliwie dla celów technicznych jedynie miarodajne. Przyjęte w gleboznawstwie określanie właściwości fizycznych rozproszkowanych próbek może dawać dla praktyki technicznej tylko bardzo niejasny obraz rzeczywistości, a nawet doprowadzać niekiedy do mylnych wniosków. Niestety dokonywanie badań w polu nad naturalnemi pokładami gleb jest kłopotliwe i z tego powodu rzadziej jest stosowane, ograniczając się do wypadków ważniejszych lub gdy chodzi o naukowe cele.

Rys. 9.

Do pobierania próbek o uwarstwieniu naturalnem służyć może sonda cylindryczna Kopeckego. Składa się ona z cylindra stalowego o wysokości 200 mm i średnicy

50,5 mm (rys. 9), zaostrzonego od dołu i tak przystosowanego, że do środka mogą być wsuwane mosiężne pierścienie szczelnie pasujące i tworzące wewnątrz gładką cylindryczną powierzchnię. Spodni pierścień ma wysokość 35,4 mm i zawartość 70 cm³. Dla wydobycia próby sonda zostaje wtłoczona prostopadle w ziemię, bacząc, aby wewnątrz ziemia nie została zdeformowana, co łatwo może powstać, gdy się sondę gwałtownie wbija. Po wydobyciu świdra wytłacza się ziemię pobraną wraz z pierścieniami zapomocą drewnianego wałka, a następnie poszczególne pierścienie rozcina cienkim drutem. W ten sposób otrzymać można próbki w naturalnym układzie.

J) Internationale Mitteilungen für Bodenkunde r. 1913, str. 4. ²) I. M. f. B. r. 1914, str. 144.

aj Określenie pojemności (chłonności) wodnej. Określanie tej wielkości według metod laboratoryjnych, dotychczasowych, a posługujących się materjałem sproszkowanym i pozbawionym struktury naturalnej, jest dla celów naszych bezcelowe. Tylko uwzględnienie istotnego uwarstwienia i układu cząstek gleby dać nam może rezultaty, które w praktyce stać się mogą podstawą wszelkiego rodzaju rozwiązań technicznych. Określenie pojemności wodnej dokonane być może z pomocą wyżej już opisanej sondy Kopeckego, pozwalającej nam wydobyć próbki cylindryczne w stanie nienaruszonym. Jakkolwiek mogą i tu powstać pewne wątpliwości, czy praktycznie da się to uskutecznić, bo wskutek tarcia o ścianki cylindra może nastąpić częściowe zgniecenie ziemi, to jednak niezawodnie rezultaty, otrzymywane tą drogą, są więcej zbliżone do prawdy, niż przy posługiwaniu się ziemią uprzednio sproszkowaną i ubijaną w aparatach, służących do celów doświadczalnych.

Określenie pojemności wodnej dokonuje się w sposób następujący: Po wydobyciu z sondy próbki, zawartej w jej pierścieniu mosiężnym o wysokości 35,4 mm i objętości 70 cm³, nasyca się ją wodą, ustawiając ją w miseczce, poczem należy szybko oswobodzić próbkę od nadmiaru wody, aby w niej pozostała tylko ta ilość, która pod wpływem fizycznych właściwości może być przez dłuższy przeciąg czasu utrzymaną w tej mierze, jak to ma miejsce w pokładach naturalnych, gdzie badana próbka stanowiła część wielkiej masy.

= P,„°/o pojemność wodna w sto-

70 cm³, otrzymamy sunku objętościowym.

W podobny sposób określona może być pojemność wodna w stosunku do ciężaru, jeśli tylko określimy uprzednio ciężar wysuszonej do 100° C próbki ziemi.

Można również określać pojemność wodną, wydobywając próbki uprzednio nasyconej sztucznie gleby. W tym celu użyta zostaje rura 50 cm długości i 10 cm średnicy, którą wtłacza się na głębokość około 40 cm w ziemię i nalewa do wnętrza wodę w przeciągu 1—2 dni, a po

W tym celu część wydobytej oddzielnie ziemi zostaje wysuszoną uprzednio, rozproszkowaną i ułożoną w misce w warstwie 8—10 cm. Nasycony słup ziemi zawartej w pierścieniu ustawia się na tej ziemi, podkładając cienką siatkę drucianą i wszystko pokrywając kloszem szklanym dla uniknięcia parowania. Po obsączeniu zupełnem z nadmiaru wody, co stwierdzić można, ważąc próbkę dla przekonania się, czy ciężar jej nie zmniejsza się, określamy dokładnie ciężar ziemi wraz z pierścieniem. Następnie ziemia zostaje wysuszona przy 100° C i powtórnie zważona. Różnica ciężarów przed i po wysuszeniu da nam ilość zawartej wody. Jeśli różnica ta wyniosła np. Gw — Gs, to przyjmując objętość pierścienia (Gw - Gs) X100

70

24 godzinach obsączania wydobywa się z wnętrza sondą Kopeckego próbkę nasyconej ziemi, której pojemność wodną można określić w sposób wyżej już opisany.

b) Określenie porowatości wymaga uprzednio oznaczenia ciężaru właściwego pozornego i rzeczywistego.

Ciężar wł. pozorny Cp gleby dla swego określenia wymaga tylko podzielenia ciężaru próbki suchej G, przez jej objętości V (w sondzie Kopeckego 70):

C„ =

Ciężar właściwy rzeczywisty C,. jest wielkością określającą, w jakim stosunku stoi ciężar masy gleby bez uwzględnienia porowatości do takiej samej objętości wody. Oznaczyć to można zapomocą przyrządu zw. piknometrem, składającego się z niewielkiej kolby o ściśle określonej pojemności, z pomocą której daje się oznaczyć objętość wody V, zajętą przez pewną ilość gleby suchej G, która została do wewnątrz nasypana. Wówczas ciężar właściwy rzeczywisty:

Cr =

Porowatość gleby czyli stan rozluźnienia cząstek w ich naturalnym układzie będzie różnicą pomiędzy objętością próbki, a objętością, zajmowaną przez poszczególne ziarna i określi się % z różnicy:

X 100 = P,

Cr-CP

Cr

c)    Pojemność powietrza czyli przewiewność określa się różnicą pomiędzy wartością porowatości, a pojemności wodnej, co wynika bezpośrednio z poprzednich określeń :

p —p =p

M r M w M p

Należy zauważyć, że opisany sposób określenia rzeczywistego ciężaru gat. gleby przedstawia pewne wątpliwości z powodu przemian koloidów, jakie wynikają wskutek suszenia ziemi i z tego powodu otrzymywane rezultaty porowatości i przewiewności tern więcej różnić się mogą od istotności, im gleba więcej obfituje w koloidy.

d)    Z pomocą sondy Kopeckego może być również dokonany pomiar bezpośredni przepuszczalności gleby. W tym celu na cylinder środkowy 100 mm wysoki, napełniony próbką gleby, naśrubowuje się drugi szklany (rys. 10), do którego nalać można wody. Od spodu cylinder zamknięty jest siatką metalową. Przez odczytywanie na skali cylindra szklanego, lub pomiar bezpośredni, obliczyć daje się łatwo ilość

wody, przesiąkająca przez słupek 10 cm gleby ilość wody, przesączająca się w jednostkę czasu.

Zauważyć należy, iż problemat pomiaru przepuszczalności gruntu w pokładzie naturalnym, pomimo wielu prób i usiłowań, nie jest dotychczas zadawalniająco rozwiązany. Nie posiadamy jeszcze ustalonej jednostki przepuszczalności, tak jak zresztą nie posiadamy ustalonych i innych jednostek fizycznych w stosunku do właściwości gruntów. Liczne aparaty, budowane do mierzenia przepuszczalności w polu, jak prof. Freck-manna¹), inż. Schroedera²), Dojarenko, Nestorowa i innych nie wydają się rozwiązywać praktycznie zadania.

ł—*— ScCr. —

Rys. 10.

^Oznaczenie powierzchni zbiorowej. Badania lat ostatnich, jak to już wyżej było wspomniane, skłaniają do mniemania, że wnioskowanie o stopniu przepuszczalności gruntu jak i innych cechach fizycznych staje się ułatwione przy pośrednictwie znajomości powierzchni zbiorowej t. j. summy powierzchni wszystkich ziarn jednostki ciężarowej lub objętościowej próbki ziemi. Pomiar tej wielkości, jakkolwiek nieco skomplikowany, daje rezultaty bardzo dokładne. Według metod, opracowanych przez prof. Mitscherlich a, służą do tego celu określenie higroskopijności lub ciepła właściwego zwilżeniu (die Benetzungswärme), które to wielkości są proporcjonalne do powierzchni zbiorowej.

Ciepło wł. zwilżeniu jest tą jego ilością, która zostaje wyzwolona, gdy zupełnie sucha ziemia zostaje nasycona wodą higroskopową. Jest ona w pierwszej linji zależna od powierzchni zwilżenia, a określa się drogą kalorymetryczną (64, 54). Sposób jest kłopotliwy i nienadający się do praktyki technicznej.

Określenie higroskopijności jest znacznie prostsze, daje rezultaty zadawalniające, proces jednak trwa 6—7 dni (64, 26).

Wreszcie prof. Zunker opiera obliczenia powierzchni zbiorowej na dokładnej analizie mechanicznej³). Metoda ta nie posiada jednak wyższości nad innemi.

^Określenie ilości wapna. Dla określenia tego składnika wystarcza potraktowanie próbki ziemi rozcieńczonym kwasem solnym, co wywołuje wydzielenie się dwutlenku węgla, przy charakterystycznem burzeniu się. Stopień tego burzenia wskazuje na ilość wapna i rozmieszczenie go mniej lub więcej równomierne. W razie potrzeby określenia dokładniejszego można to uczynić w ten sposób, że dokładnie zważoną

Skotnicki. Nauka meljoracji.

próbkę ziemi suchej traktuje się określoną ściśle ilością rozcieńczonego kwasu solnego, przyczem ulatnia się dwutlenek węgla. Oznaczona procentowo strata na ciężarze próbki, pomnożona przez 2.273 da nam % wapna. Łatwiej jeszcze daje się stwierdzić ta ilość zapomocą specjalnie budowanych przyrządów, np. Wolfa, pozwalających na określenie objętościowe ilości wydzielonego C0₂ i stąd zawartości CaC0₃ we wziętej do analizy próbce.

Gleby zawierające wapna:

mniej niż 2% są biedne w nie 2—10% — marglowate 10—50% — margle więcej niż 50% — wapienne gleby.

3)0znaczenie żelaza nie wymagane jest dla celów melioracyjnych ścisłe. Wystarczają tu bądź oznaki zewnętrzne jego obecności, jak np. barwa brunatna, czerwonawa, lub, gdzie istnieją niższe tlenki żelazawe— zielonawa. Dla piasku wystarcza 1% zawartości żelaza, aby wywołać zabarwienie czerwonawe, zaś 1—2% zabarwienie silnie brunatne. Woda, pochodząca z gleb żelazistych, pokrywa się opalizującą powłoką, zaś przy związaniu z powietrzem wydziela kłaczkowaty osad.

Dokładniejsze nieco oznaczenie zawartości żelaza stwierdzić daje się przy pomocy roztworu czerwonego żelazocyjanku potasu.

K)Oznaczenie próchnicy. Próchnica daje się określić z dostateczną dla celów meljoracyjnych dokładnością według zabarwienia gleby. Tak n. p. zawartość próchnicy w glebie piaszczystej, wilgotnej, wykazuje zabarwienie:

przy 0,5— 2% — szarawe

2— 4% — ciemno szare 5—10% — czarne.

Dokładniejsze określenia znajdzie czytelnik w książkach, specjalnie poświęconych badaniom gleby (39, 47. 103, 63).

Według Ramanna gleby gliniaste z zawartością poniżej 2% próchnicy zalicza się do biednych, zaś zawierające ponad 15%, do zbyt zasobnych w nią. Dla piasków granice te wynoszą 1 do 8%.

C. Woda.

Obieg kołowy. Jednym z nieodzownych czynników życia organicznego na globie ziemskim jest woda. Zasoby jej, gromadzące się na powierzchni lądów, bądź w postaci różnorakich wodozbiorów, bądź też wilgoci gleby, są niewątpliwie pochodzenia atmosferycznego. Woda ulatnia się z wielkich obszarów mórz, głównie w strefach podzwrotnikowych, nasycając powietrze. W ten sposób, zbierające się na pewnej wysokości opary siłą wiatru są przenoszone ponad lądy.

Gdy przesycone wilgocią powietrze ochłodzi się dostatecznie, para wodna kondensuje się, tworząc drobne kropelki lub kryształki, przy dalszem zaś ochładzaniu zostaje strąconą w postaci deszczu, śniegu, lub gradu i t. p. W ten sposób ulotniona woda opaść może wprost do morza, skąd powstała, lub też spaść na ląd stały, skąd część jej, spływając po powierzchni w postaci rzek, dostaje się drogą naziemną wprost do mórz i oceanów, pozostała część, bądź wsiąka w grunt, bądź ulatnia się, tworząc dalsze zasoby wody atmosferycznej ; powstaje w ten sposób obieg kołowy wody w przyrodzie, wieczny w swym ruchu, którego momenty poszczególne posiadają doniosłość pierwszorzędną nietylko dla rozwoju życia roślinnego i z niem związanego rolnictwa, lecz i dla wielu zjawisk, na których opiera się byt przyrody żywej i martwej, jak i byt społeczeństw. Wodnictwo rolne ma na celu wykorzystanie tych momentów, związanych z obiegiem wody i odpowiednie modyfikowanie zjawisk, towarzyszących mu, nie tyle bowiem zasoby ilościowe wody w przyrodzie, ile możność wykorzystania jej w odpowiedniej chwili jest z punktu meljoracyjnego pożądaną.

Według Fritschego¹) ilość wody parującej na kuli ziemskiej w ciągu roku i spadającej w postaci opadów wynosi 465,300 km³1. j. 0,04% ogólnych jej zasobów, czyli w ciągu 2400 lat następuje zamiana całej ilości wody w parę i odwrotnie.

Na obszarze 145 mil. km² lądu stałego opada, według Haas’a, rocznie 122.500 km³ wody, z czego spływa zaledwie 27,200 km³, gdy reszta 95.300 km³ ulatnia się. Stąd wynika, że przeciętna roczna wysokość opadów wynosi 850 mm.

Zaznajomienie się bliższe ze zjawiskami, towarzyszącemi krążeniu wody w przyrodzie, oraz z różnorodnemi postaciami pod jakiemi spotykamy ją, jest niezbędnym wstępem do nauki wodnictwa rolnego. Pod-stawowem, zwłaszcza, jest ustalenie stosunku pomiędzy ilością wody opadowej, a zbierającej się w wodozbiorach na powierzchni ziemi, lub przesączającej się przez pory i szczeliny gruntu i tworzącej wodę wgłębną. Dawniej przyjmowano, że Vs część opadów odpływa powierzchownie, reszta zaś wsiąka lub paruje. Istotnie jednak reguła ta, jako niezgodna z rzeczywistością, nie posiada większej wartości dla obliczeń hydrotechnicznych.

Opady atmosferyczne. Przebieg zjawisk, związanych z ukształtowaniem się stosunków wodnych i wielkość zasobów wilgoci, zależy w pierwszej linji od opadów atmosferycznych, wielkości ich, rozmieszczenia, gęstości i t. d. To też znajomość opadów zarówno dla nauki o meljo-racji, jak i dla spraw związanych z wszystkiemi rodzajami budowli wod-dnych, jest niezbędną.

Atmosfera, okalająca ziemię, zawiera zawsze w pewnej mierze niewidzialną dla oka parę wodną. Jest to źródło t. zw. opadów atmosferycznych.

Para, znajdująca się w powietrzu, powstaje przez ulatnianie się wody z wszelkich wodozbiorów, znajdujących się na powierzchni ziemi, a wielkość tego ulatniania zależna jest od chwilowej temperatury powietrza, stopnia jego wilgotności, prędkości jego ruchu i t. d.

Ilość pary wodnej, zawartej normalnie w powietrzu, zwiększa się w miarę podwyższania jego temperatury, zmniejsza się zaś w miarę obniżania jej. Z powyższego wynika, że każdej temperaturze otaczającego nas powietrza odpowiada pewne maximum zawartej w niem pary, którą określić można w gramach na 1 m³ powietrza. To maximum odpowiada momentowi nasycenia.

Powietrze wprawdzie może zawierać mniej pary, niż to odpowiada stopniowi nasycenia, lecz w każdym razie nie więcej. Stąd wypływa, że każdemu ochłodzeniu się nasyconego wilgocią powietrza towarzyszy wydzielenie pewnej ilości wody w postaci deszczu, śniegu, rosy, szronu i t. p.

Również powietrze nienasycone może być doprowadzone do stanu nasycenia przez obniżenie się temperatury.

Ilość pary, zawartej w powietrzu przy określonej temperaturze, nazywamy jego wilgotnością bezwzględną. Łatwym rachunkiem znaleźć można stosunek % pomiędzy ilością pary, jaką powietrze w danej chwili zawiera i ilością pary, jakąby pomieścić mogło w stanie nasycenia, co nazywamy wilgotnością względną. Na ziemiach Polskich, niższej temperaturze odpowiada zazwyczaj większa procentowo zawartość wilgoci. Najmniejsza wilgotność względna przypada w maju i czerwcu, największa w jesieni.

Pewne warunki są nieodzowne, aby para wodna, zawarta w powietrzu, mogła skroplić się, wytworzyć chmury, resp. spaść na ziemię w postaci deszczu, śniegu lub gradu, ogólnie jednak da się powiedzieć, że chmury wytworzą się i opad będzie strącony, gdy powietrze tak dalece chwilowo się oziębi, że nie będzie w możności utrzymać zawartej w niem pary wodnej.

Najczęstszą przyczyną oziębiania się powietrza w naszych szerokościach geograficznych jest jego wznoszenie się ku górze i rozszerzanie się wskutek raptownie zmniejszonego ciśnienia atmosferycznego. Podnoszenie to nastąpić może także, bądź wskutek napotkania prądu powietrza na pasmo wzgórz, bądź wskutek wytworzenia się miejscowego niżu barometrycznego. Powietrze wówczas napływa ze wszystkich stron do miejsca o zmniejszonem ciśnieniu i unosi się ku górze.

Skroplona para po oziębieniu staje się dostrzegalną dla oka, tworząc chmury i obłoki, złożone z mikroskopijnych kropel, w wyższych zaś i chłodniejszych warstwach atmosfery z drobnych igieł lodowych. Tak unoszące się w powietrzu drobne krople łączą się w większe, w sposób bliżej nie zbadany, prawdopodobnie przy współudziale elektryczności atmosferycznej, i opadają w postaci deszczu lub śniegu.

Opady atmosferyczne, pod nazwą których rozumiemy wodę, otrzymaną na powierzchni ziemi z powietrza drogą naturalną w postaci ciekłej lub stałej, mierzy się wysokością tej warstwy, którąby pozioma powierzchnia gruntu została pokryta, gdyby nie miał miejsca ani odpływ powierzchowny, ani też wysychanie, lub wsiąkanie.

Pomiar wysokości opadów odbywa się zapomocą ombrometrów, składających się w najprostszej swej postaci z naczynia cylindrycznego z otworem około 200 cm², którego krawędź górną stanowi stożkowato otoczony pierścień mosiężny. Wewnątrz naczynia znajduje się zbiornik, stojący na podstawkach korkowych, lub drucianych i w ten sposób otoczony izolującą warstwą powietrza, która zabezpiecza go od bezpośredniego wpływu promieni słonecznych, a zarazem zmniejsza ulatnianie, zbierającej się-wewnątrz wody.

ŻebranaTw ten sposób w czasie określonym woda deszczowa, lub śniegowa, mierzy się w naczyniu szklanem z odpowiednio naciętą po-działką tak, że każdej kresce naczynia odpowiada 1 mm rzeczywistej wysokości opadów. Pomiar dokonywa się zazwyczaj codziennie o godzinie 7 rano, a wyniki wnoszą się do odpowiedniego wykazu.

Dogodniejsze niekiedy w użyciu są o mb r o grafy, samoczynnie kreślące krzywą wysokości opadów w związku z czasem. W ten sposób ewentualne pomyłki w notowaniach są wykluczone i może być pomierzona wysokość krótkotrwałych deszczów, których znajomość pożądaną jest przy rozwiązywaniu wielu zagadnień z wodnictwa. Przyrządy te odmawiają jednak posłuszeństwa w razie mrozów lub opadów śniegowych.

Z dodania otrzymanych wysokości opadów dziennych w ciągu całego roku otrzymujemy opad roczny. Dodając rezultaty za szereg lat, otrzymamy średni opad roczny dla danej miejscowości. W podobny sposób znaleźć możemy średni opad miesięczny lub dzienny. Dla uzyskania, przynajmniej do pewnego stopnia miarodajnych, średnich opadów potrzeba najmniej 10-cioletniego okresu obserwacji. W celu porównania wielkości opadów dla różnych miejscowości winny być brane pod uwagę tylko równoczesne pomiary, inaczej, wobec wielkiej zmienności czynników klimatycznych, można otrzymać wnioski fałszywe. Niestety dane, jakiemi dotychczas rozporządzamy, zwłaszcza dla niektórych części kraju, są niedostateczne i niezawsze dość pewne. Ilość punktów obserwacyjnych we wschodniej części Polski, zarówno jak i czas prowadzenia obserwacji zbyt krótki i często pozbawiony ciągłości, nie pozwalają na dość ścisłe określenie opadów średnich rocznych, tern mniej stwierdzenia stosunków opadowych w krótszych okresach czasu.

Na ustosunkowanie się opadów pewnej miejscowości wpływa oddalenie jej od morza, wzniesienie nad jego poziomem, wreszcie położenie względem pasm wzgórz, które znajdują się na drodze panujących wiatrów.

Podajemy niżej średnie wysokości opadów atmosferycznych dla szeregu miejscowości kraju, ugrupowanych według dorzeczy rzek naszych: Odry, Wisły, Niemna, Prypeci, Dniepru i Dniestru. Obok nazw miejscowości podane jest wzniesienie jej nad poziomem morza w metrach i suma rocznego opadu w milimetrach.

DORZECZE ODRY.

Miej scowość

Wzniesienie Opad roczny w mm

Racibórz Opole . Brzeg Wrocław Kalisz . Lignica . Poznań . Gniezno

195

i u) CO

[>- Th tH t—< rH t-H y—4 rH

00 co

128

66

115

© l> 1-H

© CO CO co CO lO

585

496

572

494

520

DORZECZE WISŁY.

Miejscowość

Wzniesienie Opad roczny w mm

Wisła .... Bielsko .... Poronin . . . Białka . . . . Maniów . . . Kieżmark . . . Krynica . . . Szczawnica . . Kraków . . . Bochnia . . . Pilzno .... Jarosław . . . Lwów .... Katowice . . . Ząbkowice . . Częstochowa . Piotrków . . . Chełm .... Lublin .... Puławy .... Silniczka . . . Radom .... Skierniewice . Sobieszyn . . . Brześć Litewski Warszawa . . Łowicz .... Płońsk .... Włocławek . . Mława .... Białystok . . . Toruń .... Bydgoszcz . . Kłusy .... Gdańsk ....

433

344

742

694

527

631

575

481

220

213

234

204

298

264

301

244

207

184

193

144

193

170

121

150

135

119

72

103

65

160

130

05 tf*. CO

oi o m œ

1159

861

957

674

1011

591

845

1078

637

730

600

627

680

663

486

555

507

514

491

567

534

DORZECZE NIEMNA.

Miej scowość

Wzniesienie Opad roczny w mm

Kłajpeda Tylża . . Kowno . Wilno . Telechany Suwałki

10

32

106

160

178

648

687

618

590

614

691

DORZECZE PRYPECI I DNIESTRU.

w mm

Miejscowość

Wzniesienie Opad roczny w m

Górki......

Mińsk ......

Wasilewicze . . .

Pińsk.......

Kijów......

Żytomierz . . . .

Humań......

Uładów......

Kamieniec Podolski

Tarnopol.....

Krzyworównica . .

Stryj.......

Stanisławów . . .

207

504

210

137

140

183

228

219

250

230

318

545

296

267

502

468

600

535

573

546

500

514

575

776

937

667

Jako miarodajny dla Tatr wzór do określenia średniej rocznej ilości opadów przyjmują:

h — 1.875 H — 575 mm

gdzie H= wysokość w m nad poziom morza.

Na zasadzie odnotowanych na mapie średnich opadów rocznych, lub miesięcznych, w poszczególnych miejscowościach, można wykreślić krzywe równych opadów czyli izohyety, otrzymując w ten sposób mapę hydrograficzną, obrazującą opady całego kraju.

W załączeniu podajemy mapę opadów dla ziem polskich zestawioną według prof. Romera. (Rys. 11).

W hydrotechnice często potrzebna jest znajomość zwykłego maximum opadów rocznych. Toepfer określa je dla stosunków niemieckich jako 1,3 do 1,5 opadów średnich. Maximum roczne dochodzi do 2,4-krotnego minimum. Im większe są pod tym względem wahania, tym mniej nadaje się klimat dla rolnictwa, które tylko z trudnością może produkcję swą dostosowywać do zbyt zmiennych warunków klimatycznych.

Z dotychczasowych notowań dla Warszawy wynika, że wysokość opadów zamyka się w granicach 370 do 1200 mm, co; wyraża się stosunkiem 1: 3,2. Dla okolic Poznania notowano minimum roczne 226 mm

r. 19 00).

Znajomość rozkładu opadów na poszczególne miesiące, czyli opadów miesięcznych jest rzeczą bardzo ważną dla wszystkich prac melioracyjnych. Dla zorjentowania się, choć w grubszych zarysach w tym rozkładzie, opady miesięczne wyrażane bywają w odsetkach opadów rocznych, jak to tablica załączona wskazuje:

OPADY ŚREDNIE MIESIĘCZNE W °/o OPADÓW ROCZNYCH.

XII

I II III IV

VI VII VIII IX X XI

Królestwo . . Litwa . . . . Małop. Zach. . Małop. Wsch. . Białoruś . . . Niz. Pr. Wsch .

(N Or Or O 10^ C5r |> co“ co" CD l> CO

00 co o o co co ca 00 'bo '01 lo 00

^    C^    kO

tH' CvT    C'î    rjT    TH    £vf

TH t—I    t-I    tH    tH    tH

jo Jo Jo Ji Jo ~ćo “oo '00 'o 'ca 'o

t-j co co o 00. co. co" rf of r-T cT c4

.—i t-H H tH t—I tH

j-3 O j-J 00 CO CO ct 4o 00 'bo ~o V]

05 05 05. 05 05 Ol

00 00 to co o co

ir^ 00 00    t>^ co

CCT I>* 10 co" CD

iM

JH.

-Jw-lśr

,yi.

\ 6-70D

U.

5-bOO

'6-700

•v.

«»

6-?00

5-bOO

l't-ÏOO

5-600

Çk

6-1 0 0

6- ÇOD

5-600'

H-roi

1*5}

(W.

5-60^

•*-**«-

5-SOO

5-600

‘.•500

6-100

7-łOo]

6-l0(

7-1

,C7

6-70

V,

lOOi

•(O-iaoï^

7->0'

,®s-4Śt

Po1

6-700

5-600

01

10-ubo,

>]Uot

6-7^5

7/ao

Rys. 11.

Średnie opady miesięczne różnych miejcowości podaje załączona tablica (97, 130):

ROCZNY OKRES OPADÓW.

II III IV

VI VII VIII IX

X XI XII Rok

mm

1.

Kłajpeda

Królewiec

O CD Tjl co

co co

O 05

CM tH

co co

co to

I-i CD

00 05 CO TjH

Cl

CD CD

VI VI

^ to

Oo <1

ind oo

00 tH

IV CD

Cl 05

to cd

648

629

2.

Hel

Gdańsk

co to

05 Ol

IV T-H rH Th

co to to to

co to CD 00

oo co ^ co

H-*- Ol

Cl

O* sO Oo Oo

LO Ci CD LO

Cl

00 oc

C5

co i—¹

co co

I-I '1

ci co co co

542

528

3.

Chojnice Koszalin . Toruń . . Bydgoszcz

03 05 to CD CO M (M C3

to to co to

!+»• rfK rfK 00

CD 05 tH 05 CO CO CO O!

CO GO 00 Th co co co co

05 05 05 05

O <1 co

»O co IV Th K 00 CD CD

70

84

74

65

C5 rf*.

to O KI Cl

N N h

CD co co

t> CO t> CD

co to co co

t> Th CM O CO Th CO CO

546

654

515

491

4.

Kraków . . . Dobrzechów . Bochnia . . . Pilzno . . . .

to ^ co to H co ^ 05

to oi co to

O O CO KI

to tf*. co co CD to CD OI

CM t> IV LO Th ^ Th CO

00

co

Kl Kl

œ o o

o Kl

CD O IV Oi OÎ OC 1>

84

76

82

96

00 00 lO o

LO ID CD CD

05 CO O O

^ Tf lO IO

I> ■'*1 to o CO CO <M

t> Ci GO Ci CO CO Th CM

640

655

732

592

5.

Wisła . . Bielsko . Żywiec . Jodłownik Poronin . Białka . . Krynica .

D to ^ CO CO CO 05 ül M to K M Cl ^

00 H o

rt< co co

co'

-I

Ci to co

CO Ol Ü1

05 tO t<K Ol Ol t£- 00 to 05 05 tf* O 05 ht*.

CM CO CD 00 tV ^ CM lO LO ^ LO CD CO ^

h co ^ co 05 oo œ

05 00 t> 00 O r- l>

tH

156

111

125

107

116

80

107

LO Oc LO >H tH

150

112

I—>• l^t. t-~l. I—t I—t

O o V) to Oo Co to Cl

108

91

101

83

81

co io o: cm o Th o

Oi I> l> GO D lO CD

Ol ^ O) Ol Ü1 Ol 00 Ol W H Ol M ^ to

00 l" CD CO Tłt t- ot N ^    CO lO

CO [> t> CO 00 <M Ci t> ^ lO CO CO CD

CO Oi *sû CD CO OC K

W to to to to M to

CD tO m m CD

CD CM

6.

Radom Puławy . Warszawa

O O 03

co co

CD ^ co CO f-¹ to

CM -rH 00

^ LO co

IV LO GO

Th co co

H Ol (N CD co to

88

67

72

84

92

77

71

75

74

Cl Cl co CO 05

o co to

CD ■<* -<*

CD t> t>

■'ti co

CO ^ CU

00 *4 O

I> 00 lO CD lO GO CD CD lO

7.

Kłusy

Tylża

00 co

03 -*łl

LO 00 CM CO

co to

05 CD

1-H 00

CO LO

tfi. ci

CD CO

63

70

84

86

71

89

o co

LO IV

'ł* co

rtl co

Cl co

00 Cl

H

CO Th

543

687

8.

Telechany . . Pińsk . . . .

to co to to

to co

^ o

CO Ci CO CM

00 LO

co co

Cl Ol Cl 05

55

72

101

110

74

80

Cl -3 O

Cl Cl CD CD

O Cl

co co O CO

612

600

9.

Jarosław . . Lwów . . . .

Kijów . . . . Horodyszcze .

to to    co to

to CD    00 KI

LO o    co o

CM Th    CM CM

co co    oi co

H* 05    to Kl

O O    CM LO

^h lO    T* Th

CO 05    03 CD

CD CD    ^ lO

98

93

58

60

vj VI    Co CD

0o VI    Co L-Ł

75

79

62

53

CD IV    LO 00

LO lO    ^ co

H rH Th Th

CO t>    Th iO

CO Th    co co

00 03    Ol H

CO -5*1    co

i- r-CM O CD

Ul Cl

to to

O 00

Miesięczne wahania są znaczne, wysokości ich dochodzą do 100-krotnej wartości swego minimum. Maximum prawdopodobne dla opadów miesięcznych obrachować można w przybliżeniu, dodając średnią zmienność opadów miesięcznych, wyrażoną w % tych opadów.

W całej Polsce najsuchszejszemi miesiącami są styczeń i luty. Okolice nadbałtyckie mają opady jednostajniej rozłożone, niż dalej od morza położone ziemie Polskie. Toż samo odnosi się do klimatu wielkich bagien.

ŚREDNIA ZMIENNOŚĆ MIESIĘCZNA.

XII

II

III

IV

VI

VII

VIII

IX

XI

Warszawa . . Lwów . . . . Kraków . . .

49

36

44

53

34

48

59

47

45

48

29

51

43

43

50

37

40

40

35

31

40

43

32

35

44

32

43

47

41

40

53

47

49

48

41

37

Jak wielkie są tu nieprawidłowości świadczy, że maximum opadów miesięcznych dla doliny północno-niemieckiej wynosi 210—310 mm. Notowano np. dla Warszawy opad lipcowy = 230 mm (w r. 1844), jak również listopad i luty, pozbawione zupełnie opadów.

Ważną jest dla techników znajomość opadów w ciągu doby, lub nawet natężenia opadów w ciągu godziny. Powszechnie przyjmują, że 50 mm jest zwykłe maximum deszczu na dobę w środkowej Europie, a wyjątkowe maximum wynosi 80—100 mm. W dorzeczu Elby notowano opad dzienny 345 mm (lipiec 1897 r.). Według Hellmanna (28, 112) absolutne

maximum opadów dziennych wynosi

h jest opad średni miesięczny.

O natężeniu krótkotrwałych opadów da się niewiele powiedzieć. Do deszczów ulewnych zalicza się takie, których natężenie przewyższa 20 mm na godz., notowano jednak natężenia dochodzące do 1,5 mm na 1 minutę, trwające jednak zaledwie kilka minut.

1,2

~ (latem), do (zimą), gdzie l, o

Ulatnianie się wody pochodzącej z opadów odbywa się pod wpływem tak różnorodnych czynników, że ustalenie praw ścisłych, którym podlega, staje się rzeczą bardzo trudną ; faktem jest, że część wody opadowej paruje i ulatnianie to odbywa się zarówno latem jak i zimą.

Ulatnianie ma miejsce dopóki powietrze, stykające się z powierzchnią parującą wody wolnej, lub wilgotnego gruntu, nie stanie się nasy-conem wodą.

Rośliny również odparowywują zapomocą liści znaczne ilości wody, zaczerpniętej z gruntu.

. Ogólnie da się powiedzieć, że parowanie powierzchni wodnej jest ^większe, niż powierzchni nagiej ziemi, lecz mniejsze, niż powierzchni ' pokrytej roślinnością.

Na wielkość parowania wpływa:

1.    Stan otaczającego powietrza, jego ruch, stopień wilgotności, temperatura. Zwłaszcza ta ostatnia stanowi czynnik wybitnie podwyższający parowanie, przy tern przyrost parowania przy wyższych temperaturach jest o wiele większy, niż przy niższych.

2.    Właściwości gruntu, jak kształt powierzchni, skład uziar-nienia, barwa i t. p. Powierzchnie gładkie parują mniej niż faliste, zaś drobnoziarniste grunta, więcej niż gruboziarniste. Wreszcie grunta ciemne, jak mursze, parują więcej niż jasne.

3.    Pokrycie powierzchni i jej stan. Pokrycie roślinne sprzyja w znacznym stopniu ulatnianiu się wody, przykrycie zaś powierzchni gruntu materjałami martwemi, jak liście, słoma, wogóle materjałami luź-nemi mało włoskowatemi, zmniejsza je. Według pewnych doświadczeń ulatniało się z gruntu murszowatego :

„ pokryta piaskiem. Również powierzchnia gruntu spulchniona -sztucznie przez oranie, bronowanie i t. p. mniej ulatnia wody, wskutek zmniejszonej włosko-watości.

29% rocznego opadu, gdy powierzchnia była nagą 11%

4.    Głębokość wody gruntowej. W miarę powiększania się jej, maleje i parowanie, jednak maximum jego odpowiada pewnej nieznacznej głębokości pod powierzchnią.

5.    Wielkość parującej powierzchni. Im jest mniejszą powierzchnia, tern większe parowanie, powietrze bowiem stykające się z nią nie jest przeładowane wilgocią. Z tego powodu daty osiegnięte z parowania bardzo małych naczyń nie są miarodajne.

Poza temi czynnikami mogą wpływać na ulatnianie się wody i inne, jak np. domieszki soli.

Parowanie powierzchni wodnej, dostępnej dla działania wiatrów, ocenić można conajmniej na 60 cm w ciągu roku, w lecie zaś na 25 cm. Średnie dzienne parowanie jeziora Zuryskiego w najgorętszej porze roku określono na 4,8 mm.

Dla większych przestrzeni wodnych nawet w najgorętszych dniach parowanie nie przekracza 10 mm, zresztą jest to zależne od klimatu, bo gdy w Kopenhadze parowanie roczne określono na 209 mm, to w Górnym Egipcie na 1825 mm.

Średnie ulatnianie się wody, zaobserwowane w ciągu dość długiego czasu, wynosiło w Krakowie 546 mm rocznie, w Pińsku zaś — 460 mm.

Ebermayer znalazł jako przeciętne z 2 lat parowanie powierzchni gruntu, zasilanego włoskowato wilgocią 40,9 cm, zaś w lesie 15,9 cm rocznie.

Według Rislera średnie dzienne zużycie wody i parowanie powierzchni, pokrytej roślinnością, wynosi:

3,1—7,3 mm 3.4—7,0 „ 2,7—2,8    ,

2,3 „ 0,7-1,4 „

na łąkach „ lucernie „ pszenicy » życie „ kartoflach w lesie dębowym 0,5—0,8 „

„    „ jodłowym 0,5—1,1    „

Niektóre drzewa liściaste, rosnące na bagnach, posiadają właściwość silnego parowania wody zapomocą swych liści, co pozwala stosować je z niejakiem powodzeniem do osuszania zabagnionych przestrzeni. Wybitnie współdziała parowaniu jesion i brzoza, następnie buk, brzost, klon i dąb. Znacznie większemi zaletami pod tym względem odznacza się eukaliptus, który niestety należy do drzew strefy gorącej, i niektóre tylko jego odmiany znoszą chłód poniżej 9°C, co pozwoliło zastosować je w tym celu we Włoszech i Algierze.

Do roślin, które jakoby mogą być również w podobnym celu stosowane, zaliczają słonecznik (Helianthus annuus), który w Holandji i Francji bywa zasiewany na zabagnionych miejscowościach dla osuszenia i polepszenia klimatu.

Wsiąkanie. Część wody opadowej zostaje pochłonięta przez warstwy powierzchowne gruntu i przesiąka następnie do warstw głębszych. Zjawisko to zależy od właściwości fizycznych gruntu, głębokości poziomu wody gruntowej, jak również pokrycia roślinnego. Piasek łatwo pochłania wodę, zaś glinę piaszczystą lub ił zaliczyć można do mało, lub zupełnie nieprzepuszczalnych materjałów, (patrz str. 21). Przez powierzchnię zadarnioną przesiąka mniej wody niż przez ogołoconą z roślinności. Pokrycie warstwą piasku, nawet nieznacznej grubości, wzmaga przesiąkanie gruntu. W każdym razie przepuszczalność gruntu i jego nachylenie jest najmiarodajniejszym czynnikiem, wpływającym na wsiąkanie opadów. Jaka część opadów zostaje pochłonięta, nie daje się jednak nawet w przybliżeniu określić, ponieważ ilościowo opady są różne, tak co do miejsca, jak i czasu, zarówno jak i czynniki, wpływające na wsiąkanie są różnorodne, a przytem zależne od warunków ubocznych.

Stwierdzono niewątpliwie, że deszcze powolne i padające w regularnych odstępach, tworzą więcej wody gruntowej, niż gwałtowne.

Woda.

Również powolnie topniejący śnieg sprzyja więcej wsiąkaniu, niż równa mu ilość wody deszczowej, szczególniej wtedy, gdy grunt nie został przemarznięty i zachował pod pokrywą śniegową swą przepuszczalność. W każdym razie pochłanianie wody nie jest jednostajne: grunt w stanie suchym łatwiej to czyni, niż wtedy, gdy już został nasycony wilgocią.

Według Belgrand’a grunt suchy i przepuszczalny wchłania 20 mm opadu w zupełności.

Tolkmitt podaje (99, 13), że prędkość, z jaką woda deszczowa przesiąka w grunt, jest bardzo różną i wynosi w gruncie piaszczystym — 1 m, w murszach — 40 do 60 mm, a w gruncie gliniastym 10 do 20 mm na godzinę. Według obserwacyj niemieckich największe wsiąkanie ma miejsce latem, zaś najmniejsze — zimą. Tłumaczy się to największemi opadami, mającemi miejsce latem, a przemarzaniem ziemi podczas zimy. Nie jest to jednak zjawisko stałe dla całych Niemiec. Pomiary lizime-trowe stwierdziły (Seelhorst) w latach 1900—1904, że wsiąkanie opadów w grunt i dopływ przez dreny ma miejsce głównie wiosną i dochodzi do zera latem, gdyż znaczna część opadów zużyta zostaje przez rośliny. Pomiary Seelhorsta, Waga i Mollendorfa stwierdziły, że spływ drenami wynosił 43—69% rocznych opadów, przyczem w marcu przekraczał on opady częstokroć dwukrotnie, zaś w sierpniu wynosił 1—19%.

Z doświadczeń prof. Barakowaw Puławach wynika, że wsiąkanie zależy od rodzaju gruntu i od pory roku: gdy w piasek wsiąka 49% rocznego opadu, to w grunt gliniasto-piaszczysty 15—16%, zaś w löss 6%.

Woda atmosferyc. r wsiąkająca nie jest zupełnie czystą, lecz posiada domieszki, zaczerp* <e z powietrza, z których C0₂ ułatwia rozpuszczanie zawartych w gruncip związanych pokarmów roślinnych. Po-zatem przesiąkając wdół wprowadza woda za sobą powietrze, ułatwiając przewietrzanie gruntu, tak bardzo pożądane dla wszelkich funkcyj życio-- wych roślin.

Woda, będąc pochłanianą przez grunt, wypełnia przedewszystkiem pory do pełnego nasycenia warstw wierzchnich. Nadmiar przesiąka dalej, nasycając dalsze warstwy, aż wreszcie w swym ruchu pionowym napotka woda na warstwę nieprzepuszczalną, która dalsze przesiąkanie powstrzyma i na której nadmiar będzie się gromadził, tworząc t. zw. wodę gruntową wgłębną, lub zaskórną.

Woda gruntowa. Woda powstająca wewnątrz utworów skorupy ziemskiej z przesiąkania, lub może częściowo z innych jeszcze przyczyn, nosi nazwę wody gruntowej, lub wgłębnej. Występuje ona w różnych postaciach, zależnie od mniej lub więcej ścisłego związku, w jakim znajduje się z masą składającą grunt. Nie wchodząc nawet bliżej w istotę

rzeczy, rozróżnić możemy wilgoć gruntu i właściwą wodę gruntową, która tworzy się, gdy przesączająca się wdół woda napotka na swej drodze warstwę nieprzepuszczalną i tam, gromadząc się w nadmiarze, tworzy wgłębne wodozbiory i cieki.

Przy ściślejszem rozpatrzeniu sprawy możemy wyodrębnić następujące rodzaje wód gruntowych:

1.    Woda chemicznie związana.

2.    Woda adhezyjna czyli wilgoć gruntu:

a)    woda higroskopowa,

b)    woda błonkowata,

c)    woda włoskowata.

3.    Woda wolna przesiąkowa.

4.    Właściwa woda gruntowa:

a)    pod ciśnieniem atmosferycznem zgromadzona w wodozbiorach i ruchoma,

b)    pod ciśnieniem hydrostatycznem (woda artezyjska).

5.    Woda wgłębna.

Woda chemiczna, jako stanowiąca jeden ze składników ciał mineralnych gruntu, i tak silnie z niemi związana, że nie odgrywa żadnej roli w zjawiskach wilgotnościowych, nie wymaga bliższego rozpatrywania.

Woda adhezyjna wywołuje to zjawisko, które nazwać możemy wilgocią gleby.

Jest ona niejako fizycznie związana z cząsteczkami gruntu, a związek ten nie zawsze jest jednakowo silny, bowiem ihi przylegania słabnie z oddaleniem cząstek wody od ścianek ziarr cruntu. Zależnie też od sposobu związania tego rozróżniamy w gruncie wodę higroskopową, błonkowatą i włoskowatą (kapilarną).

Woda higroskopowa, stykając się bezpośrednio z powierzchnią ziarn mineralnych otacza ich zbiorową powierzchnię cieniutką warstwą, przywierającą tak silnie, że dla jej usunięcia należy suszyć próbkę kilka godzin w temperaturze od 100° do 105° C. Suszenie w temperaturze 15—17,5° C musi doprowadzić do ulotnienia wody włoskowatej i błonkowatej, nie jest jednak w stanie usunąć w. higroskopowej. Daje to możność określenia wagowo omawianej postaci w. gruntowej.

Ilość wody higroskopowej w glebie zależy od wielkości powierzchni zbiorowej ziarn i waha się w granicach od części centymetra sześciennego do 5,00 cm³ na każde 100 g gleby wysuszonej przy temperaturze pokojowej, (patrz str. 18). Im grunt jest drobniejszy, tern więcej zawiera w. higroskopowej, rośliny korzystać jednak z niej bezpośrednio nie mogą.

Woda błonkowata otacza grubszą warstwą ziarna składające

grunt i przylega bezpośrednio do warstwy w. higroskopowej. Przylega dość słabo do powierzchni, wysychając w temperaturze zwykłej z prędkością wciąż zmniejszającą się. Posiada nader ograniczoną zdolność ruchu, dążąc do wyrównania grubości warstewki wody, otaczającej sąsiadujące ziarna. Ilość tej wody zazwyczaj wielokrotnie przewyższa ilość wody higroskopowej.

Trzeci rodzaj w. hygroskopowej to woda włoskowata, czyli zawarta w kanalikach włoskowatych, utworzonych pomiędzy zbliżonemi do siebie ziarnkami gruntu. Wobec tego, że zjawiska włoskowatości występują tylko w naczyniach o bardzo drobnej średnicy « 3 mm), przeto w gruntach gruboziarnistych może nie być w. włoskowatej, albo może jej być bardzo niewiele. Przywiera ona słabo i wysycha całkowicie w temperaturze pokojowej. Posiada zdolność poruszania się we wszystkich kierunkach nawet wbrew sile ciężkości. Może więc przesiąkać w dół, lub podsiąkać do góry, wzbogacając zarówno w wilgoć jak i składniki pokarmowe warstwy wyższe na koszt warstw niższych. W ten sposób w. włoskowata wyrównywa wilgoć gleby we wszystkich jej warstwach, a ponieważ mogą z niej korzystać korzenie roślin, gleby z natury obdarzone włoskowatością są zazwyczaj urodzajne. Prędkość i wysokość podnoszenia się wody włoskowatej bywa różna i zależna od typu gruntu, jego drobnoziarnistości i stopnia ubicia.

Według Mitscherlicha (64, 166) zjawisko włoskowatości gruntu daje się ująć następującym wzorem doświadczalnym:

h=Ł^

gdzie w jest ilością wody podnoszonej włoskowato, / powierzchnią zbiorową ziarn gruntu, stykającą się z wodą włoskowatą, h wysokością podnoszenia, zaś k jest współczynnikiem, zależnym od przekroju kanalików włoskowatych. Wzór ten jednak ma wartość tylko pod warunkiem, że grunt nie składa się z cząstek z natury swej pochłaniających wodę, jak glina lub próchnica.

W gruncie drobnoziarnistym pory całkowicie wypełnione są wodą włoskowatą, zaś w gruboziarnistym utrzymuje się ona tylko na zetknięciach ziarn. (Rys. 12).

Dla sprawy odżywiania roślin ważną jest nietylko wysokość podnoszenia się wody włoskowato, lecz i prędkość tego ruchu bowiem przy zwiększonem zużywaniu jej łatwo nastąpić może deficyt w warstwach wierzchnich.

Wysokość podnoszenia w gruntach drobnoziarnistych dochodzi do 2 m, obtitość jednak wody zmniejsza się znacznie w miarę wysokości.

Przy przejściu z gruntu odznaczającego się większą włoskowatością do gruntu o mniejszej włoskowatości, woda jak gdyby napotyka na opór. Z tego powodu zaopatrywanie warstw piaszczystych w wilgoć przez warstwy próchniczne jest niemożliwe.

wmĘSm

Gdy zawartość wody w gruncie przekra-cza właściwą mu ilość w. adhezyjnej, następuje wypełnienie większych kanalików, rozluźnienie MM cząstek i tworzy się wolna woda przesią-ko w a, spływająca w dół.    ^

Rys. 12.

W ruchu swym, uzależnionym od przepuszczalności gruntu, podlega woda ogólnym prawom ruchu wód gruntowych, o których jest mowa dalej. Woda tego rodzaju, gdy w nadmiarze nie znajduje się w glebie i stan jej jest krótkotrwały, jest użyteczną dla roślin. W przeciwnym razie bywa powodem zabagnienia gleby.

Woda przesiąkowa, gdy w swym ruchu pionowym dosięgnie warstwy nieprzepuszczalnej, gromadzi się tam i tworzy właściwą wodę gruntową. Wypełnia ona zaklęśnięcia i nakształt jezior wgłębnych tworzy wodozbiory w. stojącej, lub też napotkawszy warstwy pochyłe, stacza się po nich prawem ogólnego ciążenia, tworząc cieki wgłębne.

Gdy poziom wody gruntowej położony jest na znacznej głębokości, jest ona dla roślin obojętną, natomiast służyć może jako źródło wody studziennej. Płyciej leżące wody gruntowe, zabezpieczać mogą glebę w ożywczą wilgoć drogą włoskowatości. Gdy jednak poziom wody jest zbyt wysoki, stanowi to powód zwykły zabagnień lub conajmniej nadmiaru szkodliwej wilgoci. Zwłaszcza wody gruntowe stojące wywierają wpływ ujemny, gdy zwierciadło ich zbliżone jest do powierzchni.

Jeśli w jakimkolwiek miejscu warstwa nieprzepuszczalna, stanowiąca dno podziemnego cieku wychodzi na powierzchnię, tworzy się źródło.

Najczęściej źródła takie zaobserwować można na zboczach wyniosłości, lub na brzegach głębiej wrzynających się w grunt łożysk rzek i strumieni. W ten sposób cieki naziemne zasilane są wodą gruntową, a poziom ich wód jest w pewnej wzajemnej zależności, w miarę bowiem raptownego przyboru wody w korytach cieków nadziemnych, zaobserwować daje się podnoszenie poziomu zasilających je cieków wgłębnych i odwrotnie.

Gdy, przy pewnych warunkach sprzyjających, woda przesiąkowa dostanie się pomiędzy dwie warstwy nieprzepuszczalne, to, zwłaszcza w większych głębokościach, podlegać może znacznemu ciśnieniu hydro-statystycznemu. Jest to woda artezyjska, która po przewierceniu warstwy wierzchniej może podnosić się w otworze, a niekiedy nawet po nad teren wytryskać ze znaczną siłą. Ze względów melioracyjnych woda tego rodzaju może odgrywać rolę jedynie źródeł, zaopatry-wających rolnictwo w wodę irygacyjną. Sama przez się dla roślin jest niedostępną.

Rozpatrując powyżej różne postacie wody gruntowej, rozumieliśmy zawsze, że nagromadza się ona w warstwach luźnych, złożonych z okruchów mineralnych kory ziemskiej, odznaczających się pewną pojemnością wodną i tam podlega ruchowi. Dla pełności obrazu wspomnieć jednak należy, iż przy odpowiednich warunkach geologicznych woda gruntowa przedostawać się może do szczelin, pieczar i naturalnych chodników, wyżłobionych w utworach skalistych i tam spływać według praw ruchu wody w korytach otwartych. Jest to woda podziemna, tworząca niekiedy znaczne jeziora i rzeki wód wgłębnych. Nie posiada ona większego znaczenia meljoracyjnego poza wypadkami dość odosobnionemi, gdy podziemne jej łożyska są użytkowane w celu odwodnienia warstw powierzchniowych.

Ruch wody gruntowej. Woda gruntowa we wszystkich formach w jakich występuje podlega pewnym mniej lub więcej wyraźnym ruchom. Siłą, wywołującą ruch ten jest ciążenie, przeciwstawiają się mu opory w postaci tarcia cieczy o ścianki cząstek gruntu, sił adhezyjnych, wreszcie tarcia międzycząsteczkowego wewnątrz cieczy. Poza wielką powolnością ruch wody gruntowej jest on podobny do ruchu wody w korytach otwartych. Widzimy więc tu podnoszenie się lub opadanie poziomu, ruch postępowy cieków, spiętrzanie ich i. t. p.

Do obserwacji poziomu wody gruntowej służą rury osadzone w otwory, wiercone w gruncie. Mogą tu być zastosowane rury drenowe, osadzone w ten sposób, by od spodu woda posiadała swobodny dostęp, zaś koniec górny wystawał ponad poziom gruntu, co zabezpiecza je od dostawania się wody powierzchniowej. Przy głębokościach znacznych stosuje się rury żelazne, wbijane w grunt, zaopatrzone od dołu stosownym filtrem siatkowym. Jeśli górna krawędź rury została zaniwelowaną, to przez odmierzanie łatą odległości poziomu zbierającej się wewnątrz wody od krawędzi, możemy w każdej chwili określić jej poziom.

Jakkolwiek tylko pewna część wód opadowych przesiąkając na miejscu zasila bezpośrednio wody gruntowe, to jednak wahania poziomu tych ostatnich jest w pewnej i to dość wyraźnej zależności od ilości opadów, wszakże najwyższy ich stan nie zawsze przypada na czas największych opadów. Zwrócić należy uwagę, że z deszczów letnich część wody wsiąkająca jest bardzo nieznaczna, większa ich bowiem część zostaje odparowana lub przyswojona przez rośliny. To też w tym okresie mimo zwiększonych opadów, poziom wód gruntowych obniża się, osią-

gając swe minimum na jesieni. Od tego czasu rozpoczyna się proces odwrotny, dopływ z zewnątrz przewyższa straty i zwłaszcza wiosną wody powierzchniowe, mając czas wsiąkać do warstw głębszych, pozwalają na osiągnięcie wodom gruntowym swego maximum poziomu, co zazwyczaj ma miejsce w połowie maja. Wogóle temperatura wyższa w zimie powoduje podnoszenie poziomu wody gruntowej, ponieważ śniegi stopniowo topnieją, wsiąkając w grunt.

Ruch wody gruntowej niezależnie od kierunku swego, a więc czy to przy przesączaniu się w dół,, czy też w kierunku poziomym, podlega zasadniczo jednakowym prawom, z charakteryzowanym dość dokładnie prostym wzorem Darcy

gdzie v jest pozorną prędkością ru-chu wody, h wysokością ciśnienia, f vs-zaś / — długością względnie grubością warstwy gruntu przesączania, wreszcie k — współczynnikiem, zależnym od wielkości i kształtu ziarn gruntu, J — spadem zwierciadła wody (rys. 13).

Inaczej napisać możemy:

v = k % == kJ

, •/

Rys. 13.

J=cu gdzie c==\

Smrek er określa prędkość ruchu wody gruntowej w postaci:

v = k Jm

lub też nazywając ^ = n oraz ~

kn

— =c, otrzymamy J = cun.

Zarówno współczynnik c, jak i wykładnik prędkości pozornej n mogą być określone tylko drogą próbnych pompowań, są bowiem zależne od porowatości gruntu.

i- y.

Dodać należy, iż n waha się ' w dość ciasnych granicach, 1 do 1,5, zaś c — w bardzo szerokich. M ‘-i'Ą

Ujęcie całkowite czy też częściowe strugi wodnej zapomocą przekopu lub kanału krytego, powoduje miejscowe obniżenie poziomu wody gruntowej (rys. 14) t. zw. depresję.

Dla określenia krzywej de-

J /"

Rys. 14.

dy = c Iß-j dx

Ponieważ Fx = ly, gdzie przy założeniu naszem 1=1

dy =

n dX

cq ——

H r

yn d y — c qn dx

całkując powyższe równanie otrzymamy:

= cqn x (/z -j— /) —(— C

y ( n + 0

Dla określenia stałej wielkości C zważmy, że przy

x = 0

skąd

n-j-1_

(71+/)

presji użytkujemy wyżej podane wzory ruchu wody. gruntowej. Dla uproszczenia przyjmujemy, że dno kanału sięga warstwy nieprzepuszczalnej i struga całkowicie zostaje ujęta. Jeśli wydajność strugi gruntowej na szerokość 1 m nazwiemy q, zaś jej pole przekroju w dowolnym punkcie Fx to możemy napisać

1=

q \n

lub

C\F,

dx :cfe

dy

q \n

y = Vc qn (n -f 1) x -f- h(>

Według powyższego wzoru daje się wykreślić krzywa depresji, przyjmując bowiem wielkość dla h₀ możemy obliczyć dla dowolnej wielkości x, odpowiadające wielkości dla y.

Odległość E gdzie rozpoczyna się obniżenie zw. wody nie trudno oznaczyć z ostatniego równania, bowiem dla

■ x = E będzie y = h skąd h(n+1) — h₀(n+1)

(n-j-1) cqn

Zarówno wykładnik n, jak i współczynnik c mogą być określone przez wywiercenie szeregu próbnych studzien i wykonanie bezpośrednich pomiarów wielkości q, y oraz przyczem odpowiednie przekształcenie wzorów podanych i podstawienie wartości otrzymanych z doświadczeń zezwala na określenie interesujących nas wielkości (8, 34—40).

Zauważyć należy, że wzór Smrekera jest dotychczas nieustalony, a przez niektórych, hydrologów kwestjonowany na korzyść prostszego wzoru Darcy, który, ogólnie wziąwszy, daje wyniki dostatecznie dla praktyki dokładne.

Zmiany w kształtowaniu się zwierciadła w. gruntowej wskutek założenia kanału zbiorczego, wywołują zmiany w ruchu strugi wodnej w całym przekroju jej, nawet jeśli dno kanału nie sięga warstwy nieprzepu-

szczalnej. Wszędzie w granicach oddziaływania porusza się woda ku odbieralnikowi, częściowo z kierunkiem, mniej lub więcej ku górze nachylonym.

Na fakt, że pod dnem studni nie znajduje się warstwa wody w spokoju, zwracał już uwagę Thiem i stwierdził to doświadczalnie. Nowsze doświadczenia Penninka na kanałach, zasilanych wodą gruntową, potwierdziły te przypuszczenia.

doświad-

r//\V

Pennink¹) użył do swych

Rys. 15.

czeń manometrów, które mu pozwoliły na określenie wielkości ciśnień,

istniejących w różnych punktach strugi, a między innemi i pod dnem, oraz na wykreślenie linij jednakowych ciśnień. (Rys. 15). Ponieważ kierunek ruchu wody jest niewątpliwie prostopadłym do linij równych ciśnień, musi więc być skierowany z głębi ku powierzchni wody spływającej, gdzie ciśnienie jest =0.

Badania dalsze wykazały, że ruch wody gruntowej zależny jest również od temperatury, która wpływa na lepkość wody. Według Slichtera²) wzór uwzględniający lepkość ma kształt:

= 10,219

gdzie

lk₂m

cm! sek.,

q — ilość wody w c/TzVsek. h — ciśnienie w cm słupa wody / — długość w cm d — miarodajna średnica ziarn w cm F — przekrój warstwy wodonośnej w cm8 k₂ — współczynnik zależny od porowatości m — współczynnik zależny od lepkości.

Przy porowatości

26    30

k, = 84,3 53,5

40    45%

20,3 137

Przy temperaturach

5°    10°    15°    20°

772 = 0,0152 0,0131    0,0114 0,0101

') Zeitschrift d. Oest. Ing. u. Arch. Ver. 1907. Nr. 28, 29. ²) Der Kulturtechniker 1909 r.

Wobec tego, że zwykłe wody gruntowe nie podlegają większym zmianom temperatury, sprawa ta jest podrzędną, natomiast większą nieco odgrywać może rolę wpływ ciśnienia atmosferycznego (43). Zależność ta nie jest jednak jeszcze dostatecznie zbadaną.

/j

W celu bezpośredniego zbadania zarówno kierunku jak i prędkości ruchu wody gruntowej stosowane bywają próbne studnie, rozmieszczone zazwyczaj w wierzchołkach trójkąta, o kształcie zbliżonym do równobocznego (rys. 16). Po ustaleniu się stanu wody można określić poziomy w każdej ze studzien 1, 2 i 3, co pozwoli wyznaczyć punkty a i b równej wysokości. Jeśli poziom w studni 1 leży niżej niż na linji a b, to kierunek prądu przechodzi przez 1 i jest prostopadły do linji ab.

//

Rys. 16.

Dla określenia prędkości prądu zapuszcza się w wodonośną warstwę w pt. I i II rury żelazne dziurkowane od spodu. Odległość ich zostaje zmierzoną. Woda w studni I zostaje zabarwioną odpowiednim barwnikiem (Fluoresceina) i zaobserwowany czas, gdy zabarwienie to okaże się w studni II; stąd wnioskuje się o prędkości przepływu. W gruntach próchnicznych, gdzie barwniki zostają łatwo pochłaniane, stosuje się sól kuchenną lub chlorek amonu, przyczem przejście soli tych z jednej studni do drugiej określa się sposobem analitycznym, lub też elektrolitycznym (72, 148).

Rzeczywista prędkość ruchu wody gruntowej jest zazwyczaj bardzo nieznaczna. Zwykle nie przekracza 1 m na dzień, dochodzi jednak niekiedy do 8, nawet 9 m na dzień. Obserwowano jednak prędkości, wynoszące zaledwie 4—5 m na rok (72, 150).

Spływ powierzchniowy. Część wody z opadów, która nie ulotniła się i nie wsiąkła, gromadzi się na powierzchni i spływa do mórz za pośrednictwem strumieni i rzek. Wielkość spływu zależy nietylko od wielkości opadów, lecz w dużej mierze od właściwości i spadku gruntu, jak również od pokrycia roślinnego. Z nagich nieprzepuszczalnych i górzystych obszarów spływa więcej wody, niż z płaskich, zalesionych, łatwo nasiąkających. Stwierdzenie ilości wody spływającej nie jest jednak łatwe, ze względu, że cieki naturalne zasilane są zarówno tą kate-gorją wód, jak i wodami gruntowemi.

Ogólnie wziąwszy, wsiąkanie wpływa raczej na wyrównanie ogólnego spływu, niż na zmniejszenie jego, ponieważ znaczna część wody pochłoniętej dostaje się do cieków drogą wgłębną. To też ilość wody

spływającej rzekami może chwilowo przewyższać nawet ilość opadu, jeśli w obserwowanym czasie spływają wody, które w poprzednim okresie nagromadzone zostały w formie wód gruntowych, śniegu, lub lodu.

Nagromadzanie takie wody opadowej w górach dochodzi do 80% rocznych opadów.

Również rozkład opadów posiada wpływ na ilość spływu, ponieważ nagromadzone w krótkim czasie opady dają znacznie większą ilość spływu, niż rozłożone na czas dłuższy.

Obszar, z którego spływy gromadzą się w pewnym cieku (rzece, kanale i t. p.) nazywa się dorzeczem lub zlewnią jego. Różne dorzecza rozgraniczone są w naturze wyniosłościami, stanowiącemi wododziały. Na mapie, zaopatrzonej w warstwice lub przynajmniej w sieć rozgałęzień dopływów rzecznych, nietrudno wykreślić wododział i obliczyć dorzecze w jednostkach powierzchni. W ten sposób określone dorzecze stanowić może podstawę do obliczeń ilości spływów, gromadzących się w ciekach.

Jeśli opady wewnątrz większego dorzecza są rozłożone nierównomiernie, a przy tern charakter dorzecza jest rozmaity, należy go wówczas rozłożyć na części mniejsze o charakterze jednolitym i spływ określić oddzielnie dla każdej z nich.

Stwierdzenie zależności spływu od opadów, zwłaszcza w krótszych okresach czasu, jest praktycznie biorąc bardzo trudne do uskutecznienia, to też z licznych prac hydrologów w tym kierunku zdołano zaledwie wyciągnąć pewne wnioski, tyczące się spływu podczas okresów dłuższych, t. j. rocznych, uwydatniając pewne charakterystyczne wodostany, jak np. najwyższy spływ lub najniższy i t. p.

Jeśli nazwiemy:

F — obszar dorzecza w km²,

Q — średni spływ roczny w ms,

H — średni opad roczny w m,

h — średnia wysokość spływu w m,

to

zaś współczynnik spływu wyniesie:

⁰ H

wprawdzie współczynnik spływu rocznego o waha się w znacznych granicach, bo od 4,3% (Nil) do 70,3% (Newa), to jednak średnio dla rzek europejskich przyjąć go można około 30%, a waha się według H. Kellera przy opadach, sięgających do 625 mm od 15% do 44%.

Roczne średnie współczynniki spływu dla różnych rzek naszych wynoszą:

Górna Noteć . 20,5 Dolna Noteć . 34,0 Ossa . . .

Warta . .

Czarna Woda . 36,1 Drwęca . . . 28,6

Średni sekundowy spływ z dorzecza wynosi

H.Fn 31,54

19,9

25,4

Dźwina Niemen Wisła . Odra . Dniestr Dniepr

13,0

33,9

25,5

23,5

35,0

26,3

m³/sek.

jeśli H jest opadem rocznym w m odpowiadającym poszczególnym częściom dorzecza, których obszary = łn w km* i przy uwzględnieniu 31,54 miljonów sekund w roku.

Francius przyjmuje, iż rzeki niemieckie prowadzą z 1 km² dorzecza na sek. w okolicach płaskich przy najniższej wodzie — 0,0016 ms, zaś przy najwyższej — 0,06 do 0,12 m³. W okolicach górzystych — 0,18 do 0,23 m³.

Dla rzek środkowej Europy podaje Tolkmitt (99.62) następujące cyfry, jako średni spływ w litrach na sekundę i km².

1. Dla wód niskich:

a)    dla okolic płaskich albo pagórkowatych z mało przepuszczalnym gruntem ......

b)    dla okolic płaskich i lesistych .    .    .    .

c)    dla okolic górzystych, lesistych i pagórkowatych przepuszczalnych .......

2.    Dla normalnych wód letnich .    .    .    .

3.    Dla wód wysokich i dorzeczy większych ponad

0,5 — 1,2

1,2 — 2,0

1,6 —    2,4

500 km²:

a)    dla okolic płaskich z jeziorami

b)    dla okolic płaskich i pagórkowatych z gruntem przepuszczalnym .......

c)    jak wyżej z gruntem mało przepuszczalnym

d)    dla okolic górzystych bez obnażonych skał Przy meljoracji w Artland (5700 ha) w okręgu Osnabrück (West-

falja) znaleziono następujące spływy sekundowe z km² za lata 1888—1892 (104, 207) :

15

30

40

80

60    — 150

80 — 200

Najwyższa woda zimowa Najwyższa woda letnia Zwykła woda wysoka Średnia woda zimowa Średnia woda letnia Najniższa woda

105 / na sek. i km²

60 „ * 25 „ „ 12 „ „

1‘8 „ „

Liczby powyższe, będąc oparte tylko na statystyce spływów, mają wartość względną, i dają przybliżony obraz rzeczywistości, bez uwzględnienia różnorodnych czynników, mających wpływ na przebieg zjawiska.

Zależność spływu od opadów starano się również ująć w formę wzorów, opartych na obserwacjach. Z wielu podobnych metod podajemy tylko te, których praktyczność w warunkach naszych została stwierdzona.

Do więcej rozpowszechnionych u nas zaliczyć można metodę inż. Iszkowskiego, która bierze w rachunek opady, do ostatecznego jednak rezultatu dochodzi, opierając się na danych statystycznych, bez poprzedniego uwzględnienia wsiąkania i parowania.

Według metody tej:

Qm — 0,03171 CmhF absolutna średnia woda z normalnego roku,

Q₀ = 0,2 v Qm absolutna najniższa woda,

Qx — 0,4 v Qrn najmniejsza normalna woda,

fr IA

Q₂ = 0,7 v Qm średnia normalna woda (zakłady wodne), .

.) jeżeli dorzecze składa się

•nr

$₃ = ChmhF najwyższa wielka woda i Qi = m2 (Ch K F' + C'h h” F" + z działów, które mają różne Ch i h.

We wzorach tych oznacza: F — dorzecze w kilom, kw., h — średni opad roczny w metrach, Q — ilość przepływu w metrach sześć, na sek., Cm, Ch i m — współczynniki, podane w tabl. I, II i III.

TABLICA I. (Wzory Iszkowskiego).

Rodzaj gruntu

IL

Ch

III.

IV.

Bagna i niziny...........

Niziny płaskie...........

Częścią płaszczyzna, częścią pagórki .    .    .

Pagórkowaty niespadzisty teren .    . .    .

Częścią górzysty, częścią pagórkowaty albo

spadzisto-pagórkowaty.......

Teren jak w Ardenach, odnogi większych gór Teren jak Harz, las Turyński, Czeski las,

las Wiedeński i t. d.........

Teren jak Czarny las, Wogezy, Góry olbrzymie, Sudety...........

Wysokie góry mniej spadziste.....

Wysokie góry więcej spadziste.....

P    P    P    P    P    P    P

o\    ^    ^    co    co    to    to

O    üi    O    Ci    O    Cn    O

ira o o ira co o o* cT

O HO O HO <M CO CO

o o o o cf cT o" o"

O lO

o o o o"

0,050

o o o ~o o o

00 05 Ol O O cn

0,082 0,155 0,400 0,100 0,190 0,450

0,120    0,225    0,500

© p O p p. 05 ^ Ol O O

00

o p p co I-o 05 co

o o

r.

o o o ira o o o ira co c- -o o o¹ o

0,800

rs

TABLICA III. (Wzór Iszkowskiego). Współczynnik v.

1.    Dla dorzecza F — 2000 do 20,000 km² 3 4-.

średnie warunki, normalna roślinność, odpływ regularny

v = 1,0 średnio 0,8 v = 1,0 od 0,8 do 0,5 od 0,6 do 0,3 r = 0

-(- 0,25 czyli 25°/o — 0,25 czyli 25°/o

TABLICA II.

Uwaga

COlOIOOOCOOO

rs rs C'i    T<

o O? cT 00 00 I> I> C>T cC cC cC

t-H

8000 3,060 9000 3,038 10,000 3,017 20,000 2,909 30,000 2,801 40,000 2,693 50,000 2,575

4,320 4,145 3,960 3,775 3,613 3,450 3,350

3,082

Współczynnik m należy zastosowy-wać do całego dorzecza F, które się oblicza.

przez jeziora i stawy..............

grunt przepuszczalny v = 0,4 do 0,8........

grunta nieprzepuszczalne: w płaszczyźnie ......

grunta nieprzepuszczalne: pagórki według roślinności .    .

grunta nieprzepuszczalne: góry według roślinności . .    .

grunta nieprzepuszczalne dla małych potoków.....

2.    Do F — 200 kin², t. j. dla małych dorzeczy i dla dobrej

roślinności należy do wartości v jak wyżej, dodać . . . przy małej roślinności — odjąć..........

przy F<50 km².... Ch podane pod IV.,

przy F = 50 do 300.... Ch średnie z wartości podanych pod IV. i pod III., przy F =5000 do 12000 km².... Ch podane pod II. lub średnie z wartości podanych pod II. i pod I.

IV. Dla gruntów kategorji IV. (ziemia zmarzła, nieprzepuszczalna): do F =300 km².... Ch podane pod IV., dalej kategorja IV. nie używa się.

Przykład obliczenia: Całe dorzecze 350 km² składa się:

a) z 200 km² gruntu kategorji II. (średnie warunki) pagórkowatego, nie-spadzistego ; b) z 70 km² gruntu II. kategorji, częścią górzystego, częścią pagórkowatego i c) z 80 km² gruntu III. kategorji, częścią górzystego, częściowo pagórkowatego.

Pod a), F> 150, a mniejsze od 1000, więc Ch należy wziąć średnie

= 0,0975,

z wartości pod II. i pod III., t. j.

pod b) F < 150, zatem Ch jak pod III. dla gruntu częściowo górzystego, częściowo pagórkowatego = 0,155;

pod c), F> 50, a mniejsze od 300, zatem Ch

0,070 + 0,124

=0,278,

0,155 + 0,400

zatem :

najwyższa wielka woda Q₄ = 6,37 (0,0975 X 200 -f- 0,155 X 70 -f--f 0,278 X 80) h,

przypuszczając, że h jest te same dla całego dorzecza, a m = 6,37 dla całego dorzecza 350 km².

Dla przybliżonego obliczenia największych odpływów z małych zlewni i gwałtownych deszczów używany bywa wzór, podany przez R. Weyraucha (104):

Q = 4,2 /Zj . n₂ . ri₃ . m³/sek.

Dla potoków o długości doliny do 10 km, przy założeniu opadu 30 mm w przeciągu 1 godziny, z którego 50% odpływa, wynosi spływ z 1 km²: Q = 4,2 /n³/sek. Dla tych założeń największy spływ z 1 km2 stanowi :

przyczem współczynniki wstawić należy według następujących tabel:

Długość doliny: O —2 km

Zalesienie:

O O O O O o O o M. O} ÜT OT 05 05 % 00 co OWCOWOOÜ1WO

Bez lasów XU cz. zalesiona V2 cz. zalesiona % cz. zalesione Cała zlewnia zalesiona

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

Przepuszczalność:    n₄

1,0

0,80

Teren płaski

Poza wyżej podanemi, są w zastosowaniu i inne wzory, jak Kös tli na, dla obliczenia w. wód zwłaszcza dla przepustów mostowych (87, 33), Lauterburga, Kresnika (104, 211) i inne, dające możność określenia wyłącznie wód wysokich, zresztą w sposób dła kraju naszego niepewny, bowiem nie są oparte na obserwacjach hydrologicznych krajów nizinnych.

Jak dalece różne czynniki miejscowe wywierają wpływ na ilość wody spływającej w okresach charakterystycznych, świadczą niżej podane notowania, tyczące się różnych rzek.

Odpływ sekundowy w litr. na km² dla dorzeczy:

W. N. W. S. W. W.

Niemien

Wisła

Odra

Elba

^ oo co CO^

rH (NJ t-H tH

tH

CO W CO cT co ^

to to ^ K

OO OO i—*■ i—*■

O 00 to to

F'"- <

F    •• • * • •    * » * / ^

MhfSTWĄ

°VSZCZ/U /TA

Rys. 17.

Charakterystyka wód płynących. Wszystkie wody, będące na powierzchni ziemi dzielą się na dwie klasy: mianowicie wodozbiory wód stojących i cieki wodne. Do pierwszej należą morza, jeziora, stawy, do drugich — rzeki, potoki lub kanały sztuczne. Cieki naturalne żłobią sobie łożysko w gruncie siłą energji swego prądu, dla sztucznych, człowiek przygotowuje koryto. Cieki naturalne czerpią swą wodę ze spływów powierzchniowych i wód gruntowych, a obszar, z którego rzeka wraz ze swemi dopływami czerpie wodę, zwiemy jej dorzeczem lub zlewnią (str. 55). Nie zawsze zlewnia wód powierzchniowych jest identyczną ze zlewnią wód gruntowych. Pierwsza, t. zw. orograficzna zlewnia zależna jest od rzeźby powierzchni terenu, druga od układu i nachyleń warstw nieprzepuszczalnych. Rys. 17 tłumaczy jasno różnicę omawianą tych dwóch zlewni. Dodać jednak należy, iż naogół ograniczamy się do określenia tylko dorzecza

orograficznego, które, posiadając mapy zaopatrzone w warstwice, nie trudno określić, jeśli odszukamy na niej grzbiety wododziałowe, dzielące zawsze obok siebie położone zlewnie dwóch rzek.

Ukształtowanie łożyska rzeki, jak i jej ustosunkowań wodnych, zależy w pierwszej linji od charakteru jej dorzecza, a przedewszystkiem wielkości jego, kształtu, warunków orograficznych, klimatycznych, geologicznych, pokrycia roślinnego i t. p.

Zmienna ilość wody spływająca z dorzecza powoduje różnorodne wodostany w rzece, określane zapomocą wodowskazów.

Rozróżniamy w stosunku do każdego wodowskazu:

a)    wodę niską (N. W.),

b)    wodę wysoką (W. W.),

c)    wodę średnią (W. S.),

d)    wodę najniższą (N. N. W),

e)    wodę najwyższą (W. W. W).

5ro,

MOOOW5KAZ : Franaeurt "/odro,

ZLEWNI r 53580    ; zero wooowiK /8. s/e "/*.

Zo

IV1

l\

lo

O-o

ID

ir

Y1

rn

MD

u nr

5mo-

4o

WOZONSKAZ ■ MAGOEBURG "/eLBĄ ,

ZLEWNIA 9A9A! KLl. ; ZERO WOCOWSK. 4o S6/ /V

3c

Ze

\J

I(

Ooil

ID

nr

MI

MI

MD

IX

xi Air

4™o

MÜHLÛORP 7J

Zlewnia IZASArl¹.; zero wodonsk.

WODOWSKAZ :

NNEt*

2i

v\

i o,

-lot

ÏÏ

ID

TT

YK M IX

XI XD -

¹

) Zeitschrift i. Gewässerkunde. VII, Str. 354.

²

Dla gruntu kateg. I. (ziemia uprawna, przepuszczalna, zarosła) przyjmuje się w tabl. I.: przy F> 4000 km*.... Ch podane pod I.,

przy i⁷ =1000 do 4000 km²... Ch średnie z wartości podanych pod I. i pod IL,

przy F < 1000 km².... Ch podane pod II.

³

   Dla gruntu kategorji II. (warunki średnie): przy F> 1000 km².... Ch podane pod II.,

przy F= 150 do 1000 km².... Ch średnie z wartości podanych pod H. i pod III.,

przy Z⁷<150 km².... Ch podane pod III.

⁴

   Dla gruntu kategorji III. (ziemia mało przepuszczalna, mała ro

ślinność) :

przy .F=300 do 5000 km².... Ch podane pod III.,

bl

?s

<o

2‘s -

Suma cza sow TR^tar/a

s m oz & ytSAsoao/* a h y iç

C 2 A 5 rrt w a mi»

Sum» C7»sów TÇtv/tmn

SAi oz    Sm o a o ai

a a/ t/xç

Czas jrwan/a

Suma czasów Trwan/À

1s- :

+ 295 + 285 + 275 + 265 + 255 + 245 + 235 + 225 + 215

0'l

Ol

18

1-6

13

ro

0'9

27

43

56

66

7S

87

ID o

+ 115

14 o

' + 95 + 85 + 75 + 65 + 55

+ 45 + 55

+ 25

+ 15

l-ł

0-5-

STS2Y

W, .1 . .

Om', 5,tEO',,    +/OOV

'"»4

»—*- Dni

100

200

500

Rys. 19.

Przebieg wahań obrazuje najdogodniej wykres stanów wód, w którym na osi odciętych oznaczone są dnie w roku, zaś na osi rzędnych, wysokości stanu wody. Jako przykład pouczający podajemy tu wykresy stanów wód Odry, Elby i Innu, wykazujące różnicę przebiegu stanów tych w rzekach nizinnych i górskich (rys. 18). Gdy więc Elba posiada W W w miesiącach wiosennych, zaś najniższą wodę w lecie i jesieni, Inn posiada w lecie najwyższe wody, zimą zaś najniższe.

Ogólnie wziąwszy, rzeki górskie charakteryzują gwałtowne wezbrania i niemniej szybkie opadania wód. Wezbrania rzek nizinnych są długotrwałe, podnoszenia wód powolne i szybkość postępu fali wezbrania powolniejsza, niż rzek górskich. Przebieg stanów wód zależny jest zresztą również od tego, czy zasilane są one przedewszystkiem opadami deszczo-wemi, częściowo zaś z topnienia śniegów zimowych, czy też wodą pochodzącą z lodowców, topniejących w okresie letnim.

Wobec zmienności czynników, wpływających na chwilowe stany, miarodajnemi mogą być tylko obserwacje zebrane z szeregu lat i dające możność wypośrodkowania przeciętnych stanów, odpowiadających pewnym momentom.

Na podstawie zapisków wodowskazowych określić można długość czasów trwania poszczególnych stanów na wodowskazie. Wystarczy tu zliczyć ilość dni w roku, posiadających te same odczyty, podzielone na grupy, a więc w granicach 10 lub 20 cm.

Wykreślnie da się to uwydatnić, jak na rys. 19, w którym na osi pionowej oznaczono wodowskaz, zaś na osi poziomej podziałkę, odpowiadającą ilości dni w roku. Krzywa czasów trwania (Die Häufigkeitskurve) wodostanów pozwala na łatwe oznaczenie liczby dni, w których pewien stan wodowskazu był w roku odczytywany, lub inaczej, jak długo w roku trwał ten wodostan.

Pragnąc określić czas, w ciągu którego zwierciadło wody było powyżej, wzgl. poniżej określonego wodostanu na wodowskazie, wystarczy zsumować czas trwania od tego stanu, aż do najwyższego, wykreślając krzywą sum czasów trwania (Die Dauerlinie). Z wykresu rys. 19 oznaczyć możemy, że najdłużej w roku trwał wodostan: 0,45 bo 44,5 dni. Wodostan taki lub wyższy trwał 223,5 dni. Ponieważ przy budowie zakładów wodnych przyjmuje się wodostan, który trwa conajmniej 260 dni w roku, należałoby według wykresu naszego przyjąć: 0,4. Będzie to wodostan powtarzający się w roku około 40 dni. Niższa woda będzie 106 dni w roku.

Poza stanami zwierciadła wody, spływającej rzeką interesować może również jej ilośćT^tub wydajność rzeki. Pod ilością wody rzeki rozumiemy objętość jej Q, przepływującą przez określony przekrój w 1 sekundę, i mierzona w m³.

Ilość wody pozostaje w pewnym stosunku z wysokością zwierciadła czyli stanem jej. Jest to jasne, bowiem ilość wody Q jest iloczynem z przekroju rzeki na prędkość ruchu

Q = F.u

Ponieważ przy wyższych wodostanach przekrój jest większy, a i prędkość w tych wypadkach się zwiększa, to i ilość przepływającej wody musi się zwiększać wraz z podwyższaniem się wodostanu i odwrotnie. Pomiar bezpośredni uskutecznia się przez określenie wielkości przekroju i prędkości przepływu.

Posiadając zmierzone ilości wody przepływając przy różnych stanach wód, można wykreślną metodą z dostateczną dokładnością określić ilość jej, odpływającą przy każdym innym stanie. Jeśli odłożymy na osiach współrzędnych (rys. 20) stany wód jako rzędne i ilości wód, odpowiadających im jako odcięte, to otrzymamy szereg punktów, przez które da się wykreślić krzywa wydajności, zw. również krzywą konsumcyjną (Mengenlinie), z której dla każdego dowolnego wodostanu odczytać bę-

05

Woda.

•i

-s

iJ

JK

ZK

-T5

X>v

,514

. fi

k,

-5£

'rx

-05^

5-

ZZł]

Vüï

MYsfir~lE

~s 7 i 4 5 -«— ivy&Aj mość

'?

14

15

16

17

18

19

2o

2/

22

PĄ2Dl/EFtNIH

Rys. 20.

dziemy mogli bezpośrednio odpowiadającą mu ilość wody. Należy jednak zaznaczyć, że: a) krzywa konsumcyjna jest miarodajną tylko pomiędzy granicami, dla których ilości wody zostały istotnie pomierzone, b) jest

ona miarodajną tylko do czasu, gdy w przekroju pomiarowym nie zajdą jakiekolwiek zmiany (pogłębienie, rozszerzenie i t. p.).

Jeśli na prostokątnych osiach współrzędnych odkładać będziemy czas, jako odcięte, zaś wysokości wodowskazu, jako rzędne, to otrzymamy już omówioną poprzednią krzywą stanów wód. Jeśli jednak przy pomocy poprzednio opisanego wykresu dla krzywej konsumcyjnej odłożymy jako rzędne ilości wody odpowiadającej każdemu stanowi, to otrzymamy szereg punktów, pozwalających wykreślić krzywą przepływu (Abfluslinie) (rys. 20).

•v

*■

T,

OA"

-SZ&Uzosę,

Rys. 21.

Q== S m n

Pole OCDT przedstawi nam całkowitą ilość wody, która przepłynęła przez rozpatrywany przekrój w danym okresie czasu.

Jeśli odcięte zostały odłożone w skali 1 : n, a rzędne w skali m, to całkowitą ilość odpływu w czasie T otrzymamy przez splanimetrowanie pola OCDT—S (rys. 20).

Z pomocą krzywej konsumcyjnej oraz krzywej całkowej czasów trwania, odnaleźć można krzywę sum czasów trwania wydatków.

Pole ograniczone tą linją i obiema końcowemi rzędnemi przedstawia całkowitą ilość wody, która odpływa w czasie, oznaczonym przez odcięte (rys. 21).

Łożyska rzek, o ile nie są wzmocnione środkami sztucznemi, podlegają ciągłym zmianom. Siły, które tu są czynne i wpływają na przekształcenia zarówno spadku rzeki jak i jej przekrojów poprzecznych wypływają z energji wody płynącej i przeciwstawiającym się jej oporom gruntu, w którym wrzyna się koryto. Im jest większa ilość wody płynącej i jej prędkość, tern więcej nadwyrężane są brzegi i dno. Z tego powodu wezbrane wody wywołują najgwałtowniejsze zmiany koryt. Przy zmniejszającej się wodzie, unoszone cząsteczki opadają na dno, wywołując jego podnoszenie i zarazem zmniejszenie spadku. Pod wpływem naprzemian występujących zjawisk erozji i namulania, rzeka częstokroć zbacza z pierwotnie prostego kierunku, wydłuża w ten sposób swój bieg, dąży jednak do wyrównania spadku i do ustalenia pewnej równowagi biegu. Jednakże mała nawet przeszkoda po jednej lub drugiej stronie koryta, powodować mogą zboczenia strugi wody, wywołujące podrywanie brzegu przeciwległego. Tak powstają nowe zakola z przypadkowych często powodów, a istniejące, powiększają się, ponieważ prąd podmywa stale brzeg wklęsły, odkładając rumowisko na brzegu wypukłym. Im dłuższe stają się sąsiadujące ze sobą zakola, tem staje się węższy przesmyk dzielący je, aż wreszcie następuje jego przerwanie i rzeka znów prostuje swój bieg. W ten sposób rzeka naprzemian kurczy się i wydłuża, przesuwa swoje skręty po powierzchni doliny bądź nieznacznie, powoli, bądź też gwałtownie. W okolicach nizinnych, namulonych, wykształcenie się cieków jest zwykle zakończone i zachodzą tylko drobne zmiany, natomiast w okolicach górskich proces wyrównania postępuje, wywołując znaczne zmiany łożyska. Potoki górskie, w których prędkość przepływu wody jest bardzo znaczna, mają dążność do pogłębiania stopniowego swego koryta i unoszenia materjału erodowanego, jednak siła wody słabnie ze zmniejszającym się spadkiem. Z drugiej strony i ilość przepływającej wody może ulegać znacznym wahaniom, to też stan równowagi, przy którym nie byłoby dno nadwyrężane, ani też rumowisko

odkładane, nie może być trwały. Można więc tu mówić zaledwie o względnym stanie równowagi. Jedynie przez zupełne obudowanie górskich potoków i umocnienie brzegów rzek nizinnych, możnaby ilość rumowiska tak dalece zmniejszyć, że zostałoby przerwane stałe podnoszenie nizin przyległych wskutek namulania, zwłaszcza w bliskości brzegów. Staje się to częstokroć powodem wynoszenia koryta ponad przyległą nizinę, powodującego stałe jej zabagnianie.

Jako miarę charakteru każdej rzeki przyjąć można pojęcie rozwinięcia jej biegu, przez które rozumie się stosunek długości koryta do długości jego doliny, wyrażony zazwyczaj w %.

U.

^Łi-U- h ■'U.

Jjx-iAu 4tło t -AxaaH 'ttoi

■f djH fyi dû 7-

-Ccćk.

u %4ii'

-VJ ł

,/

LCUls1

Ca OyUvOj^.

fH/yi t (yi^d-vj    Ą■

Ol. -O

!vL

' ,c

JJ^LOLUJJJ

JiAUjl

lA

A.Q

V«

’ Ayi

xj

-O

Qpt^!sMyi

dCi h

<^ir <L J

<J fcjy- 04-0cot,<U^

■W o+i-t

Cer:

'0 /Ï

4" i i_.(3

'U/ć    MA&stO-C -4

^uf^jyfloct ii,

/

ZLU-&Ą- U 'Z O^LU AASlĄ CA^OOU

l    . . I

^) /». . bbć OjUSiAJ. jy

M/J

hL

a-J

tfw ytstsisI

JcU^UyO-

/V

ViUa,<7

IL

OSUSZANIE GRUNTÓW

A. Przyczyny zabagnienia i środki jego

zwalczania.

Znamiona nadmiaru wilgoci. Rośliny uprawne dla prawidłowego rozwoju swego wymagają pewnego stopnia wilgotności gleby, na której rosną, Zarówno zbyt mała, jak i zbyt wielka ilość wody, zawartej w niej, czyni wszelkie zabiegi rolnicze, jak: uprawa, nawożenie i t. p. chybione. Jeśli więc pożądane jest z jednej strony, aby wilgotność gleby nie była niższą ponad pewne minimum, zależne zarówno od jej jakości, jak i wymagań różnych rodzajów roślin, to nadmiar wilgoci może urodzajność najlepszej gleby zniweczyć. Pomijając bowiem obniżenie temperatury gruntu, nadmiar wilgoci powstrzymuje przystęp do wnętrza gleby powietrza, potrzebnego roślinom do życia, wpływa ujemnie na wszelkie procesy chemiczne i biologiczne, sprzyjające rozwojowi roślin, powstrzymuje procesy oksydacyjne, rozwój drobnoustrojów, bez których rozkład próchnicy i wyzyskania nawozu stają się niemożliwe i t. p.

Jeśli zabagnienie jest znaczne, to staje się ono widoczne na oko. Woda zazwyczaj cały rok, lub większą jego część stoi na powierzchni gruntu, a roślinność zjawia się wyłącznie bagienna, jak Calluna vulgaris, Ledum pallustre, Cyperus, Eriophorum polystahyum, Calamagrostis, lun-cus, mchy i t. p., glebę stanowi w tych warunkach zazwyczaj torf w różnych jego postaciach.

Rolniczo, grunta takie są bezużyteczne, nie dają się bowiem uprawiać, a roślinyj kulturalne na nich nie udają się. Tylko pewne gatunki drzew mogą na takich trzęsawiskach rosnąć i to w stanie karłowatym. Wskutek utrudnionej komunikacji, zgubnych dla zdrowia ludzkiego warunków higjenicznych (febry, kołtun, reumatyzmy), miejscowości zabagnione stanowią niezaludnione puszcze jak rozległe błota Pińskie, lub Szeroka-Biel i inne w dorzeczu Narwi, Niemna, nie dające się wyzyskać ekonomicznie.

Niezawsze jednak zabagnienie jest tak znaczne, aby na pierwszy rzut oka było łatwo widoczne. Wtedy stwierdzić je można z oznak zewnętrznych, jako to:

1)    opóźnianie się roślin w rozwoju swoim na wiosnę;

2)    częste wymarzanie roślin gospodarczych;

3)    ciemne plamy miejsc wilgotnych na polach ornych, widoczne zwłaszcza przy uprawie wiosennej;

4)    trudne obsychanie gruntów takich na wiosnę, co powoduje późną ich uprawę;

5)    ciemniejsza barwa roślinności łąkowej na wiosnę;

6)    charakterystyczne chwasty, właściwe zbyt wilgotnym polom

i łąkom.

Najniezawodniejszą jednak i bezpośrednią oznaką zabagnienia gruntu jest wysoki stan wód gruntowych, który stwierdzić łatwo przez obserwację poziomu wód w pobliskich rowach, studniach, jeziorach, lub w studzienkach obserwacyjnych, w tym celu wykopanych.

Rzeczą jest zrozumiałą, iż, pragnąc wywnioskować w ten lub inny sposób o potrzebie osuszania, należy czynić obserwacje w czasie ku temu odpowiednim, a zatem nie podczas anormalnych susz, lub pory deszczowej, jak również roztopów wiosennych.

Co się tyczy najkorzystniejszego stanu wody gruntowej z punktu widzenia rolniczego, to przedewszystkiem zauważyć należy, że normy ścisłe w tym względzie trudno określić; zależne jest to bowiem od wielu czynników, a przedewszystkiem, jakości gruntu, oraz roślin na gruncie tym uprawianych.

Ogólnie przyjąć można, że na gruntach średnio zwięzłych i dla uprawy zwykłych roślin zbożowych oraz okopowych, poziom wód gruntowych w klimacie naszym nie powinien przekraczać głębokości 0,75 do 1,25 m, na łąkach 0,5 do 0,75 m, zaś dla ogrodów owocowych 1 do 1,7 m. Grunta zwięzłe, które odznaczają się większą włoskowato-ścią, zarówno jak położone w okolicach, obfitujących w częste opady podczas okresu wegetacyjnego, mogą być głębiej osuszane niż grunta luźne. Stosuje się to również do gruntów, posiadających mniejsze lub większe spadki naturalne.

Szczególniejszą trudność przedstawia unormowanie osuszenia właściwych ziem bagiennych, jakiemi są torfy i mursze. Tu głębokość odwodnienia i stopień osuszenia musi być zastosowany zarówno do rodzaju gruntu, stopnia jego rozłożenia, głębokości warstwy torfowej, jak i rodzaju zużytkowania następnego na łąki, pola i t. p.

Przyczyny zabagnienia gruntów. Grunt zostaje zabagniony wskutek zbierania się w obrębie zabagnienia nadmiaru wody, nie posiadającej dostatecznego odpływu naturalnego.

Woda ta pochodzić może bezpośrednio z opadów i nazywa się wtedy własną, lub też napływać może z miejscowości wyżej położonych i zwiemy ją obcą. Jakiegokolwiek pochodzenia będzie woda za-bagniająca i jakiemikolwiek drogami dostaje się na teren zabagniony, część jej przesiąka do głębszych warstw gruntu i stanowi wodę gruntową, zaś część jej pozostaje na powierzchni, stanowiąc wodę powierzchniową. Nadmiar wód tych, połączony z brakiem odpływu ich, bądź drogami naziemnemi, bądź przez wsiąkanie, powoduje zabagnienie szkodliwe zarówno pod względem rolniczym, jak i każdym innym.

Zabagnienie powstaje więc zawsze wskutek miejscowych właściwości terenu, jak:

1.    Zwężenie koryt istniejących odpływów naturalnych (rzeki, rowy i t. p.), lub spiętrzenie w nich wody przez zapory sztuczne lub naturalne, jak: jazy młyńskie, namuliska, zarośnięcie roślinami wodnemi i t. p.

2.    Zbyt mały spadek terenu, niepozwalający wodzie powierzchniowej spływać dość szybko do pobliskich wodozbiorów.

Zauważyć należy, że porost terenu w tym wypadku odgrywa ważną rolę, tamując bardzo dotkliwie ruch swobodny wody.

3.    Naturalne kotliny bez ujścia, lub przegrodzenie ich sztuczne, np. nasypami kolejowymi, bez uwzględnienia drogi dla odpływu wód powierzchniowych.

4.    Trudno przepuszczalne i płytko leżące podglebie, tamujące przesiąkanie wody do warstw głębszych.

5.    Wody źródlane, wytryskające z głębszych warstw lub stoków, graniczących z kotlinami.

6.    Właściwości niektórych gruntów, zwłaszcza torfiastych, pochłaniania znacznych ilości wody i trudnego jej oddawania.

Zasady ogólne odwodnienia gruntów. Zasady odwodnienia gruntów wypływają z przyczyn, powodujących zabagnienia, i dążą do usunięcia ich możliwie prostymi środkami technicznymi.

W zasadzie więc dążymy: a) do ujęcia wód obcych i odprowadzenia ich, ile możności oddzielnie, poza zabagnione obszary; b) do odprowadzenia z odwadnianego obszaru nadmiaru wód własnych, zbierających się w kotlinach, przez zbudowanie sieci rowów lub kanałów krytych, z ujściem do ogólnego odbiornika wody w postaci pobliskiej rzeki, strumienia, lub większego kanału. Jeśli wskutek miejscowych warunków (zbyt wysoki stan wody w odbiorniku i trudność jego uregulowania), woda odwadnianego obszaru nie jest w możności spływać w sposób naturalny, wtedy odwodnienie polegać musi na usunięciu nadmiaru wody przez wyczerpanie jej mechaniczne. W tym wypadku ustrój ogólny urządzeń odwadniających, za wyjątkiem urządzeń mechanicznych, przeznaczonych do pompowania wody, niewiele różni się od stosowanego przy odwodnieniach naturalnych.

We wszystkich wspomnianych wyże] wypadkach wykonanie odwodnienia polega na:

1.    Zabezpieczeniu spływu wody szkodliwej:

a)    drogą naturalną, przez budowę, resp. uregulowanie odbiorników, odprowadzających wodę do miejscowości niżej położonych;

b)    drogą sztuczną, przez przelewanie wody w celu ominięcia zapór, stojących na drodze wolnego jej spływu, lub przez podwyższenie poziomu osuszanego obszaru (kolmatacja).

2.    Osuszaniu powierzchni, resp. mniej lub więcej systematycznem obniżeniu poziomu wód gruntowych, zapomocą stosownych urządzeń wewnętrznych, jak:

a)    rowy otwarte;

b)    rowy kryte (dreny);

c)    plantacje roślin odpowiednich.

3.    Ochronie od napływu wód szkodliwych:

a)    przez uregulowanie odbiorników;

b)    owałowanie dla zabezpieczenia od wód powodziowych;

c)    uchwycenie wód napływających z wyższych terenów.

Wszystkie te sposoby, zależnie od warunków miejscowych, mogą

być kombinowane i uzupełniać się wzajemnie.

Z powyższego widzimy, że odwodnienie ogólne miejscowości zabezpiecza się budową nowych, lub uregulowaniem starych odpływów naziemnych, zaś odwodnienie szczegółowe terenu może być osiągnięte w różny sposób. Praktycznie biorąc, mamy do wyboru rowy otwarte i dreny. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę, że dreny, ze względu na swój mały przekrój i umieszczenie podziemne, zdolne są przeprowadzać tylko małe stosunkowo ilości wody, to pojmiemy, że wybór ten tyczyć się może wypadków odwadniania niewielkich stosunkowo obszarów. Dreny więc mogą tylko służyć jako pomocniczy środek odwadniania, nie wykluczający w zasadzie kanałów i rowów otwartych, które służą wtedy jako odbiorniki.

Za stosowaniem rowów przy osuszeniach szczegółowych przemawiać mogą następujące względy :

1. Jeśli chodzi o odwodnienie, polegające na odprowadzeniu możliwie szybkiem znacznych mas wód powierzchniowych, zmiennych co do swej ilości, a zwłaszcza wylewów pochodzących z roztopów wiosennych i t. p.

Dreny, z natury swego działania, nie nadają się do szybkiego odprowadzenia wód, zwłaszcza powierzchniowych, które przy zwięzłym lub zmarzniętym gruncie mogą czas dłuższy stać na powierzchni, zanim przesiąkną do drenów.

2.    Jeśli nie zależy na zbyt równomiernem i głębokiem osuszeniu. Z tego względu rowy częściej stosowane są na łąkach, niż dreny.

3.    Gdy chodzi o urządzenie mniej kosztowne.

4.    Przy małych spadkach terenu.

Do osuszenia ziem uprawnych jedynie racjonalną jest kombinacja drenów z rowami otwartemi, gdzie te ostatnie, jak to wyżej powiedzieliśmy, odgrywają głównie rolę odbiorników.

W dalszym ciągu tej części niniejszego dzieła zajmiemy się wyłącznie odwodnieniem gruntów zapomocą kanałów otwartych.

B. Budowa odpływów naturalnych i sztucznych.

Rzeki, jako przyczyna zabagnień. Jak to już wyżej było wspomniane, służą rzeki odpływem naturalnym dla wód spływających z powierzchni a zatem i z odwodnień gruntów. Nie zawsze jednak są one do tego przystosowane, zwłaszcza w krajach nizinnych. Wraz ze zmniejszającym się ku ujściu ogólnym nachyleniem terenu, zmniejsza się i spadek wyrównany rzeki (60, 31), zaś zwiększa skłonność do tworzenia zakrętów, rozwidleń i wielu ramion, przecinających nizinę nieregularnie. Zwłaszcza rzeki mniejsze wykazują znaczne rozwinięcie ich biegu. Wszystkie te zjawiska pociągają za sobą zmniejszanie się prędkości przepływu, powolne zamulanie koryta, wreszcie zarastanie jego szuwarami, powstrzymujące bieg wody, zaś sprzyjające podwyższaniu się zwierciadła i wreszcie częstemu występowaniu wody z brzegów, podczas którego rumowisko osiada w bliskości, powoli namulając pas przybrzeżny.

W ten sposób widzimy zjawisko częste, iż rzeczki mniejsze płyną w korytach, wyniesionych ponad poziom przyległej niziny, co uniemożliwia naturalny spływ do nich wód powierzchownych, nie mówiąc o spiętrzaniu okolicznych wód gruntowych.

Aby osiągnąć pożądaną zdolność odprowadzenia wód przez tego rodzaju rzeki, należy je oczyszczać perjodycznie z osiadłego rumowiska i namułów, jak również trzebić rozwijające się w nich rośliny. Gdy jednak rzeka wskutek długoletnich przeobrażeń tak dalece nie odpowiada warunkom odprowadzania swych wód, resp. przyjęcia wód, pochodzących z odwodnienia, że dorywcze roboty nie mogą osiągnąć celu, nie pozostaje nic innego, jak przystąpienie do przebudowy jej łożyska, czyli regulacji.

Cele ogólne i podstawy regulacji rzek. Najważniejszym celem regulacji rzek jest ułatwienie odpływu (60,86), co osiąga się przez wytworzenie korzystnego profilu przepływu. Ponieważ stany wód każdej rzeki są zmienne, więc ograniczać tu się jest zmuszonym do ustalenia normalnych przekrojów poprzecznych, obliczonych na podstawie dat hydrometrycznych, jak objętości przepływu, spadków i t. p.

Przy regulacji rzek większych ograniczamy się do utrwalenia normalnej szerokości koryta zapomocą tam poprzecznych i podłużnych, pozostawiając rzece samej oczyszczenie łożyska, resp. pogłębienie go, a również zamulanie odciętych ramion bocznych lub części serpentyn.

Dla rzek mniejszych i strumieni zdziczałych wykonywa się łożysko, kopiąc je całkowicie w ostatecznym kształcie, który pragniemy otrzymać.

Ze względów rolniczych w celu zabezpieczenia ziem uprawnych od strat wskutek obrywania brzegów muszą one być|ubezpieczone, zaś przez budowę wałów ochronnych, zabezpieczone od zalewów wodami wielkiemi, nietylko sprzyjającemi zabagnieniom, lecz i zamulającemi je rumowiskiem.

Ponieważ na wydajność ziem przybrzeżnych w znacznym stopniu wpływa stan zwierciadła wody, resp. poziom dna, w zadaniach regulacji leżeć musi częstokroć pogłębianie łożyska, pociągające za sobą i obniżenie poziomu wód gruntowych. Wywołać to może ujemne skutki, polegające na zmniejszeniu wydajności pobliskich studzien (60, 253).

Odwrotnie do pogłębiania koryta, może być przedsięwzięte podwyższanie jego dna przez wbudowanie progów poprzecznych.

Zauważyć wreszcie należy, że poza poprawą warunków kultury rolnej, regulacje, zwłaszsza większych rzek, mogą mieć i inne cele (przemysłowe, komunikacyjne) dla osiągnięcia których stosuje się różne środki, wychodząc jednak zawsze z założenia, że każda rzeka posiada pewien charakter indywidualny, który winien być zachowany. Podstawy postępowania opierają się na empirycznych wskazaniach, otrzymanych z długoletnich obserwacyj rzek regulowanych.

Oznaczenia stanu normalnego i normalnej objętości przepływu. Ponieważ stany wód w każdej rzece są zmienne i wahają się w znacznych granicach, sprawą pierwszorzędnej wagi jest wybór takiego stanu, który byłby najwłaściwszym dla danej regulacji, a który zwiemy normalnym. Decydują tu różne czynniki, jak charakter rzeki, zmienność stanów wód, ilość prowadzonego rumowiska i wreszcie cel regulacji (60, 94). W rzekach większych i obfitujących w rumowisko zasadniczym postulatem jest, aby materjał doprowadzony z góry mógł być przez rzekę również odprowadzony. W rzekach nizinnych, bagiennych sprawa ta okazuje się drugorzędną, w każdym razie dążyć należy do obrania takiego normalnego stanu wody, przy którym nastąpić może wykształcenie się korzystne łożyska, zarówno w przekrojach poprzecznych, jak i w podłużnym.

Naogół mówimy o regulacji na małą, średnią lub wielką wodę. Jeśli dla celów żeglugi regulacja na wodę niską jest zazwyczaj najpo-żądańszą, to dla celów meljoracyjnych i zwłaszcza związanych z odwodnieniem, najwłaściwszą będzie regulacja na stan średni lub wysoki.

Niektórzy hydrotechnicy zalecają przyjmowanie za stan normalny, najdłużej trwający w ciągu roku. Prof. Matakiewicz zaleca przyjmowanie za normalny stan dla regulacji taki, który wraz z wyższemi stanami trwa najdłużej, bądź w ciągu roku bądź w ciągu pewnego okresu lat Wogóle zasadniczo za miarodajny przyjmuje się stan wody, który ma największy wpływ na ukszłałtowanie się koryta. Jednakże przy regulacji rzek mniejszych, zwłaszcza o wybitnie nizinnym charakterze, gdzie doraźne względy meljoracyjne, jak np. odwodnienie, odgrywa rolę dominującą, tam okazuje się właściwszem przystosowywać się do wodostanów, odpowiadających pewnym okresom szczególniej ważnym, np. okresowi wegetacyjnemu. W innych wypadkach, gdzie np. chodzi o ochronę od zalewu wielkiemi wodami, tam ten wodostan przyjąć należy za normalny.

Wychodząc z tego założenia przy regulacjach, związanych z odwodnieniami, za normalny stan przyjmują najczęściej ten, jaki trwa najdłużej w okresie wegetacyjnym. Jednakże nie wydaje się to być słuszne, jeśli okres wód wielkich przesunięty jest poza okres wegetacyjny, bowiem podtapianie gruntów w porze zimowej, lub wczesnej wiosny pozornie tylko nie wyrządza szkód, jednak istotnie hamuje przewietrzanie gruntu i wszystkie procesy biologiczno-chemiczne, do których dąży meljoracja. W tych wypadkach należałoby raczej przeprowadzać regulację na wodę wysoką, zabezpieczając równocześnie sztuczne spiętrzanie wody podczas tych okresów wód niskich, w których zjawiałaby się groźba przesuszenia terenu.

Naogół, jak widzimy, wybór stanu normalnego nie jest łatwy, do obrania go trzeba wiele doświadczenia i znajomości skutków regulacji podobnych rzek. Wyznaczenie normalnego stanu oprzeć się winno na obserwacji szeregu lat, co nie zawsze da się uskutecznić, zwłaszcza u nas, gdzie wodowskazowych obserwacyj na większości rzek mniejszych nie czyniono.

Sprawa jest o tyle ważną, że jedynie na podstawie systematycznie prowadzonych obserwacyj wodowskazowych i pomiarów hydrometrycz-nych daje się wykreślić krzywą wydajności (konsumcyjną) rzeki, a na jej zasadzie wyznaczyć normalną objętość wody (normalną wydajność) t. j. tę, która odpowiada stanowi wody, obranemu przez nas za normalny dla regulacji.

Jeśli jednak nie posiadamy tych danych, to oznaczamy wydajności na podstawie teoretycznych obliczeń, wychodząc z pomiaru przekroju i spadku rzeki, lub też opadów i wielkości dorzecza.

Wybór trasy regulacyjnej. W naturze, jak to na swojem miejscu mówiliśmy, tworzy każda rzeka długi szereg nieregularnych skrętów, które pod wpływem rozmywającej siły wody przenoszą się i posiadają dążność do powiększania się. Nurt biegnie w bliskości brzegu wklęsłego, gdy na brzegach wypukłych tworzą się odmiały. Regulacja, ogólnie wziąwszy, dąży do nadania trasie regularnych kształtów, złożonych z odcinków prostych oraz łuków po sobie następujących.

Dłuższych odcinków prostych należy zasadniczo unikać, jednak są one dopuszczalne:

1)    jeśli już naturalny bieg rzeki jest prosty, a rzeka w tym biegu utrzymuje się dobrze,

2)    jeśli bieg przez zastosowanie trasy prostej nie dozna znacznego skrócenia,

3) jeśli spadek naturalny na partji prostolinijnej zgadza się ze spadkiem wyrównanym.

Wszelkie natomiast prostowanie biegu, powodujące zwiększenie spadku i burzące przez to naturalny układ rzeki, należy uważać za

\.

\v

,/

Rys. 22.    .

szkodliwe. Trasa składa się z łuków i krótkich odcinków prostych, wstawionych między nimi (rys. 22). Niekiedy łuki kołowe o różnych promieniach przechodzą w t. zw. krzywe koszowe.

Co do minimalnych i maksymalnych promieni łuków (przyjmując za miarę promień łuku wklęsłego) to nie sposób tu dać ściślejsze wskazówki, zwłaszcza gdy się ma na oku regulację meljoracyjną rzek mniejszych. Reguła o stosowaniu r = od sześciokrotnej do cztero i pół krotnej szerokości zwierciadła wody da się zastosować tylko dla rzek wielkich, jak np. Wisła.

Wogóle należy przyjąć za zasadę dążenia do jaknajwiększego dostosowywania się do naturalnych istniejących krzywizn, za wyjątkiem wypadków, gdzie zdziczałe koryto pod wpływem zewnętrznych przyczyn przybrało kierunki, nie dające się niczem usprawiedliwić. Zwłaszcza w rzekach bagiennych, gdzie drobna przyczyna (np. zwalony pień drzewa lub większy głaz) powoduje gwałtowną zmianę kierunku i dalsze tworzenie niezliczonych skrętów, ramion i t. p., nie należy zbyt krępować się niemi.

W podobnych wypadkach, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z rzeczkami niewielkiemi, liczyć nie możemy na samodzielne wytworzenie się łożyska jedynie przez obudowanie brzegów, przytem gdy zarośnięcie istniejącego koryta czyni je trudno dostępnem, okazuje się częstokroć korzystnem zarzucenie zupełne istniejącego łożyska i wykopanie nowego, w miejscu odpowiedniejszem, gwarantującem zarówno jego trwałość jak i odprowadzanie swobodne wód.

Normalny przekrój poprzeczny. Na podstawie normalnej ilości wody i wyrównanego spadku określa się normalny przekrój regulowanej rzeki w poszczególnych jej miejscach. Dla rzek większych kształt przekroju winien być przystosowany do natury rzeki. Za podstawę jednak przy obliczeniach przyjmuje się zazwyczaj kształt trapezowy (rys. 28) rzadziej paraboliczny (rys. 24), przystosowując jedynie stosunek szerokości normalnego profilu do jego głębokości w rzece, przyjmując za

podstawę odcinki dobrze konserwujące się, oraz wykazujące spadek podłużny zwierciadła wody jednostajny, a zbliżony do wyrównanego.

W rzekach małych o stanach wód ustalonych, łożysko których tworzy się nie przez tamy regulacyjne, lecz jest kopane, zaleca się stosowanie przekroju hydraulicznie najkorzystniejszego.

Rys. 23 — 24.

S = 1000 J t kg/m*.

Dla każdego rodzaju rumowiska i materjału dna rzeki otrzymuje się określoną granicę, do której siła spławu może wzrastać bez obawy nadwerężania łożyska. Z drugiej strony siła spławu nie powinna zmniejszać się poza pewne granice, jeśli rumowisko, które napłynęło, ma być unoszone dalej. Tak więc otrzymujemy 2 granice, przy tern dla rzek, nie noszących nadmiaru rumowiska, może być brana pod uwagę granica wyższa.

W regulacji drobnych rzeczek tkwi zawsze cel rolniczy i chodzi tu o wytworzenie stałych brzegów i dna, oraz utrzymanie zwierciadła wody na pewnej głębokości. Po za tern chodzi o osiągnięcie pewnej równowagi rumowiska, co zwłaszcza przy zmiennych spadkach trudne jest do osiągnięcia. Od ilości wody, wielkości przekroju i spadku zależy prędkość przepływu wody. Jako wskaźnik, dający miarę wytrzymałości dna przyjmują prędkość strug przy dnie, która nie powinna przekraczać pewnego maximum, odpowiedniego dla materjału dna. Określenie jednak tej prędkości, zwłaszcza w rzekach o przekroju dość nieregularnym, jest trudne i niepewne. To też zostało wprowadzone pojęcie siły spławu (n. die Schleppkraft), oznaczające tę siłę, z którą woda płynąca nadweręża dno. Wielkość jej wynosi

Jeśli na podstawie warunków miejscowych zostało określone óna*

tmax

P a + 2 / j/7 + /z

i—

Normalny przekrój poprzeczny.

79

Największa dopuszczalna głębokość przy spadku J wynosi wobec tego

tmax

1000 J

Odcinek rzeki, w którym spadek, przekrój i warunki odpływu są w prawidłowym stosunku, daje nam wskazówki, według których winny być kształtowane zasadnicze wymiary regulacyjne, a ogólny bieg obliczeń jest następujący:

Prędkość przepływu v =

Yii<Q

k ŸrJ

Promień hydrauliczny: k według Bazina można przyjąć:

Współczynnik y:

k - *1 yr

Tr + y

dla zwykłych wykopów ziemnych 1,2 do 1,5

1,5 do 2,3

dla zarośniętych łożysk

F— (a -\- nt) t

obwód zwilżony :

p = a -f- 2/ I 1 -j- n²

(a^-nt)t

-=-=f

-T~- -Yję

Rys. 25.

1000 J

(a Tltmax) tmax j /* “I⁻ 7

w którym to równaniu niewiadomą wielkością jest tylko a czyli szerokość dna oraz r. Ponieważ jednak r jest też funkcją a, przeto równanie to może być rozwiązane jedynie przez podstawianie wartości zależnych¹).

Jeśli przewidziane zostaje owałowanie łożyska dla odprowadzenia wód wysokich, to można założyć, że bądź głębokość wody, licząc do dna rzeki nie przekracza tmax, bądź też tylko do dna między wala. W ostatnim wypadku, łożysko właściwe może ulegać nadwerężaniom podczas wód wysokich i jego dno ew. musi być wzmocnione sztucznie.

ń W rzekach szerszych w stosunku do ich głębokości, r przyjąć można z dosta-tecznem przybliżeniem = /, ponieważ F ?= b /, zaś p ~ b.

Pomiary siły spławu dokonuje się tylko na łożyskach naturalnych. Wielkość jej waha się znacznie zależnie od materjału dna, kształtu ziarn, ciężaru gatunkowego ich i t. p. Pomiary wykazałyx) :

Dla zwykłego piasku średn. 0,4—1' mm S\

„    drobnego piasku .    .    .    0,2—0,4 mm

„    grubszego piasku    .    .    do 2 mm

„ okrągłego żwiru kwarcowego .....

„    gliniastego gruntu    .    .

„    grubego żwiru .    .    .    4—5 cm

„ darniny......

Zaznaczyć jednak trzeba, że wyżej podane ujęcie siły spławu (poruszającej) jest kwestjonowane przez niektórych hydrotechników (18).

Wogóle zaznaczyć należy, iż przekroje rzek, któreby odpowiadały potrzebom rolnictwa, nie zawsze mogą być zastosowane w praktyce z powodów gospodarczych i technicznych, osiągają one bowiem przy niewielkiej głębości znaczną szerokość, co wymaga wykupienia wielkiego pasa gruntu i kosztownych robót ziemnych. Zarazem wówczas wody małe mogą nie pokrywać całkowicie dna, żłobiąc sobie dodatkowe w niem koryta. Z drugiej strony, w większym i głębszym przekroju wypada zwykły poziom wody zbyt głęboko, sprzyjając obniżaniu się wody gruntowej. To daje się uniknąć często przez wbudowanie w łożysko jazów spiętrzających, które gwarantują nietylko usunięcie zbytniego obniżenia poziomu wód gruntowych, lecz i utrzymanie go podczas okresu wegetacyjnego na dowolnej wysokości, a ewent. nawodnienie przyległej doliny w dogodnym ku temu czasie.

Na zakończenie dodać musimy, że regulacja większych rzek, zwłaszcza niosących rumowisko, jest sprawą złożoną i wymagającą gruntownej znajomości przedmiotu, odsyłamy więc czytelnika do dzieł specjalnych, mogących ująć wyczerpująco tę obszerną gałąź umiejętności technicznych.

Obliczanie przekroju poprzecznego dla rzek, nie niosących większych ilości rumowiska, staje się prostsze. Wychodzimy tu tylko z założenia, by utrzymać charakter rzeki dotychczasowy, biorąc za podstawę przekroje naturalne odcinków rzeki dobrze się konserwujących. Za charakterystykę w tym wypadku przyjmujemy stosunek szerokości do średniej głębokości istniejącego łożyska.

Oznaczając normalną szerokość rzeki przez b„, zaś normalną głębokość jej przez tn

0,5—1,5 cm

bn

-T = m

tn

b Der Kulturtechniker, 1913, str. 143.

max

= 0,25-0,30 kg Im², 0,18—0,20

0,40

1,25

1,0—1,2

4,8

2.0—3.0

Przekrój

F=b .t = mP Q = v s. F = m P . vs vs = k]/RI^k]/tJ

R=F-'J,t

P P

zaś przy piaskiem łożysku obwód zwilżony

p ^ b

Q = mP . à |/tJ

ponieważ

m k j/s

Mając w ten sposób określone t, nie trudno znaleźć b = mt, a ustaliwszy kształt i wielkość przekroju, sprawdzić rachunek.

Wykonanie regulacji. Właściwe roboty regulacyjne mają za cel wytworzenie trwałego łożyska o korzystnych spadkach i pożądanym przekroju poprzecznym.

Rozróżniamy w tym celu budowle podłużne: tamy, opaski i t. p., które są rozmieszczane równolegle do osi rzeki i budowle poprzeczne, zwane poprzeczkami, ostrogami i t. p., które mniej lub więcej prostopadle do biegu rzeki leżą.

Z pomocą tam podłużnych otrzymuje się niezwłoczne ustalenie brzegów w miejscach pożądanych, gdy przy pomocy tam poprzecznych

Mogiła..

Podz.iałka.

7/

Rybił Wy

Syt u a cja Wisły

ik.

ta

K-.«

od km. 87'o do km. 68'i

Rys. 26.

X.

V..,

wywołuje się utworzenie brzegów przez ich stopniowe zalądowanie. Z tego powodu tamy podłużne ulegają silnemu, stałemu, lecz zarazem równomiernie rozłożonemu naporowi, względnie uszkadzaniu przez wodę, gdy z poprzeczkami rzecz się ma odwrotnie. Tamy te sięgają koroną swą poniżej poziomu wód wysokich, tak, aby w czasie powodziowym pas,

leżący pomiędzy starym brzegiem, a tamą, zanoszony był stopniowo rumowiskiem rzecznem. W miarę zalądowywania się tego pasa podnoszone bywają i tamy. W celu wzmocnienia budowli, ułatwienia zalądowywania

łączy się niekiedy ta-

—    my podłużne z brze-” garni zapomocą p o-

—    przeczek (trawer-d~ sów) (rys. 26).

Budowle te znajdują zastosowanie zwykle w rzekach o silniejszym prądzie i niosących większe ilości rumowiska, a przy tern w miejscach, narażanych na silniejsze nadwerężanie prądem, a więc na wklęsłych brzegach, zatoczonych niewielkiemi promieniami.

■MS

O-

■>fy .5- 7 V '

Rys. 27.

J3RL«

Tamy podłużne wykonywa się w kształcie wałów, sypanych z kamieni lub fa-szyny (rys. 27).

Tamy poprzeczne, umocowane w brzegu istniejącem, sięgają końcami —v - swemi do linji nowego brzegu, leżąc w kierunku bądź prostopadłym do kierunku rzeki, bądź też pochyłym w stronę spadu lub nachylonym pod spad (rys. 28).

Odległość wzajemna tam poprzecznych zależy głównie od ich długości, szerokości łożyska oraz stopnia jego krzywizny. Przy brzegach wklęsłych buduje się ostrogi bliżej rozmieszczone niż przy brzegach wypukłych, lub na odcinkach prostych.

_L—£m<i

ItP£fX.

____§.fHfę\A/OtVY_

3RZ£G / ISTNIEJĄCY

Rys. 28.

[dllglpp^

^ ^ =•

Rys. 29.

Tamy poprzeczne wykonywa się bądź z narzutu kamiennego, bądź też z faszynowych materaców przesypywanych piaskiem, faszynowych walców i t. p. (rys. 29, 30). Korona i skarpy tam umacniane są bru-

kiem, zaś sama budowla jest silnie zamocowana w brzegu rodzimym zapomocą części jej, zwanej nasadą.

Rys. 30.

W wypadkach, gdy chodzi o wytworzenie nowego łożyska, zmianę kierunku istniejącego lub wyprostowanie, niezbędne jest wykonanie przekopów, związanych ze znacznemi robotami ziem-nemi. Budowa przekopów postępuje zawsze od dołu ku górze, przytem pełny profil wykonywa się tylko przy budowie mniejszych rzek. W wypadkach zwykłych zostaje pośrodku pasma, obejmującego przyszłe łożysko, wykopany rów szerokości Va do Vio ogólnej szerokości, do którego woda zostaje wprowadzona, a osiągnąwszy znaczną prędkość przepływu, wymula ziemię, żłobiąc nowe łożysko. Dla wytworzenia prawidłowych brzegów, te umocowane zostają uprzednio odpowiednio silnem obudowaniem (rys. 31).

iia/mcniON V,

Acny£

Koryto

&R ZEC

UMOCNIONY

cu

!ß

SLuL

/s*«,

Cs

'WpïïjT0

koryto

ilLuLlITTTTid.i.i.i.

Rys. 31.

Kanały równoległe i okólne. Jakkolwiek regulacja rzeki jest najlepszym środkiem, służącym do polepszenia odpływu dla gruntów nadbrzeżnych, to jednak nie zawsze daje się ona łatwo wykonać. Mogą tu występować potemu przeszkody natury prawnej, finansowej lub nawet technicznej. Gdy z jakichkolwiek powodów regulacja rzeki lub potoku, stanowiącego odpływ dla pewnej niziny, nie jest pożądaną lub możliwą, to można niekiedy w sposób dogodniejszy stworzyć go, budując kanał równoległy z biegiem rzeki, aż uzyska się dogodne połączenie z nią i możebność odprowadzenia wód ściekowych. Stosowane by-

PRZEK KOT POPRZECZNY DOLINY .

A3

X'

'm i

Mi

mmi

tv *

m.

'7-

( •> :

3:

v ///

Rys. 32.

wają również w wypadkach, gdy wogóle rzeka nie stanowi dogodnego odbiornika dla wód ściekowych, np. wskutek wyniesienia jej przez na-mulanie brzegów (rys. 32). Ponieważ taki kanał równoległy prowadzi mniej wody od właściwej rzeki, przeto można poziom jego wody utrzymać niżej aniżeli w rzece i ułatwić znacznie osuszenie sąsiedniej niziny.

Jeśli kanał równoległy ma grać rolę nietylko kanału odpływowego dla przyległej niziny, lecz służyć zarazem w celu odprowadzania nad-

W*

mm

cCMRCNsy

Rys. 33.

miaru wód wysokich rzeki, które grożą zatapianiem okolic w chwilach powodzi, to winien on łączyć się z rzeką i w swej części górnej, a wówczas przekształca się na t. zw. k a n a ł okólny, lub kanał ulgi (rys. 33). W miejscu wlotu do kanału umieszczony zostaje zwykle przewal lub jaz ruchomy, pozwalający na przelewanie się wody tylko w chwilach, gdy przekroczy ona w rzece pewien poziom niebezpieczny. Może w tych warunkach być wskazana budowa jazu automatycznego. Kanały takie otrzymują zazwyczaj rozmiary znaczne, ponieważ jednak są czynne tylko perjodycznie i to przez czas krótki, mogą być przy nadaniu im odpowiedniego kształtu przekroju użytkowane rolniczo, np. koszone jako łąki.

Utrzymanie łożysk cieków naturalnych jest bardzo ważne i jeśli nie jest ono zachowane, to i regulacja niewiele przyniesie pożytku. Konserwacja rzek mniejszych i strumieni polega na ubezpieczaniu obrywających się brzegów, usuwaniu chwastów i wodorostów oraz perjo-dycznem szlamowaniu resp. usuwaniu rumowiska. Są to roboty bardzo proste i zazwyczaj, jeśli w swoim czasie przeprowadzane — nieko-sztowne. Jeśli jednak zostaną zaniedbane, to grozi obawa zdziczenia cieku i konieczność ponownej regulacji.

Najodpowiedniejszym czasem do wykonania robót konserwacyjnych

a.3 cni i

Utai

.4-.

Rys. 34.

jest lato. Odchwaszczanie winno następować w czasie, gdy rośliny już wyrosną dostatecznie. W niewielkich ciekach daje się tu zastosować łańcuch z kos, złączonych ruchomo bolcami i obciążonych w ten sposób, żeby, układając się płasko na dnie, umożliwiały podcinanie łodyg przy pociąganiu za końce przez robotników, idących po obu brzegach, lub podobnie użytkowany nóż Belowa (rys. 34). Istnieje poza tern szereg innych narzędzi ręcznych, ułatwiających wycinanie roślin możliwie nisko, w postaci nożów, pił, grabi i t. p., bądź też mechanicznych w postaci kosiarek.

Brzegi pożądane by były obrośnięte tylko łoziną, ponieważ korzenie większych drzew niszczą je, a liście i gałęzie opadające, zanieczyszczają wodę.

Dla ochrony brzegów od niszczącego działania wody, zwłaszcza przy wyższych wodostanach, pożądane jest, a niekiedy konieczne, stosowanie umocnień sztucznych w kształcie pokrycia skarp materjałami trwalszemi lub budowy opasek odpowiednich.

Używane w tym celu materjały są bardzo różnorodne: darnina, faszyna, drzewo, kamienie lub beton.

Dla przeciwdziałania niszczącej działalności fal bijących o brzegi, stosuje się zasadzenie trzciny lub tataraku. Najtańszym i najsłabszym sposobem umocnienia brzegu jest darniowanie. Kawałki świeżej darniny wymiarów 25X30 cm układane są w tym celu ściśle na skarpie, mocno przyklepane i przybite 2 lub 3 kołeczkami.

?v-'

•>*

. P.W-

Rys. 35.

Rys. 36.

Rys. 35 wyobraża pokrycie brzegu faszyną, złożoną z cienkich gałązek, układanych warstwą grubości 5—10 cm i następnie przytwierdzone kiszkami faszynowemi, ukośnie do prądu. Brzegi więcej strome bywają umacniane wiązkami faszyny, kładzionemi poziomo i przesypywanemi żwirem.

Do trwalszych sposobów ubezpieczenia skarp zaliczyć należy wykonane z kamieni jak bruk, przyczem zaleca się mniej lub więcej silny narzut kamienny u podnóża, jako podstawa, zabezpieczająca obsuwanie się bruku (rys. 36). W tym celu może być rów-nież wykonana podstawa z pali drewnianych f jjTr-z nasadzonym na nie oczepem lub brusem, o który opiera się bruk (rys. 37).

fes

54

^mi'w-/ / ; >

Rys. 38.

Rys. 37.

Rzadziej spotykamy w budownictwie meljoracyjnem wzmacnianie brzegów okładziną z betonu lub żelazo-betonu i tylko w wypadkach specjalnych stosowane są obudowania brzegów drzewem (rys. 38), lub murowanemi obrzeżami z kamienia, cegły lub betonu.

Ochrona gruntów przeciw powodziom. Znaczna różnica pomiędzy niską lub nawet średnią, a wielką wodą, czyni trudnem przystosowanie przekrojów rzeki do wszystkich wodostanów. Nadanie

tak znacznych przekrojów, aby wody wielkie się mieściły w brzegach, czyni regulację bardzo kosztowną i z tego powodu niewykonalną. To też normalnie zostaje przewidziane, że w okresach powodziowych woda, występując z łożyska, może za-tapiać przybrzeżną nizinę, jed-    P

W. IV.

F7-

Rys. 39.

nak pożądane jest, żeby to nie sięgało zbyt daleko ze szkodą dla kultur. Jako środek ochronny przeciw temu stosuje się owałowanie brzegów. Wałami w tym wypadku nazywamy budowle ziemne, ciągnące się obustronnie wzdłuż łożyska rzeki, które, ograniczając profil wody wielkiej, chronią grunty położone w dolinie zalewu (rys. 39). Stosownie do celu, jaki mają spełniać, rozróżniamy wały zimowe i letnie.

Pierwsze mają chronić przeciw wylewom wiosennym, pochodzącym z zimowych opadów, drugie zaś przeciw zwykłym letnim wezbraniom w okresie letnim. Wały zimowe są wyższe i dają ochronę zupełną, gdy letnie tylko częściową. Zaznaczyć należy jednak, że przy mniejszych dorzeczach wody letnie mogą osiągać wyższe stany niż zimowe.

Ze względów ekonomicznych wykonywa się owałowanie tylko w wypadkach, gdy w ten sposób może być chronioną rozleglej sza dolina. Dla dolin wąskich, a niezabudowanych, byłby to sposób zbyt kosztowny. Wogóle owałowania powinny być ściśle przystosowane do gospodarczych warunków terenu. Z tego powodu nietylko oddalenie ich od rzeki może ulegać zmianom, ale niekiedy ciągłość ich zostaje przerwaną, gdy małowartościowe grunty przylegają miejscowo do rzeki.

Ze względów jednak uniknięcia niepożądanego spiętrzenia wody wielkiej nie należy przekraczać pewnej minimalnej rozstawy wałów. Dla oznaczenia tej najmniejszej rozstawy należy:

1.    Oznaczyć absolutnie najniższy stan wody oraz absol. największą objętość przepływu.

2.    Posiadać profile naturalnych zalewów w miejscach, gdzie brzegi wysokie ograniczają wielką wodę.

3.    Oznaczyć maksymalne spiętrzenie wody między wałami.

Obrachowanie odbywa się w sposób zwykły, przyjmując dowolne

odległości wałów i obrachowując przy oznaczonem spiętrzeniu, jaka objętość wody przepłynie przez poszczególne przekroje.

Wzór ostateczny dla rozstawy wałów (60, 410) będzie (rys. 40):

Q b₁ k \ (/, • /))'■ • fc k I (4+/!)“+k V(4+A)⁵

IL

4-

■B,

v ywr’WW¥WWmwr^

'7 •

Ir"

**

Rys. 40.

Spadek J przyjmuje się zazwyczaj jako przeciętny na danej przestrzeni, co zresztą, ze względu na możliwe miejscowe spiętrzenia lub zniżenia zwierciadła wody (wywołane zmiennym przekrojem) nie jest ścisłe.

Wały, podobnie do łożyska rzeki otrzymują trasę złożoną z łuków i prostych, przyczem linja wałów powinna być w ogólnych zarysach

41. Rys.

przystosowana do linji koryta. Jednak pożądane, aby łuki były zataczane promieniami znacznie większemi niż stosowane dla trasy koryta, unikając starannie wszelkich nagłych załomów, zwężeń i rozszerzeń i zbliżając sję do brzegów wklęsłych, wzgl. oddalając od wypukłych.

Przy przejściu od części rzeki, nizina której podlega zalewom, do części uregulowanej i ujętej wałami, woda winna być sprowadzana stopniowo z szerokiego obszaru zalewowego do stosunkowo wąskiego koryta. To osiąga się przez łagodne odchylenie wałów (wały skrzydłowe), sięgających aż do granicy terenu zalewowego (rys. 41).

Rozmiary i kształt wałów zależą od ich przeznaczenia. Szerokość korony stosuje się do tego, czy przewidziana jest po nich komunikacja jezdna lub nie. W wypadku pierwszym nie należy wykonywać jej poniżej 4—5 m, inaczej wystarcza 1—2 m. Nachylenie skarp dają 1,5—2 krotne, niekiedy 2,5-krotne (rys. 42). Od strony wody umacnia się je

3— 5m.

r*— 2

r, r

‘r

-m

fĘmm

Rys. 42.

darniowaniem, od strony lądu wystarcza pokrycie warstwą 10 cm próchnicy i zasiew traw. Wysokość wału stosuje się do wysokości wody spiętrzonej i do celu, jakiemu ma on służyć;

Wały zimowe są conajmniej o 50 cm wyższe ponad zwykłe wody. Ze względów bezpieczeństwa wykonywa się je częstokroć jeszcze wyższe. Tu należy wziąć pod uwagę niebezpieczeństwo zatorów, które powodować mogą spiętrzenia, znacznie przewyższające przewidywane wody wysokie.

Niekiedy jednak rozmyślnie otrzymują wały nie tak znaczną wysokość, aby umożliwić przelewanie się wysokich wód, jeśli okres powodzi przypada na czas, gdy rolnicze wyzyskanie terenu jest w tern

T W- Wjos

» W. Lf-r

; ... <' ;

X'-/,

"■'y 'ï:

■v

Rys. 43.

stadjum, że czasowy zalew nie wyrządza szkód, a może nawet ze względu na żyzne namuły być pożądany. Są to wały przelewowe lub inaczej zwane letniemi (rys. 43). Skarpa od lądu otrzymuje łagodne nachylenie 1: 4—1: 6, lub też przewidując tylko określone miejsca przelewu, gdzie korona zostaje obniżona, a skarpy otrzymują nachylenie 1:6 lub 1:12. Długość przelewów tych musi być obliczona w stosunku do obszaru zalewowego.

Najlepszym materjałem na wały jest mieszanina gliny i piasku, jednak w razie braku takiego materjału używa się często ziemi, zaczerpniętej z dna rzeki. Sypanie wałów musi być staranne i postępuje warstwami 30 cm grubemi, które są ubijane. Jeśli grunt, na którym sypany jest wał, jest przepuszczalny i nastręcza się obawa przesiąkli-wości przy wodzie spiętrzonej, stosuje się uszczelnienie przez zbudowanie t. zw. zamku, w kształcie wykopanego rowu pod podstawą grobli, zasypanego materjałem ściślejszym np. iłem.

Wysokość korony wału stosuje się do przewidywanego poziomu wody wielkiej i sięga conajmniej 50 cm ponad nim.

11

1rs

v\

ifc

t/i

/,

Rys. 44.

Dla odwodnienia odciętej od rzeki niziny przybrzeżnej w wałach należy przewidzieć dostateczną ilość przepustów, które w lecie mogą być przymknięte, lecz w zimie powinny stać otworem dla umożliwienia spływu wód. Ilość ich nie powinna być jednak zbytecznie pomnażaną.

Rowy, odprowadzające wodę do rzeki, jeśli ich zlewnia jest tak wielką, że woda nimi spływająca może grozić zalewem doliny, gdy przepusty czasowo są zamknięte, winny zamiast nich otrzymać wały wsteczne. Ażeby temi wałami nie była spiętrzona woda, spływająca po powierzchni, należy rowy, gdzie to można, prowadzić kryto, zaś odwodnienie przyległej niziny, z której spływ zatamowany jest wałami (rys. 45), powinno być z całą starannością obmyślane.

Zasady ogólne obliczania przekroju poprzecznego kanałów otwartych. Z istoty przeznaczenia każdego kanału lub rowu wynika, że powinien być on tak zbudowany, aby przy najmniejszym koszcie wykonania mógł odprowadzać oznaczoną z góry ilość wody w określonym również czasie, co osiągnąć można jedynie, nadając mu stosowny do potrzeby rozmiar.

Przy wykonaniu więc jakiegobądź kanału konieczne jest ustalenie zarówno wielkości przekroju poprzecznego F, jak i najkorzystniejszego kształtu tego przekroju, musimy zatem rozważyć czynniki zarówno teoretycznej, jak i praktycznej natury, wpływające na wybór tych wielkości.

Kanały, wykopane w ziemi, otrzymują zawsze ze względów praktycznych kształt trapezowy (rys. 45).

Wielkość tego trapezu wynika ze wzoru zasadniczego:

Q = F. v

lub

F=

t P.w.

gdzie Q jest ilością wody w m³, zaś u — prędkością przepływu. Przekrój F zależy więc zarówno od ilości odprowadzanej kanałem wody Q, jak i od wielu czynników, wpływających na prędkość przepływu, jak spadku, głębokości strumienia, nachylenia skarp oraz szerokości dna.

Rys. 45.

Wielkości te bądź dane są warunkami miej scowemi, bądź też wypływają z rozważań teoretycznych i wymagają obszerniejszego omówienia, od właściwego bowiem ich wyboru zależy nietylko sprawność działania każdego kanału, lecz i mniejszych lub większych kosztów jego wykonania.

Określenie ilości wody. O przewidywanej ilości wody, pochodzącej z odwodnienia pewnego obszaru, możemy wywnioskować tylko na zasadzie obliczeń przybliżonych, biorąc za podstawę znajomość opadów atmosferycznych i wielkość zlewni.

Obliczenie wody, spływającej urządzeniami odwadniającemi, opiera się na obserwacjach spływu powierzchniowego, o czem już w swojem miejscu była mowa obszerniej. Jednakże w tym wypadku daty zebrane dla rzek niezupełnie mogą być miarodajne. Pomijając już zwykle mniejszy obszar zlewni, to z jednej strony spływ może inaczej się kształtować wskutek istnienia urządzeń sztucznych, ułatwiających, a nawet pobudzających go, z drugiej jednak różne względy skłaniać mogą do przedłużania okresu odpływu.

Jak to już w pierwszej części niniejszej książki było wyłożone, woda, która znajduje się na powierzchni ziemi, pochodzi z opadów; w części paruje ona, częścią zaś wsiąka, tworząc pożyteczną lub szkodliwą wodę gruntową, wreszcie pozostałość odpływa po powierzchni ziemi do naturalnych lub sztucznych ścieków. Kanały odwadniające zbierają wodę powierzchniową i część wody gruntowej. Przy obliczeniach ta pierwsza głównie nas zajmuje ze względu na jej znaczną ilość i nieregularność dopływu, szczegóły zaś obliczania jej dla większych zlewni podaliśmy w swojem miejscu (str. 54).

Po zorjentowaniu się w rzeczywistej ilości wody ściekowej podczas różnych okresów roku należy ustalić czas, w którym pożądane, aby była z odwadnianego obszaru odprowadzoną. To zależy od szkód, jakie wysoki stan wody może powodować i pory roku, w której wyższy stan wód zdarza się: na polach pożądany jest zawsze szybszy odpływ, gdy zaś na łąkach wystąpienie wody na powierzchnię w pewnych okresach może nawet przynieść pożytek.

Ponieważ odwodnienie terenów wykonywa się głównie dla celów gospodarczych, przeto, uwzględniając potrzeby roślin i upraw rolniczych, staje się w większości wypadków sprawą pierwszorzędnej wagi zastosowanie urządzeń odwadniających do ilości wód, pochodzących z wiosennych roztopów tak, aby nadmiar wilgoci mógł być w możliwie krótkim czasie odprowadzony i grunt doprowadzony do stanu używalności. W tych wypadkach zastosować możemy następujące obliczenie.

Opady zimowe od grudnia do marca gromadzą się prawie całkowicie na powierzchni ziemi tak, że około ²k tych opadów odpływa dopiero w końcu marca lub początku kwietnia.

Jeśli przyjmiemy średni opad roczny dla Warszawy 545 mm, opady średnie miesięczne w odsetkach opadów rocznych (patrz str. 43) wynoszą :

39

XII

25

II

21

35

III

120 mm.

Jeśli z tej warstwy ²h odpłynąć ma w przeciągu 15 dni, to na sek. km² wypadnie średnio:

0.060 m\

2 120000 3 ’ 15.86400

Przy małych zlewniach z silnemi spadami wymaga się w pewnych warunkach, ażeby maksymalny opad (h) w czasie swego trwania (t) spłynął, przyjmując dla bezpieczeństwa zarówno wsiąkanie, jak i parowanie = 0. W takich warunkach odpływ stanowi:

m³ na sek. i km²,

1000 . 1000 . h

(h w metrach, zaś / w sekundach).

Powyższy sposób obliczania daje jednak bardzo znaczne przekroje kanałów odwadniających i z tego powodu używany jest tylko w razach wyjątkowych. W zwykłych wypadkach bierze się za podstawę do obrachunku przy niewielkich zlewniach opad deszczowy jednodniowy (hd), ocenia procentowo część na wsiąkanie i parowanie, warunkując, aby reszta (X%) spływać mogła w przeciągu jednego dnia.

W ten sposób obliczona ilość odpływów będzie:

• 100

1000.1000 hd

24.60.60

= 0.116 hg/ X.

W okolicach płaskich z powolnym odpływem powierzchownym, wystarcza przyjęcie pod uwagę tylko miesięcznych opadów i założenie, ażeby całkowity opad (hm) spłynął w czasie o połowę krótszym, skąd ilość wody określa się:

0,77 hm ms.

1000.1000 hm

15.86400

Im większą jest zlewnia, tern ogólnie wziąwszy, można przyjąć wolniejszy z niej spływ powierzchowny, większy procent na wsiąkanie i parowanie, a ilość wody spływającą z jednostki obszaru mniejszą.

Podług danych, spotykanych w literaturze technicznej niemieckiej, spływ miarodajny dla odwodnień przyjmowany jest = 0,6 litra na ha i sek., zaś dla pól 0,82 do 1,1 i to wychodząc z założenia, że wiosenny zapas wilgoci winien być odprowadzany w przeciągu 14-tu do 21 dni. Dla okresu letniego przyjmują, że 60% opadu dziennego o wysokości 96 mm winno być odprowadzone w przeciągu 10 dni (dla łąk) resp. 7 dni (dla pól).

Prof. Spöttle proponuje, aby urządzenia odwadniające wielkich nizin były obliczone na spływ ¹U rocznych opadów w ciągu miesiąca.

To daje w m³ z km² # = 0,0965 hr Dla bardzo dużych obszarów:

# = 0,0742 hr

gdzie hr są to opady roczne, wyrażone w m. Dla niewielkich obszarów:

# = 7,7 hm l na ha i sek.

gdzie hm jest opad miesięczny, wyrażony w m.

Widoczną jest w obliczeniach tych znaczna dowolność.

Rosyjscy hydrotechnicy na zjeździe odbytym w r. 1913 przyjęli spływ miarodajny przy osuszeniach gruntów = 0,32 / na ha i sek. (dla łąk) i 0,65 / (dla pól) przy obszarach nie większych od 150 ha. Dla obszarów większych spływ ten przyjąć można mniejszym.

Znany rosyjski hydrotechnik Opoko w twierdzi, iż spływ średni roczny w dorzerzu Dniepru wynosi 135 mm. Tenże autor przyjmuje dla odwodnień 0,258 / z ha na sek. dla obszarów średnich, zaś 0,13 / dla obszarów dużych. Wychodzi on z założenia, że miesięczny opad winien mieć możność być odprowadzonym w ciągu 30 dni.

Dla Polesia daje to przy 67 mm opadów:

0,067.1000³

30.86400.100

= 0,258 / sek.

Spływ letni na Polesiu według Opokowa waha się od 0,05 do 0,12 litra z ha na sek. zależnie od czasu.

Z tak otrzymanych ilości wody, odpływającej z jednostki obszaru, oblicza się ogólna ilość spływów, będąca podstawą do obliczenia przekrojów kanałów odwadniających. Dla pewności, obrachunek powyższy należy przeprowadzać różnemi metodami, co ułatwia wyciągnięcie wniosków pewniejszych. Gdzie to jest możliwe, należy przed sporządzeniem projektu dokonać bezpośrednie pomiary hydrometryczne w różnych porach roku, a szczególniej podczas roztopów wiosennych i po większych opadach.

Prędkość przepływu wody w kanałach i rowach w przypuszczeniu ruchu jednostajnego podaje znany wzór praktyczny :

¹    v = k]/J.R

gdzie k jest współczynnikiem, zależnym od właściwości koryta i przedstawiony został według Ganguillefa i Kuttera w postaci:

23

1    . 0,000155

1+23 4-

0,00155\ n

\R

W powyższych wzorach R jest t. zw. promieniem hydraulicznym F

gdzie O jest obwodem zwilżonym, zaś n — współczyn-

Ö’

przekroju =

nikiem tarcia, którego wielkość dla kanałów starannie utrzymanych przyjęto = 0,025, zaś zarośniętych = 0,030 (str. 100) ; J — jest to spadek kanału, wyrażony w stosunku do jednostki długości.

Prędkość przepływu wody nie powinna przekraczać pewnych norm określonych doświadczalnie, bo, gdy przy zbyt małej, dno kanału łatwo zarasta i zamulone zostaje cząstkami osiadającemi z wody, zbyt duża prędkość przyczynia się do nadwyrężania dna i boków rowu. Określenie norm pewnych jest niemożliwe z powodu wielkiej różnorodności gruntów i rodzaju namułów.

Podręcznik „Technik“ podaje następującą tablicę, określającą maximum i minimum prędkości przy różnych gruntach:

Dopuszczalna prędkość wody w kanałach.

Rodzaj łożyska

Szlam i brunatna glina garncarska . 0,15 Glina chuda lub tłusta . .    .

Tłusty piasek rzeczny .    .    .

Żwir..........

Dno z głazów......

Mieszanina odłamów łupkowych Skały twarde niewarstwione .

v max.

v min.

0,20

.    0,30

1,22

1,52

. 2,22 . 4,27

0,08 0,10 0,16 0,70 0,90 1,49 3,14.

W gruntach torfowych, według inż. Kornelii, prędkość przepływu wody w rowach może dochodzić do 1 m na sek. bez obawy uszkadzania ich. Aby zapobiec tworzeniu się osadów w kanałach, prędkość powinna być nie mniejsza niż v = 0,25 m na sek., jeśli woda unosi z sobą szlam, a a = 0,50nz na sek., skoro jest obawa osadzania się piasku.

Normy, podane przez wielu hydrotechników, różnią się mniej lub więcej od wyżej przytoczonych, co wskazuje na dotychczasowy brak ustalenia poglądów w tej sprawie.

Wielkość przekroju kanału zależy od ilości wody, którą ma on przeprowadzić, i prędkości jej przepływu, a więc zgodnie z wzorem dla v od spadku, czyli nachylenia zwierciadła wody, kształtu koryta i właściwości jego ścianek. Pragnąc więc wykonać jakikolwiek kanał, nastręczają się do rozstrzygnięcia zasadnicze pytania: jakim warunkom odpowiadać powinny te czynniki, które na wybór przekroju mają wpływ bezpośredni.

Nachylenie dna kanałów, czyli spadek jego wyraża stosunek

h

różnicy poziomów dwóch punktów do ich odległości — = Jy i oblicza się

zwykle w % lub %o. W korytach sztucznych przypuszczamy zarazem, że zwierciadło wody układa się równolegle do dna.

Jasnem jest, że nachylenie dna kanału na znaczniejszej długości jego uzależnione jest zawsze naturalnym spadem terenu, przez który jest prowadzony. Wybór najodpowiedniejszego spadku w zależności od innych czynników, mających nań wpływ, obliczenie jego wielkości i t. d. najłatwiej dokonać przy pomocy nakreślenia profilu podłużnego trasy kanału (rys. 46), co zwłaszcza przy dłuższych rowach i kanałach oraz więcej urozmaiconym terenie nigdy nie powinno być zaniedbane. Profil, którego skala długości jest zawsze wielokrotnie mniejszą niż skala wysokości dla uwydatnienia naoczniejszego zmian wysokościo-

wych terenu, powinien zawierać wszystkie szczegóły, które mogą być przydatne przy następnem opracowaniu projektu, lub wykonaniu robót.

W naturze spadki, wynoszące na dłuższej przestrzeni 10%, zdarzają się już bardzo rzadko, zaś nachylenia względem poziomu obszarów bagnistych na Białorusi wynoszą zaledwie 0,01 do 0,05%o.

Spadki wielkich naszych rzek wynoszą :

Wisła od ujścia Pilicy do

Warszawy.....

Wisła od Warszawy do

Narwi.......

Niemen średnio cały bieg 0,201 %o Bug średnio Prypeć . .

Dla kanałów i rowów odwadniających o mniejszym przekroju, spadek, wynoszący 0,l%o, jest już bardzo mały, i mogą one wówczas funkcjonować prawidłowo tylko przy bardzo starannem utrzymaniu koryta. Z tego powodu za granicę spadów dna rowów odwadniających uważają praktycy 0,2%o, lecz najkorzystniejszym dla funkcjonowania rowów zwykłych jest spadek ich dna, wynoszący 0,5 do l%o.

Nachylenia dna rowów drugorzędnych osuszających, w razie zbyt małego spadu terenu, dają się w pewnych wypadkach powiększyć przez spłycenie ich ku górze, zaś pogłębienie przy ujściu, Rowy takie ze spadkiem 0,5%o funkcjonują zazwyczaj zupełnie zadowalająco.

Jeśli wskutek zbyt wielkiego nachylenia terenu otrzymuje się tak wielki spadek dna kanału, co przy rowach głównych często się zdarza, że osiągnięta szybkość prądu wody przekracza normy, wskazane w po-

f * r

Û Tg 4 H

W

rTiOtp-

* fen cf 'no'vtvi,    ęb

05 o /8oo idooüSro

«LD

Rys. 46.

?•

0>

So

fóo

rÀ?ss-

2*o

28o

IIP.

0,5-9 rdoi ia*o 1897

I. 36 1816 /iZS’tSSi

/a?o

Z3o 1821 l$7S2or}-

^ oóf t$zs *87*

182t,

y.#i

0.6 Z 1921

n to

il

4M

fil

11

fi i

li

3Ł

II

II

II

ii

II

ii

JH

0,165%o

0,334%o

l^3rv<j'51

. 0,312%o . 0,07%o

i*

■**

i o'r

V, )

SZo

nr o ‘Sio

183/

łSiZ

!8l\

’9>o

•V*

!i|

iii

róvo3.

!§1

przednim rozdziale i grozi nadwerężaniem koryta, wtedy należy dążyć do zmniejszenia tego spadku przez zastosowanie stopni (kaskad), albo umocnienia dna sposobami, o których w swojem miejscu mówić będziemy.

Przejść raptownych od większych spadków dna do mniejszych należy starannie unikać ze względu na łatwe uszkadzanie łożyska prądem wody w miejscach załamania spadków i zanieczyszczanie grubszemi osadami wskutek zmniejszonej prędkości prądu.

Głębokości rowów odwadniających, ogólnie wziąwszy, zależą w pierwszym rzędzie od pożądanego stopnia osuszenia gruntu, bowiem przewidywany w nich poziom wody winien znajdować się poniżej oznaczonego średniego poziomu wód gruntowych.

Obniżenie jednak wody gruntowej uzależnione jest nietylko głębokością rowów, lecz w pewnej mierze zarówno wzajemnem ich oddaleniem, jak i właściwościami gruntu. Ogólnie da się powiedzieć, że poziom wód gruntowych może być tern znaczniej obniżony, im głębokość rowów osuszających będzie większa, oddalenie ich wzajemne mniejsze, a grunt przepuszczalniejszy.

W celu osiągnięcia równomiernego osuszenia, rowy odwadniające powinny posiadać możliwie jednostajną głębokość, która na polach zwykle wynosi 1 do 1,5 m, zaś na łąkach mineralnych 0,6 do 0,8 m. Na łąkach tor-fiastych, według prof. Tacke, wystarcza głębokość rowów 50 do 60cm przy oddaleniu ich 25 do 50/n w okolicach z opadami 500 do 600 772/77. Inż. Kornelia zaś poleca głębokość 1,20/72 przy odległości, wynoszącej na łąkach 30 do 100 m, zaś na kulturach polnych 20 do 50 /72. Gdzie jednak z powodu braku odpływu nie da się osiągnąć pożądanej głębokości osuszania, tam w użyciu są niekiedy rowy płytsze, lecz o znacznej szerokości dna, aby materjał wydobyty służyć mógł dla podwyższenia gruntu pomiędzy rowami. Jest to t. zw. uprawa groblowa.

Jeśli utrzymanie jednostajnej głębokości w rowach krótszych, osą-czających, kopanych na gładkim i łagodnie pochylonym terenie, nie przedstawia szczególnych trudności, to inaczej rzecz się ma z rowami odbiorczymi, w których głębsze przekopy, lub znaczne spłycenia niezawsze dają się uniknąć, co odbija się bardzo wyraźnie na koszcie ich wykonania.

Osiągnięcie znaczniejszych głębokości wykopów w miejscach bagnistych przedstawia często wielką trudność, zwłaszcza gdy rowy przecinają grunt z wodonośnemi żyłami drobnego piasku, t. zw. kurzawką. Unikać też należy ze względów praktycznych zagłębiania się w piasek wilgotny, stanowiący częstokroć podłoże torfów, w tych bowiem warunkach rowy częstokroć zostają wkrótce zaniesione piaskiem, wyciskanym z boków bez względu na zastosowaną pochyłość skarp. Jedynie tylko kosztowne umocnienia dna i boków mogą wówczas temu zapobiec.

Nachylenie brzegów, skarp lub odkosów rowu zależy, ogólnie wziąwszy, od spoistości gruntu i wyrażane bywa przez tg kąta nachylenia ich (rys. 46):

tgö=i

gdzie n podaje bezpośrednio stosunek nachylenia skarpy. Stosownie do tego nazywamy skarpą pojedynczą, podwójną i t. p., o ile stosunek nachylenia t:d= 1:1 lub 1 : 2

—i i t. p.

/

Wobec powyższego, szero-

—

x>

Y--

Rys. 47.

—j kość górą rowu:

b = aĄ-2d — a-\-2tn zaś przekrój poprzeczny:

a—~t = t{b^rtń).

Zbyt strome skarpy grożą łatwem osuwaniem się gruntu i uszkadzaniem rowu, gdy zbyt pochyłe pociągają za sobą znaczne koszta wykonania i powiększają niepomiernie szerokość rowów. Zachowanie właściwego nachylenia brzegów jest zwłaszcza ważne przy rowach wąskich, gdzie ziemia, opadająca z brzegów na dno, łatwo tamować może odpływ i powodować dalsze uszkodzenia łożyska. Jako najwłaściwsze nachylenie brzegów przy wykonaniu rowów przyjąć można:

dla rowów brukowanych

„ gliny i iłu.....

1 : l¹/*

„ gruntu glinkowatego

1:2

„ piasku......

1:3

„ piasku sypkiego . .

1 : IV* do 1:1.

„ torfu.......

Względy gospodarcze skłaniać mogą niekiedy do zredukowania tych nachyleń lub powiększenia ich. W wypadku pierwszym zawsze pożądane jest wzmocnienie brzegów ze względu na koszta konserwacji. Znacznem umocnieniem brzegów rowów jest odarniowanie ich, nigdy też nie powinno być zaniedbywane (patrz rozdziały następne), bowiem, zmniejszając znacznie koszt konserwacji, zapobiega rozkrzewianiu się chwastów, co zwłaszcza na polach jest rzeczą ważną, zaś przy staran-nem utrzymaniu darniny może nawet dawać niejakie dochody. Zwiększony koszt jednorazowy wykonania rowów, przy zastosowaniu właściwych skarp i odarniowaniu brzegów, zawsze sowicie opłaca się w zmniejszonych kosztach konserwacji.

Szerokość dna rowu odwadniającego zależna jest, ogólnie wziąwszy, od ilości wody, jaką ma on odprowadzać i w wypadkach zwykłych stosuje się do wody średniej, przewidywanej w okresie wegetacyjnym. W rowach osuszających, które odprowadzają tylko nieznaczne ilości wody, jak np. zwykłe rowy łąkowe, wystarcza szerokość dna 0,3—0,4/n i rzadko przekracza 0,5 m. Zbyt wielkich szerokości dna przy zmiennej ilości wody unikać należy z tego powodu, że w razie niewielkiej prędkości przepływu łatwo osiadają namuły, zarasta dno chwastami, a woda mała, nie pokrywając całkowicie dna, ryje sobie w niem dodatkowe łożyska:

W gruntach słabych dno musi być umocnione, o czem będziemy mówić dalej, a w każdym wypadku zaleca się zakładanie na poziomie jego poprzecznych progów drewnianych, kamiennych lub betonowych, które z jednej strony przeciwdziałają uszkadzaniu dna przy nadmiernej prędkości przepływu, z drugiej są wskaźnikami przy następ-nem odczyszczaniu.

Rys. 48.

Gdy ilość wody przepływowej waha się w szerokich granicach, wybór szerokości dna, któryby był zadowalający zarówno dla wody niskiej, jak i wysokiej, staje się trudny. W tych wypadkach stosowany bywa dla kanałów t. zw. profil podwójny lub dwudzielny (rys. 48), który dając pewną oszczędność wykopu, pozwala na osiągnięcie w przybliżeniu stałej prędkości przepływu przy różnych wodostanach.

Obliczanie przekroju poprzecznego łożyska kanałów dokonywa się na podstawie przytoczonych już wzorów zasadniczych, charakteryzujących ruch wody w łożyskach otwartych:

(I)

Q = Fu . . .

(II)

v = k Vrj .

przyczem dla wielkości współczynnika k najczęściej używany jest wzór Ganguillefa i Kuttera:

23

1    , 0,0015

lz =

. (III)

l + (23

0,0015

Yr

lub uproszczony wzór Kuttera dla spadków>0,5%o:

(IV)

100 Vr ™ -l i

gdzie m dla kanałów = 1,50 do 2,50.

7*

WSPÓŁCZYNNIK n WEDŁUG GANGUILLETA I KUTTERA.

1 In

Rodzaj łożyska

Kanały z desek.....................

Kanały z desek nieobrobionych gładko, kanały brukowane Kanały w ziemi z gładkiem dnem i murowanemi skarpami,

starannie utrzymane, bez namułów.........

Kanały w ziemi, średnio utrzymane, bez kamieni i nieza-

rośnięte ......................

Łożysko nieregularne i mniej starannie utrzymane, z kamieniami w dnie i zrzadka zarośnięte........

Rowy małe z dnem nierównem.............

0,012

0,017

0,020

0,025

83

57

50

40

33

0,030 0,035

Obliczanie współczynnika k jest bardzo żmudne, przeto załączone tablice na str. 100 i 101 podają gotowe wartości według wzoru III przy różnych wielkościach promienia hydraulicznego R i współcz. chropowatości łożyska n.

28

Tablica I.

KATEGORJA I. DLA WSPÓŁCZYNNIKA n = 0,025.

Tablica daje wartości współczynnika k na podstawie danego R (promień hydrauliczny) i danego spadku na 1000 t. j. i X 1000.

°/oo

Spadki

na 1000    -—-----

/X1000    0,05 I 0,07 | 0,1    0,2    0,3 | 0,4    0,5    0,6 I 0,7 | 0,8 I 0,9 | 1,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

51,9    50,7

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

Dla spadków większych od l°/oo pozostają te same współczynniki.

42,0    41,7

43,3 j 43,0 44,7    44,3

46,7    46,5

49,9    49,8

45.7    45,7

46.2    ! 46,2

46.8    ' 46,8

47.3    ! 47,2

47,7 i 47,6 48,1    48,0

32,4

34,0

35,7

37,3

38,7

40,0

42,1

43,8

45,2

46,6

47,9

49,0

50,0

51,0

52,7

53,4

54,1

54,8

55,4

56,0

33,0

34,6

36,1

37,5

38,9

40,0

46,1

47,2

48,2

49,1

50,0

51,5

52,1

52,6

53,3

53,7

54,3

37,8

39,0

40,0

45,5

46,5

47,4

48,3

49,0

49,7

50,3

50,8

51,3

51,8

52,4

52,8

38,0

39,0

40,0

41,4

42,7

43,8

44,7

45,6

46,4

47,0

47,7

41,2

48,7

49,2

49,6

50,0

50,4

50,8

38,0

39,0

40,0

41,4

42,5

43,5

44,4

45,3

46,1

47,4

48,0

48,4

48,9

49,1

49,5

50,2

41,3

42,4

43,4

44,4

45,2

45,9

47,1

47,7

48,1

48,5

48,9

49.3

50,1

41,3

42,4

43,4

44,3

45,0

45,7

46,3

46,9

47,4

47,8

48,2

48,6

49,0

49,3

49,6

41.3

42,4

43,4

44,3

45,0

48,5

48,9

49,1

49,4

21,9

27,0

30,2

32,5

34,4

35,8

37,1

38,1

39,1

40,0

41,3

42,4

43,4

44,3

45,0

48,4

48,8

49,0

49,3

22,0

27,1

30,2

32,5

34,5

35,9

37,2

38,2

39,1

40,0

41,3

42,4

43,4

44,3

45,0

45,7

46,1

46,7

47,1

47,5

47,9

48,3

48,7

49,0

49,3

22,0

27,2

30,3

32,6

34,5

35,9

37,2

38,2

39,1

40,0

41,3

42,4

43,4

44,3

45,0

45,7

46,1

46,7

47,1

47,4

47,8

48,2

48,6

48,9

49,2

22,0

27,2

30,3

32,6

34,5

35,9

37,2

38,2

39,1

40,0

41,3

42,4

43,4

44,3

45,0

45,7

46,1

46,7

47,0

47,4

47,8

48,2

48,6

48,9

49,2

49,5

49,8

50,0

50,2

50,4

Tablica II.

KATEGORJA II. DLA WSPÓŁCZYNNIKA n = 0,030.

Tablica daje wartości współczynnika k na podstawie danego R (promień hydrauliczny) i danego spadku na 1000 t. j. i X 1000.

°/oo

Spadki na 1000

i X1000    0,05    0,07 I 0,1 1 0,2    0,3    0,4 I 0,5 [ 0,6 1 0,7 | 0,8__0,9___1,0

0,1

15,5

16,5

0,2

20,0

21,0

0,3

23,0

23,8

0,4

25,2

26,0

Wartości

17,3

17,4

17,5

21,6

24,3

26,5

28,2

21,7

21,8

24,4

24,5

26,5

28,3

26,6

28,3

Dla spadków większych od l°/oo pozostają te same współczynniki.

29,4

30,6

31,6

32,5

33,3

34,7

35,7

36,6

37,4

38,1

38,8

39,4

39,9

40,3

40,8

41,1

41,5

41,9

42,2

42,5

42,8

43,1

43,4

43,7

29,5

29,5

30,7

31,6

32,5

33,3

34,7

35,7

36,6

37,4

38,1

38,7

39,2

39,7

40,2

50,6

41,0

41,4

41,8

41,9

42,2

42,5

42,8

43,1

43,4

43,9    43,6

30,7

31,6

32,5

33,3

34,7

35,7

36,6

37,4

38,1

38,7

39,2

39,7

40,1

40,5

40,9

41,3

41,6

41,8

42,1

42,4

42,7

43,0

43,2

43,4

Dla łożysk znanych, w których wielkości R, J i F mogą być zmierzone bezpośrednio, obliczenie ilości wody przepływowe] Q nie przedstawia trudności.

Ogólnie jednak wziąwszy, zadanie przedstawia się w ten sposób, że poszukiwany jest przekrój F dla danej ilości wody Q i określonego spadku J. Rozwiązanie liczebne możliwe jest tylko zapomocą próbnego podstawiania różnych przybliżonych wielkości F i R (dobierając szerokość dna i głębokość) we wzory (I) i (II), co robi całe obliczenie dużo czasu pochłaniającem. Dla ułatwienia tych obliczeń zestawił Kutter tablice (W. Kutter: „Bewegung des Wassers in Kanälen und Flüssen“ wyd. P. Perey w Berlinie) dla częściej spotykanych przekrojów, ze skarpami 1:1,5, podające prędkości i ilości wody przy różnych n = 0,025 do 0,035, oraz e/=do 3%o.

Zadanie w ten sposób rozwiązywane dopuszcza, ogólnie wziąwszy, wiele rezultatów dla F, zadość czyniących potrzebie. Ponieważ jednak z powiększeniem F zwiększa się koszt wykonania kanału, przeto intere-sującem staje się pytanie, jaki być może najkorzystniejszy przekrój Z równania (I) wynika, że Fmin może być tylko przy vmax. Ponieważ jednak:

przeto widoczny jest warunek, aby obwód zwilżony O stanowił najmniejszą wartość przy danej wielkości F.

Koło posiada najmniejszy obwód w stosunku do zawartości swego pola i z tego wypływa, że najekonomiczniejszym przekrojem byłoby

półkole, którego środek leżałby na linji zwierciadła wody. Do tegoż najwięcej zbliżone są wielokąty prawidłowe, opisane na kole, przez środek którego idzie linja zwierciadła wody. Z praktycznych jednak względów łożysko, wykonane w ziemi, posiadać musi kształt trapezowy, z nachyleniem boków, za-leżnem od rodzaju gruntu.

Rys. 49.

"Ti

Ażeby przy tych warunkach określić najkorzystniejszy przekrój, odpowiadający danej wielkości F, należy znaleźć stosunek pomiędzy dwoma wymiarami równobocznego trapezu, mianowicie szerokością dna a i głębokością t, przy których otrzymuje się najmniejszy obwód podwodny O, a więc zarazem maximum R, v i Q.

W normalnym przekroju trapezowym kanału (rys. 49) szerokość zwierciadła wody:

wobec czego:

F=

skąd :

b — a -f- 21 cotg ô

+ t cotg ó) t

Y — t cotg ó . .

(V)

a obwód podwodny:

F

O = a -\-2c = -j — t cotg ô -f

2ł _F t (2 — cos ö)

sin ö

sin r) ł

Promień hydrauliczny R = ^ osiągnie swą wartość maxim. przy sta-

łem F, gdy O będzie minimum.

To będzie miało miejsce, gdy przy stałej wartości dla o i zmiennej

dla t i O :

dO

sin (5

stąd

F sin ö

2 — cos ô

(VI)

Z powyższego otrzymamy

sin ö

t*

albo

F F 2 F o-j + tj,

a H~ b .

2

= a-\-b

ponieważ jednak także

O = a -j- 2 c,

to

b = 2c =

sin ó ’

t. j. linje pochyłe brzegów są to styczne do koła, zatoczonego promieniem = t z punktu, znajdującego się pośrodku zwierciadła wody. Promień hydrauliczny wynosi

(VII)

zaś stosunek szerokości dna do głębokości

(VHI)

Y=² tg- -

| = ic°tg|

Dla zwykle stosowanych nachyleń skarp możemy ułożyć następu-v jącą tablicę stosunków

Skarpa

Kąt nachyl, skarpy

Stosunek —

90°

1 : 0,5 1 : 1

63° 26' 06"

45°

1 : 1,5 1 : 2 1 : 3

33°41'24" 26° 33' 54" 18°26'06"

0,500

1,236

1,209

1,648

2,120

3,061

Przykład. Znaleźć najkorzystniejszy przekrój dla rowu o nachyleniu skarp 1 : 1,5, spadku J= 0,0005 (0,5%o), któryby odpowiadał Q — 0,300 m³ na sek.

Według tablicy dla skarpy 1:1,5

= 1,648, skąd t = 1,648 a

Jeśli przyjmiemy a = 0,4 m, to otrzymamy

t = 0,659.

W celu obliczenia ilości wody Q przy tak przyjętych rozmiarach łożyska, określić należy v

v = k ]' R J,

przyczem według wzoru VII będzie    = 0,329.

Dla R — 0,3, J = 0,5%o, oraz n = 0,025, podług tablicy na str. 100 współczynnik Æ = 30,0, wobec czego

u = 30 ]/ 0,3.0,005 = 0,36 Q = F.v = 0,327 m³.

Wobec tego a należy przyjąć nieco mniejsze, a zatem — 0,38, wówczas t = 0,62 i dla sprawdzenia rachunek powtórzyć.

Z równym pożytkiem może być zastosowany do obliczania prędkości ruchu wody w kanałach uproszczony wzór Manninga, posiadający kształt:

-Rli° J'¹-

w którym n jest współczynnikiem chropowatości łożyska, jak we wzorze G. i Kuttera, a więc dla ziemnych kanałów 0,025. Rezultaty otrzymywane tą drogą, zwłaszcza dla wartości R niewielkich (0 do 8), mało się różnią od obliczanych wzorami Ganguilleta i Kuttera lub Bazina. Natomiast ze względu na prostotę wzoru, tam, gdzie jest konieczność częstszego powtarzaniu rachunku, jest on polecenia godny.

Dla ułatwienia nieco żmudnych obliczeń w praktyce rozpowszechniło się użycie tablic graficznych (S c h e w i o r : „ Hilfstafein zur Bearbeitung von Meliorationsentwürfen“), ułatwiających w znakomity sposób wybór najkorzystniejszego przekroju.

O ile rów ma odprowadzać niewielką ilość wody obsiąkowej i do prymitywnych celów służyć, to profil jego powinien być wybrany jak najprostszy, zapewniający jak najmniejsze koszta utrzymania, a więc zastosowany przedewszystkiem do miejscowych potrzeb praktycznych. We wszystkich jednak wypadkach poważniejszych nigdy nie należy zaniedbywać jak najskrupulatniejszego rozważenia wszystkich czynników teoretycznych, mających wpływ na wybór tego przekroju, co ma bezpośrednie znaczenie zarówno dla prawidłowego funkcjonowania kanału lub rowu, jak i kosztów jego wykonania.

Obliczenie przepustów. Przy odwodnieniach większych obszarów niesposób uniknąć, aby drogi komunikacyjne nie przecinały kanałów, co zmusza do budowania mostów, lub conajmniej przepustów rurowych. W miejscowościach płaskich, do jakich zazwyczaj należą tereny bagienne, wymagające odwodnienia, obliczenie przepustów drogowych, ze względu na mogące powstać spiętrzenia wody lub czasowe zatamowanie swobodnego odpływu, winno być dokonane zawsze z możliwą skrupulatnością. Ilość wody Q dla osiągnięcia pożądanego bezpieczeństwa przyjmować należy ze znacznym nadmiarem. Bliższe szczegóły i normy w tej sprawie omówiliśmy w rozdziale o spływie powierzchniowym, str. 59.

Q

Prędkość przepływu wody w przepustach, określona wzorem v =

nie powinna przekraczać pewnego maximum, któreby mogło powodować jakiekolwiek uszkodzenia w przepuście lub jego blizkości. Prędkość ta wynosić może 1.5 do 5 m zależnie od materjału, z którego przepust został zbudowany. Z drugiej jednak strony prędkość minimalna zabezpieczać powinna od osiadania namułów, co także osiągnie się do pewnego stopnia, jeśli prędkość odpływu jest większa, niż dopływu.

Nachylenie przepustów czyli ich spadek jest zwykle dany nachyleniem dna rowu. Przy małych jednak spadach rowów, pożądane jest powiększenie nachylenia rur przepustowych tak, aby ich spadek względny wynosił około 1%, a prędkość przepływu nawet przy nizkim stanie wody była dostateczna do uniesienia namułów. Rozumie się, że wpływ pewien wywiera na to również ukształtowanie i chropowatość ścianek, co uzależnione jest od materjału, z którego przepust jest wykonany.

Prędkość średnią przepływu wody w zależności od umocnienia koryta podaje przytoczona tablica:

Grunt koryta i jego umocnienie

Prędkość dozwolona na dnie

Odpowiednia

prędkość

średnia

1.    Ścisły piasek......

2.    Ścisły grunt gliniasty . .

3.    Grunt kamienisty lub bruk

4.    Grunt skalisty .....

5.    Łotok murowany ....

6.    Łotok drewniany ....

0,8

1,4

2,0

2,8

4,0

5,75

05 co JS5 ^ j-*-Ot O

M Ol 05 05

to

Obliczenie przekroju przepustu F wypływa z wzoru ogólnego I : Q = F.u = F .k.fRj

F.k \[R = Q₀

Q = QofJ

Jeśli oznaczymy :

(IX)

(X)

Q²o =

Q²

loo Yr

we wzór IX

Wstawiając wzór uproszczony Kuttera k = dla Qo, otrzymamy dla przepustu o przekroju kołowym, wypełnionym wodą całkowicie (rys. 50), gdzie R = — :

™ + lIr

Qo

19,6 d³

m + 0,5 ]/ d

(XI)

dla owalnego, wypełnionego całkowicie (rys. 51), gdzie /? = 0,278 d:

Qo —

29,6 d³

XII

<t

*==

Rys. 50.

Rys. 51.

dla przepustu prostokątnego przy ł = ~> gdzie R = -Ą-

2    4

Qo =

12,5 d³

H + 0,5 | d

dla prostokątnego przy t = d (rys. 52), gdzie R = -^~:

O

Qo =

33,3 d³

/u +0,58 j/d

Rys. 52.

XIII

XIV

Jeśli przyjmiemy dla betonu współczynnik [i — 0,15, zaś muru — 0,45, to otrzymamy następujące wartości dla wyżej podanych czterech przypadków:

Mur m — 0,45

Beton m — 0,15

wedł. rys. 50

wedł. rys. 51

wedł. rys. 52

wedł. rys. 52

Q-

Qi)

Q²

<©

O

0,10    0,064    • 0,004

0,093

0,282

0,614

1,115

1,799

2,745

3,910

5,347

8,741

11,433

17,153

24,365

33,141

43,658

76.4    3,105 5,029 7,545

10,724 14,597 19,238

130,0

294,0

593,0

1098,0

1906,0

370,0 II 32,333    1045,0

Dla przepustów, jak i lewarów, pozostających pod ciśnieniem, zastosować również możemy wzór poprzedni:

Q = Fv = Fk | RJ,

w którym przyjmując F—nd² : 4, zaś n = nd, po odpowiedniem przekształceniu równań otrzymamy:

d = fi

Q²

-r = F

O?

XV

gdzie ß przyjąć można:

dla przepustu betonowego okrągłego [i — 0,20 „    „    „    owalnego — 0,232

„    „ murowanego prostokątnego ^ = 0,36

/a = 0,26.

„    „ prostokątnego, pełnego

LJ

' 'Z

■>

■/    7    -

Rys. 53.

Poza tem / oznacza długość przepustu w m, zaś h — różnicę poziomów wody przed i za przepustem (rys. 53).

k = 0,0249

W użyciu bywa też wzór zasadniczy Q = Fv, w którym według Weissbacha przyjąć należy dla przekroju okrągłego:

YMa

¹+e+ft ~d

v² k l

2 gh — a² (1—e)

. XVI

gdzie współczynnik oporu przy wejściu wody do przepustu e = 0,505, zaś współczynnik tarcia k według Darcy zależny jest od średnicy rury i przedstawiony został w postaci:

k = 0,01989

0,0005078

d = 0,1

0,0203

0,0207

Przy małych zlewniach otrzymuje się zwykle wymiary przepustów tak niewielkie, że w praktyce należy robić często znaczne odstępstwa od obliczenia teoretycznego, wielkość bowiem przepustu musi być w każdym wypadku tak dobrana, aby umożliwione było oczyszczanie go, co prowadzi do stosowania otworów w prześwicie conajmniej około 0,6 m średnicy.

Stopnie. W celu zmniejszenia spadku dna rowów, lub ujednostajnienia go stosowane bywają często kaskady, zwane również stopniami. Do wysokości 50 cm można budować je z pomocą płotków faszynowych, umieszczonych wpoprzek dna rowu. Takie jednak wykonanie nie gwarantuje większej trwałości i wymaga starannej konserwacji. Budując stopień z faszyny, praktyczniej jest rozłożyć różnicę spadków na szereg stopni niższych, 10—20 cm, lub zgubić różnicę spadków przez nadanie dnu w odpowiedniem miejscu większej pochyłości, np. 1:4 do 1:10 i umocnienie go, przez wbicie w dno rowu i brzegi co 3 do 5 m szeregów pali, tworzących ściany, zabezpieczające od wypłukania ziemi zbyt szybkim prądem wody. W podobny sposób buduje się trwalsze stopnie brukowane (rys. 54, 55).

Dno poniżej stopnia winno być wzmocnione narzutem kamiennym, lub wyściołem faszynowym, dla zabezpieczenia go od wypłókania przez spadającą z wysokości wodę. Długość umocnienia zależy od wysokości stopnia, jak również głębokości wody wielkiej, przeciętnie jednak wynosi potrójną wysokość stopnia.

Nierównie trwalsze, choć bez porównania kosztowniejsze są kaskady, wybudowane z drzewa, muru lub betonu. Wysokość ich może być do-

O.OS

łl'

:mxĘm

|Uv. v.^;^ 1.20-»!<

Mf.4

1.90

mmymm

F^HNre“^

■7

0.J 2

Rys. 54.

~J.

X7

Wf$

-T~

J.

:x

■/śWŻM

nr

/*

/ 0-oś& ' n

ł;

.Çj

ze

yypjf/fó

mm

f/i

v ■*-

-•5,60

3. 5 o

■7

r77

t' v

v„

Rys. 55.

"T*

WWjIFJ'

5757 T

K)

V . « J    Ö

•Æ

Jmsmmïïï

>.55-4

1'80

n.U ł El; y/

Ww* % 'WFrWWP^Vf,

"¹-²⁰^I#7t1-²⁰ -

?Mf0lz - 7,

/ ,r

^ÈÿlMjsLs y

>*

71 jpb.12

-/■

i-

i vi / •

/.

s*

Rys. 56.

wolna. Przy wykonaniu tych budowli, w celu ułatwienia połączenia części górnej rowu z dolną, rozszerza się zwykle dno pierwszej do takich rozmiarów, aby krawędzie brzegów górnej części zeszły się z krawędziami dolnej części. Rys. 56 przedstawia stopień betonowy lub z kamienia murowany, z ubezpieczeniem dna i brzegów. Przy stopniach

Rys. 57.

Odpływ osiągany drogą mechaniczną. Jak to już poprzednio było wspomniane, w wypadkach, gdy wysoki stan wody w odbieralniku nie pozwala na bezpośrednie odprowadzenie wody z rowów, okazuje się potrzeba zastosowania odwodnienia sztucznego, polegającego na czerpaniu mechanicznem wody i przelewie jej do wyżej położonego odbiornika, lub poprzez przeszkody, stojące na drodze swobodnemu odpływowi. Odwodnienie sztuczne okazuje się więc niezbędne w wypadkach takich, jak długotrwałe wody wysokie w rzece, stanowiącej odbiornik, brak naturalnego spadku doliny w jego stronę, trudności, połączone z wykopaniem nowego odbiornika dostatecznie głębokiego (np. na gruntach obcych), odwodnienie nisko leżących dolin nadmorskich, gdzie wskutek przypływów i odpływów, poziom w odbiorniku podlega znacznym wahaniom.

Jeśli dolina z wyżej położonym odbiornikiem ma być odwodniona, potrzebne są następujące urządzenia:

1.    O wałowanie doliny dla zabezpieczenia jej od zbyt wysokiej wody odbiornika.

2.    Rowy graniczne, opaskowe, aby uchwycić wody obce powierzchniowe i wgłębne, a pochodzące z wyżej położonych miejscowości oka-

łających.

Hi

QAo>

"weiser

'•f

-----i.4o

źli

m:

11

.Hi-;

irn

i i ~r

o znaczniejszej wysokości zaleca się wybudowanie w dnie rowu, u podnóża stopnia t. zw. kotła, czyli niec-kowatego zagłębienia, gdzie woda spadająca, zmienia kierunek ruchu, traci na energji swej, i w ten sposób zostaje złagodzony, niszczący dno i brzegi wpływ siły uderzenia spadającego z wysokości strumienia. Rys. 57 przedstawia typ podobnej budowli z dnem i bokami brukowanemi. Niewielkie te budowle, ze względu na rozmiękły i mało spoisty grunt, winny być bardzo starannie wykonywane, bowiem inaczej, w prędkim czasie ulegają zupełnemu zniszczeniu.

3. Sieć rowów wewnętrznych osuszających, zdolnych doprowadzać

wodę do urządzeń przelewowych.

4. Upust (jaz) na kanale głównym w najniższem miejscu doliny,

a przeznaczony dla swobodnego wypuszczania wody, gdy czasowo niski poziom wody w odbiorniku na to pozwala. Pożądane jest przytem zastosowanie samoczynnych upustów, zamykających się w razie nagłych przyborów.

5. Urządzenia mechaniczne do przelewania wody, które ustawia się obok upustu, a składające się z pompy i silnika.

Rozkład ogólny rowów wewnętrznych tego rodzaju odwodnienia niczem się zasadniczo nie różni od odwodnienia zwykłego, jedynie że wszystkie kanały główne kierowane są do wspólnego miejsca, znajdującego się w bliskości odbieralnika, dla umożliwienia przelewu wody za-pomocą jednego urządzenia mechanicznego.

\\

V,

ibsaiBïïï

uKinaiem*

Rys. 58.

Koszt, jaki pociąga za sobą mechaniczne przelewanie wody, zmusza do szukania środków, dążących do ograniczania ilości ścieków, a polega to z jednej strony na zabezpieczeniu doliny przed zalewem wód napływających z góry, bądź z dołu, oraz na odprowadzaniu drogą naturalną tej części wody, która ze względu na swe położenie może być w ten sposób odprowadzona. Osiągnąć to można, jak to wyżej było wspomniane, z jednej strony przez otoczenie niziny osuszanej groblami, zapobiegającemi podtapianiu jej, z drugiej zaś — otoczenie kanałami opaskowemi, któreby były w możności wody, napływające z wyższych miejscowości, uchwycić i drogą naturalną odprowadzić do odbiornika (rys. 58).

W wypadkach, gdy nizinę odwodnioną przecina rzeka, któraby niepomiernie powiększała ilość wody, zabagniającej teren, należy dążyć do odprowadzania jej drogą okólną, budując w tym celu kanał wzdłuż granicy doliny odwadnianej, lub też, gdyby koszt kanału takiego okazał się znaczny, przez owałowanie obustronne rzeki i wykluczenie jej w ten sposób z odwodnienia (rys. 59). Wobec rozdzielenia doliny wałami na części, okazuje się celowe dla uniknięcia budowy dwóch urządzeń przelewowych, połączenie kanałów, odwadniających obie strony rzeki, zapo-mocą lewaru (syfonu), zbudowanego pod jej łożyskiem.

W zwykłych wypadkach woda bywa przelewana wprost do głów-

nego odbiornika, jak rzeka lub jezioro. Gdy jednak wodostan w odbiorniku jest zmienny, jak to bywa z morzami, to urządzenia przelewowe zwykle podnoszą wodę do sztucznego rezerwoaru pośredniego, z którego woda, po obniżeniu się poziomu w odbiorniku głównym (w morzach podczas odpływu), może samoczynnie spłynąć. Do takich zbiorników zapasowych odprowadzają wodę i kanrty opaskowe, a w takim razie mogą one być napełniane tylko do określonego poziomu, poczem pompy muszą zaprzestać swej czynności, aby nie wywoływać szkodliwego spiętrzenia wody w wyżej wspomnianych kanałach. Zbiorniki te winny być więc dość wielkie, aby umożliwić nieprzerwaną pracę urządzeń przelewowych.

Czas i rozpoczęcie czerpania wody w celu odwodniania zależy przede-wszystkiem od warunków atmosferycznych, jak również sposobu użytkowania terenu odwadniającego resp. jakości roślin uprawianych i ich wymagań. Jeśli są to uprawne pola, to czerpanie powinno być rozpoczęte wcześniej niż dla łąk. Wcześniejsze roztopy wiosenne i przyspieszony wskutek tego rozwój roślinności mogą wpłynąć również na czas rozpoczęcia czerpania.

Ażeby zdobyć więcej pewne podstawy do zaprojektowania instalacji, mającej przelewać wodę, zaleca się oparcie ich na obserwacjach wodomiarowych, notowaniach temperatury, okresu roztopów i t. p., które to dane pozwolą oznaczyć czas rozpoczęcia i pożądany okres trwania przelewania. Prof. Friedrich przyjmuje, że wody z roztopów powinny być usunięte w ciągu dni 14-tu. Ponieważ w ten sposób najwyższe obciążenie instalacji przypada na wiosnę, istnieje prawdopodobieństwo, że odpowie ona zadaniu również w czasie letnim. (21, 310).

Ilość wody, potrzebna do wyczerpania przy odwodnienach sztucznych, oblicza się podług prawideł ogólnych, wyłożonych w poprzednich rozdziałach. Nawiasem dodamy, że prof. Friedrich przyjmuje ilość tę w czasie wiosennym = 100 mm, co wynosi na ha :

- ________^

V|

V\

W.;-.!

Ryc. 59.

R = 100.100.0,1 m = 1000 m ³ ;

przy czerpaniu w ciągu dni 14-tu (1,209.600 sek.) przypada na jedną sekundę :

1000000

1209600

0,82 litra na sek. i ha.

Przy wykonaniu większych sztucznych odwodnień przyjmowano dotychczas przewidywaną ilość wody 0,23 do 0,6 m³ na sek. z 1000 ha. Jedynie przy mniejszych odwodnieniach holenderskich (Zuilichen-Pol-der) objętość ta została zwiększona do 0,82 m³ na sek. Zauważyć przy tern można, że według zdania inżynierów holenderskich, ilość wody w pierwszych latach jest znacznie większa, niż w następnych, co zresztą nie wszędzie się sprawdziło.

Moc urządzenia przelewowego określa się według wzoru:

1000 Q h

75

gdzie N jest moc nominalna, wyrażona w koniach parowych, potrzebna do podniesienia wody, 1000 Q — jest ciężarem w kg wody przelewanej na sekundę, zaś h średnia wysokość podniesienia wody w m.

1000 Qh g 75

Silnik, poruszający czerpadło, jednak winien być mocniejszy, ponieważ musi on nietylko podnosić wodę, lecz przezwyciężać tarcia i straty siły w mechanizmach. Pragnąc więc moc rzeczywistą silnika określić, należy moc nominalną podzielić na współczynnik sprawności mechanizmu ą:

Ne

Współczynnik g zależny jest od rodzaju czerpadła i wysokości podniosu wody, a wynosi 0,6 do 0,8.

Lk.m.

Tolkmitt podaje (99, 206) jako moc rzeczywistą, potrzebną do odwodniania 1 ha :

60

zaznaczając, że daje to nieco zbyt obficie obliczoną moc silników. W obrachunku swym autor przyjmuje, że w ciągu doby winna być usunięta warstwa wody 6 mm i podniesioną na wysokość 10 m, przyczem zakład przelewowy czynny jest 18 godzin na dobę. Jednak w dolinie Wisły, gdzie żuławy są małe, a wysokiej wartości ziemie muszą być prędko na wiosnę odwodnione, znajdują się i silniejsze zakłady. Liczą tam na każde 5 ha odwodnianej doliny 1 K. M. (25, 87). W Holandji przyjmują na każde 100 ha VU do 0,94 K. M. Kropf liczy (Zentrbl. s. Wasserwirtsch. 1920), że przeciętnie należy wypompować 1 do 1,3 m3 z ha na godzinę, co przy 8-godzinnym dniu roboczym wyniesie 3 do 4 m³/godz., czyli 0,85 do 1,1 litra na sek. i ha. Urządzenie czynne jest zazwyczaj do 2000 godzin w roku. Jako silniki, obok parowych oraz spalinowych, Kropf zaleca wietrzne, zwłaszcza dla mniejszych urządzeń. Według tegoż autora koszt roczny odwodnienia 1 ha (przy odwodnieniu 1800 ha silnikiem 60-konnym) wynosił w roku 1914-m:

przy silniku parowym .... 5,25 mk. niem.

„    „    spalinowym . . . 4,57 „

„    „    wietrznym .... 2,60 „

W stosunku do określonej ilości wody i czasu, wreszcie wysokości podnoszenia wody, obliczają się instalacje przelewowe. Więcej wyczerpujące rozważania kosztów pompowania wody przy osuszeniu gruntów dla celów rolniczych podaje G. Tolkmitt (99, 252).

Jako czerpadła używane są w mniejszych instalacjach podnośnice śrubowe lub przelewnice ślimakowe, inaczaj zwane ślimakiem Archime-desa, koła czerpakowe, wreszcie pompy tłokowe; przy odwodnieniu większych obszarów zazwyczaj pompy

—    odśrodkowe. Stosownie do wyso-

f'

—    kości podnoszenia wody w zbiorniku i w wyżej leżącym odbiorniku, stopnia zanieczyszczenia i ilości jej w 7?2³/sek. następuje wybór czerpadła.

Rys. 60.

Najkorzystniejsze działanie śrub wodnych (rys. 60), osiąga się przy nachyleniu osi 30°. Największa wysokość podnoszenia wody wynosi 4 m. Średnica śruby 0,3 do 0,8 m, a długość jej dochodzi do 8 m. Sprawność określa się na 0,70 do 0,75 m. Jakkolwiek śruby takie zajmują dużo miejsca, użycie ich jest dość częste ze względu na łatwe utrzymanie i rzadkie zakłócenia w ruchu przez zanieczyszczenie szlamem, roślinami, gałęźmi i t. p.

W tym też celu stosowano rzutnice (rys. 61). Są to koła zwykle drewniane, szerokości 0,45 do 0,60 m i średnicy 5 do 6 m. Głębokość zanurzenia wynosi 0,60 do 0,90 m, a wysokość podnoszenia nie przekracza 1,50 m. Prędkość obwodowa wynosi 0,65 do 2 m, więc ruch obrotowy koła jest bardzo powolny.

Dla większych ilości wody i znaczniejszych wysokości podnoszenia z korzyścią obecnie stosuje się pompy odśrodkowe. Dla powiększenia sprawności ustawia się je tak, aby ssanie nie przekraczało 5 do 6 m, zaś tłoczenie może sięgać wysokości do 30 m.

Co do silników, to przy wszystkich większych odwodnieniach stosowane bywają parowe lub niekiedy spalinowe. Dla mniejszych urzą-

dzeń, lub tylko czasowo użytkowanych, dogodną jest ruchoma lokomo-bila, gdy zaś dla większych — stałe maszyny parowe. Gdy prąd jest do nabycia, motory elektryczne stanowią niezmiernie dogodny silnik w połączeniu z pompą odśrodkową.

L.

Obok silników benzynowych, naftowych, spirytusowych, dla małych instalacyj są w tym celu często stosowane wietrzne, jak również maneże konne. Gdzie warunki na to

Rys. 61.

pozwalają, polecenia są godne wiatraki samoregulujące się nowych systemów, t. zw. amerykańskie, jako nie wymagające kosztownych środków utrzyma-

nia. Niestety, co do siły wiatru

i ilości dni wietrznych różnych miejscowości naszych, mało jeszcze mamy pewnych wiadomości. Moc rzeczywista silnika wietrznego określa się wzorem:

Ne = 0,00035 d² v³,

gdzie d = średnica wiatraka, zaś v prędkość wiatru.    ,

Dobre wiatraki rozpoczynają pracę przy prędkości wiatru 2% do 3 m, normalnie jednak nie należy brać pod uwagę prędkości poniżej 4 do 4Va m, zaś najkorzystniejsze działanie rozpoczyna się przy 6 do 6V2772 na sek.

Zaznaczyć wreszcie należy usiłowania zastosowania w ostatnich czasach do celów odwodnienia sztucznego, silników wodnych. Możliwe staje się to w razach, gdy w bliskości terenu odwodnionego uzyskać można dostateczny spadek wody płynącej. Zastosowano z pewnem powodzeniem mechanizmy, zbudowane na wzór znanych taranów wodnych, które wykorzystując energję spadku, podnoszą automatycznie wodę. Są to t. zw. hydropulsoryx), budowane w Niemczech, mechanizmy względnie proste, działające samoczynnie ze sprawnością, wynoszącą około 65%.

Znane są również stosowania ejektorów wodnych, których jednak współczynnik sprawności jest niewielki, co, pomimo innych zalet, stać może na przeszkodzie znaczniejszemu rozpowszechnieniu ich, nawet w tych wypadkach, gdy istnieje możność rozporządzania energją wodną w bliskości miejsca odwodniania.

Z większych odwodnień sztucznych przytoczyć można:

Odwodnienie doliny Ferrary obszaru 51.000 ha. Cztery silniki parowe o mocy 1040 K. P. pędzą 8 pomp centryfugalnych.

b Der Kulturtechniker 1920, str. 35.

Odwodnienie Haarlemskiej zatoki obszaru 18.000 ha. Trzy pompy o mocy 350 K. P. każda, podnoszą wodę na 4,5 m wysoko. Kanał główny ma szerokość 17 do 20 m i 1 do 1,3 m głębokości.

Odwodnienie zatoki „De Lymers“, obszaru 5500 ha. Opad miesięczny 200 mm jest odpompowany w przeciągu 25 dni. Obliczono ilość wody na 6 m³ na sekundę. Największy podnios wynosi 3,4 m, co uskutecznia się trzema pompami centryfugalnemi o średnicy 1,75 m.

Przytoczyć wreszcie należy Błota Pontyjskie oraz dolinę jeziora Fucino, odwodnione w znacznym stopniu sztucznie.

Wobec płaskiego ukształtowania większej części kraju, a z tem związanej trudności odwodnienia wielu dolin, co częstokroć uwarunkowane jest regulacją uprzednią rzek, znoszeniem młynów i t. p., odwodnienie sztuczne mogłoby znaleźć w wielu wypadkach korzystne zastosowanie i w Polsce. Jako meljoracja może zwłaszcza okazać się korzystną tam, gdzie silnik stoi do dyspozycji (jak np. lokomobila użytkowana w gospodarstwie), a opał jest tani. W każdym poszczególnym wypadku zaleca się przeprowadzenie dokładnej kalkulacji, uwzglęcnia-jącej miejscowe warunki.

Odwodnienie przy pomocy namulania. Kolinatacja. W pewnych, a po temu sprzyjających wypadkach, może być przeprowadzone odwodnienie nisko leżących obszarów, przy pomocy podniesienia ich poziomu przez namulenie. Istota tego sposobu polega na wprowadzaniu na teren otoczony niskiemi wałami wody, niosącej wiele drobnego rumowiska. Z powodu zmniejszenia szybkości przepływu, rumowisko osiada na dnie odstojników, podnosząc ich dno. Jasnem jest, że sposób ten stosowany być może tylko w bliskości rzek lub strumieni, niosących znaczne ilości namułów, co zwykle bywa w czasie wiosennych wód wysokich. Jakość i ilość zawieszonego namułu w wodzie, zależy od natury dorzecza zużytkowanego w tym celu ścieku, zwykle jednak namulanie takie postępuje bardzo powoli. W urządzonych kolmatacjach podnoszenie poziomu terenu waha się między 1 a 50 cm rocznie.

Dla obliczenia czasu potrzebnego do pożądanego podwyższenia terenu musi być woda co do swych zawartości zbadana uprzednio dokładnie. Ponieważ namuły rzeczne bywają zwykle żyzne, sposób ten stosowany bywa nietylko w celu podwyższania poziomów i odwodnienia terenów, lecz i pokrywania gruntów bezużytecznych warstwą urodzajną.

Ze względów technicznych i finansowych, namulanie może być stosowane tylko na terenach względnie płaskich. Kanał doprowadzający wodę musi jednak posiadać spad dość znaczny, aby zapobiedz przedwczesnemu osiadaniu w nim namułów. Spad ten zależny jest od jakości materjału zawieszonego w wodzie i przy lżejszych namułach wynosić może około 0,5%o, dla mniejszych rowów 3 do 4%o. W celu transport towania grubszych zawiesin, spad musi być większy i wynosić 2 do 10%o. Obliczenie przekrojów kanałów powinno stosować się zresztą do ogólnych prawideł, omówionych w poprzednich rozdziałach niniejszej książki.

Zauważyć należy, że ze względu na znaczną prędkość przepływu wody w kanałach doprowadzających, muszą one być zabezpieczone od uszkodzeń sposobami, opisanemi w rozdziale odpowiednim.

Namulany teren, jak to wspomnieliśmy, zostaje otoczony niskiemi wałami, które, zależnie od spadku ogólnego, są mniej lub więcej oddalone, tworząc osadniki różnej wielkości i kształtu.

‘ ' •*. •; ••'o*'    •; /X ■

Dla przeprowadzenia wody z osadników wyżej poło-    >

W¥7s.

Rys. 62.

żonych do niżej leżących bu- ^ dowane są w wałach prze-wały, korona których w miarę namulania jest podnoszona (rys. 62). Wysokość spiętrzania wody w osadnikach wynosi 0,5 do 1 m. Materjał na budowę wałów czerpie się z rowów, które jednocześnie służą jako odwadniające.

Osadniki leżą zwykle tarasowo, tak, aby woda mogła cyrkulować od najwyżej do najniżej położonych.

Kolebką kolmatacji są Włochy, a mianowicie prowincja Toscana. W nowszych czasach weszły one w użycie w południowej Francji i Szwaj-carji. W roku 1899 opracowany został przez krajowe biuro melioracyjne w Galicji projekt namulania i osuszania bagien naddniestrzańskichx). Obszar przeznaczony do kolmatacji wynosi 6890 ha. Studja polegały na: 1) możliwie dokładnem oznaczeniu granicy bagna czyli torfowiska nie-namulanego; 2) zbadania jakości gleby; 3) niwelacji terenu w celu zaprojektowania robót. W tym celu przeprowadzono niwelację siatkową, odległości punktów = 100 m. W każdym punkcie wykonano badania gruntu, stanu wody i głębokości torfowiska, a co 500 m wykonano wiercenia szczegółowe. Przeprowadzono również próby z osiadaniem torfu w specjalnych skrzyniach. Dodatkowo zbadano bagno co do jego roślinności, jak również wody Dniestru i Strwiąża co do ilości i jakości namułów. W tym celu założono 2 stacje i spostrzeżenia były czynione w ciągu 4-ch lat, co zestawiono graficznie z wykreśleniem krzywej stanu wód, objętość przepływu, ilości wody przepływającej w ciągu 1 miesiąca, ilości namułu przepływającego przez przekrój, średnią miesięczną ilością namułów. Projekt polega na podziale bagna na rewiry 400 ha, które

J) Andrzej Kornelia. „Osuszenie i namulenie bagien naddniestrzańskich“. 1903.

jeszcze podzielono groblami na 4 — 5 drugorzędnych basenów tak, że woda, wypełniwszy jeden, przelewać się mogła przewałem do drugiego przy spiętrzaniu 0,6 — 0,8 m. Ilość wody przyjęto 35 litr na ha i 1 sek. Przewidywane jest osiadanie roczne namułu około 9 cm na 4 km². Namulenie całego obszaru na grubość 10 cm przewidziano w przeciągu lat 17.

Odpływ wgłębny. W pewnych, sprzyjających po temu warunkach można osiągnąć odpływ wody, pochodzącej z odwodnienia, do warstw przepuszczalnych, leżących w głębi, a zdolnych do chłonięcia większych jej mas. To, rzadziej spotykane odwodnienie może być dogodnie stosowane, jeśli warstwy chłonne znajdują się w nieznacznej głębokości. Wówczas przez wywiercenie w warstwie nieprzepuszczalnej, powyżej leżącej, znacznej liczby otworów pionowych (5000 do 6000 na ha) daje się wodę zabagniającą odprowadzić w dół (drenowanie holenderskie). Sposób ten jest jednak zawsze połączony z ryzykiem, bowiem obliczenie sprawności działania tego rodzaju odwodnienia nie jest możliwe, a zamulenie otworów, pomimo obudowania ich, zawsze grozi.

Wgłębne odwodnienie może być dokonane przez odprowadzenie dostatecznie obszerną rurą pionową (studnie chłonne) oczyszczonych uprzednio z namułów ścieków do głębiej leżących warstw wodonośnych. Doprowadzając w ten sposób wodę do studni, podnosi się w niej poziom, a, o ile cembrowina jej jest przepuszczalna, to wskutek zwiększonego ciśnienia przenika ona do gruntu, rozchodzi się radjalnie, podwyższając miejscowo poziom wody gruntowej w kształcie stożka.

Określenie chłonności studni takiej może być dokonane teoretycznie w założeniu, że pochłaniana ilość wody Q jest proporcjonalną do przepuszczalności gruntu e, spadku z oraz pola przekroju przesączania /

V <*• /.'. •' -

I ,'v :    !

:• ,v-

A-U-'

\. .' • - ‘ * W'

\    ' J ‘

N. '^n    ;

_

T'-^ r=3‘

_2^. * * * *

Rys. 63.

Q = £ //

Przy promieniu studni /• (rys. 63) ilość wody, przesączająca się przez przekrój cylindryczny w odległości * od osi studni:

q,=

Całkowanie w graniach x=r i y = hz daje równanie krzywej poziomu wody

VA*²

ik =

Z równania powyższego określić można współczynnik e (8. 167).

Jte r

Sztuczne studnie chłonne w piaskach i żwirach wykonywane są niekiedy w Niemczech i Szwecji w celu powiększenia wydajności warstw wodonośnych. Dla odwodnień sposób ten w niewielkich zakresach stosują w Ameryce.

Odwodnienia wgłębne osiągają również przez wpuszczanie wody odpływowej do szczelin, tworzących się niekiedy w pokładach wapiennych lub dolomitowych. W ten sposób na większą skalę odwadniane są zagłębia lejowate w Karscie (Kroacja) (21, I, 263). Wloty do tych szczelin są starannie obudowywane w kształcie lejów lub studzien (Ponory).

C. Rozplanowanie szczegółowe urządzeń odwadniających.

i.

Rozkład rowów i ich przeznaczenie. Tylko w wypadkach, gdy mamy do osuszania bardzo wązką kotlinę, wystarcza niekiedy jeden rów, biegnący najniższemi jej miejscami i odprowadzający wody do jakiegokolwiek odbiornika w postaci większego kanału, rzeki lub jeziora. W zwykłych jednak wypadkach zastosować należy do osuszania całą sieć rowów, która składa się z jednego (lub więcej) rowu głównego i wielu zazwyczaj bocznych rowów drugorzędnych, mogących rozgałęziać się jeszcze i przyjmować szereg rowów mniejszych, których rozmiary i układ stosować się winien do potrzeb miejscowości oraz wypływać z konfiguracji i właściwości terenu meljorowa-nego.

lu

Rys. 65.

Poza rowami, ma-jącemi bezpośrednie przeznaczenie osuszać grunt i wodę stąd pochodzącą odprowadzać, mogą być rowy ze specjalnem przeznaczeniem, jak np. rowy graniczne lub opaskowe (rys. 65), mające za cel chwytać wodę napływającą z góry i odprowadzać ją oddzielnie, kanały ulgi, obwodowe, kierujące wysoką wodę kanału głównego lub np. rzeczki, przecinającej obszar odwadniany, drogą boczną, dla zapobieżenia czasowemu podnoszeniu się zwierciadła wody

w rowach osuszających, kanały burzowe, odprowadzające samodzielnie wprost do odbiornika większe wody burzowe, spływające po stokach, zapobiegając chwilowemu zatapianiu niziny lub uszkadzaniu urządzeń wewnętrznych.

Od zręcznego i umiejętnego rozplanowania sieci rowów, które wtedy jasno tłumaczą się, nie pozostawiając wątpliwości co do przeznaczenia, jakie poszczególne z nich mają spełniać, zależy w znacznym stopniu skuteczność działania urządzenia osuszającego. Jakim warunkom powinny odpowiadać różnego rodzaju rowy, zobaczymy poniżej.

Kanały główne, stanowiące najważniejsze arterje odwadniające dla poszczególnych wododziałów, stosują się: 1) do ufałdowań powierzchni gruntu, uwidocznionych na planie zapomocą warstwie, 2) do granic terenu, o ile osuszenie obejmuje poszczególne własności prywatne, 3) do głębokości gruntu torfowego (jeśli takowy znajduje się ńa terenie), 4) do różnych specjalnych warunków sytuacyjnych osuszanego obszaru.

Jakkolwiek w zasadzie kanał główny powinien ujmować najniższe miejsca niziny odwadnianej, to jednak wystrzegać się należy zbyt częstych zmian jego kierunku lub załamań pod zbyt ostrym kątem, mając na uwadze tę główną zasadę przeprowadzania rowów, że zarówno ze względów hydrotechnicznych (ułatwiony odpływ wody), jak i ekonomicznych (mniejsze koszta budowy i konserwacji), rowom należy nadawać kierunki możliwie proste. Przy nieuniknionych zmianach kierunku, należy załamywać je pod kątem łagodnym, lub conajmniej, stosować łuki o promieniu conajmniej 20—30 m. Z powyższych względów przytrzymywanie się ślepe dawnych koryt rzeczek lub rowów, zazwyczaj krętych, zamulonych i często obrosłych drzewami, jest nieuzasadnione technicznie, ani też ekonomicznie.

Jeśli zwłaszcza chodzi o zużytkowanie koryta rzeki, przepływającej przez nizinę jako głównego kanału odwadniającego, zwrócić należy uwagę, że nie zawsze bieg jej odpowiada najniższym miejscom kotliny. Wody rzek niosących namuły, osadzając je podczas wylewów w blizkości brzegów, podnoszą je stale. W ten sposób wywyższona rzeka nie może stanowić kanału odwadniającego dla doliny i, o ile przeniesienie koryta, stosownie do wymagań nowoukształtowanego terenu ze względu na koszta lub inne, jest niemożliwe, nie pozostaje nic innego, jak wyłączenie jej z systemu odwadniającego przez obwałowanie i zbudowanie dla niziny innego odpływu, odpowiadającego potrzebom tak co do kierunku, jak i rozmiarów.

Nie zawsze rowy główne odpowiadać mogą co do swego rozmieszczenia pożądanym warunkom technicznym. Zwłaszcza, gdy chodzi o osuszenie części większego bagna, należącej do jednego właściciela, odstępstwa pewne od ogólnych zasad muszą być czynione. W tych wypadkach kojarzenie względów technicznych i prawnych jest niezbędne, jakkolwiek powinno być czynione z całą ostrożnością i uwzględnieniem właściwego celu.

Rozmieszczenie kanałów odwadniających odpowiadać winno nie-tylko ukształtowaniu terenu w chwili przeprowadzenia meljoracji, lecz i przewidywanym zmianom, jakie w tym kierunku zajść mogą. Wzgląd powyższy mieć należy na uwadze zwłaszcza przy osuszaniu błot torfia-stych. Torf w stanie przepojonym wodą zajmuje znacznie większą objętość, niż w stanie suchym. Zdarza się przytem często, iż torfowiska są tak zalane wodą, że warstwa torfu nieledwie pływa w postaci kożucha. Tyczy się to zwłaszcza torfów mchowych, lekkich z natury i pochłaniających wodę w wielkiej ilości. Z chwilą osączenia nadmiaru wody, wierzchnie warstwy, przesycone wilgocią, a wskutek tego bardzo ciężkie, cisną na dolne i następuje szybkie osiadanie.

Stopień osiadania zależny jest: 1) od głębokości rowów, co warunkuje grubość warstwy osuszanej i wywierającej następnie ciśnienie, 2) od głębokości całkowitej pokładu torfowego, ponieważ osiada on i poniżej dna rowów, 3) od właściwości torfu, a głównie od jego chłonności. Inż. Kornelia przyjmuje, że osiadanie wynosi 20—50% głębokości rowów, zaś prof. Krüger przyjmuje, że torfy mchowe po osuszeniu osiadają na 10—25% ich głębokości.

Uwzględniając to, co wyżej zostało powiedziane, kanały odwadniające należy nietylko stosować do warstwie, wskazujących nam ukształtowanie powierzchni, lecz i do właściwości gruntu, inaczej bowiem kanał po oszuszeniu błota może okazać się leżącym w niewłaściwej głębokości do niektórych części odwadnianego obszaru, a skutkiem tego straciłby na wartości. Przy osuszaniu zatem bagien z napęczniałym torfem lub pływającym kożuchem, wartwice częściowo tracą na wartości. Na torfowiskach wyżynnych zazwyczaj środek jest wyniesiony w stosunku do brzegów wskutek narastania mchu. Zjawisko podobne zdarza się nierzadko i na torfowiskach nizinnych, gdzie wobec wykaszania brzegów, paszenia bydła i t. p. formowanie się torfu po brzegach wstrzymuje się wcześniej, niż po środku. Jednakże wskutek niejednakowej głębokości warstwy torfu po osuszeniu ukształtowanie powierzchni może zmienić się na odwrotne.

W podobnych wypadkach wskazane jest prowadzenie kanałów głównych po środku bagna, miejscami o najgłębszej warstwie torfu, omijając piaszczyste odsypiska lub występy lądu.

Kanał główny zostaje odprowadzony do odbiornika, którym jest zazwyczaj rzeka lub jezioro, w miejscu zabezpieczającem swobodny spływ wody. Normalny więc poziom wody w odbiorniku nie powinien być wiele wyższy od dna rowu głównego. Jeśli wskutek gwałtownych, lecz krótkotrwałych przyborów wody w odbiorniku, grozi czasowe wstrzymanie odpływu lub nawet wtargnięcie jej z odbiornika do osuszanej doliny, buduje się czasami na kanale głównym zapory w postaci jazów, które na czas przyboru zostają zamykane, lub samoczynnie mogą się zamykać.

W wypadkach, gdy czasowe zatamowanie odpływu swobodnego grozi zalewem osuszanego obszaru, lub gdy niemożliwe jest wyprowadzenie rowu głównego w miejscu, któreby zapewniało dalszy odbiór wody, nie pozostaje nic innego, jak zastosowanie sztucznego odpływu przez przepompowywanie ścieków, o czem w swojem miejscu była mowa.

Rowy główne, które, zależnie od ukształtowania terenu i innych wyżej omówionych warunków, mogą się rozgałęziać i przechodzić w rowy drugorzędne, mają za cel wodę, zebraną z powierzchni lub też osączoną z warstw głębszych, odprowadzić możliwie jak najprędzej na zewnątrz do ogólnego odbiornika, Ażeby tę funkcję spełniać mogły należycie, muszą być obliczone starannie na ilość wody, którą powinny odprowadzać. Będąc narażone na chwilowe przepełnianie, np. podczas ulew lub roztopów, podlegają łatwo uszkodzeniom, niebezpiecznym dla prawidłowego funkcjonowania całej instalacji. Z tego powodu budowa kanałów głównych powinna odznaczać się szczególną starannością.

Rowy drugorzędne uzupełniają sieć kanałów odwadniających, odprowadzając wodę z poszczególnych zagłębień niziny do rowów głównych. Z tego powodu winny być starannie przystosowane do ukształto-wań powierzchni, przecinając wszystkie kotliny, w których woda może się zatrzymywać. Z powyższych powodów kierunki ich są zazwyczaj nieregularne mniej lub więcej w łagodnych łukach kręte, zaś ilość ich, wzajemna odległość, zależy wyłącznie od charakteru terenu oraz zamierzonego stopnia odwodnienia. W wypadkach, gdy mamy do czynienia z rozległemi bagnami płaskiemi, daje się zastosować większa regularność i prostolinijność kanałów drugorzędnych (rys. 65), co jest pożądane, jakkolwiek niekonieczne.

Przekroje kanałów tego rodzaju winny się stosować do przewidywanych ilości wód, które niemi mają spływać. Z tego powodu przekroje kanałów dłuższych zwiększają się ku ujściu do kanałów głównych.

Głębokość ich winna zabezpieczać dostateczne odwodnienie nawet najniżej położonych kotlin, które przecinają, a z tego powodu nie jest jednakową na całej długości i zależną od ufałdowań powierzchni gruntu. Kształt przekroju poprzecznego winien odpowiadać przedewszystkiem warunkom dobrego odprowadzania wód powierzchownych i być przystosowany do wskazań, omawianych w poprzednich rozdziałach.

J.CMrna

4r

Isj

J. Bobro wic kię

IjljJ

J, tyskte

i.

■p

O HOMSK

Rys. 65.

Rowy boczne, osączające, mają za cel osuszanie równomierne gruntu przez uchwycenie wody, spływającej po powierzchni i osączenie wody gruntowej. Z powyższego łatwo już wywnioskować, że rowy boczne przecinać muszą obszar odwadniany dosyć gęsto, a w rozmieszczeniu ich kierować się należy ukształtowaniem terenu, stopniem za-bagnienia gruntu, przypływem wód powierzchniowych i gruntowych z zewnątrz i t. p.

Rowy boczne osączające, zazwyczaj równoległe do siebie i proste, wpadają do rowów głównych pod prostym, lub niezbyt ostrym kątem <45°—60°) w kierunku biegu wody, tak, aby prąd wody kanału głównego nie tamował odpływu z nich wody. Jeśli z jakichbądź powodów rowy boczne tworzą z kierunkiem kanału głównego kąt ostry lub rozwarty, złagodzić to zawsze można, zataczając je przy ujściu łukiem, tak, aby prąd wody miał pożądany kierunek.

Ze względu na ułatwienie komunikacji, w częstem użyciu jest kryte łączenie rowów bocznych z głównymi za pomocą przepustów o dostatecznym prześwicie, które o tyle wysoko nad zwierciadłem wody rowu głównego winny być położone, aby swobodny spływ wody był zabezpieczony. Przepusty takie wykonywa się bądź z bali drewnianych, zabezpieczając je od gnicia stosownym środkiem konserwującym, jak np. karbolineum, lub też z rur betonowych i wypalanych. Ze względu na koszt i uszkodzenia cementu przez wody bagienne, polecić w tym celu można zwykłe rury drenowe o większym przekroju, które jednak w głębszych bagnach układać należy na podstawie z desek lub łat dla zabezpieczenia przeciw nierównomiernemu ich zagłębianiu się pod wpływem własnego ciężaru przy osiadaniu torfowiska.

Rys. 66.

Ponieważ jest pożądane aby głębokość rowów była jednakowa na całej ich długości, muszą one dla zabezpieczenia spływu wody biegnąć z naturalnem nachyleniem terenu. Tylko w wypadkach wyjątkowych można się uciekać do nadawania spadku sztucznego, spłycając wykop ku górze (rys. 66).

Najlepszym wskaźnikiem niezbędnego kierunku rowów bocznych są warstwice, do których prostopadle, lub co najwyżej, przy znaczniej-szem nachyleniu terenu skośnie, biec one powinny. Ponieważ zadaniem rowów osączających jest ujęcie jak najskuteczniejsze wody spływającej po powierzchni, przeto kierunek ich powinien przecinać drogę ścieków. Stąd układ skośny do warstwie wydaje się najwłaściwszym. Nie należy jednak zapominać, że sprawa ruchu wód powierzchniowych może być istotnie ważną tylko przy znaczniejszych spadkach naturalnych terenu. Na bagnach, posiadających zazwyczaj bardzo nieznaczne nachylenie poprzeczne, ruch ten jest powolny i w tych warunkach przedewszystkiem na oku mieć należy zabezpieczenie spływu wody z rowów przez oszczędne wyzyskanie spadków naturalnych terenu, uwarunkowane układem rowów, mniej lub więcej prostopadłych do warstwie.

Z powyższego wykładu staje się widoczne, że podanie jakichkolwiek wskazówek schematycznych układu rowów jest trudne, mieć jedynie należy na względzie, że: a) powinny one możliwie jak najkrótszą drogą odprowadzać wodę, b) ujmować główne kotliny miejscowe, c) być zawsze położone ze spadkiem, d) uwzględniać dogodność uprawy roli pomiędzy nimi, e) uwzdlędniać dogodność komunikacji.

Kanały opaskowe, burzowe i t. p. Kanały i rowy opaskowe, a także burzowe służą do tego, aby wodę obcą, spływającą po powierzchni stale lub podczas nawałnic, nie dopuścić do obszaru odwadnianego i odprowadzić drogą okólną do odbiornika. Z celu, do jakiego służą, wynika, iż znajdują szczególniej zastosowanie, gdy dolina osuszana jest okolona wyniosłościami rozległemi, nachylonemi ku niej. Rowy opaskowe, biegnąc u podnóża tych stoków, chwytają wody, napływające drogami naziemnemi lub wgłębnemi. Położenie ich powinno być dosyć wysokie, aby przy każdym stanie wód w odbiorniku mogły ścieki odprowadzać swobodnie. Jeśli warunek ten nie może być zachowany, to powinien być rów opaskowy od strony doliny ogroblowany do takiego poziomu, aby woda spiętrzona nie przelewała się i terenu me-ljorowanego nie zalewała. Wał przytem powinien być zwykle nieco oddalony od brzegu rowu, dla stworzenia dostatecznie dużego przekroju dla odprowadzania wód wielkich. Stosuje się to zwłaszcza do wypadku, gdy rów opaskowy jest zarazem burzowym. Kanały opaskowe dla wód stokowych idą zazwyczaj w kierunku równoległym do kanału głównego, granicami odwadnianego terenu po jednej lub obu jego stronach. Przeprowadzenie ich zręczne tak dalece zmniejszyć może ilość wód szkodliwych, że ogranicza często potrzebę gęstszej sieci rowów wewnętrznych, wytrasowanie ich jednak prawidłowe może być dokonane tylko na zasadzie dokładnej niwelacji terenu, droga ich bowiem jest zazwyczaj kręta i ściśle stosować się musi do stoków, ograniczających zabagnioną nizinę.

Obce wody gruntowe mogą być uchwycone zapomocą tak głębokich rowów opaskowych, aby dosięgały warstw wodonośnych. Mogą być

//

V'

'A/

one przeprowadzone całkowicie wzdłuż osuszanego terenu, odprowadzając wodę A, poza niego, lub dzielą się na krótsze czę-y//// ści, które, zostając połączone z rowami T/Cy ' '/, '//{ wewnętrznymi, odprowadzać je mogą wprost

________ do kanału głównego. Ze względu na nie-

wielką ilość wody, jaką normalnie te rowy

l'/yY

Rys. 67.

prowadzą, nie stoi nic na przeszkodzie włą-zeniu ich w sieć ogólną rowów. Niewątpliwie w praktyce stanowi trudność określenie miejsc, gdzie przechodzą warstwy wodonośne. Dają potemu niejakie wskazówki wybijające się źródła na silnych stokach, okalających często za-bagnione kotliny. Wyznaczenie pożądanej głębokości i kierunku dać mogą jedynie badania staranne gruntu przez wykopanie dołów lub wykonanie wierceń. Dla ułatwienia komunikacji wypełniają czasami rowy opaskowe

dla wód gruntowych kamieniami, albo zastępują je drenami glinianemi, faszynowemi (rys. 67), co wobec trudności konserwowania rowów otwartych w słabym gruncie wodonośnym, ma niewątpliwie pewne zalety.

Ażeby rowy opaskowe, jak również i burzowe mogły spełniać należycie swe zadanie, jest niezbędne, aby miały dostateczny spadek, przekrój i właściwe położenie. Rozmiary tych rowów muszą być obliczone na największą wodę spodziewaną względnie do obszaru zlewni ich i maksymalnych opadów. Są one zwykle nie głębokie, lecz o przekroju rozszerzonym, a jako przeznaczone tylko do czasowego odprowadzania wody, zarówno dno ich jak i stoki powinny być obsiane, lub za-darnione, w celu wyzyskania ekonomicznego zajętego obszaru.

Odległość pomiędzy rowami osączającemi. Sprawą pierwszorzędną przy wykonaniu osuszenia jakiejkolwiek miejscowości jest gęstość sieci rowów, czyli oddalenie wzajemne pomiędzy rowami głównymi. Oddalenie to z jednej strony ma wpływ pierwszorzędny na stopień i równomierność osuszania, z drugiej strony — wpływ bezpośredni na koszta meljoracji, musi więc być uzależnione zarówno od celu jej, jak i przyczyn, powodujących nadmiar wilgoci.

Jeśli chodzi jedynie o odwodnienie terenu przez odprowadzenie wód powierzchniowych, lub stworzenie odpływów, mających być podstawą do dalszego systematycznego uregulowania wilgoci zapomocą np. drenów, to rowy, rzecz jasna, znajdować się mogą w znacznej odległości od siebie i kierować się jedynie ukształtowaniem terenu, ujmując sobą główne kotliny. W takim wypadku ogranicza się odwodnienie do kanałów głównych oraz drugorzędnych, redukując do minimum rowy osączające. Inaczej rzecz się przedstawia, jeśli rowy mają służyć zarazem do uregulowania wilgoci gruntu przez mniej lub więcej równomierne obniżenie wód gruntowych na całej powierzchni osuszanej; wtedy oddalenie pomiędzy nimi musi być znacznie mniejsze, systematycznie utrzymane i zależne od wielu czynników miejscowych, jak klimatu, celu osuszenia, właściwości gruntu, głębokości rowów i t. p.

Niewątpliwie pierwszorzędnym czynnikiem, wpływającym na wybór właściwego odstępu pomiędzy rowami, jest przepuszczalność gruntu, miarą której jest prędkość przesiąkania wody przez jego warstwy. Grunty zupełnie nieprzepuszczalne, raz będąc nasycone wodą, nie mogłyby być osuszone, a przekopane przez nie rowy conajwyżej zbierałyby i odprowadzały wodę powierzchniową, z drugiej strony grunty bardzo przepuszczalne mogłyby być w podobnych warunkach łatwo i szybko odwodnione, ruch bowiem wody wewnątrz ich nie znajduje większego oporu.

Zarówno rozważania teoretyczne, jak i dokonane badania stwier-

dzają, że zwierciadło wody grunto-“' -‘vl J.    wej, w miarę osączania wilgoci ob-

lia

tJlj

: <:.y

[ . îcg

; MM

3

ira

h;§

i

i:

IP

ir

^4

r-

■ ■•'i

: '■ : - :■

li ' ^ i

ii

,-il i >

m

Im

IÄ

i'/

il

l;

mu*

Rys. 68.

l vl J    niżą się ku jej odbiornikom, tworząc

?    pomiędzy dwoma równoległemi ro

liii m

: ’ Ife

ii

»i

wami powierzchnię wypukłą, która > tem szybciej zbliża się do powierzchni poziomej, im grunt jest przepuszczal-niejszy. Pomiędzy wielu badaczami prof. Spöttle podaje rezultaty obserwacji wód gruntowych, dokonane na torfowiskach wyżynnych, z których (rys. 68) ilustruje przykład kształtowania się zwierciadła wody gruntowej w okresie podnoszenia się go ¹ i opadania. Ponieważ, jak to z przedstawionych krzywych, zwanych krzy-wemi depresji, widać, jest niemożliwe osiągnięcie obniżenia równomiernego zwierciadła wody na całej powierzchni odwadnianej, przeto praktycznie wziąwszy, dąży się tylko do utrzymania pewnego średniego poziomu, który daje się uzyskać bądź rowami głębszemi, znajdującemi się w odległościach znaczniejszych, bądź też płytszemi, lecz do siebie stosow-<• nie zbliżonemi. Niewątpliwie ten sposób ostatni przedstawia dla celów rolniczych znaczne zalety, gwarantuje bowiem osuszenie równomierniejsze

i szybsze. (25, 107).

■e

fllipl

o fi -V *    '

r

Kpi

Ponieważ metody bezpośredniego mierzenia przepuszczalności gruntu przedstawiają w praktyce pewne niedogodności, przyjęto wnioskować o niej ze składu cząsteczkowego, jaki daje nam analiza mechaniczna. Doświadczenie uczy, że grunty drobnoziarniste, a zwłaszcza posiadające w znacznej ilości cząstki koloidalne, są mniej przepuszczalne, niż gruboziarniste, piaszczyste. To też określenie składu

mechanicznego gleby metodą szlamowania dać może dość pewne wskazówki co do jej przepuszczalności, wzgl. co do pożądanej odległości rowów. Jest to metoda ogólnie stosowana do określania rozstawy drenów, gdzie doświadczalnie ustalono związek pomiędzy składem cząsteczkowym warstw gruntu, a najodpowiedniejszą rozstawą drenów.

Takąż samą zależność możnaby znaleźć i dla rowów, te jednak do systematycznego osuszania, zwłaszcza pól, stosują się rzadko, ustępując miejsca drenom, zachowały zaś swe znaczenie jeszcze tylko dla łąk i lasów lub miejscowości tak płaskich, lub gruntów grząskich, że stosowanie drenów jest niemożliwe. Sprawa też omawiana ma szczególniejszą doniosłość dla gruntów torfiastych.

Ogólnie da się powiedzieć, że pola uprawne wymagają znaczniejszego i szybszego osuszenia, niż łąki i w tym wypadku rowy, o ile się je stosuje do osuszania systematycznego, muszą leżeć gęściej i być dość głębokie, bo sięgać do 1,5 m. Oddalenie ich wzajemne na polach okazuje się potrzebne tak małe, że ze względu na koszty i straty powierzchni zastosowanie ich staje się nieekonomiczne i niedogodne.

Inaczej nieco rzecz się ma z łąkami, które wymagają znaczniejszego stopnia wilgotności gruntu, niż pola, a przytem czasowe zatopienie nie szkodzi im, o ile nie zdarza się ono podczas sianokosów. Tu rowy nie potrzebują być tak głębokie i leżeć blisko siebie. W zwykłych wypadkach na łąkach wystarcza głębokość rowów około 75 cm przy ich oddaleniu zależnem od przepuszczalności i stopnia zabagnienia, a wy-noszącem na łąkach mineralnych 50 do 100 m.

Właściwości gleb torfiastych odróżniają się znacznie od mineralnych zarówno pod względem chemicznym, składu cząstkowego, jak i zachowania się ich względem wody. Obsiąkanie torfów, zwłaszcza mchowych, pozbawionych grubszych domieszek mineralnych, zarówno jak glin, jest niezmiernie powolne. To też działanie rowów na torfach nizinnych, trawiastych, o wiele silniej daje się zauważyć, niż na wyżynnych. Jeśli wogóle osiąga się obniżenie wód gruntowych na torfach, to prawdopodobnie ułatwiają to tworzące się szczeliny, przyspieszające osączanie się wody. Na niemieckich torfowiskach wyżynnych, przy sumie opadów 500 do 600 mm, według prof. Tacke, wystarcza na łąkach rozstęp rowów 25 do 50 m, przy głębokości około 60 cm, zaś w Mało-polsce, na torfowiskach nizinnych, przyjęto według inż. Kornelii odległość 30 do 100 m przy głębokości ich do 1,20 m.

W obfitujących w opady atmosferyczne okolicach podgórskich, według Schreiber a, wystarcza głębokość rowów 0,6 m, przy oddaleniu ich 15 do 40 m, zależnie od miejscowych warunków. Zaznaczyć wogóle należy, iż norm ustalonych brak w tym kierunku; zarówno głębokość, jak i rozstawa rowów zależy nietylko od jakości torfowiska i ilości opadów, lecz także stopnia rozłożenia torfu, głębokości i jakości podłoża. Wskazówki pewne dać może niewątpliwie, jedynie dłuższa obserwacja i gruntowne zaznajomienie się z właściwościami odwadnianego torfowiska.

Według doświadczeń, uczynionych przy osuszaniu błot Pińskich, dla otrzymania z niedostępnych bagien torfowych łąki, wystarczało już oddalenie rowów osuszających 100 do 500 m przy ich głębokości 1 m. Chodziło tam jednak na razie tylko o uprzystępnienie łąk mokrych, o bardzo lichym poroście.

Doświadczenia na błotach Poleskich wykazały również wielki wpływ osuszenia na wzrost lasów, przytem stwierdzono, że wpływ ten widoczny jest na torfowiskach nizinnych już na odległości do 600 m od kanału odwadniającego, gdy zaś na torfach mchowych zaledwie na 60 do 100 m. Wywnioskowano też, że dla zadośćuczynienia porostowi sosny na bagnach trawiastych potrzebna jest odległość rowów 120 do 200 m, gdy zaś dla brzozy wzrosnąć ona może nawet do 800 m.

Jakkolwiek zarówno mała przepuszczalność gleb torfowych, jak wielka ich chłonność wskazuje na potrzebę bardzo silnego osuszania tych gleb przez dostatecznie gęstą siatkę rowów o znacznej głębokości, to z drugiej strony należy być ostrożnym z przesuszaniem tego rodzaju bagien, zwłaszcza jeśli po odwodnieniu nie następuje nawadnianie oraz kompletna uprawa. Przesuszone gleby torfowe łatwo spopielają się, tworząc nieużytki bardzo trudne do następnego zmeljorowania. W celu uniknięcia tak niepożądanego zjawiska, w częstem użyciu są urządzenia, spiętrzające wodę w rowach w postaci zastawek, które pozwalają na regulowanie stopnia odwodnienia w miarę potrzeby.

Studja terenu i projekt. Wszelkie roboty hydrotechniczne poprzedzać powinno szczegółowe zbadanie terenu i zaznajomienie się jak najdokładniejsze z warunkami miejscowemi, wyjaśnienie przyczyn, powodujących zabagnienie, oraz wynalezienie najprostszych, a zarazem najskuteczniejszych sposobów usunięcia złego. Zaznajomienie się powierzchowne z terenem, który ma podlegać meljoracji, nigdy nie może być dostateczną podstawą dla sporządzenia projektu, który jedynie na podstawie przeprowadzonych uprzednio pomiarów, niwelacji szczegółowej, studjów hydrometrycznych i badań gruntu może być rozwiązany tak co do swych technicznych szczegółów, jak i przewidzianego kosztu.

Studja wstępne powinny być możliwie wszechstronne i celowo przeprowadzone, uwzględniając fakt, że nie ilość zebranych szczegółów, lecz jakość ich daje podstawę do dalszych prac. Wyrokowanie o zaobserwowanych faktach z jednorazowego obejrzenia terenu jest zwykle bardzo zawodne, to też projekty większe, zwłaszcza bardziej złożone, poprzedzać powinna dłuższa obserwacja i zebranie danych za możliwie

jak najdłuższy okres czasu. Gdzie niema notowań hydrometrycznych i meteorologicznych, tam opierać się trzeba na wiadomościach, zebranych od ludzi miejscowych, co do czego jednak należy się odnosić z całym krytycyzmem i na zeznaniach jednego osobnika nie polegać. Zebrane dane powinny się odnosić nie tylko do warunków technicznych, lecz również ekonomicznych i prawnych, zwłaszcza jeśli zamierzane roboty odwadniające mają cel meljoracji rolnej, która zawsze powinna być prowadzona z kalkulacją ekonomiczną.

Czas do przeprowadzenia pomiarów powinien być rozważnie obrany. Wiosna wczesna tu się zazwyczaj mniej nadaje ze względu na wysoki stan wód i niedostępność moczarów. W łatwiejszych wypadkach dajei się te czynności załatwić latem, lub suchą jesienią, lecz w wielu razach dopiero, gdy mróz zetnie powierzchnię. W tych wypadkach okazuje się niezbędne w innej, więcej nadającej się po temu porze roku, zebrać resztę danych, potrzebnych do projektu.

Studja wstępne mają też zą cel zestawienie w przybliżeniu kosztów przewidzianych, ażeby umożliwić skalkulowanie opłacalności przedsiębiorstwa.

Przy oglądaniu miejscowości zwrócić należy baczną uwagę prze-dewszystkiem na odbiornik wody, jakim jest najbliższa rzeka, jezioro, lub większy kanał, i zbadać możliwość swobodnego odprowadzania doń wody. Gdy rzeka płynie w wysokich brzegach, szybkość prądu jest znaczna, a przy tern wielkość jej nie budzi obawy, ażeby przez spuszczenie do niej wody z obszaru odwadnianego mogły zajść jakiekolwiek niepożądane zmiany w jej biegu, to z góry przypuszczać można, że odwodnienie miejscowości nie przedstawi większych trudności. W razach wątpliwych studja należy rozpocząć od zniwelowania odpływu, choćby narazie pobieżnego, aby zorjentować się w sytuacji i obrać zawczasu środki stosowne.

O ile na rzece istnieją przegrody, spiętrzające wodę (np. jazy młyńskie), będące powodem zabagnienia powyżej leżącej miejscowości, należy zbadać, czy niema możliwości odprowadzenia wody drogą okólną, poza zaporą, i czy przez to nie powstaną komplikacje prawne. Wogóle strona prawna zamierzonego przedsięwzięcia powinna być przy wstęp-nem zaznajomieniu się z terenem ze szczególną starannością rozważona, dla dość wczesnego przedsiębrania stosownych kroków w celu uzyskania swobodnego odpływu, prawa przeprowadzenia studjów na obcych gruntach, lub wykonania kanałów, odprowadzających wodę.

Oględziny wstępne wyjaśniają zarówno warunki przyszłych studjów i pozwalają zadecydować czas ich wykonania, metodę najdogodniejszą do zastosowania, jak i wszelkie szczegóły, na które trzeba zwrócić uwagę. Podstawą do ogólnego zaznajomienia się z terenem może być

plan geometryczny, lub przy większych terenach — mapy topograficzne. Studja wstępne, rezultatem których jest ogólne zorjentowanie się w sytuacji i trafny wybór kierunku, w jakim przedsiębrana meljoracja ma iść, powinny być dokonywane przez osobnika zasobnego zarówno w wiedzę teoretyczną, jak i dużą praktykę, a przytem nie pozbawionego tej intuicji, która ułatwia zorjentowanie się w warunkach technicznych, finansowych, oraz prawnych i wyciągnięcie stąd trafnych wniosków.

Studja szczegółowe można podzielić na 3 główne grupy: 1) pomiary nad ukształtowaniem powierzchni terenu, polegające na niwelacji, 2) studja hydrologiczne i pomiary hydrometryczne, 3) badania gruntu.

Podstawą do opracowania projektu odwodnienia miejscowości jest plan sytuacyjny, na którym naniesione zostały wszystkie dane, tyczące się miejscowości, zebrane podczas studjów, a dające nam dokładny obraz co do szczegółów hydrograficznych, ukształtowania terenu i t. p.

Plan taki kreśli się, gdy chodzi o projekt więcej szczegółowy, w skali 1:2000 lub 1:2500. Niekiedy otrzymuje się taki plan przez naniesienie niwelacji na mapy katastralne, które np. w Austrji kreślone są w skali 1:2880.

Dla planów rozleglejszych, mających obejmować tylko główne kanały odwadniające, wystarcza plan w skali 1:4000, a projekty generalne odwodnień błot Poleskich wykonane były w skali 1:8400 (cal — 100 sażeni).

Na planie winna być naniesiona przedewszystkiem niwelacja z oznaczeniem wszystkich punktów zdjętych, poziomów wód, reperów, obliczonych z dokładnością pożądaną i t. p. Również miejsca sondowań gruntu, granice zalewów, stałych i czasowych, miejsc zabagnionych i t. p. szczegółów, powinny być na ogólnym planie wykreślone i w stosowny sposób opisane. Ponieważ odnalezienie reperów na gruncie po niejakim czasie staje się trudne, przeto polecenia godne jest dołączanie do planu ogólnego dokładnego opisu reperów oraz szkiców sytuacyjnych w znacznie powiększonej skali, np. 1:100.

Niezbędne jest również sporządzenie opisu rzeczowego miejscowości, uzupełniającego plan sytuacyjny, któryby zawierał szczegóły, tyczące się zarówno fizjografji, hydrografji, jak i stosunków ekonomiczno-prawnych miejscowości. Jednem słowem wszystko, co może być cenne przy następnem opracowaniu technicznem projektu.

Plan powinien się stosować do uznanego znakowania, aby nie wprowadzać wątpliwości i być dla każdego przejrzystym. Szczegóły, tyczące się sytuacji terenu, wykreśla się zwykle tuszem czarnym, zaś granice wód oraz poziomy zwierciadła wody — błękitnym. Rzędne niwelacyjne, jak również warstwice, przyjęto ogólnie wykreślać barwą brunatną, zaś linje ciągów niwelacyjnych niekiedy oznaczają linją fioletową. Szczegóły projektu, jak: linje regulacyjne brzegów rzek, kanały projektowane i budowle dodatkowe, zwykle wykreśla się tuszem czerwonym.

Podstawą do projektu są warstwice, wykreślone na zasadzie punktów siatki niwelacyjnej. Gęstość wykreślania warstwie zależna jest od ogólnych spadków terenu i gęstości sieci niwelacyjnej. Im sieć ta jest gęstsza, tern mogą być warstwice dokładniej nakreślone. W zwykłych wypadkach, najzupełniej wystarczają w odległościach pionowych xUm. Kreślenie ich w mniejszych odstępach, zwłaszcza na trzęsawiskach, gdzie ogólna dokładność niwelacji jest niewielka, staje się bezcelowe, a nawet niekiedy w błąd wprowadzające.

Tak nakreślony plan sytuacyjny, jako podstawa do projektu odwodnienia, uzupełniony być winien w miarę potrzeby profilami podłużnymi istniejących odpływów, zwłaszcza tych, które stanowić mają odbiorniki dla wód i od wodostanu których zależy stan zawilgocenia miejscowości. Skala planu zostaje w tym razie zachowana jako skala długości, gdy dla wyrazistszego uwydatnienia poziomów skalę wysokości profilów obiera się 20 lub nawet 40-krotnie większą, a więc 1 : 100 lub 1:50.

Na tak opracowanych planach następuje opracowanie projektu według zasad, podanych w niniejszym wykładzie. Do projektu, zawierającego plan sytuacyjny, szkice budowli, opis, winien być dodany kosztorys.

D. Odwodnienie pól sposobem inż. Korzybskiego.

Zasady ogólne. Niewątpliwie osuszenie użytków rolnych zapo-mocą kanałów otwartych i rowów przedstawia wiele niedogodności. Pomijając, że sposób ten przeznaczony jest głównie dla odprowadzania wody powierzchniowej, wywierając mały stosunkowo wpływ na wody gruntowe, to urządzenia odwadniające zajmują wiele miejsca, utrudniają komunikację, ułatwiają rozplenianie chwastów, rosnących po brzegach rowów, wreszcie wymagają ciągłej i kosztownej konserwacji. To też stosowany powszechnie dla łąk i pastwisk rzadko daje się skutecznie zastosować do pól. Te bowiem wymagają osuszenia regularnego i znaczniejszego obniżenia wody gruntowej, co wymagałoby bardzo gęstej sieci głębokich rowów, uniemożliwiających prawidłową uprawę i wszelkie prace rolnicze.

Rolnik broni się przeciw nadmiarowi wilgoci pól bądź-to orząc je w wyniosłe zagony, które przeciwdziałają podsiąkaniu wody gruntowej, bądź też wyorując brózdy i przegony ze spadkiem powierzchni, ułatwiając w ten sposób spływ powierzchniowy do rowów, przecinających pola w miejscach odpowiednich. Jeden i drugi sposób nie pozbawiony jest wybitnych wad i zarówno z punktu widzenia techniki rolniczej, jak i meljoracji, nie odpowiada wymaganiom dalej idącym.

Ażeby brózdy należycie odprowadzały wodę, nadają im zazwyczaj kierunek największego spadku terenu, gdzie na to kształt pól pozwala. W przeciwnym razie biegną brózdy dowolnie, zaś przegony odgrywają rolę arterji wodnych. W każdym razie starania są skierowane do najprędszego odprowadzenia wody w dół, skutkiem czego kotliny odznaczają się zawsze nadmiarem wilgoci, gdy wyniosłości często cierpią na brak jej. Inż. Habdank-Korzybski zwrócił uwagę na te braki dotychczas stosowanych metod uprawy, proponując orkę taką, któraby była ściśle zastosowaną do ukształtowania terenu i to w ten sposób, aby nadając kierunkom brózd możliwie łagodne, lecz stałe spadki, zabezpieczać od zbyt prędkiego spływu wody powierzchniowej, z drugiej zaś strony przeciwdziałać zastojowi jej na powierzchni (52, 49). Teoretycznie więc należałoby, stosując się do wyżej wspomnianej metody, orać na terenie płaskim prostopadle do warstwie, zaś w miarę zwiększającego się nachylenia powierzchni terenu, nadawać brózdom kierunek mniej lub więcej skośny do warstwie (rys. 69).

System ten wymaga więc wprowadzenia znacznej ilości kierunków orki, a to z praktycznych względów wymaga przystosowania odpowiednio granic pól poszczególnych, tak, aby uprawa narzędziami zwykłemi była ułatwiona i otrzymywała się orka długa bez tworzenia klinów.

N—

bi-ósi dy

||___^_Z.

! —7,~ "Y

y ??óu>

y~ 7:t

id

fixdy.

Rys. 69.

Jako uzupełniające elementy odwadniające sposób ten uwzględnia przegony, leżące zazwyczaj w kierunkach prostopadłych do brózd, oraz rowy rozorywane tam, gdzie nagromadzenie wód każe przypuszczać, że przegony zwykłe nie będą wystarczające. Te ostatnie stanowią w sposobie odwodnienia Korzybskiego ważny i swoisty element.

Widząc wielką niedogodność, jaka wynika na polach z zastosowania zwykłych rowów, Korzybski wprowadził specjalny ich kształt o bardzo płaskich brzegach, który otrzymuje się przez stopniowe rozoranie burt rowu kopanego (52, 78). Rowy takie, służąc zadawalniająco dla odprowadzania niewielkich ilości wód spływających perjodycznie, nie przeszkadzają w komunikacji, umożliwiając uprawę brzegów aż do samego dna, nie zmniejszają powierzchni użytkowej, nie przeszkadzają w stosowaniu większości maszyn rolniczych. Dla odprowadzania większych mas wód zwłaszcza płynących stale, winny i w tym razie być stosowane kanały o zwykłych trapezowych przekrojach.

Roboty wykonawcze. Sposób odwodnienia inż. Korzybskiego może być założony jedynie na polach, posiadających równe, łagodne i długie spadki. W razie istnienia drobnych nierówności godne jest zalecenia wyrównanie ich przy pomocy włók lub szufli konnych, co na świeżo uprawnej roli nie jest trudno uskutecznić. Większe nierówności dadzą się wyrównać następnie ziemią, pochodzącą z rowów. Podstawą do wykonania projektu jest bardzo szczegółowe zdjęcie niwelacyjne. Wykreślenie kierunków orki i innych elementów odwadniających musi być połączone ze stosownem ukształtowaniem pól i obraniem niekiedy nowych kierunków dróg, przecinających je. Stanowi to jedną z większych trudności, bowiem skoordynowane tu muszą być wymagania techniki odwodnienia z wymaganiami uprawy mechanicznej i organizacji gospodarczej. Pożądane jest, aby pola tak ukształtowane miały wydłużoną formę, podatną do orania, z łatwemi dojazdami. Przegony otrzymują zwykle kierunek prosty, a przytem możliwie prostopadły do kierunku orania tak, aby nadmiar wody, gromadzący się w brózdach, łatwo spływał. Rowy rozorywane biegną z reguły wśród pól, w kierunku wyraźniejszych kotlin, odbierając wodę z przegonów i odprowadzając ją nazewnątrz.

Roboty wykonawcze tylko częściowo przypadają w udziale technikowi. Większość ich wykonywa rolnik wraz z uprawą mechaniczną. W każdym razie niezbędne jest wyznaczenie kierunków według planu oraz przygotowanie rowów tak, aby je dalej pługiem obrabiać można było.

Roboty rolnicze rozpoczynają się od wyrównania powierzchni dla zatarcia śladów po dawnej orce. Daje się to uskutecznić najlepiej po ugorze lub po okopowych roślinach. Drugą czynnością jest rozoranie

Rys. 70.

rowowi przegonów. Rowy Korzybskiego kopane są o ścianach prostopadłych, nadając im szerokość dna prawie równą głębokości (r. 70).

Ziemia wyrzucona winna być natychmiast usunięta i przeznaczona do wyrównania zagłębień. Następnie brzegi zostają złamane szpadlami tak, że część ziemi urodzajnej dostaje się na dno, następnie kultywatorami i bronami wyrównane, wreszcie pługiem kilkakrotnie rozorane. Tak przygotowanych rowów nigdy już kopać nie potrzeba, tylko po każdorocz-nem rozoraniu wyczyścić dno grabiami resp. szpadlem.

Przegony przeorują się pługiem tak, że brózda wskazuje środek przegonu. Następnie, odmierzając od linji środkowej po 1,5 m z każdej strony, rozoruje się te dwa pasy „na rozgoń“ w ten sposób, że zaczyna się od zewnątrz, orząc pierwsze skiby płytko, następne zaś pogłębia się stopniowo aż do linji środkowej. W zakończeniu należy przegony pobronować wzdłuż.

Po rozoraniu rowów i przegonów, orze się pole w kierunku, wyznaczonym na planie w szerokie składy.

Rozorywanie przegonów i rowów zazwyczaj powtarza się przed każdą uprawą w pierwszych 2—3 latach, dla pogłębienia ich.

Po skończonych zasiewach należy brózdy pomiędzy składami lekko radełkiem wybróździć. Rowy i przegony również trzeba przejść radełkiem w dnie i to trochę głębiej niż brózdy, a ziemię podniesioną przy tej czynności rozgrabić ręcznie, wreszcie wszystkie ujścia brózd do przegonów i rowów oczyścić szpadlem i grabiami, aby woda miała ułatwiony spływ i sieć odwadniająca się konserwowała.

Jak widzimy, rola rolnika w wykonaniu tej meljoracji jest wybitna i przystosowanie techniki uprawy mechanicznej do wymagań systemu osuszenia — konieczne. Wymaga to znacznej staranności i inteligencji ze strony gospodarza, a to stanowi jedną z głównych trudności w rozpowszechnieniu i utrzymaniu czas dłuższy w sprawności należytej opisanych urządzeńx). To też sposób ten osuszania pól, tak rozpowszechniony w ostatnich latach zeszłego stulecia w niektórych częściach Polski, zanikł prawie zupełnie, jakkolwiek skuteczność jego była stwierdzoną. Poza tern sposób Korzybskiego zawiódł w wielu wypadkach, gdy wadliwości gleby wymagały radykalniejszego sposobu osuszenia i przewietrzenia jej, co niewątpliwie osiągnąć można tylko drenami.

Reasumując wyżej powiedziane, sposób odwodnienia pól inż. Korzybskiego daje się z pożytkiem wprowadzić, gdy:

1)    pola posiadają dość równą o łagodnych spadkach powierzchnię,

2)    gleba jest z natury przewiewna,

3)    można zapewnić pieczołowitą i stałą opiekę nad konserwacją

urządzeń,

4) nie są stawiane od meljoracji wysokie wymagania co do przewidywanych skutków.

*) Gazeta Rolnicza, 1921, str. 1057, 1059.

IV

/

III.

DRENOWANIE

f

A. Wiadomości ogólne.

.. \

Działanie drenów. Odwodnienie kanałami otwartemi posiada liczne braki, które przy wysoko posuniętej kulturze rolnej dają się dotkliwie odczuwać. To też oddawna dążono do zastąpienia go odwodnieniem zapo-mocą kanałów krytych, które pierwotnie wykonywano w sposób prymitywny, bądź z kamieni, cegieł, faszyny i t. p., wreszcie ze specjalnie wypalanych rur drenowych. Odwodnienie to wykazało tak wielostronne korzyści, związane nie tylko z uregulowaniem wilgotności gleby, lecz i innych jej właściwości, że stało się podstawą nowoczesnej gospodarki rolnej. Zwłaszcza dla pól ornych drenowanie jest w większości wypadków niezbędne dla wprowadzenia prawidłowej uprawy, oraz szerokiego stosowania nawozów, lecz i przy meljoracji łąk, a zwłaszcza torfowisk, wchodzi drenowanie w powszechny użytek. Uwzględniając warunki klimatyczne oraz gleby ziem polskich, meljoracja ta ma doniosłość pierwszorzędną, zaś obszar pól, niezbędnie wymagających tej meljoracji, a jeszcze niezdrenowanych, jest dotychczas bardzo duży i przy najintensywniejszej pracy wymagać będzie wielu dziesiątków lat, aby zadość uczynić najistotniejszym potrzebom rolnictwa polskiego.

Działanie drenów polega głównie na osączaniu gruntu z nadmiaru wilgoci, t. j. z tej części wody gruntowej, która może być szkodliwą dla roślin kulturalnych i w ten sposób na doprowadzeniu wilgotności gleby do stopnia najkorzystniejszego, zależnego zresztą od rodzaju jej (86, 7. 63).

Woda gruntowa, znajdująca się pod pewnem ciśnieniem hydrosta-tycznem, dostaje się do wnętrza rurociągów drenowych przez złącza, istniejące pomiędzy poszczególnemi rurkami, które jakkolwiek niewielkie (przeciętnie przyjąć je można na szerokość 0,5 mm) są dostateczne, aby umożliwić przenikanie jej do rurociągu. Przypuszczenie, że woda dostaje się przez ścianki rurek, jest nieuzasadnione. Ilość wody, któraby mogła przy zwykłem ciśnieniu, jakie w gruncie istnieje, dostać się do wnętrza rurociągu w ten sposób, jest tak nieznaczną, że nie może odgrywać jakiejkolwiek roli. Z powyższego względu wynika, że porowatość ścianek drenowych jest zbyteczną, a ze względu na trwałość ma-terjału, nawet szkodliwą.

Ciśnienie hydrostatyczne wody, które zwiększa się w miarę jej głębokości, powoduje ruch wody gruntowej w kierunku najmniejszego oporu, jeśli równowaga cieczy zostanie zakłóconą. Skoro więc w gruncie, przepojonym wodą, zostanie założony dren, wewnątrz którego ciśnienie = 0, to najbliżej złącza znajdujące się cząstki wody zostają wciśnięte do wnętrza rurociągu, a z powodu tak naruszonej równowagi utworzy się ruch strugi gruntowej w kierunku drenu. Woda wnika do drenu na całym obwodzie, dopóki przez zatrzymanie jej w przewodzie drenowym nie wytworzy się ciśnienie równe ciśnieniu, okalającej go wody gruntowej. W razie zwiększonego w jakikolwiek sposób ciśnienia wewnątrz rurociągu, może nastąpić ruch odwrotny.

Im większe jest ciśnienie, t. j. im wyższy poziom wody gruntowej nad drenem, zarazem im mniejsze są opory w ruchu wody (t. j. im większą jest przepuszczalność gruntu), tern silniejszy i szybszy będzie dopływ jej do drenów. Dopływ ten zmniejszać się będzie w miarę opadania zwierciadła i ustanie z chwilą osiągnięcia przezeń poziomu drenów. Ponieważ cząstki wody, znajdujące się nad drenem lub w bliskości jego, będą miały krótszą drogę do przebycia, przeto poziom wody gruntowej w bliskości drenu obniży się prędzej, niż w pewnej odległości od niego. W ten sposób w czasie osączania się wody zwierciadło jej przybierze kształt powierzchni krzywej, którą zwiemy powierzchnią depresji.

W istocie proces odwadniania jest bardziej zawiły. Woda w swym ruchu może pokonywać znaczne opory, na co jednak zużyte musi być pewne ciśnienie, wyrażające się spadkiem poziomu wody, który musi się zwiększać w miarę większych oporów w ruchu. Opory te, wywołane tarciem strugi wody o ścianki ziarnek gruntu, są w zależności od wielkości powierzchni zbiorowej tych cząstek (w fizyce gleby nazywa się to powierzchnią wewnętrzną gleby), im gleba jest złożoną z ziarnek drobniejszych, tem powierzchnia jej jest większą i opór przy przesączaniu się wody znaczniejszy, a co zatem idzie, nachylenie powierzchni depresji musi być większe. Stąd można wywnioskować, że 1) kształt powierzchni depresji jest zależny od składu uziarnienia gruntu, 2) odwodnienie może postępować tylko do pewnej granicy, właściwej każdemu gruntowi. Zwierciadło wody pomiędzy dwoma równoległemi drenami jest powierzchnią wypukłą i w miarę obniżania się powierzchni wody dochodzi do pewnego kształtu granicznego. Poziom wody w miarę odwodnienia obniża się, o ile nie ma miejsca dopływ, bądź z góry przez przesiąkanie, bądź od dołu, lub wreszcie z boku, przez podsiąkanie, obniżenie to jednak posiada swą granicę, poza którą dopływ do drenów ustaje. Rurociągi drenowe, posiadając pewien spadek, umożliwiają odprowadzanie wody, która się do wewnątrz ich dostaje w wyżej opisany

sposób, a ilość jej w jednostkę czasu zależy przedewszystkiem od prędkości, z jaką może się przesączać poprzez warstwy gruntu (88).

Prędkość, z którą woda porusza się w gruncie i przenika do wnętrza drenu, jest tak niewielką, że nie jest w stanie porwać nawet względnie drobnych cząsteczek ziemi, zresztą wokoło szpar stykowych i tworzą się wkrótce zbiorowiska grubszych okruchów mineralnych, tworzących niejako filtry, które zatrzymują dalsze wypłukiwanie drobniejszych ziarn. Przenikanie cząsteczek ziemi do drenów daje się zauważyć tylko w wypadkach przepojonego wodą drobnoziarnistego gruntu jak np. kurzawka, lub też, gdy jest on złożony jedynie z bardzo drobnych cząsteczek np. losy. Pomijamy tu wypadki nieszczelnego ułożenia drenów.

Wpływ dodatni drenowania na glebę i rośliny wynika ze zmniejszenia zasobów wilgoci i obniżenia poziomu wody gruntowej. Wpływ ten jest zresztą wielostronny, a dla roślin poszczególnych i rolnictwa bardzo doniosły, bowiem drenowanie dąży nietylko do osiągnięcia najwłaściwszych zasobów wilgoci, lecz zarazem pośrednio do poprawienia fizycznych właściwości gruntu, związanych ze stanem jego wil-j gotności, jak przewiewność, zwięzłość, temperatura i t. p. A więc:

1. Drenowanie wpływa bezpośrednio na obniżenie poziomu wód gruntowych, co umożliwia głębszy rozwój korzeni roślin uprawnych. Działanie drenów w tym kierunku jest o wiele korzystniejsze, niż rowów, ponieważ dreny zakładać można gęściej i głębiej niż rowy, bez zmniejszenia powierzchni użytkowej. Odwodnienie może być bez porównania dokładniejsze i bardziej przystosowane do właściwości i potrzeb gruntu.

2. Gleba staje się przewiewniejszą, powietrze bowiem ma umożliwiony dostęp do warstw głębszych, przesyconych wodą przed drenowaniem.

Skutkiem działania naprzemian powietrza, oraz wody bogatej w tlen, ułatwiona zostaje przemiana materji pożywnych gleby w formy przyswajalne dla roślin, a z tego powodu gleba staje się nietylko fizycznie podatniejszą do uprawy, lecz i chemicznie „czynniejszą“. Równocześnie z tern zostaje pobudzony rozwój drobnoustrojów użytecznych, a pożytek z intensywnego nawożenia wraz z zastosowaniem nawozów sztucznych zostaje zapewniony.

3. Temperatura gleby staje się wyższą. Różnica pod tym względem gleb drenowanych i niedrenowanych wynosi 2 do 5° C. Pomijając bowiem, że ciepło właściwe gleb suchych jest mniejsze niż gleb wilgotnych¹), wskutek czego te ostatnie powolniej się nagrzewają, to przez

*) Glina sucha posiada ciepło właściwe = 0,240 Cal, zaś glina z wodą wypełniającą 50°/o porowatości — 0,532 Cal.

parowanie wilgoci z powierzchni zostaje pochłaniana znaczna ilość ciepła. Z tego powodu działanie późnych przymrozków jest mniej niebezpieczne, a zboża nie wymarzają.

4.    Gleba staje się pulchniejszą wskutek ułatwionego ruchu wody i powietrza, jak również rozkruszającego działania mrozów. Sprzyja temu poniekąd możność rozszerzania się pod wpływem zmian temperatury gęsto rowkami poprzecinanego gruntu.

Z le wn ość gleby zmniejsza się, a uprawa mechaniczna zostaje ułatwiona. Wskutek łatwiejszego i prędszego obsychania powierzchni uprawę wiosenną rozpoczynać można wcześniej, niekiedy o 2 do 3 tygodni.

Jako rezultat powyższego, poza innemi, występuje możność znacznego uproszczenia organizacji gospodarstwa. Prace polne, nagromadzające się zwykle w jednym okresie, dają się rozłożyć dogodniej w czasie, a z tego powodu nietylko daje się ograniczyć inwentarz pociągowy, zastępować go maszynami (orka motorowa), lecz i wykonywać zakreślone roboty prędzej i mniejszą ilością ludzi.

5.    Zgubne oddziaływanie susz staje się mniej niebezpieczne, ponieważ przez drenowanie grubsza warstwa gruntu udostępniona zostaje dla korzeni i rośliny łatwiej korzystać mogą z zasobów wilgoci głębszych jego pokładów. Z drugiej strony wskutek wcześniejszego rozwoju na wiosnę roślin, w miesiącach letnich są one więcej przystosowane do walki z suszą, a nawet z chorobami.

6.    Drenowanie, wpływając dodatnio na rozwój roślin kulturalnych, hamuje rozwój chwastów, zwłaszcza charakterystycznych dla gleb mokrych. Perz nierównie łatwiej daje się wytępić, skrzyp, trzcina i t. p. znikają, jeśli zwłaszcza drenowanie poparte jest zasilaniem gleby w wapno w razie jego braku.

Drenowanie posiada więc wszystkie niemal zalety odwodnienia gruntów rowami, przewyższając je równomiernością działania, oraz uniknięciem otwartych kanałów, ujemnie wpływających zarówno na zmniejszenie powierzchni użytkowej, jak i na możność swobodnego użycia narzędzi i na komunikacje dogodne i t. p.

Poza wyżej przytoczonemi dodatniemi stronami, istnieją niezaprze-czenie i ujemne strony drenowania.

Drenowanie wpływa w pewnym stopniu na zubożanie gleby przez wyługowywanie z niej pożywnych związków rozpuszczalnych. Zaobserwowano też, że ilość w ten sposób wyługowanych soli zwiększa się w miarę płytszego drenowania¹).

Drenowanie niekorzystnie oddziaływać może na niektóre rośliny (koniczyna) i, o ile takowe silnie uwzględnione są w płodozmianie, racjo-

b Mitteilungen d. Ver. zur Ford. d. Moorkultur 1911, str. 121. Ueber die dem Boden durch Dränage entzogene Nährstoffmengen.

29%

koniczyna czerwona Liczby te zbliżone są i do zaobserwowanych u nas, jakkolwiek warunki klimatyczne, odgrywające tu rolę niepoślednią, utrudniają wyciągnięcie wniosków ogólniejszych.

Według innych zestawień prof. Lüdecke i prof. I. Spöttle z większej ilości drenowań, wykonanych w Niemczech, Czechach i Morawach, powiększenie plonów wyniosło:

40—    80% 44— 45%

41—    65% 30—100% 80—136% 90—140%.

pszenica owies

jęczmień koniczyna buraki cukrowe ziemniaki

9 „Gazeta Rolnicza“, r. 1906, str. 487.

²) Cz. Skotnicki. Zwiększenie plonów przez drenowanie. „Gazeta Rolnicza“, 1906. S. Stobiecki. O korzyściach drenowania, 1902.

St. Leśniewski. O korzyściach drenowania. Prace sekcji rolnej, 1903.

10

nalność meljoracji może być do pewnego stopnia kwestionowaną. Sprawa ta zresztą nie jest dostatecznie wyjaśnioną i zdania rolników w tym kierunku są rozbieżne¹).

Do ujemnych skutków drenowania zaliczyć należy niekiedy zbyt szybkie osuszanie gleb przepuszczalnych, czemu jednak przeciwdziałać można drenowaniem rzadszem i głębszem. Może to być odczuwane głównie w okolicach o małych opadach atmosferycznych w okresie wegetacyjnym.

Jako ogólny rezultat rolniczy drenowania stwierdzono przez dziesiątki lat obserwacji, powiększenie zbiorów²) zwłaszcza roślin okopowych, dochodzące do 100%, ułatwienie organizacji gospodarczej, umożliwienie zaprowadzenia intensywnej gospodarki ze znacznie zmniejszonem ryzykiem.

Wzrost plonów zależy niewątpliwie nie tylko od stopnia uprzedniego zawilgocenia gruntu, rodzaju jego, umiejętności wykonania meljoracji, lecz i następnego przystosowania gospodarki rolnej, jak pogłębianie uprawy, wapnowanie, nawozy sztuczne i t. p.

Z wielu rezultatów, zebranych przez morawskie spółki drenarskie,

wynika :

Ziemiopłody

Przeciętna podwyżka plonów ziarna

pszenica

żyto

jęczmień

owies

buraki cukrowe ziemniaki

40%

41%

64%

45%

78%

93%.

słomy

36%

35%

57%

37%

Skotnicki. Nauka meljoracji.

Przeciętne zwiększenie plonów notowano w ziarnie do 9 q z ha i słomy 14 q, zaś buraków 130 q.

Podwyższenie plonów na skutek drenowania wydaje się na ogół mniejsze tam, gdzie ziemie są już utrzymywane w wysokiej kulturze rolnej, niż w krajach jak Polska, gdzie gospodarstwo stoi na względnie niskim poziomie. I tak dr. inż. Pfeifer¹) ogłosił dane, zebrane z Wirtem-bergji za ostatnich 10 lat, z których wynika:

Przeciętne plony w q z ha

Podwyżka

przed drenów.

po drenów.

°/o

Pszenica .

Jęczmień .

Owies . .

Kartofle .

Buraki . .

I Siano z łąk

Według danych, zebranych przez Ziem. Tow. Meljoracyjne z województw Warszawskiego i Łódzkiego za lata 1923 i 1924, podwyżka plonów była w wielkiej zależności od stanu przeciętnego wilgotności. Gdy w roku normalnym 1923 zwyżka na ziemniakach w różnych gospodarstwach wahała się od 6 do 300% (średnio 90%), zaś dla żyta 4 do 200% (średnio 40%), w roku mokrym i chłodnym 1924 ziemniaki dały zwyżkę 12 do 400% (średnio 125%), zaś żyto 15 do 250% (średnio 64%).

20,6

26,9

30,5

20,2

19,6

118,8

210

60-70

28

28

173,8

292,5

125

38,6

42,8

46,5

39,3

100

Rury drenowe, powszechnie używane obecnie do osączania gleb mineralnych, są przekroju okrągłego z prostopadle do osi obciętemi końcami (rys. 71), których zalety stanowi, że dają ^ się łatwo wyrabiać, łatwo układać w rurociągi ' w wąskich przekopach i dostatecznie szczelnie dopasowywać.

Rys. 71.

Wytwarzane fabrycznie rury palone z gliny powinny być wykonane z dobrego materjału, niezawierającego przymieszek obcych (kamyki, margiel) i dostatecznie silnie wypalone. Materjał odpowiedni nie zawsze daje się znaleźć w stanie naturalnym i częstokroć musi podlegać kosztownemu i żmudnemu przerabianiu przez szlamowanie gliny lub obchudzanie jej domieszką piasku, wreszcie mechaniczne rozdrabnianie.

Średnice wyrabianych rurek drenowych bywają różne i wynoszą

') Der Kultu rtechniker, 1924 r.

Ciężar 1000 szt. w tonnach 0,95 1,25 1,75 2,35 3,20 4,80 7,00

Średnice drenów w Królestwie Kongresowem zachowywane były dotychczas w calach, poczynając od IV2" (4 cm), następnie 2" (5), 3" (7,5), 4" (10), 5" (12,5), 6" (15).

Grubość ścianek zależną jest od materjału, z którego wykonane są rurki i od staranności wyrobu. Ściany cienkie wpływają na zmniejszenie ciężaru rur, a co za tem idzie zmniejszenie kosztów ich przewozu, dają jednak słabe rurki, a wskutek tego znaczniejszą ilość braków.

Rurki drenowe wypalane z gliny powinny odpowiadać warunkom następującymx) :

1.    Winny być proste.

2.    Wewnętrzna powierzchnia ich winna być zupełnie gładka.

3.    Końce rurek powinny być ścięte równo i prostopadle do osi podłużnej. Ich płaszczyzny winny być gładkie, aby szpary, tworzące się przy zetknięciu dwu rurek, były możliwie małe.

4.    Otwór winien być okrągły, nie wykazywać spłaszczenia rurki.

5.    Winny być zachowane ogólnie przyjęte w kraju średnice (ka

libry) rurek.

4—20 cm, długość ich jednak jest stałą i wynosi około 30 cm, zaś rur grubszych niekiedy 50 cm.

Rozmiary wyrabianych w zakładach przemysłowych rur drenowych, oraz interesujące w danym wypadku szczegóły podaje niżej załączona tablica.

Średnica rur w prześwicie 4    5

Grubość ścianek . .

12    13

CO i-H

8 10 13 16 cm 16 18 21 24 mm

6.    Grubość ścianek winna być przystosowana do średnicy i materjału, aby z jednej strony rurka była dość wytrzymałą na zgniecenie, z drugiej zaś ciężar jej nie wypadał zbyt wielki.

7.    Przy uderzaniu młotkiem rurka powinna wydawać dźwięk czysty i wyraźny, świadczący o dobrem wypaleniu i braku pęknięć.

8.    Złom rurki powinien być jednorodny, w szczególności zaś nie powinien wykazywać ciał obcych, jak okruchy marglu, węgla i t. p.

9.    Rurki powinny być silnie wypalone.

10. Nie powinny nasiąkać zbytnio wodą. Jako maximum nasiąkli-wości przyjąć można 10—15% ich ciężaru.

Przesiąkliwość ścianek, jak to uprzednio było wyjaśnione, jest zbyteczna, a nawet niepożądana.

Niestety, tylko w rzadkich wypadkach rurki drenowe odpowiadają ściśle tym wymaganiom. Łatwe paczenie się ich w surowym stanie przy nierównomiernem schnięciu, jak i przy wypalaniu, tworzenie się pęknięć,

') Cz. Skotnicki: W sprawie rurek glinianych. „Gazeta Rolnicza“ 1907 r. Der Kulturtechniker 1924, str. 200.

pęcherzy,, wskutek wadliwości mechanicznych pras i t. p. są nader czę-stem zjawiskiem.

Użycie drenów cementowych jako mniej trwałych, a nawet w pewnych wypadkach podlegających bardzo prędkiemu rozkładowi, winno być ograniczone*).

Układ ogólny drenów. Dreny, służące bezpośrednio do osączania gruntu, zwą się sączkami, te zaś odprowadzają wodę do kolektorów, zwanych zbieraczami, z których już woda odpływa bezpośrednio do rowów otwartych. Odprowadzanie wody z każdego sączka bezpośrednio do rowów jest obecnie zupełnie zaniechane, jako niepraktyczne.

Część drenowania, ściągająca wodę do jednego głównego zbieracza, który za pośrednictwem budowli, zwanej wylotem, odprowadza ją do rowu odpływowego, nazywamy działem drenarskim.

Układ drenów może być systematyczny (rys. 72), gdy całe pole zostaje pokryte siecią równoległych sączków lub dowolny (rys. 73), gdy nierównolegle rozłożone sączki ujmują miejsca tylko wilgotniejsze.

Rys. 72.

Układ ostatni bywa stosowany w wypadkach, gdy chodzi głównie o odwodnienie niewielkich kotlin, ujęcie wody z miejsc źródlistych lub też zabezpieczenie od miejscowego podsiąkania wodą, napływającą drogą wgłębną. Tutaj zaliczyć można również drenowanie dróg, budowli i t. p. zastosowania techniczne, mające za cel obniżenie poziomu wody gruntowej lub prędkie osuszenie powierzchni.

*) Gazeta Rolnicza 1907, str. 127, 201, 512. Dreny cementowe i gliniane. Artykuły Skotnickiego, Kąkolewskiego, Kucharskiego.

Der Kulturtechniker, 1910. Nochmals die Zement-Drainröhren.

Schweiz, landw. Monatshefte 1923. D. Girsberger. Ueber d. Verhalten von Zementröhren in meliorierten Böden.

Referat kongresowy 1924. H. Gesner. Die mutmaßlichen Ursachen der Zerstörungserscheinungen an Zementröhren.

Układ systematyczny stosowany jest ogólnie, gdy chodzi o poprawę fizycznych właściwości gleby uprawnej. Sączki układane są wówczas z rurek o jednakowej średnicy 4 lub 5-cio centymetrowej, zbieraczom zaś nadaje się przekroje, zależne od przewidywanej ilości wody, jaką mają odprowadzać. Sączki wzajemnie równoległe w drenowaniu syste-matycznem mogą leżeć wzdłuż, wpoprzek, lub skośnie do spadku powierzchni gruntu, czyli prostopadle, równolegle, lub skośnie do warstwie, określających ukształtowanie terenu. Praktyczne zastosowanie znaj-

«*=»

•—a

Rów odpływowy

Rys. 73.

duje pierwszy i ostatni układ, tworząc t. zw. układ drenowania podłużny i poprzeczny, raczej skośny (rys. 74). Z rozkładu rurociągów poszczególnych wynika, że zbieracze w układzie poprzecznym leżą zwykle w kierunku największego spadu, zaś w układzie podłużnym w najniższem miejscu, odpowiadającem osuszanemu terenowi, lecz, ogólnie biorąc, ze spadem mniejszym niż sączki.

Poglądy inżynierów na większą racjonalność drenowania podłużnego lub poprzecznego różnią się nieco, przechylając się bądź na stronę pierwszego, bądź też drugiego sposobu.

ßfie'JVOM* N/£

'PftZäCZr/i

Rys. 74.

|\

m:---

Rys. 75.

Pierwotnie było w użyciu wyłącznie drenowanie podłużne na podobieństwo rozkładu rowów otwartych. Dopiero w r. 1890 system drenowania poprzecznego został wykształcony w Niemczech przez Merla i Gerharda.

Według Gerharda każda szpara stykowa drenów odwadnia nad sobą stożek gruntu o osi pionowej, którego wierzchołek leży w miej-scu szpary. Przecięcie owego stożka z pochyłą powierzchnią gruntu daje elipsę (rys. 75), która obejmuje powierzchnię, osuszoną w danym

momencie przez szparę stykową. Jeśli dążymy do osuszenia największej powierzchni jednakową ilością szpar stykowych, to należałoby styki szeregować w kierunku poziomym (rys. 76), nie zaś w kierunku największego spadu (rys. 77).

i------

J-

Rys. 76.

Rys. 77.

Spöttle jednak zbija powyższe twierdzenie (25, VII, 130) dowodząc, że powierzchnia, osuszona w danym momencie przez szparę stykową, jest raczej kołem, którego środek na gruncie poziomym leży pionowo nad szparą stykową, na gruncie pochyłym odchylony jest ku górze (rys. 78). Spöttle dochodzi więc do przekonania, że z czysto teoretycznego punktu widzenia rzeczą byłoby obojętną, w jakim kierunku względem pochy-

G RANIĆ fi OSUSZENIA PRZY 25 O* GL^BOKOSCł OSUSZĘ NI A

„    ..    ,    56 .    ,    „

,mncn.

„.»r

<?'

o*

ł/

p°

y\

„»ST-"'-"

v*

r>

i,q_pil3C----

jpoJ-S. 1nL*ę^

“o

.1

«î

/*»

3-6

. *v . *..• ‘ •*.

n/jo’* 25% .    '.

V> - ‘-'i'.'- - ^

l4.o m ~ “

.1

Rys. 78.

lenia gruntu leżą sączki, ponieważ przy jednakowe] długości, jednakowo wielką i równie osuszoną powierzchnię otrzymamy w każdym wypadku.

Zauważyć wreszcie należy, że gdyby nawet przypuszczenia Gerharda były słuszne, to przy nieznacznem wogóle nachyleniu gruntów uprawnych rzecz ta traci na istotnem znaczeniu. Przy pochyłości np. powierzchni gruntu, wynoszącej 10%, a więc już znacznej, różnica pomiędzy wielką, a małą osią elipsy wynosi zaledwie około 2%, wzgląd więc powyższy, wysuwany przez zwolenników poprzecznego drenowania, nie byłby przekonywającym.

Niewątpliwie jednak można twierdzić, że są względy praktyczne, skłaniające ku stosowaniu drenowania poprzecznego, a mianowicie:

1.    Na gruntach pochyłych, a mniej przepuszczalnych, woda opadowa, spływając po powierzchni, natrafia łatwo na pasma gruntu, położone nad rurociągami drenowemi, łatwiej pochłaniające ją, co zabezpiecza od gromadzenia się wilgoci w miejscach niżej położonych. Przy drenowaniu podłużnem woda może łatwo spływać czas dłuższy pomiędzy równoległemi sączkami, nie wsiąkając w grunt zbity lub przesycony chwilowo wilgocią.

2.    W gruntach przepuszczalnych, warstwowanych, a posiadających większe spadki, przyczyną zawilgacania bywa często woda, napływająca drogami wgłębnemi z góry. W tym wypadku dreny, leżące poprzecznie do spadku, dokładniej spełniać mogą swe zadanie. Wskutek powyższych względów oddalenie wzajemne drenów w układzie poprzecznym może być nieco większe, niż w podłużnym.

3.    W drenowaniu poprzecznem zbieracze, leżąc w kierunku największego spadu, mogą posiadać mniejsze przekroje, prędkość przepływu wody w nich jest większa, a skutkiem tego obawa zamulania mniejsza.

Ponieważ jednym z głównych celów poprzecznego układu drenów jest łatwiejsze ujęcie wód gruntowych i powierzchniowych, napływających z góry, przeto o racjonalności stosowania takiego lub innego kierunku drenów, może być mowa jedynie, gdy się ma na uwadze grunta, posiadające znaczniejsze nachylenie (np. 2—5%) oraz wodonośne. W glebach zwięzłych, jednorodnych i płaskich, gdzie ruch wody jest niezmiernie powolny, kierunek drenów względem spadku powierzchni wydaje się odgrywać rolę podrzędną¹).

Korzyści drenowania poprzecznego osiągnąć można w podłużnym układzie, stosując w miejscach narażonych na napływ wody zgóry — dreny czołowe, leżące wpoprzek spadku (rys. 79). Rolę tę spełniają do pewnego stopnia zbieracze, które przy drenowaniu podłużnem leżą zazwyczaj poprzecznie (rys. 80).

9 Der Kulturtechniker, 1903. C. Rielsen. Gegen die Querdränage.

Kierunek układu drenów staje się także do pewnego stopnia zależny od położenia zbieraczów, związanego z sytuacją, pożądane bowiem jest aby sączki łączyły się ze zbieraczami pod umiarkowanie ostrym kątem w kierunku prądu wody. Za najwłaściwszy kąt przyjmują 45°—60°.

Ogólnie tylko da się powiedzieć, że dobry projekt drenarski¹) powinien pod względem rozlokowania drenów odpowiadać następującym warunkom:

1.    Rozkład drenów powinien logicznie tłu-maczyć się, a woda najkrótszą drogą powinna być odprowadzana do wylotów.

Rys. 79.

2.    Rozkład drenów powinien być możli- / wie prosty, należy więc unikać zbędnych zmian kierunków i wogóle kierunki w miarę możności dobierać tak, aby wytyczanie drenów w polu przy ich wykonywaniu nie przedstawiało zbytnich trudności.

3.    Należy dążyć do ograniczania ilości zbieraczów, jak również niepotrzebnych załamywań ich pod ostrym kątem.

4.    Zbieracze główne winny być kierowane kotlinami i przeprowadzone tak, aby odprowadzać wodę z dostateczną prędkością do odpływu.

5.    Sączki nie powinny być zbyt krótkie, aby nie powiększać ilości połączeń ze zbieraczami; kierunek ich winien być tak dobrany, aby nawet w zawiłych ukształtowaniach terenu leżały z dostatecznym, a równym spadem naturalnym. Nadawanie spadków sztucznych, t. j. niezgodnych ze spadkiem terenu winno być tolerowane tylko w razach wyjątkowych.

Rys. 80.

Głębokość drenowania, na której zostają założone rurociągi drenowe²), jest jednym ze szczegółów, odgrywających rolę pierwszorzędną dla działania tej meljoracji. Dreny, jak wiemy, są głównie przeznaczone do uregulowania wilgoci gruntu przez stosowne obniżenie poziomu wody grun-

*) Przegląd techniczny, 1902. I. Blauth. Rozdział drenów, str. 535. Czasop. Techn. 1911. M. Kornelia. Drenowanie folwarków.

²) Gazeta Rolnicza 1909, str. 165. O głębokości zakładania drenów.

towej. Jest to jednak słuszne tylko w stosunku do tej kategorji gruntów, które posiadają w bliskości swej powierzchni warstwy wodonośne. W głębokich jednak glebach gliniastych wody w głębnej nie-tylko nie spotykamy, lecz warstwy spodnie są zazwyczaj suchsze niż wierzchnie. Jednak te gleby wymagają w wysokim stopniu drenowania. To też głębokość zakładania drenów winna być stawiana szerzej niż tylko w zależności od poziomu odwodniania, bo też i drenowanie, jako meljoracja rolna, posiada znaczenie dalej idące. Ogólnie biorąc, głębokość założenia drenów (pod głębokością drenowania ogólnie przyjęte jest rozumieć odległość pionową pomiędzy dnem rowka drenarskiego i powierzchnią gruntu) powinna być co najmniej taka, jaka odpowiada najkorzystniejszemu poziomowi wody dla przewidywanych kultur i określonego rodzaju gruntu, lub, ściślej biorąc, jego właściwości fizycznych, jak pojemność względem wody, włoskowatość i t. p. Z drugiej strony należy wziąć pod rozwagę, czy źródłem nadmiaru wilgoci jest woda, napływająca drogami wgłębnemi, czy też przesiąkająca z powierzchni, prędkość jej przesiąkania i stopień pożądanego przewietrzenia warstw wierzchnich. Pomijając wyżej omawiane względy, dreny powinny uprzystępnić korzeniom roślin możliwie grubą warstwę gruntu, a zatem głębokość założenia ich powinna również stosować się i do głębokości zakorzeniania się roślin. W ten sposób uprzystępnione mogą być zasoby gleby, dawniej niedostępne dla korzeni, jak np. pokłady wapna, wypłukanego z warstw wierzchnich i osadzonego na dotychczasowym poziomie wody gruntowej. Obawa jednak przed zbytniem przesuszeniem gruntu przy małej jego włoskowatości (tam, gdzie poziom wody gruntowej od-działywuje na zasoby wilgotności warstw wierzchnich), lub utrudnienie działania drenów w glebach mało przepuszczalnych i mało przewiewnych, skłaniać winny do pewnego ograniczania głębokości ich zakładania.

Reasumując uwagi wyżej wypowiedziane, możemy streścić że w poszczególnych wypadkach głębokość drenów zależy:

1)    od pożądanego obniżenia wody gruntowej;

2)    od stopnia zwięzłości gruntu drenowanego;

3)    od grubości warstwy, jaką pragniemy udostępnić korzeniom;

4)    od głębokości zakorzeniania się roślin uprawianych;

5)    od głębokości zamarzania gruntu;

6)    od właściwości fizycznych gruntu, jak włoskowatość, pojemność względem wody i t. p.

7)    od warunków klimatycznych;

8)    od warunków terenowych.

Jak widzimy, sprawa głębokości drenowania nie powinna być traktowana szablonowo, lecz opierać się na znajomości potrzeb gruntu w każdym wypadku i warunków technicznych.

W gruntach przepuszczalnych, niezbyt zwięzłych, ustaloną została doświadczalnie najwłaściwsza głębokość dla odwodnienia pól, wynosząca 1,20 —1,30 m. Zaznaczyć należy, że jakkolwiek zwiększenie głębokości teoretycznie mogłoby wpływać na powiększenie odległości drenów, a zatem pośrednie zmniejszenie kosztów, to jednak wysokie koszty, związane z pogłębianiem wykopów, stawiają temu pewne granice. Powiększenie tych głębokości, jak to już wyżej było mówione, wskazane być może tylko w wypadkach wykonania drenowania pod rośliny, odznaczające się wybitnie głębokiem zakorzenianiem się, jak lucerna, chmiel, rzepak, a nawet buraki. Zaznaczyć wreszcie należy, iż, w Czechach normalnie stosują głębokości, większe, przyjmując je na polach 1,5 —1,8 m (wbrew przyjętym w innych krajach np. Niemczech, (41), w czem upatrywano znaczne zalety. Poglądy jednak na tę sprawę w czasach ostatnich wydają się tam zmieniać.

W gruntach ciężkich i mało przepuszczalnych wydaje się być wskazane drenowanie płytsze t. j. 1 —1,10 m przy odpowiednio zmniejszonej rozstawie, bowiem dostęp wody do drenów jest tu bardzo utrudniony, przewietrzanie warstwy wierzchniej, tak bardzo w tym wypadku potrzebne, postępuje powoli, a prędkie osuszanie gleby po deszczach jest pożądane. Doświadczenie wskazuje, że drenowanie głębokie gleb gliniastych działa zbyt powoli, a niekiedy wywiera wpływ znikomyl).

Głębokość drenowania ziem torfowych, dobrze osiadłych, wynosi około jednego metra, pulchnych 1,2 —1,3 m, a nawet dochodzi do

1,5 m w torfach gąbczastych.

Drenowanie łąk, ogólnie wziąwszy, odznaczać się może mniejszą głębokością, t. j. 0,9 do 1,1 m. Drenowania płytszego należy unikać ze względu na niebezpieczeństwo zarastania korzeniami. Natomiast drenowanie ogrodów powinno odznaczać się głębokością 1,5 — 2,0 m, unikając zresztą zbytniego zbliżania rurociągów do drzew większych, co zawsze grozi uszkodzeniem drenowania.

Jeśli drenowania służą do specjalnych celów, jak np. do odwodnienia pól irygacyjnych, wówczas, zależnie od właściwości gleby, sączki otrzymują znaczniejsze głębokości 1,8 — 2 m²) dla osiągnięcia dokładnego oczyszczenia ścieków. Stosuje się to również do wypadków drenowania budowli, dróg, gdzie głębokość założenia drenów obwarunko-wana jest względami technicznemi. Dawanie jednak głębokości mniejszych niż 0,75 m nawet na krótkich odcinkach rurociągów nie powinno

b D. Kulturtechniker, 1910. Fauser Eine verfählte Driinirung im scheren Tonboden. D. Kulturtechn. 1911. Butz. Dränirung in schwerem Tonboden.

-) Głębokość drenowania pól irygacyjnych w Strzelcach W. (Gross Strelitz) wynosi 2—3 m, zaś w Friedrichssfelde 2 — 6 m.

być praktykowane, bowiem, pomijając wątpliwy skutek rolniczy, są one zbyt łatwo narażone na uszkodzenia przez korzenie, mróz i t. p.

Zauważyć wreszcie należy, że w rzadkich tylko wypadkach osiągnąć można przy drenowaniu większych obszarów jednakową głębokość sączków, a tembardziej zbieraczów. Wyrównywując spadki rurociągów w najmniej nawet ufałdowanym gruncie, otrzymują się pewne różnice głębokości, nie mające zresztą żadnego znaczenia na ogólny stopień odwodnienia. Gdy powierzchnia drenowanego terenu nie posiada nachylenia dostatecznego, rurociągi otrzymywać muszą spadeksztuczny przez stopniowe spłycanie ich ku górze, zapewnienie bowiem odpływu wodzie jest niewątpliwie najważniejszym warunkiem, którego nigdy z oczu spuszczać nie należy.

Zaznaczyć wreszcie należy, że głębokość założenia zbieraczów winna być zawsze nieco większą niż sączków, a to w celu umożliwienia prawidłowego wykonania połączenia rurociągów, o czem w następstwie jeszcze będzie mowa obszerniej. Różnica ta równa się w przybliżeniu wielkości średnicy zbieracza.

Rozstawa, czyli odległość wzajemna sączków. Przy drenowaniu systematycznem, sączki obejmują teren odwadniany siecią równoległych rurociągów. Ponieważ osiągnięcie efektu równomiernego jest w najściślejszym związku z obraną odległością pomiędzy sączkami, przeto zagadnienie to staje się jednem z najważniejszych w technice drenarskiej.

Wiemy z doświadczenia, że zbyt wielka rozstawa sączków nie zabezpiecza równomiernego osuszenia oraz przewietrzenia gleby, a roz-pulchnienie jej postępuje nader powolnie. Z drugiej strony, zbyt mała rozstawa, nie mówiąc o obawie przesuszenia gleby w pewnych wypadkach, znacznie podraża meljorację.

Pierwotnie określano rozstawę drenów na zasadzie cech zewnętrznych gleby i danych praktycznych, jednak różnorodność warunków, trudność ich ocenienia na oko, czyni metodę tę nader niepewną. To też od dłuższego czasu wszystkie usiłowania inżynierów meljoracyjnych skierowane są do wytworzenia metody, opartej na ściślejszem rozumowaniu i rezultacie umiejętnych badań gruntu.

Ująwszy zjawiska towarzyszące osączaniu gruntu zapomocą drenów ze stanowiska hydraulicznego, możemy łatwo wyrazić matematyczną zależność rozstawy od innych czynników.

Przyjmując prędkość ruchu wody gruntowej w przekroju oddalonym o x od drenu (rys. 81).

vx — ki = k

“#&////

Rys. 81.

zaś ilość wody przepływającą przez ten przekrój

Q = Fvx = (fki)\

di]

'/TV-

gdzie (p jest współczynnnikiem porowatości.

Qdx = (pky dy — v y dy całkując powyższe równanie, otrzymamy:

2 Qx = vy* + C dla x = o

x = 2 ’

Ql = vh²

V    V

/ = qas = q⁽'-'>)!

stąd wynika, że odległość drenów zależną jest od współczynnika v, wyrażającego właściwości gruntu, zwiększa się w zależności od głębokości drenów t, zaś zmniejsza się w miarę zwiększenia pożądanego obniżenia w miejscu krytycznem poziomu wody gruntowej.

W istocie jednak działanie drenów jest bardziej złożone : grunt w rzadkich wypadkach bywa jednolity, lecz przeciwnie, poprzecinany warstwami o różnej przepuszczalności. Poza mechanicznem osączeniem gruntu z wody dążymy do osiągnięcia i innych skutków zarówno związanych z rodzajem gruntu, warunkami atmosferycznemi, jak i gospo-darczemi, to też przy wyborze właściwej rozstawy musimy wychodzić z ogólniejszego stanowiska niż tylko hydrauliczne.

Rozstawa drenów istotnie zależna jest od wielu czynników, z których najważniejszemi są:

1. Przepuszczalność gleby, na którą wpływa skład jej mechaniczny (stosunek krystaloidów do koloidów), uwarstwienie, wreszcie struktura naturalna.

Niewątpliwie ilość wody, jaka w jednostkę czasu przez jednostkę przekroju gruntu może przepływać, zależną jest od wielkości, kształtu i układu ziarn. Poza tern obecność ciał koloidalnych niewątpliwie w znaczny sposób wpływa na przepuszczalność gleby. Gleby drobnoziarniste odznaczają się mniejszą przepuszczalnością, niż gruboziarniste, to też jako najprostszą metodę pośredniego oceniania przepuszczalności gruntu, przyjęto analizę mechaniczną, zapomocą której następuje rozszeregowanie próbki ziemi na ziarna różnej wielkości, zapomocą prądu wody o określonej prędkości.

Poza składem cząsteczkowym gleby na przepuszczalność grubszej jej warstwy ma wpływ niepośledni układ ziarn, czyli struktura, wreszcie charakter uwarstwienia. Jeśli przez / oznaczymy rozstawę właściwą gruntowi o różnych warstwach grubości aly at, a₃, którym byłyby właściwe

rozstawy 4, 4, to

[i    ~j~- • •

ai 4“ a2 H~ • • •

Ponieważ jednak, jak wskazuje doświadczenie, ogólna przepuszczalność szeregu warstw, leżących nad sobą, zależy w znacznej mierze od najmniej przepuszczalnej z nich, przeto mniemać należy, że rozstawę drenów przezorniej byłoby stosować do tej właśnie warstwy gruntu, jeśli grubość jej nie jest zbyt małą.

2.    Chemiczne właściwości gleby nie są obojętne dla rozstawy drenów. Obfitość np. w glebie niższych tlenków żelaza wymaga silniejszego przewietrzania jej, z drugiej strony inne składniki chemiczne, jak np. wapno wpływają dodatnio na strukturę i fizykalne właściwości gleby, a przeto sprzyjać może powiększeniu rozstawy.

3.    Głębokość założenia drenów. Jednym z celów drenowania jest obniżenie poziomu wody gruntowej do pożądanej dla roślin głębokości, a z kształtu powierzchni depresji można określić średni stan osiągniętego poziomu. Zarówno zwężając rozstawę drenów przy stałej głębokości, jak i pogłębiając drenowanie przy jednoczesnem rozszerzaniu rozstawy, otrzymać można pożądane średnie obniżenie zwierciadła wody (rys. 82).

— '------------.*_JSÆBA/KUrtï&Gâr -JLfi.uttZOMtÂU..

—T- Z^*i-JVUJwJ&J>ÏLJSM*Ca»AL.. __T

/=*/«?

ta

oo

iïl

Rys. 82.

Ponieważ jednak poza właściwem odwadnianiem, drenowanie ma na celu przewietrzenie, rozpulchnienie gleby w sposób możliwie równomierny, czego niewątpliwie oczekiwać należy łatwiej od gęstszego niż nadmiernie głębokiego, a rzadkiego drenowania, przeto wybór właściwej głębokości w zestawieniu z odpowiednią rozstawą jest czynnikiem pierwszorzędnej wagi.

4. Warunki klimatyczne. Temperatura, wielkość opadów, a zwłaszcza gęstość ich w okresie wegetacyjnym, winny być brane pod uwagę przy wyborze rozstawy sączków. Wzgląd ten nie jest obojętnym dla ziem polskich, znajdujących się w tak różnorodnych warunkach klimatycznych.

5.    Ruch wody gruntowej i jego kierunek. W gruntach z natury przewiewnych, lecz zawilgoconych napływem wody gruntowej z boku, nie tyle gęstość drenowania, ile kierunek właściwy drenów wpływać może na efekt. Gerhard proponuje przy poprzecznem drenowaniu powiększanie rozstawy o 20% w stosunku do podłużnego. Umiejętne rozmieszczenia drenów w gruntach wodonośnych, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z warstwami, prowadzącemi wodę w określonym kierunku, doprowadzić może do znacznego rozszerzenia rozstawy i stosowania nawet t. zw. drenowania „ekonomicznego“, przechodzącego w układy niesystematyczne¹).

6.    Położenie i ukształtowanie terenu drenowanego. Drenowanie winno mieć na widoku wyrównanie tych różnic, jakie pochodzą z ukształtowania i nachyleń powierzchni, co się da uskutecznić tylko zróżniczkowaniem środków technicznych w tym celu zastosowanych. Ostrzec należy tylko przeciw wykluczaniu z pod drenowania miejsc wyższych, pozornie suchych, tak często stosowane przez rolników dla oszczędności. Prowadzi to zawsze do nierównomiernego obsychania gleby i dojrzewania roślin-).

7.    Typ gleby ma również niepośledni wpływ na rozstawę. Gleby strukturalne, z natury przewiewne czyli odznaczające się większą pojemnością względem powietrza, wymagają rzadszego drenowania niż zbite. Gleby nawiane korzystniej się przedstawiają niż osadowe i t. p.

(63, 90).

Tern się tłumaczy, że w różnych krajach przyjęto różne normy rozstaw, biorąc za podstawę np. ilość części pyłowych.

Metody dotychczasowe określania rozstawy drenów są bądź czysto doświadczalne, oparte na klasyfikacji gleb, bądź też teoretyczne, oparte na badaniu bezpośredniem fizycznych właściwości ich.

Metody doświadczalne opierają się na rozklasyfikowaniu gleb na różne typy, zbliżone do siebie co do właściwości w tych wypadkach interesujących i podania dla nich najwłaściwszych rozstaw. Tu wskazać należy przede wszy stkiem normy podane w Instrukcji, wydanej przez Generalną Komisję Śląską³), która orzeka, że przy normalnej głę-

*) Der Kulturtechniker. 1907, str. 248.

²) Illust, land w. Zeitg. 1921, str. 276. Kostka. Die Furcht vor d. systematischen Dränung.

*³) Anweisung für die Aufstellung und Ausführung von Drainage-Entwürfe. Berlin 1911. Tłumaczenie polskie przez W. Kąkolewskiego.

bokości drenów 1,25 m i spadku terenu 1 : 250 do 1 : 300 przyjmować należy rozstawę:

. 24—30 m

20—24 „ 16—20 „

dla gleb piaszczystych gliniasto-piaszczystych piaszczysto-gliniastych

zwykłych gliniastych z kamieniami.....14—16 „

12-14 „ 10-12 „

ciężkich gliniastych . najcięższych iłowatych

Na terenach nachylonych silnie i przy drenowaniu poprzecznem rozstawy powyższe zwiększyć można o 20%.

Z metod, opartych na bezpośredniem badaniu gleb, szerokie zastosowanie znalazł rozbiór mechaniczny i określanie rozstawy na podstawie ilości znalezionych części spławialnych < 0,01 mm z uwzględnieniem, lub bez uwzględnienia części koloidalnych. Można w tym celu stosować każdy z aparatów, np. Schönego lub Kopeckego. Ten ostatni (str. 29) znalazł szczególniej szerokie zastosowanie w wielu laboratorjach technicznych, zarówno w Niemczech, jak i Austrji, dzięki swej prostocie i szybkości dokonywania rozbiorów (6, 39, 42)¹).

Opracowanie norm na podstawie zawartości części pyłowych zawdzięczamy prof. Kopeckemu (39). Normy te, przyjęte w Czechach, były modyfikowane przez różnych badaczów w przystosowaniu do typów gleb i warunków klimatycznych.

Poniżej podajemy normy Kopeckego oraz Canz a, stosowane w Wirtembergji :

L. porz.

Rodzaj gleb

Części spła-wialne °/o

Rozstawa przy głębok. 1,25 m.

Kopecky

Canz

Ciężka glina, ił........

Iły piaszczyste........

Iły lżejsze..........

Zwięzłe gliny.........

Piaszczyste gliny.......

Piasek gliniasty........

Piasek z małą domieszką gliny

CA ca

9,5 —11 11 —13 13 - 15 15 —17,5 17,5 — 19

8,5 — 9 9-11 11 —13 13 —15 15 —17,5 17,5 - 21 21    — 24

Fauser ponadto podaje (19,82) rozstawy dla różnych głębokości drenowania, uzależnione od ilości części pyłowych « 0,01 mm), a ujęte w postaci wykresu (rys. 83). Przypisuje on jednak pewien wpływ ziarn miału (0,01 — 0,05) na przepuszczalność, twierdząc, że przewaga ziarn II kategorji (miałowych) nad I-szą polepsza warunki i z tego powodu dopuszcza Fauser powiększenie rozstaw ze zwiększającą się przewagą ziarn II nad I zresztą tylko w granicach 15% i — 10% według następującej tabeli:

II —I

Dopuszczalne rozszerzenie rozstaw w m przy głębokościach w m

°/o

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

+ 15

10

p r¹ &= «>

CO OO GO 05

t—¹ to CO rf*. Ol

o o o o o

l-H

iO rjT co' t-T

03 Oi

lo "co "ća "co

ZD rtT co' cf f-T

Zaznaczyć należy, że gleby drenowane u nas w rzadkich wypadkach posiadają stosunek kategorji ziarn I i II taki, aby powyższe normy Fausera mogły być zastosowane. Tak np. z kilkuset analiz mechanicznych, wykonanych w roku 1924, w laboratorjum Krajowego To w. Me-ljoracyjnego w Warszawie dla celów drenarskich zaledwie 2% było takich, które wykazały ilość części miałowych, różniącą się od części pyłowych w granicach +15 do — 5%.

Była już zwrócona uwaga, że na zjawisko przepuszczalności gleby poza drobniejszemi cząstkami jej, objętemi przy dotychczasowej segregacji mianem pyłu, posiadają pierwszorzędny wpływ i inne kategorje, zarówno bardzo drobne, poniżej 0,002 mm jak i nieco grubsze. Tak np. gleba, złożona z miału piaskowego o średnicy ziarn 0,01—0,05, odznacza się prawie zupełną nieprzepuszczalnością. Branie w rachubę wyłącznie pyłowych części < 0,01, choćby z uwzględnieniem gliny koloidalnej, może doprowadzić do rezultatów niezupełnie trafnych, co niejednokrotnie przy różnorodności gleb naszych zdołałem stwierdzić.

Dotychczasowy stan badań nie daje jeszcze dostatecznego materjału dla ścisłego stwierdzenia zależności funkcjonalnej pomiędzy ilością % różnego rodzaju i wielkości ziarn, a przepuszczalnością. Niewątpliwie jesteśmy na drodze do zbadania tej zależności, co wpłynie na znaczne ułatwienie właściwego wyboru rozstawy na podstawie rozbioru mechanicznego, dziś jednak musimy poprzestać na pewnych przypuszczeniach, zbliżających nas do prawdy.

Tablice, podające zależność rozstawy drenów od ilości % części spławialnych, wymagają, jak to wyżej udowodniono, poprawki przez wprowadzenie pewnych zależności, wynikających z obecności ziarn innych wielkości. Jako pewną korekcję zaproponowałem już w poprzednio wydanym „Zarysie Teorji“, uzależnienie rozstawy od ilości procentowej pyłu, oraz miału warstw charakterystycznych, przyjmując ten ostatni

w wartości 33% pierwszego. Niewątpliwie i grubsze cząstki mogłyby być uwzględnione, na razie jednak zatrzymujemy się na tem.

Na podstawie powyższej została wykreślona tablica (patrz str. 164), zawierająca rozstawy podane w zależności od głębokości. Rezultaty dotychczasowe okazały słuszność otrzymywanych w ten sposób rozstaw dla typów gleb częściej u nas spotykanych, po uwzględnieniu wszystkich innych czynników, odgrywających tu rolę (przedewszystkiem glina koloidalna).

W zastosowaniu do gleb naszych daje to następujące rozstawy, wyrażone w metrach:

Pył + ¹h miału

Nazwa gleby

Rozstawa

przy głębokości 1,25 m

100 - 80 80 — 60 60 — 40 40 — 20 20 — 10

iły

9‘/i

gliny

gliny — lössy bielice

szczerki, piaski

9Va— 12 12 —15 15 —19 19 —22

Zawartość gliny koloidalnej w pyle wskazuje ogólnie na potrzebę zmniejszenia otrzymanych odległości o 1—2 m.

Zawartość wapna, rozsianego równomiernie w glebie i wpływającego dodatnio na strukturę jej, może dać podstawę do rozszerzenia rozstawy:

3%

przy 15% CaC0₃ . .

30%

6%

. . 10%

50%

Znaczniejsza zawartość związków żelazistychx) winna pociągać za sobą zmniejszenie rozstawy o 1 — 2 m.

Ujęcie w cyfrową zależność innych, a tak różnych czynników, które zdarzają się w naturze (np. pochyłość gruntu), jest trudne, jeśli wogóle możliwe. Musi tu być wezwane do pomocy doświadczenie, a przedewszystkiem staranne i umiejętne przestudjowanie terenu. Każdemu praktykowi niejednokrotnie zdarzały się miejsca, gdzie ze względu na charakter gruntu, jako takiego, jego klasyfikacji i t. d., drenowanie wydawało się być zbyteczne, a gdzie 8 m rozstawa okazywała się w praktyce nie zbyt wielką.

Braki metod wnioskowania o rozstawie drenów jedynie z % zawartości różnej kategorji ziarn, składających glebę, są widoczne. Na prze-

') D. Kulturtechniker 1912. Fauser. Das Eisen im Boden u. seine Beziehung zu den Dränagen.

D. Kulturtechn. 1913. Krüger. Der Eisenocker u. d. Wiesen-Dränage.

puszczalność »zwięzłość, przewiewność, włosko-watość, pierwszorzędny wpływ posiadają bardzo drobne części pyłowe « 0,002 mm), których oddzielenie irozsegrego-wanie jest bardzo żmud-

GJ

ne, a nawet przy staran-nem rozsegregowaniu ich z otrzymanego drogą analizy mechanicznej zbiorowiska różnych ka-tegorji ziarn, składających się na daną glebę, wysnucie jakichkolwiek wniosków jest bardzo problematyczne. To też są badacze, którzy doszli do zbyt pośpiesznego prawdopodobnie wniosku, że wogóle zależności tej niema. Jeśli jednak metoda ta, wprowadzo-an przez prof. Kopecke-go, zyskała sobie rozpowszechnienie, to niewątpliwie zawdzięczać to należy jej prostocie, co przy technicznem traktowaniu przedmiotu jest bardzo ważne. Poszukiwania jednak drogi pewniejszej nie ustają. Już prof.

Mitscherlich zwrócił uwagę, że właściwości fizyczne gleb dają się łatwiej scharakteryzować zapomocą zbiorowej powierzchni wszystkich ziarn (jednostki objętości iub ciężaru), niż składem % poszczególnych kategorji średnic¹). Po-

bbr

fi

-f-

y -

i?

-y

TT

Rys. 83. Wykres rozstaw drenów inż. O. Fausera.

ht

:) Der Kulturtechniker 1907. W. Bagger. Einige Versuche über Bindigkeit des Bodens und deren Beziehung zu der Hygroskopicität.

-nomy

Wiadomości ogólne.

2o

£n

między powierzchnią » zbiorową gleby a np. jej przesiąkliwością istnieje związek ścisły : prof. dr. Krüger określił, iż prędkość przesiąkania

I(p

4-

Rys. 84. Wykres rozstaw drenów prof. Cz. Skotnickiego.

z:

qz:

's:

-Fête

öS

. .ms

9t

17

_L

61

02

il

15

Ti

55

.. i

ii—

v rjP

gdzie (p = porowatość.

P— powierzchnia zbiorowa w stosunku do objętości.

I — spadek, zaś — współczynnik.

To też Breitenbach (9) już w r. 1912 zaproponował, aby za wskaźnik rozstawy drenów przyjąć powierzchnię zbiorową gleby, udowadniając szeregiem przykładów racjonalność danej metody¹).

Określenie powierzchni zbiorowej przedstawia jednak pewne trudności. Mitscherlich jednak opracował metodę określania tej wielkości za pośrednictwem pomiaru wody hygro-skopowej (64), do ilości której w glebie powierzchnia zbiorowa jej musi być proporcjonalną. Ponieważ metoda ta wydała się być nieco zbyt żmudną w praktyce technicznej, dr. Zunker

Entfernung.

9 Der Kulturtechniker 1912. R. Breitenbach. Die Bestimmung der Drain-

i.

Li

4--

HZ -J-

**

'ZSIU

to

11

12

iA

19

20

22

25

2<

25

-►"    6 M tr.

Rys. 85. Wykres rozstaw drenów w stosunku do hygroskopijności gleby.

zaproponował w r. 1923 metodę określania powierzchni zbiorowej przy pomocy drobiazgowej, drogą sedymentacyjną prowadzonej analizy mechanicznej ziarn, podając odpowiednią metodę potrzebnych przeliczeń *).

Dalsze jednak badania²) potwierdziły, że otrzymywane rezultaty nie są pewne i nie posiadają wyższości ponad metodą Mitscherlich-Breiten-bacha. Badania, prowadzone przez autora, stwierdzają możliwość przystosowania tej metody do techniki i istotną wartość jej, przewyższającą wszelkie dotychczas proponowane inne metody. W ten sposób technika zyskuje nowy i niewątpliwie pewniejszy sposób określenia rozstaw drenów, a pewne niejasności jego, jak zastosowanie do gleb o znacznej ilości części koloidalnych lub próchnicy, będą w przyszłości niewątpliwie bliżej wyjaśnione.

Zapoczątkowane prace dr. Zunkera i innych, niewątpliwie doprowadzą do wprowadzenia metody określenia rozstaw drenowych, opartej na podstawach pewniejszych, niż dotychczasowe. Załączone wykresy (rys. 85) podają zależność pomiędzy hygroskopijnością gleby i rozstawą drenów, przy głębokości ich 1,25 m, według obliczeń autora, dr. Breitenbacha oraz prof. Zunkera, który określił tę zależność wzorem

e = 30 — 8,7 Vh

O Der Kulturtechniker 1923. Zunker. Die spezifische Oberfläche des Bodens als Grundlage für die Normung der Dränentfernung.

²) Der Kulturtechniker 1925. Prof. Freckman und Dr. H. Janert.

gdzie h oznacza wodę hygroskopową, wyrażoną w %, w stosunku do ciężaru suchej próbki ziemi.

Podane powyżej metody określania odległości właściwej drenów tyczą się tylko osuszeń w celach kultury rolnej. Jeśli drenowanie służy do innych celów, to i rozstawa musi być stosownie modyfikowana.

Na polach irygacyjnych, urządzanych w celu oczyszczania, resp. zużytkowania ścieków miejskich, bywa w użyciu rozstawa 8 —10 m, pomimo znacznych głębokości przewodów i przepuszczalnych gruntów, na których są urządzane. Pod filtry gruntowe stosuje się nawet rozstawa 4 — 5/n.

Drenowanie placów, podwórz it. p. wymaga również sieci gęstszej 6 — 8 m, przy stosunkowo niewielkiej głębokości (0,8 — 1 m), aby ułatwić prędkie obsychanie powierzchni.

Ilość wody osączana drenami. Obserwacje nad działalnością drenów dowodzą, że woda niemi nie odpływa stale, lecz tylko w pewnych okresach, za wyjątkiem, gdy oprócz wody przesiąkającej z opadów, odprowadzają one wodę gruntową, napływającą stale drogami podziem-nemi z dalszych terenów. W wypadkach zwykłych widoczną jest zależność odpływu od opadów. Najobfitszy odpływ bywa wiosną, gdy dreny odprowadzają nagromadzoną z zimy wilgoć gruntu. W mniejszych lub większych ilościach zjawia się woda po długotrwałych deszczach, poza tern jednak ściek wody jest bądź bardzo nieznaczny, bądź zupełnie woda nie zjawia się częstokroć całemi tygodniami. Wobec powyższego, określenie ilości wody, osączanej drenami, staje się dość trudne zarówno w okresie rocznym, jak i w ciągu drobniejszych okresów czasu.

Uwzględniając różnorodność warunków, w których działają dreny, ilość odprowadzanej niemi wody z jednostki powierzchni zależy:

1)    od czasu osączania,

2)    od właściwości fizycznych gruntu, a głównie przesiąkliwości jego,

3)    od wielkości i częstości opadów,

4)    od spadku powierzchni gruntu,

5)    od wielkości parowania.

6)    od jakości pokrycia roślinnego.

Niektóre z powyższych czynników’ nie dają się zupełnie uchwycić w rachunek, inne tylko z trudnością lub w przybliżeniu, to też w braku danych, zdobytych bezpośredniemi pomiarami, starano się dotychczas zadawalniać przypuszczalnemi obliczeniami.

Największem uznaniem cieszyły się dotychczas normy, podane przez Śląską Generalną Komisję, służące do obliczenia rozmiarów drenów. W tym celu przyjęto, że połowa zimowych opadów (od grudnia do marca) dostaje się do drenów i ilość ta powinna być odprowadzona przez nie

Ilość wody osaczana drenami.

167

w przeciągu 14 dni. Obliczenia były dokonane na podstawie długoletnich obserwacji meteorologicznych w Raciborzu, Wrocławiu i Zgorzelicach i dały wyniki 0,65 litra z ha na sek. dla płaskich, z mniejszemi opadami okolic, oraz 0,80 na sek. i ha dla górzystych, z większemi opadami.

Prof. Friedrich podaje następujące wielkości odpływu, uzależnione od właściwości terenu:

1)    dla gruntów ciężkich i średnich w położ. plaskiem 0,651 sek. i ha,

2)    dla przepuszcz. gruntów i okolic o silnych opadach 0,75    „    „

3)    dla bardzo przepuszczalnych gruntów .... 1,0    „    „

Prof. Spöttle starał się ująć w teoretycznem rozumowaniu zależność przepuszczalnego odpływu od pojemności wodnej gruntu (25, 144).

Na zasadzie danych praktycznych podaje Spöttle następujące wielkości przeciętne odpływu z drenów:

1) w gruntach bardzo zwięzłych . . . 0,35 — zwięzłych .    .

przepuszczalnych .    .

Obserwacje wskazują, że maximum wody spływającej drenami przypada na wiosnę i pochodzi ze spływu wód, nagromadzonych w okresie zimowym. Ze względu na obliczenia wielkości przekrojów, ten okres niewątpliwie jest więc dla nas najbardziej interesującym.

Biorąc za podstawę, że opady zimowe wynoszą 25—30% rocznych, zaś ilość wody, wsiąkającej w tym okresie według bezpośrednich pomiarów lisimetrycznych wynosi 30—62% całkowitych opadów oraz uwzględniając przesiąkliwość różnego rodzaju gruntów, Pfeifer¹) określa dla powierzchni poziomych następujące współczynniki odpływu drenowego :

1 sek.

2)

3)

. ; o,5o — o,

. 0,7—2

Pył

°/o

Współczynnik fi dla drenowania

Ił

>75 60 — 75 50 — 60 45 — 50 10 — 45

0,31

0,32

Glina plastyczna .

Glina......

Glina lżejsza . .

Glina piaszczysta

Współczynnik ten zmienia się w miarę nachylenia a gruntu i to proporcjonalnie do Cos kąta tego nachylenia. Przy a = o, Cosa = l, czyli teoretycznie wsiąka całkowita ilość wody, gdy przy a = 90°, Cosa = 0 t. j. wsiąkanie redukuje się do 0.

Przyjmując 14-dniowy okres odwodniania wiosennego, otrzymamy ilość wody spływającej drenami z ha

0,33

0,35

0,40

*) Der Kulturtechniker 1924, str. 17.

10.000

hz ix l sek. i ha

14.24.60.60 <7 = 0.008 [i hz l sek. i ha

gdzie hz jest opadem zimowym w mm, zaś ^ współczynnikiem wsiąkania.

Tą drogą oblicza Pfeifer odpływ z drenów, podany jak w następującej tablicy:

Opad

roczny

mm

600

600

600

600

600

600

< 600

do > 800 800

v§

do > 800 800

do

do

do

800

800

800 800 600 800

800

Spadek

Odpływ z drenów w litrach na sek. i ha

po-

wierzchni

Ił

glina

plastyczna

glina

glina

lżejsza

glina

piasczysta

O- 2% 2- 8% 8—15% 15—25% > 25%

l> © 50 © C" CO^ CO^ 00 CO 05

cT cT cT cT cT

O 00 t> O lO 105^ ^    ^    CO

o" cT © cT cT

Oi I> 0 H OO CO CO^ CO CO O-l

o cT ©" ©~ cT

co o oo o ^ œ o io io cT © ©■ © cT

i-H O GO 05 C-CO

o" o o" o" o"

o oo t- co © co co co Ol o~ o~ cT o~ o“

i* N O Cl O O CO CO lO

O o" o" O o"

CO H O CO O) lO lO lO CO

cT cT cT cT o

N r( O O ^ ^ ^ CO CO

cT o cT o o"¹'

CO N 05 CO CO CO 105 tH

cT cT cT cT cf

® IO M IO O lO kO lO tJH

o* cT cT ©" o"

p p p p p

ggg æ-ë

p p p p~p"

g fe fe S fe

p p p p p

£ S 2 g £

O OO CD OO O 00^    CO CD

cT cT cT cT cT

Cyfry te mogą mieć tylko wartość względną, jako znalezione jedynie na drodze obliczeń teoretycznych.

Jak więc widzimy, nie posiadamy ani dostatecznego materjału doświadczalnego, ani też zupełnie pewnych i ujednostajnionych metod teoretycznych, któreby dokładniej wyjaśniały nam sprawę odpływu, czy to sumarycznego w okresach dłuższych, czy też chwilowego, w krótszych. Stwierdzić jedynie można, że w stosunkach naszych odpływ normalny 0,65 / na ha i sek. rzadko bywa przekraczany. Dla okolic podgórskich inżynierowie galicyjscy przyjmują 1 / na ha i sek., jako maksymalny odpływ.

Podane cyfry mają wartość, rozumie się, tylko dla odwodnienia pól, zasilanych bezpośrednio wodą opadową. W gruntach źródlistych i wogóle gdy dreny przecinają wodonośne warstwy, ilość ta może być wielokrotnie większą, lecz trudną do przewidzenia. Również przy drenowaniu pól irygacyjnych przyjmują do 100m³ — dziennie z ha, zaś z filtrów gruntowych nawet do 3 litrów na ha i sek.

Obliczenie rozmiarów drenów. Ze względu na możność właściwego działania drenów, polegającego na swobodnem przesączaniu się wody gruntowej do ich wnętrza, przepływowi w rurociągach nie powinno towarzyszyć wytwarzanie się ciśnienia.

Stąd wynika, że przekroje powinny być tak obliczane, aby woda w chwilach krytycznych nie wypełniała rurociągu całkowicie, bowiem

wówczas nietylko dren przestaje osączać grunt, lecz przeciwnie, grozi wytryskanie wody nazewnątrz przez luźne styki i w ten sposób tworzenie miejscowych zabagnień. Z powyższych względów przy obliczaniu drenów należy je traktować raczej jak kanały otwarte z uwzględnieniem właściwego ich kształtu i największej przewidywanej ilości wody Q, odpływającej w ciągu jednostki czasu.

Przyjmując, że przekrój drenu

O* ?

F = -

wielkość tego przekroju, resp. średnicę jego nietrudno będzie znaleźć, jeśli, uwzględniając to co powiedzieliśmy o ilości wody odprowadzanej drenami, potrafimy określić prędkość przepływu jej w rurach.

Wzór ogólny przepływu cieczy w kanałach posiada kształt:

v = k ŸR . J

gdzie k = spółczynnik, zależny od oporów

ir-~

r Pm

promień hydrauliczny = —

J = spad na jednostkę długości.

Dla określenia współczynnika k skłoniono się do użytkowania znanego wzoru Kutter a

?’

_    100 VR

k — -7=

mĄ-Y R

w którym prof. Spöttle proponuje przyjąć m = 0,27.

Prof. Spöttle dla różnych średnic rur drenowych podaje następujące wielkości współczynnika c = ^k d= 4

c = 13,6 /3'sr 14,6

Prędkość przepływu zależna jest pomiędzy innemi czynnikami także od spadu rurociągu J, który, ogólnie wziąwszy, określony będąc przeciętnem nachyleniem terenu, może być jednak do pewnego stopnia modyfikowany, gdy chodzi o zmianę prędkości. Okoliczności tej nie należy lekceważyć, jeśli bowiem prędkość jest zbyt mała, drobne cząsteczki ziemi, dostające się do wnętrza, opadają na dno, co powodować może zamulanie się rurociągu. Wprawdzie dążność do zamulania uwarunkowana jest także gatunkiem gleby, rodzajem rurek, dokładnością ich ułożenia, jednak prędkość przepływu gra tu rolę pierwszorzędną i, trafnie dobrana, zabezpieczyć może trwałość drenowania niemal nieograniczoną.

Według doświadczeń Bo na ta, Mollendorfa, prędkość prądu wody, dostateczna do unoszenia namułów, wynosi 0,15 do 0,16 m, jednak dla pewniejszego zabezpieczenia samooczyszczenia się drenów z grubszych

6,5

16,1

20

18,5

13 cm

20,1

cząstek ziemi, mogących się dostać do wnętrza, zaleca się nie stosować .mniejszej prędkości przepływu, jak 0,20 m sek., w gruntach zaś mniej pewnych, jak lössy, lub obfitujących w płynny piasek (kurzawkę)— 0,35 m. Stąd daje się określić spad minimalny drenów, z którym bezpiecznie układać można przewody różnych średnic.

TEORETYCZNIE NAJMNIEJSZE SPADY RUR DRENOWYCH W PROCENTACH.

Średnica rury cm

7,5

10

12,5

15

W gruncie zwykłym

v min = 0,15 . . . V min = 0,2    . . .

0,31

0,55

1-H 00

IM CO

cT cT

t-H 05 r-i -t—I

cT o

CO Ol

O TH

o o

o o "o "o 00 ^ to 05

T—I

CO CO

o o cT cT

W kurzawce v min =

h-Ł

OT

00

lO

co

co

0,25

0,19

Ze względów praktycznych przyjmuje się zwykle jako spad najmniejszy dla sączków o średnicy do 4 cm 0,3%, zaś dla zbieraczów, które są zazwyczaj większych rozmiarów, 0~2%. Gdzie pomimo zastosowania drenowania podłużnego nachylenia terenu nie pozwalają na nadanie sączkom wyżej określonego spadu, użycie rurek 4 cm winno być zaniechane.

Jako spad największy podają zwykle dla przewodów drenowych i j= lo%, który niechętnie bywa przekraczany z obawy wypłukania rurek zbyt wartkim strumieniem. Spadek ten jednak dla średnic większych, gdy przekrój jest całkowicie wypełniony, wydaje się przekraczać granice bezpieczeństwa, zważywszy, że prędkość wody w drenach, jak doświadczenie uczy, nie powinna wiele przewyższać 1 m, sek. Daje to następujące granice:

TEORETYCZNIE NAJWIĘKSZE SPADY RUR DRENOWYCH W PROCENTACH.

Średnica rury cm

7,5

10

12,5

15

20

J max

v max = 1,0 m

9,4

4,8

2,9

2,2

1,5

1,0

średnicy (rys. 86), ze wszechmiar

Uwzględniając, że maximum sprawności przewodu rurowego nie osiąga się przy wypełnieniu cieczą całego przekroju kołowego, lecz przeciwnie, maximum prędkości otrzymujemy przy napełnianiu do\8M%\ zaś maximum wydajności przy j94,5°/ol wskazane jest stosowanie rurociągów drenowych z pewnym nadmiarem średnic w stosunku do obliczonych.

Z podanego wykresu prędkości ruchu wody w rurociągu wysnuć można szereg konsekwencyj ważnych w praktyce.

Odprowadzając pewną objętość wody, korzystniej jest ze względu na prędkości osiągane odprowadzać ją drenem o większej średnicy, niżby to z obliczenia teoretycznego wydawało się konieczne. Tak np. rurociąg śr. 5 cm przy spadzie 1% odprowadza 0,64 / z prędkością 0,325 m sek. Przy tymże spadzie rurociąg 8 cm odprowadza tę ilość wody z prędkością 0,403 m. Stąd wynika, że przy raptownem zmniejszeniu się spadu dla zachowania jednakowej prędkości niekiedy należy znacznie powiększyć przekrój rurociągu, aby osiągnąć częściowe wypełnienie przekroju. Odwrotnie, przy zwiększeniu nagłem i ponad nor-

Ś0

ni

10

zo

30 Ą0 50

60

To

80    90

100

MO

Rys. 86.

malną miarę spadku, w celu uniknięcia szkodliwych prędkości należałoby dążyć do zmniejszenia średnicy rurociągu.

Obliczenie sieci rurociągów drenowych stanowi jedno z głównych zadań projektu drenarskiego.

Dren w górnej swej części osącza tylko bardzo nieznaczną ilość wody, która kroplami dostaje się do wnętrza z pasma gruntu, bezpośrednio doń przylegającego. W miarę jednak powiększania się długości drenu, a z nią i obszaru osączanego, przybywa w nim stopniowo ilość wody spływającej, aż dochodzi do punktu, gdzie przewód całkowicie zostaje wypełniony i, pragnąc go przedłużyć, należy zwiększyć średnicę rur lub powiększyć spad, z którym są one ułożone, aby przewód w dalszym ciągu mógł spełniać swą rolę osączającą.

Teoretycznie wziąwszy, należałoby dawać przewodowi drenowemu wciąż zwiększający się przekrój, z powodu jednak, że w handlu posiadamy tylko rury o określonych średnicach, przeto zmiana może następować jedynie stopniami, zaś zadaniem obliczenia sieci drenarskiej jest określenie punktów, gdzie przekrój rurociągu należy zmienić na większy.

Zrozumiałem jest, że ze względu na koszty chodzi zarazem o wypo-środkowanie najmniejszych średnic, któreby jednak gwarantowały prawidłowość działania urządzenia drenarskiego.

W tym celu dążymy bądź do oznaczenia obszaru największego, z którego przewód drenowy o określonej średnicy i danym spadzie osączaną wodę jest w stanie odprowadzić, bądź też odwrotnie, wychodząc z obszaru, znajdujemy odpowiadający mu przekrój drenu.

Przekrój rurociągu, prowadzącego ilość cieczy Q z prędkością v, określa nam znany już stosunek:    * c*]r

F= —

lub

$ - !—■ ■ ~ ■'£/%

o-oy-iç c Ÿ5*

gdzie v określa się według wzorów, podanych na str. 169, przyjmując:

przy m = 0,27.

100 Vr m + VR

10 O

m 4-

fk iOoVöT ^ !OQ fcL

Jeśli we wzór dla Q wstawimy j. spad wyrażony w proc., zaś dla F kołowego jego właściwy wyraz, to otrzymamy :

Q = 0,0785Cd² Vd • Vj%=ąyjfr Jeżeli postawimy dla k (=2 c) wartości, podane na str. 169 otrzymamy Qt, jako sprawność różnych przewodów drenowych w litrach,

SPRAWNOŚĆ PRZEWODÓW DRENOWYCH W l, WEDŁUG WZORU SPOETTLEGO.

d w cm

6,5

10

13

16

V» &'otf

Q~4'OfQS.C.fd*

Q\ w / . . .

0,34

0,64

1,37

2,44

4,59

9,63

17,10

3 ,xO'07*5, 13*6.c\J0 03Ji

Q = qE

%o'OOo3f <*t,/44c » Przyjmując za q ilość wody w Z, osączanej z jednego Zza, zaś KP * 0*3 H tluK powierzchnię osączaną, to

Stąd możemy określić obszar w ha, który dren o danym przekroju może odwodnić

p, 0'07»s ,c

°'°Ł?ł! c Væ Vr/

lub odwrotnie, średnicę drenu, potrzebnego do osączenia danego obszaru

P fi

164

q² K²

Ąc*

Rozwiązanie tych wzorów połączone jest z dużą stratą czasu, z tego powodu w praktyce posługują się technicy tablicami liczbowemi lub

r.

wykreślnemi, zestawionemi dla znajdujących się w użyciu średnic drenów, oraz określonych spadów. Załączone tablice nomograficzne (rys. 87 i 88)v

ïsgüik:

=*’

21

SI

ar

56/

AA

40

>r

^ öl'öV

*/d di-ô'Oy k-4 y

tud-o’/o Kzèy.^ ^•.ołzćnlo tfzifS-2

X&-

■n

zîv

va

to-

/A

w

ci.

a\

ift

\Y<

a\

>r

0&OXXW

l\

AS

-4

Vs

<£

Ba

X.

\ JA

vY

0.s

0.4

r"iF’

5YË:

JH

«J

0.5

<§:p^CVC* W ^

Rys. 87. Tablica do określenia średnicy drenów dla <7 = 0,6 I na ha i sek.

zawierają dla wyrabianych u nas średnic rur drenowych prędkość wody przepływowej oraz odwodniony obszar przy spływie 1 / i 0,6 / na ha i sek.

o'*

c 0    ‘A'«* ,~    o o cs~    ,vu

Xpa owsr ć y^rś. , * o?As;. /g-s', Yö⁷?^. VI • /JU./tT-aeoa/s./'*/*

'    O'OOOSS

o ' <**13 JC

<?"

Ÿ 2#-o

"V    O-Jy+Sj-    S ®    >'üm. *

Q*OT$£,    , v^r*ÿx~,    Ji2-e. <?,0/7& *a’⁶** mr^*4**-

q 'coo7 .<■_-—------e___cz. /i__. /-

rJ -A'i »-),

Znając najmniejsze dopuszczalne spady dla sączków, nietrudno obliczyć odpowiadające im obszary maksymalne, które dreny 4 lub 5

cm

li

te

te

te

G_jj§

te'

te

te

SA:

te

te

te

te

i.

tel

/i

te

te

3.

<tetXkte rteo

te

Ü.

te

te

te

te

te

ur

te

13

tes

tefe

te

(SteteA/L

Cw

te

te

vte

te

te

-te

te

l-l

te

te

tete

'N

r.

1.5

te

A___

te

VK

0.5

o-.

._____te_

SC'

te-f

O. S

Cî

O.*

Oj

O, J

ha QU

0,1%

£<3.    ?■' W °-s

J 4 ô 6    7 fi 9 11

O.is

Sp ai -u> %

Rys. 88. Tablica do określania średnic drenów dla q = 1,0 I na ha i sek.

¹

Der Kulturteehniker 1913. Koch. Erfahrungen über die Wertung mechanischer Hodenuntersuchung auf Durchlässigkeit für Dränierung.

odwodnić jeszcze mogą, a zarazem i maksymalne długości sączków, które teoretycznie można stosować. W tym wypadku obszar,

osuszany przez pojedynczy sączek E — b.l (rys. 89), gdzie l jest jego długością, zaś b rozstawą.z<^'    oszao. ⁰ ^

Stąd wypływa, że przy minimalnym spadku 0,30%, spływie 0,6 l/sek. 3£Oo : -/ó -i ha i rozstawie 16 m, maximum dopuszczalne długości wynosi

194 m ; zaś przy rozstawie 12 m — 258 m.

Maximum długości sączków, teoretycznie dopuszczalnych nawet przy najmniejszej średnicy ich 4 cm, przewyższa w praktyce zwykle stosowane i przez „Instrukcję Kom. Śląskiej“ określone 150 m. Sądzę jednak, że ograniczenie nadmierne długości sączków nie ma podstaw, ani też zalet praktycznych.

Długość zbieraczów ograniczona jest tylko średnicą wyrabianych rur drenowych, niektórzy praktycy jednak i tu stawiają granicę (Gen. Kom. Śl.), niechętnie stosując dłuższe rurociągi ponad 1000 m.

Obliczanie zbieraczów przy sporządzaniu projektu postępuje zazwyczaj, poczynając z góry. Powierzchnie osączone określa się bezpośrednio z planu przez plani-metrowanie, lub też przez mnożenie zsumowanej długości, kolejno wpadających do zbieracza sączków, na ich rozstawę. Powiększając stopniowo obszar osączany przez dodawanie kolejno sączków, wpadających do zbieracza, znajdujemy miejsce, gdzie następuje przypuszczalne wypełnienie całkowite wodą przekroju rury, i gdzie dla uniknięcia ciśnienia wewnętrznego, winno nastąpić powiększenie średnicy zbieracza. Kontrolę obrachunku ułatwiają specjalne formularze.

W- i %

]/

w.

1/

1/

Rys. 89.

- ZOO -cu .

Wykonanie projektu drenarskiego. Przed przystąpieniem do wykonania właściwego projektu muszą być zebrane szczegóły charakterystyczne meljorowanego terenu, jako podstawa do dalszego opracowania. W tym celu winny być dokonane studja, które z jednej strony dążą do wykrycia przyczyn i stanu nadmiernej wilgotności gleby, z drugiej zaś, do zbadania pod względem topograficznych jak i gospodarczych warunków, w których się on znajduje. Studja więc wstępne są częściowo natury gleboznawczej i rolniczej, częściowo zaś geodezyjnej i hydrologicznej. Nie powinna być przy tern pominiętą strona prawna i ekonomiczna przedsięwzięcia, zwłaszcza jeśli interesy obce wchodzą w grę.

Studja gleboznawcze polegają na zbadaniu właściwości i uwarstwienia gleby, wykryciu przyczyn jej wadliwości fizycznych, wreszcie zbadaniu stanu i ruchu wód gruntowych. Najprostszym środkiem, ułatwiającym te badania, jest wykonanie wierceń próbnych zapomocą świdra przynajmniej do głębokości projektowanego założenia drenów. Znacznie pewniejszym sposobem, choć nieco kłopotliwszym, jest zbadanie gleby zapomocą dołów kopanych. Dokładne badania gleby wymagają wykonania sondowań dostatecznie gęstych, t. j. przynajmniej jedno na 2 ha, w razach zaś pstrokacizny gleby znacznie gęściej. Wyniki sondowań winny być dokładnie opisane z oznaczeniem miejsca, grubości warstw, poziomu wody, oraz innych charakterystycznych szczegółów (zwięzłość, kamienie, stopień zwilgocenia i t. d.), a z warstw charakterystycznych zebrane próbki w dostatecznej ilości winny być dostarczone do laboratoryjnego zbadania. W pewnych razach pożyteczne jest przedstawienie graficzne uwarstwień gruntu. Dokładne i umiejętne zbadanie gleby, zarówno w polu jak i w laboratorjum, jej właściwości i potrzeb, jest niezbędnym warunkiem dobrego wykonania projektu. Potrzebna jest tu zatem gruntowna znajomość gleboznawstwa, a przedewszystkiem gleb krajowych.

W każdym otworze sondowym winien być zbadany stan wód gruntowych, a w wypadkach trudniejszych poleca się zaniwelowanie poziomów wody w poszczególnych otworach, co umożliwi zbadanie ruchu wód wgłębnych. Wykrycie warstw wodonośnych, ich grubości, nachylenia, jest niezbędne dla właściwego zaprojektowania sieci drenowej, jak i określenia kosztów.

Badania hydrologiczne polegają przedewszystkiem na zaznajomieniu się z odpływami, określeniu miejsc odpowiednich do wypuszczenia wód drenowych tak pod względem technicznym jak i prawnym. Badania te winny wykazać zespół przyczyn, wpływających na stan ogólny wilgotności meljorowanych obszarów, na który mieć mogą wpływ wody powierzchniowe, lub wgłębne. Studja te powinny więc być niekiedy poparte ogólnemi studjami hydrologicznemi miejscowości.

Studja geodezyjne polegają na przeprowadzeniu niwelacji terenu meliorowanego wraz ze zdjęciem dokładnem miejscowości, stosując się do ogólnych zasad geodezyjnych. Zdjęcie powinno być nietylko dokładne, lecz i celowo wykonane, ze zwróceniem uwagi na te szczegóły, które mieć mogą jakikolwiek wpływ na wykonanie projektu, a więc granice, rowy, drogi, granice pól, zarośla, kamionki i t. p. Zdjęcie wykonywa się bądź siatkowo, bądź punktami dowolnemi zapomocą tachy-metrowania. Odległość punktów niwelacyjnych w wypadkach normalnych nie powinna przekraczać 40 m.

Podstawą graficznego rozwiązania projektu jest plan sytuacyjny, z wrysowanemi na zasadzie punktów niwelacyjnych, warstwicami, w odstępach pionowych 0,2 m do 1 m — zależnie od pochyłości gruntu. Plan kreśli się zazwyczaj w skali 1:2000 lub 1:1000, w Austrji 1:2500 lub 1 :28§0.

Opracowanie projektu rozpoczyna się zazwyczaj od wyznaczenia wododziałów na zasadzie warstwie, a następnie po ustaleniu dogodnego położenia rowów odpływowych następuje oznaczenie kierunków zbieraczów w związku z istniejącemi odpływami, wreszcie rozmieszczenie sączków z uwzględnieniem ich najwłaściwszego kierunku, minimalnego spadu i rozstawy. Ponieważ koszt rowów jest zwykle znaczny i z nimi wiąże się zwykle sprawa odprowadzenia wody przez tereny obce, w projekcie ta część winna być ze szczególną starannością opracowana. Nie należy też sobie wyobrażać, aby drenowanie jako meljoracja wykluczało zupełnie odwodnienie powierzchniowe. Praktyka wykazuje niezbicie, że zupełne pominięcie rowów w warunkach normalnych bardzo niekorzystnie odbijało się na ogólnych skutkach meljoracji. Odpływy winny być opracowane nietylko w planie, lecz i przekrojach podłużnych i poprzecznych.

Zbieracze główne umieszcza się zazwyczaj w kierunku kotlin naturalnych, a granice działów drenarskich odpowiadają granicom naturalnych wododziałów. Zresztą kierunki, nadawane zbieraczom, jak i sączkom, winny zadość czynić zarówno teoretycznym warunkom, omówionym w rozdziale odpowiednim, jak i łatwości praktycznego wykonania.

O ile połączenia rurociągów wykonywane są z góry (do czegoś zresztą zawsze dążyć należy), to kierunek, w którym sączki dochodzą do zbieraczów, jest obojętny, jakkolwiek z estetycznych niejako względów starać się należy, aby kąt pomiędzy zbieraczem, a sączkiem doń wpadającym nie przewyższał 90°, a jak niektórzy technicy żądają, wynosił około 60°. Połączenia pod zbyt ostrym kątem, niekorzystne z praktycznych względów, łagodzić można przez zatoczenie łukiem rurociągu w pobliżu połączenia (rys. 90). O ile zbieracz przyjmuje sączki z obuli stron, połączenia winny wymijać się.

Niezmiernie ważne jest nadanie zbieraczom najwłaściwszego spadku, mając na uwadze z jednej strony zachowanie potrzebnej głębokości przy unikaniu kosztownych przekopów, z drugiej zaś zwiększanie prędkości wody, przepływającej ku wylotowi. Wypo-środkowanie spadów najwłaściwszych osiągnąć można tylko przez wykleślanie profilów podłużnych poszczególnych rurociągów, co w wypadkach więcej zawiłych jest zalecone. Na terenach o spadkach łagodnych należy stosować układ sączków podłużny stosownie do tego, co było powiedziane w rozdziale „Rozkład drenów“.

Rys. 90.

O ile teren jest bardzo płaski i nie posiada spadków naturalnych, koniecznych do założenia sączków, wtedy należy uciekać się do nadawania sączkom spadków sztucznych, pogłębiając zbieracze i spłycając jednocześnie sączki ku górze. Spadek w ten sposób nadawany powinien wynosić conajmniej 0,3%. Z natury rzeczy w tym wypadku sączki projektować należy możliwie krótkie, co pociągnie za sobą wielką ilość zbieraczów, małe zazwy-

%

sv

!

kejo.

SŚS-

7

°A

r

X¹

Kr

Rys. 91.

f

I C'

l

\

%

7

\

\

:

o

%

\

\

V

\

\

\

T

\l

\

v

/

\

\

....

czaj działy i dużą ilość rowów odpływowych, a sączki ze względu na obawę zamulenia nie powinny posiadać mniejszej średnicy, jak 5 cm. Rys. 91 przedstawia przykład drenowania terenu o bardzo ' małych nachyleniach.

SrC

2 Na terenach o więk-szych pochyłościach przechodzić można stopniowo od u-kładu podłużnego do układu sącz-    2

Rys. 93.

ków poprzecznego (patrz’str. 30), a w wypadkach znacznych na- / chyleń, łagodząc spadek zarówno / / zbieraczów, jak i sączków przez u ; mniej lub więcej skośny kierunek do warstwie (rys. 92).

W okolicach górzystych, o bardzo znacznych pochyłościach stosuje się wyłącznie układ poprzeczny sączków. Gdzie zaś ze względu na prędkość ruchu wody w drenach istnieje konieczność bardzo silnego łagodzenia spadków zarówno w sączkach, jak i zbieraczach, bywa w użyciu niekiedy drenowanie w zakosy (rys. 93). Układ taki, ze względu na liczne załamania, zmiany kierunków rurociągów przedstawia praktycznie wielkie trudności wykonania i wymaga szczególnej staranności.

Sączki w tym wypadku nie należy projektować zbyt długie, bowiem w urozmaiconym terenie rzadko znaleźć można na dłuższych linjach równomierne spadki. Poszczególne działy będą tu niewielkie, a spadek zbieraczów nie powinien przekraczać 10%.

W terenach urozmaiconych, jakie u nas często się spotyka, kotliny zamknięte należy zabezpieczyć od zalewów wodą opadową lub roztopową przez umożliwienie odprowadzenia jej nietylko drenami, lecz i rowami (najlepiej rozorywanemi). W razie przeciwnym stosować należy filtry, ułatwiające odwodnienie kotlin rurociągami (rys. 94), budowa których podana jest dalej.

Rys. 94.

Przy sporządzaniu projektu należy unikać częstego przecinania dróg ze względu na łatwiejsze uszkadzanie ich tam, tworzenie się na jezdni wybojów nad sączkami, lecz ujmować je powyżej drogi zbieraczem, przecinającym raz tylko drogę o ile możliwości pod kątem zbliżonym do 90° (rys. 95).

Pod drogą przechodzący zbieracz zabezpieczony bywa przez oce-mentowanie, lub w inny odpowiedni sposób. Baczyć również należy na stosowne oddalenie zbieraczów od drzew przydrożnych, których korzenie

szczególnie łatwo wrastają w rury. Z tego powodu wszystkie ważniejsze dreny winny

dr

oqa.

Rys. 95.

Rys. 96.

być conajmniej o 20 m oddalone od drzew, zaś bliżej leżeć mogą tylko krótkie rurociągi, których zarośnięcie nie powoduje zatamowania ogólnego biegu wód. Stosuje się to zwłaszcza do dróg, obsadzonych drzewami, lub które w przyszłości mogą być zadrzewione (rys. 96).

Projekt, uwzględniający warunki ekonomiczne, polega na osiągnięciu pożądanego efektu jak najmniejszą długością drenów. Z tego powodu zakładamy rurociągi tak daleko tylko, jak sfera ich działania tego wymaga. A więc:

1. Dren, równolegle leżący do granicy obcej, układa się na odle

głości połowy rozstawy od niej d = ~ (rys. 97).

Rys. 97.

Rys. 98.

2.    Pomiędzy końcami drenów, a granicą obcą dają d = (rys. 98).

O

3.    Gdy dwa rozgałęzienia zbliżają się końcami, pozostawiają odda-

2e

lenie pomiędzy nimi d = (rys. 99).

O

4. Wreszcie między drenem, a końca-

7e

mi rozgałęzienia stosują odległość o? = —

+.f

(rys. 100).

Rys. 99.

W razie potrzeby odprowadzenia ilości wody, nie mieszczącej się w jednym zbieraczu, należy stosować dwa lub więcej równoległych rurociągów drenowych, położonych w normalnej odległości od siebie, unikać zaś stanowczo kilku^zbieraczów, leżących bezpośrednio obok siebie, praktyka bowiem wskazuje, że rurociągi takie rzadko funkcjonują dłuższy czas prawidłowo, lecz łatwo zamulają się.

Poza opracowaniem planów, podających rozwiązanie szczegółów technicznych, projekt drenarski zawierać winien wszystkie materjały, potrzebne do zrealizowania go na gruncie, a więc:

1)    plan sytuacyjny obszaru drenowanego z warstwicami i rozkładem urządzeń drenarskich;

2)    profile podłużne i przekroje poprzeczne rowów odpływowych oraz ważniejszych zbieraczów;

3)    szkice i obliczenia projektowanych budowli;

4)    protokół objaśniający wraz z obliczeniami a) rowów odpływowych, b) długości sączków, c) długości zbieraczy, d) zapotrzebowania rur i t. d. ;

5) kosztorys robót objętych projektem.

Graficzne rozwiązanie projektu winno być jasno ujmujące wszystkie J szczegóły i stosować się do przyjętych znakowań. Linje sączków odznaczają się cieńszemi linjami, zbieracze zaś grubszemi, barwą niebieską wzgl. czerwoną. Zbieracze znakowane są literami łacińskiemi małemi,

rozpoczynając od wylotowego, oznaczonego ^HN/Ą^Sterą a w każdym dziale (rys. 101).

\    ^ ^\Takąż samą barwą oznaczona jest śred-

,--e7

#•

-*—

thca, a krzyżykiem miejsca zmiany kalibrów. v \ Przejściowe punkty z jednego spadku do drugiego oznaczone bywają kreską czerwoną — (wzgl. niebieską), takąż samą barwą opisane

- zostają spadki w %. Również na każdem zała-

- maniu spadku pomieszczona zostaje rzędna dna

- rowka drenarskiego, zaś przy spotkaniu dwóch

_ zbieraczów oznacza się rzędne obu.

Wyloty oznaczone bywają grubszą kreską czerwoną oraz literą W, wraz z podaniem od-

\_1

■j.

TXŚ7Ty

r V żx

/ n7.

yisao

ûT

■3.

Ó>

7'

/r.

75

6?

5'

%***>

ST

a?

■P

-W

Al

z:

/.Q3 %

S\ \\

V,

ÛJ

O-

SN

,v.

rfs»

°7

//?

oto

Rys. 101.

powiedniej rzędnej dna wylotu i dna rowu odpływowego w tem miejscu. Sączki opisane zostają kolejnemi liczbami arabskiemi, rozpoczynając numerację od górnego sączka w każdym dziale ; barwą sączków oznaczona zostaje również rozstawa.

Każdy z działów objęty bywa czerwoną kreskowaną obwódką i oznaczony kolejną liczbą. Studzienki rewizyjne, filtry i t. p. oznacza się zazwyczaj czerwonemi znakami i opisuje.

B. Roboty wykonawcze.

Wykonanie drenowania. Wyznaczenie drenowania na gruncie dla wykonania robót, dokonywa się na podstawie uprzednio sporządzonego projektu.

Przedewszystkiem wytycza się kierunki zbieraczów, oznaczając palikami miejsca załamań, jak również miejsca zmian spadów. Paliki odznacza się numerami działów, oraz literami zbieraczów. Jeśli sączki mają być wykonane z niedostatecznemi, lub sztucznemi spadami, wyznacza się je równie starannie jak zbieracze.

Po wyznaczeniu całego, lub części działu, i skorygowaniu kierunków względnie do potrzeb miejscowych, jeśli to okazało się niezbędne, następuje zniwelowanie wbitych palików, nawiązując poziom do najbliższych punktów stałych. Z otrzymanych w ten sposób rzędnych terenu, wzgl. rzędnych palików wbitych w miejscach charakterystycznych, oraz posiadanych z projektu rzędnych dna odpowiedniego rowka drenarskiego, nie trudno określić dokładną głębokość wykopu w każdem miejscu. Zestawiony wT ten sposób protokół niwelacyjny służy za podstawę dla dozorcy robót do wykonania wykopu rowków.

Im spady terenu są mniejsze, tern odległości pomiędzy palikami niwelowanemi powinny być mniejsze, utrzymanie bowiem równomierności wykopu pomiędzy niemi kontroluje się zazwyczaj zapomocą krzyżowania.

Wykopanie rowków drenarskich winno być odrazu dokonane do należytej głębokości. Szczególniej niebezpieczne jest przegłębianie dna, które zmusza do późniejszego podsypywania jego, aby uzyskać spad równomierny. Jeśli podsypka nie została dobrze ubita, rurki po krótkim czasie osiadają, a, tworząc zagłębienia rurociągu, zamulają się łatwo. Jedynym sposobem, ułatwiającym robotnikom zachowanie należytej głębokości, jest sznur, wyciągnięty na stałej wysokości od dna rowka, równej zazwyczaj 1 m.

W tym celu po wykopaniu rowka do połowy głębokości, wbija się w brzeg jego kołeczki co 5 m na wysokości 1 m od przyszłego dna (rys. 102), a pomiędzy nimi naciąga się sznur. Wysokość umieszczenia wspomnianych kołeczków łatwo określić przy punktach niwelowanych

i tam wbija się je najpierw. W miejscach pośrednich określa się zazwyczaj wysokość umieszczenia kołeczków zapomocą krzyżowania, czyli przez ustawienie dwu krzyży mierniczych na wbitych uprzednio kołecz-

i|

<a

m.

I >1 '■ (V¹

o!

î;

U.

" ///' "V

Rys. 102.

ć-

Rys. 103.

liii,

UJ

!!

li

kach skrajnych, a trzecim, znajdując poszukiwane pośrednie wysokości. Robotnik, posiadając tak wyciągnięty sznur z boku rozpoczętego rowka i podaną stałą miarę głębokości, łatwo orjentuje sięprzy kopaniu i utrzymać może spad równomierniejszy dna bez dalszej kontroli.

Wykonanie robót ziemnych zapomocą specjalnych narzędzi nie przedstawia żadnych większych trudności technicznych, jeśli odbywa się w warunkach normalnych. Jedynie przy gruncie zbytnio przesyconym wodą, łatwo osuwającym się, mogą spotkać niepowodzenia, którym zaradzić może tylko doświadczenie i zabiegliwość prowadzącego roboty. Zasadą j jedyną przy kopaniu rowków jest, aby robotę posuwać z dołu do góry stopniowo, a wodzie wysączającej się dać zawsze wolny odpływ.

Rowki drenarskie kopie się możliwie jak-najwęższe (rys. 103), aby zaoszczędzić robotę ziemną: przy głębokości normalnej, szerokość górna rowka wynosi 40—50 cm, w gruntach piaszczystych, łatwo osuwających się 60—75 cm, dno zaś rowka wykonywa się zaledwie o kilka cm szersze od średnicy zewnętrznej rurek, które w nim mają być ułożone.

Kopanie rowków drenowych może być rozpoczęte, gdy kanały odpływowe, do których sięgają wyloty, są przygotowane, i w ten sposób ściek wody osączającej się z gruntu jest zabezpieczony. Inaczej, zbierająca się na dnie rowka woda rozmiękcza grunt i powoduje obsuwanie się stromych ścianek.

Ziemia wydobyta z warstwy pierwszej zostaje złożona po jednej stronie rowka, z warstw głębszych — po drugiej stronie w odległości 20—30 cm od krawędzi.

kj

Rys. 105.

Narzędzia, służące do kopania, składają się ze zwykłego szpadla około 20 cm szerokiego i 30 cm długiego, oraz specjalnych szpadli drenarskich, długości od 45 do 55 cm i szerokości 13 do 6 cm od spodu, lekko wygiętych, a wykonanych z blachy stalowej (rys. 104). Różnorodna wielkość szpadli ma na celu przystosowanie narzędzia do właściwości gruntu. W praktyce jednak używaną jest przeważnie jedna wielkość (długość 55 cm, szerokość 9 cm i wagi około 1,75 kg), która w przeciętnych warunkach wystarcza.

Ostateczne wyrównanie dna, oraz wyrzucenie z ciasnego przekopu opadłej ziemi, dokonywa się zapomocą łyżki drenarskiej (pobierki), osadzonej pod kątem rozwartym na długim drążku (rys. 105). Ta ostatnia -robota winna być ze szczególną starannością wykonana, gwarantuje bowiem możność dobrego ułożenia drenów.

W razie niedostatecznej wprawy robotnika, niedbałości lub niestarannego wyznaczenia roboty może łatwo nastąpić przegłębienie rowka, co następnie pociąga za sobą podsypywanie jego dla utrzymania równomiernego spadku. Tak podsypane dno winno jednak być starannie ubite zapomocą ubijaka (rys. 106), bowiem rurki, ułożone na dnie miękkim łatwo mogą obsunąć się, nadwyrężając ciągłość przewodu.

i¹

Wprawny robotnik jest w stanie wykopać do głę-d bokości 1,3 m w gruncie w miarę wilgotnym, 25 do 35 m dziennie rowka drenarskiego dla rurek 4—5 cm średnicy.

Rys. 106.

Od dawna starano się rozwiązać sprawę kopania rowków drenarskich mechanicznie, lecz jak dotychczas z niezupełnie zadawalającym skutkiem. Kopaczki drenowe, służące do tego celu, zbudowane są bądź na podobieństwo bagrownic, lub też pługów. Drenarki pierwszego typu poruszane są bądź siłą ręczną, bądź też zapomocą silnika spalinowego.

Dreçarka firmy Bünger i Sp. w Düsseldorfs w kształcie bagrow-nicy, wykonywa przy 3—4 ludzi 2,5—7 m rowka na godzinę przy na-pędzie ręcznym, zaś 7,5 do 17 m przy napędzie 4-ro konnym f silnikiem i zużyciu 1,2 kg benzyny.

I Drenarka-pług fabr. maszyn A. Heucke (Haus-Neindorf bei 4, Gartersleben), ciągniony lokomobilami jak pługi parowe, daje rezultaty zadawalniające.

Rys. 107.

Nowozbudowane drenarki konne „Revoit“ z Göteborga, wy-orują 300—450m dziennie gotowego rowka przy pociągu 2 lub 4 końmi. Drenarka podnosi wyoraną ze spodu ziemię automatycznie na poziom i składa zboku rowka zapomocą y podnośnika. Pożądaną głębokość osiąga się przez kilkakrotne pogłębianie rowka.

Wszystkie te narzędzia działać jednak mogą zadawalniająco tylko w gruntach pozbawionych kamieni i w miarę wilgotnych, wymagają ostatecznego wykończenia rowków ręcznie zapomocą szpadla i pobierki.

Ostatnie jednak słowo techniki w tym kierunku przedstawia kopaczka drenowa, zbudowana na wzór ekskawatora i poruszana silnikiem, umieszczonym na podwoziu czołgowem. Drenarka ta kopie rowki do pełnej głębokości, ziemię odsypuje nabok, a specjalny regulator pozwala na normowanie głębokości spadku dna przy pomocy sznura wyciągniętego nad powierzchnią gruntu, po którym ślizga się wskaźnik. Drenarka może wykonać 180 m na godzinę. W miarę potrzeby elewator kubełkowy unosi się do góry, umożliwiając drenarce swobodne ruchy.

U/!..

M. .

Ml.

\Ui.

,11/.

«ifc

nUi.

Po wykopaniu rowka, wyczyszczeniu i wygładzeniu dna jego zapomocą opisanej poprzednio łyżki lub pobierki następuje układanie | ! rurek z pomocą haka drenarskiego (rys. 107), f poczynając od górnego końca rowków. Robotnik, stojąc na brzegu rowka, chwyta hakiem jedną z rozłożonych uprzedniona ziemi rurek i ułożywszy silnie na dnie, tak, aby przylegała do po przedniej, uderza ją hakiem w celu „dobicia“, t. j. lepszego uszczelnienia. Rurociągi o większych średnicach układa się bezpośrednio rękoma.

Rys. 108.

Otwór pierwszej rurki rurociągu, w celu zapobiegnięcia zamulenia jego, zatyka się kamieniem lub korkiem, urobionym z gliny. Rurki winny tak ściśle być ułożone, aby szpary pomiędzy niemi były jak najmniejsze, a wyjęcie pojedyńczej rurki było niemożliwe bez naruszenia sąsiednich.

Poprzednio już zwracaliśmy uwagę, że układać rurki należy na twardem dnie rowka, jedynie dozwolone może być podsypanie miałką

ziemią conajwyżej na 1—2 cm, co ułatwia pewniejsze położenie drenów, j zwłaszcza, gdy są one nierówne, a dno nie dość gładko wykonane.

Rurki krzywe nie powinny leżeć krzywizną do góry lub na dół, lecz zawsze na bok. Ponieważ jednak rurki są zwykle nieco wygięte, a końce skośne, przeto starannie ułożony rurociąg zazwyczaj zatacza słabe łuki i rzadko jest prosty, co zresztą niewiele przeszkadza w prawidłowem jego funkcjonowaniu (rys. 108).

Rys. 109.

Wprawny robotnik układa około 300 m rurociągu drenowego dziennie. Zbieraczów o większych średnicach, znacznie mniej.

Układanie podwójnych rurociągów w jednym rowku, jak poprzednio było wspomniane, wyszło obecnie zupełnie z użycia, ponieważ doświadczenie wykazało, że zazwyczaj jeden tylko z rurociągów takich bywa czynny, drugi zaś zamula się łatwo.

Łączenie rurociągów drenowych uskutecznia się wyłącznie prawie przez wykucie otworów w rurkach zapomocą specjalnego młotka. (rys. 109) i po dotarciu odpowiedniem, złożenie ich. Za jedynie racjonalne uważać można połączenie „z góry“, jak to rys. 110 i 111 przedstawia przed i po złożeniu. Zwrócić przy jego wykonaniu należy uwagę, aby rurki były starannie dopasowane, t. j. nie tworzyły szpar, przez które ziemia mogłaby się dostać do środka, co osiąga się

przez staranne doszlifowanie złożeń oraz ob-dCBk-    łożenie całości skorupkami ze zbitych dren.

Rys 110.

jkW Zwrócić należy uwagę, aby (»Matnia na połączeniu rurka silnie oparta była obu końcami, w celu uchronienia połączenia od nadwyrężenia przy zasypywaniu rowków ziemią. Rys. 112 i 113 przedstawiają dwa używane sposoby łączeń rurek z góry, przy których ostatnia rurka sączka opiera się jednym końcem na rurce zbieracza, drugim zaś na twardej nienaruszonej ziemi w celu zabezpieczenia równowagi. Osiągnąć można to tylko przez H odpowiednie wykopanie rowków, polegające jp na nadaniu, stosownie do średnic, większej głębokości zbieraczom niż sączkom i pozostawieniu stopnia w miejscu połączenia rowków.

Połączenie rurociągów wykonywa się zwykle pod kątem, zbliżonym do prostego. Dreny o większych średnicach są łączone w jednej płaszczyźnie zarówno z powodu trudności wy-

konania innego połączenia, jak i znacznej straty na spadkach przy połączeniach górnych.

W celu uniknięcia niedogodności, powstających przy wykonywaniu wyżej opisanych połączeń, które wymagają sprawności i sumienności robotnika, starano się rozwiązać ten szczegół przez wprowadzenie w użycie odpowiednio ukształtowanych rur. Rys. 114 przedstawia

B.

jedno z wielu rozwiązań tego rodzaju. Jakkolwiek połączenia takie mogłyby, niewątpliwie, o wiele racjonalniej z punktu widzenia techniki, rozwiązać tę sprawę, to jednak z powodu znacznego powiększenia kosztów, trudności dostania kształtówek takich, użycie ich nie rozpowszechniło się dotychczas.

w'

sfępT)

Rys. 112.

I

■Ą

.-s*

Przejście od mniejszej średnicy rurociąga do większej, dokonywa się przez wstawienie w odpowiedniem miejscu kilku rur o coraz większym przekroju, aż do żądanego. Rzadziej osiąga się to, wstawiając przejściową rurę kielichową.

I Tf—

7(î

$jt

Ułożone dreny po skontrolowaniu równo-fppp^- mierności spadu zapomocą instrumentu niwelacyjnego winny być jaknajrychlej zasypane ziemią.

Rys. 113.

Zasypanie nie odbywa się jednak od-razu, lecz stopniowo. Przedewszystkiem zostają rury z lekka przysypane ziemią, na 15 do 20 cm, zeskrobywaną łopatką z boków rowka, a to w celu uchronienia od naruszenia rurociąga przy zrzucaniu większych mas z wysokości, lub stłuczenia rurek kamieniami, spadającemi wraz z ziemią.

Przysypywanie, dawniej praktykowane ziemią czarną, nie okazało się słuszne, sprzyja to bowiem łatwiejszemu zarastaniu drenów.

Rys. 114.

Przysypane dreny następnie zasypują się ziemią, pochodzącą z wykopu, tak, aby wierzchnią warstwę stanowiła, odłożona na bok urodzajna gleba. Ze względu na przewidywane osiadanie ziemi i stąd pochodzące, a niepożądane zaklęśnięcia rowków, przysypka winna być uskuteczniona z pewnym nadmiarem, przez uformowanie grobelek nad rowkami.

Zasypywanie rowków założonych dokonywa się zwykle ręcznie, jakkolwiek robota ta nadaje się do zmechanizowania. Używane są w tym celu specjalne szufle lub pługi, znacznie ułatwiające tę czynność. Pożyteczne również może się okazać narzędzie proste, wykonane z desek okutych w kształcie włóki trójkątnej, jak używana do usuwania z dróg śniegu, a ciągniona przez parę koni.

Wykonanie drenowania w warunkach specjalnych. Nie we

wszystkich warunkach daje się wykonać drenowanie zwykłemi sposobami, tak, aby zapewnić mu trwałość i zadawalniające funkcjonowanie. Zwłaszcza w wypadkach, gdy spoistość podłoża jest niewielka, lub gdy właściwości niekorzystne gruntu grożą naruszeniem ciągłości drenów i zamuleniem, należy zwrócić się do sposobów zabezpieczających i mogących gwarantować większą trwałość urządzeń.

Rys. 116.

Rys. 115.

Drenowanie gruntów rozrzedzonych. Tu należy przede-wszystkiem drobnoziarnisty piasek, tworzący w warstwach przesyconych wodą gruntową, ciekłą masę, zwaną kurzawką. Żyły kurzawki spotykają się nieledwie w każdem drenowaniu i stanowią jedną z trudności, koniecznych do przezwyciężenia w technice drenarskiej. Rurki łatwo zagłę- Vz biają się w ciekłym piasku, który przedostając się do wnętrza, zamula je całkowicie. Dla umożliwienia ułożenia rurociągu wzmacniają dno rowka przez podsypanie go żwirem, szabrem, szlaką, wreszcie igłami sosnowemi, lub gałązkami wrzosu, ciętemi na długą sieczkę i ubitemi. Materjałami temi obsypują też i złącza rurek, w celu zapobiegania zamulaniu rurociągu.

Środki powyższe niezawsze są wystarczające, co zmusza do układania rur na podkładach z łat (rys. 115) lub desek (rys. 116).

Schewior (78,108) poleca w razie przecięcia drenem warstwy ku-rzawkowej zaszywanie go w pas z płótna workowego (juty), tworząc w ten sposób utrzymujący swą ciągłość po zasypaniu, gibki rurociąg, do którego piasek nie przenika.

Inni technicy zalecają zabezpieczenie złącz paskami 10—15 cm szerokimi tektury smołowej, umocowanej zapomocą drutu ocynko-

wanego.

Wszystkie te sposoby jednak są niepewne, kosztowne i kłopotliwe w wykonaniu. Zwykle też po prowizorycznem ułożeniu rurociągu okazuje się konieczne przekładanie go i oczyszczanie kilkakrotnie, zanim nadmiar wody nie spłynie, a grunt nie ustali się. Osiąga się to, gdy obszar większy objęty zostaje drenowaniem, co wpływa na zmniejszenie wód gruntowych.

Drenowanie terenów zadrzewionych. Łatwe przenikanie włoskowatych korzeni drzew do wnętrza rurociągów zmusza do stosowania środków zapobiegawczych, ilekroć dren przechodzi w bliskości

'Ili

drzew i krzewów. Najpewniejszem jest niewąt-¹ pliwie stosowanie rur muf owych, najczęściej jednak zabezpiecza się złącza przez ocemen-towanie ich. Czynność ta nie jest jednak łatwą do wykonania w ciasnym przekopie. Dolna zwłaszcza połowa rur daje się z trudem pewnie uszczelnić.

Rys. 117.

Łatwiejszym sposobem zabezpieczenia od zarastania jest obwinięcie złącz paskiem płótna jutowego, umaczanego bądź w rzadkim roztworze cementu, bądź też w smołowcu. Skuteczne jest również obsypanie rurociągu dość grubo szabrem lub żwirem. Zalecają wreszcie jako środek zapobiegawczy kar-bolineum, w którem końce rur przed ułożeniem macza się. Środek ten nadaje się zwłaszcza przy drenowaniu sadów, jakkolwiek po kilku latach zostaje wypłukany i niebezpieczeństwo zarośnięcia drenów powstaje na nowo. To też zalecić należy zawsze zabezpieczanie zbieraczy trwal-szemi sposobami.

Dla drenowania ogrodów i sadów zalecany jest sposób Re-r o Ile a, według którego dreny zostają ułożone na głębokości normalnej, lecz złącza ich są uszczelnione, zaś w celu umożliwienia dostępu wody do wnętrza, co 5 m zakłada się krótkie odgałęzienia pionowe (rys. 117), w uprzednio wykopanych zagłębieniach. W tym celu sączek zostaje połączony z drenami pionowemi najdogodniej zapomocą T-owych kształtó-wek, wstawionych w odpowiednich miejscach. Działanie takiego drenowania pionowego polega na tem, że woda pod wpływem ciśnienia przenika łatwo z dołu do sączka, natomiast korzenie roślin do pionowego a=^r rurociągu nie są w stanie dostać się.

[r

Drenowanie torfowisk wymaga specjalnych metod. Torfy, zwłaszcza głębokie i przepojone wodą, stanowią grunt, którego drenowanie przedstawia znaczną trudność.

Rys. 118.

Rys. 119.

Dreny, ułożone na miękkiem podłożu, łatwo pod wpływem własnego ciężaru zagłębiają się i ciągłość przewodu zostaje naruszoną. To też zwykłe rurki starano się zastępować materjałami, więcej na-dającemi się do wytworzenia w tych niekorzystnych warunkach trwałych przewodów.

Tu znalazły szerokie zastosowanie dreny z kiszek faszynowych, (rys. 118), tyczek okrągłych (rys. 119), bądź układanych luźno i w różny sposób poprzecznie przedzielanych, dla wytworzenia próżnych kanałów, ułatwiających spływ wody, bądź też wiązanych wprost po 3—4 sztuk drutem i w ten sposób układanych na dnie rowka, aby wytworzyły po pokryciu darniną

woda sączyć. Jako ulepszone dreny z drzewa używają niekiedy przewodów, zbitych z łat (rys. 120) *), w których dłuższe cienkie łaty, poprzedzielane krótkiemi poprzeczkami, zbite są gwoździami w długie rurociągi prostokątne.

W nowszych czasach zwróciły na się uwagę dreny wykonane z cienkich (12—15 mm) desek, a obmyślone przez inżyniera Butza (rys. 121). Dreny te²) są zbijane z desek, około 4 m długich, w czworokątne rurociągi, do których woda przedostaje się przez specjalne wycięcia, wykonane w ścianach bocznych co 0,5 m. Sposób zbijania tych drenów, podany przez wynalazcę, gwarantuje taniość i dogodność wyrobu.

Dreny drewniane niewątpliwie posiadają w torfach zalety poważne, trwałość ich w tych warunkach jest dość znaczną, bowiem drewno konserwuje się w tych gruntach zadawalniająco, a włóknista struktura mater jału torfowego zabezpiecza te nie-f' szczelne i prymi-I tywne rurociągi od [* zaszlamowania. v Pomimo wyżej omówionych niedogodności, dreny gliniane znajdują również szerokie

zastosowanie w odwodnieniu torfowisk. Pomijając wypadki, kiedy rurociąg może być ułożony w płyciej znajdującem się mineralnem podłożu,

s—

J.

Rys. 120.

i zasypaniu ziemią, wąskie kanaliki, któremi może się

Rys. 121.

*) Mitteilungen des Vereins zur Förderung der Moorkultur 1901, str. 112. ²) Der Kulturtechniker 1911, str. 126.

dreny gliniane mogą zadowalniająco spełniać swe zadanie, gdy grunt torfowy jest dość spoisty, rozłożony i niezbyt przepojony wodą.

Według Dr. Tacke¹), w celu ułożenia drenów w wodnistym torfie, gdy dno rowka jest dobrze wygładzone, pokrywa się go warstwą grubego wrzosu, który zostaje utłuczony okrągłym ubijakiem. Następnie dreny po 10 sztuk nadziane na drążek (najlepiej gazową rurkę), zostają ostrożnie spuszczone na dno rowka. Gdy jeszcze drążek pozostaje w rurkach, przykrywa się je wrzosem i zasypuje torfiastą ziemią, udeptując. Następnie drążek z wewnątrz rurociągu wysuwa się. Otaczający zewsząd rurki wrzos zabezpiecza rurociąg od osiadania.

Zaznaczyć należy, że po za niebezpieczeństwem, wynikającem z małej wytrzymałości gruntu torfowego, istnieje niebezpieczeństwo łatwego zaszlamowania rur osadami żelazistemi²), jakie tworzą się w wielu wodach, pochodzących z torfowisk, zwłaszcza w zetknięciu z powietrzem. Niewątpliwie dobór niezbyt małych średnic rurociągów i nadawanie dostatecznych nachyleń, są najpewniejszemi sposobami, przeciwdziałającemi zatamowaniu odpływu wody. Ponieważ strącenie kłaczkowatych osadów następuje przy dostępie powietrza, próbowano zaradzić temu przez opuszczenie wylotów tak nisko, aby stale znajdowały się pod wodą, co ze względu na zabezpieczenie swobodnego odpływu nie wydaje się być dostatecznie usprawiedliwione.

Urządzenia, regulujące odwodnienie i przewietrzanie gruntu. Drenowanie z piętrzeniem wody stosuje się w celu jednoczesnego odwodnienia i zabezpieczenia wilgoci w okresach, gdy jej może glebie braknąć. Osiąga się to przez wbudowanie w rurociągi drenowe, w stosownych miejscach, zaworów (wentyli), mogących tamować swobodny odpływ wody³). Środek ten znalazł szersze zastosowanie, zwłaszcza na kulturach torfów nizinnych, wymagających stałego zabezpieczenia znacznej wilgotności gleby.

Zalecają również stosowanie zaworów w torfach, obfitujących w związki żelaziste, gdzie wskutek łatwego osiadania tlenku żelaza może łatwo nastąpić zasklepienie się drenów. Zatrzymując w czasie odpowiednim wodę zaworami i następnie puszczając ją raptownie, możemy osiągnąć przepłukiwanie rurociągów. W tym wypadku spiętrzanie następuje zwykle zapomocą drewnianych zaworów, które mogą być zastosowane zarówno do drenów z rur, jak i faszynowych lub innych. Proste urządzenie z desek pozwala bądź w zupełności zamykać przypływ wody

9 Entwickelung der Moorkultur in den letzten £5 Jahren, Berlin 1908.

²)    Der Kulturtechniker 1913. Krüger. Eisenocker und d. Wiesendränage.

³)    Mitt. d. Ver. z. Förd d. Moorkultur 1908. Staukasten für Dränage. Kulturtechniker 1909. Abel. Stauaparat für dränirte Rieselwiesen.

(rys. 122), zapomocą zasuwki podnoszonej, lub opuszczonej ręcznie, bądź też regulować wysokość piętrzenia, przez ustawienie do odpowiedniej wysokości zastawki, przez którą woda ma możność przelewania się.

Po za wskazanemi wzorami istnieje wielka ilość innych, zwykle mniej lub więcej prostych kon-strukcyj betonowych (rys. 123).

Piętrzona woda pochodzić może bądź z osą-czania gruntu powyżej leżącego, bądź też doprowadzana z zewnątrz, a więc z naturalnego, lub sztucznego zbiornika. W ostatnim wypadku zawory ustawiane są na zbieraczach, łączących się od góry ze zbiornikami.

zJlLS.

“I

Według Wichuli (101) wyżej opisane nawodnienie odbywa się specjalną siecią drenów, zaopatrzonych w zawory, gdy dla odwodniania służy inna sieć. Sączki nawodniające, które leżą w kierunku warstwie, układane są ze spadkiem 0,2—0,3% z rur o średnicy 6—7,6 cm. Odległość ich wynosi, zależnie od przepuszczalności gleby, 8—15 m, przyczem w glebach piaszczystych stosują 8—10 m, gdy w glinach zwięzłych 12—15 nz.

Od drenowania z zaworami możemy tylko w tych wypadkach oczekiwać skutku pożądanego, gdy drenami odprowadzana jest woda gruntowa w znaczniejszych ilościach lub źródlana, ponieważ w tym jedynie wypadku będzie możliwe spiętrzenie jej w okresie wegetacyjnym.

W wypadkach zwykłych wbudowywanie zaworów okazuje się bezcelowe, gdyż w okresie susz woda, z krótkotrwałych opadów, rzadko kiedy dochodzi do drenów, lecz znaczna część jej, która wsiąka, nasyca wierzchnie warstwy gruntu, wypełniając w nim kanaliki włoskowate i stanowi źródło pożytecznej dla roślin wilgoci.

Drenowanie z przewietrzaniem. Zwracaliśmy już powyżej niejednokrotnie uwagę, że jednym z najdonioślejszych skutków drenowania jest wzmożone przewietrzenie gleby, występujące jako zjawisko towarzyszące odwodnieniu i cyrkulacji wody gruntowej. W celu ułatwienia przewietrzania

Rys. 122.

4'-:

Ii

imm,

PW

...

PVJ

Rys. 123.

i"

■-1-./,

wprowadzone zostało przed niewielu laty drenowanie, zaopatrzone w przewietrzniki. Sączki w górnej swej części łączone są rurociągiem poprzecznym, zaopatrzo-nym w najwyższem swem miejscu w przewietrznik (wentylator) pionowy (rys. 124). W ten sposób przez połączenie sieci drenarskiej z zewnętrznem powietrzem, ułatwione zostaje krążenie jego wewnątrz drenów. Przewietrzniki winny być tak urządzone, aby były

\ \ \¹

_ , zabezpieczone zarówno od uszkodzeń, jak i wprowa-

dzenia od wewnątrz ciał obcych, nie przeszkadzały

przytem w uprawie. Wykonywa się je zatem bądź z rury żelaznej, 40 mm średnicy, zagiętej na końcu (rys. 125), lub też z rurek glinianych, zakończonych drewnianą nadbudówką, jak na rysunku poprzednim jest wskazane. Brak dostatecznie

Rys. 124.

ścisłych obserwacyj nad tego rodzaju urządzeniami, nie pozwala ocenić praktycznego ich znaczenia¹).

Dr. Mitscherlich, jeden z doskonałych znawców fizyki gleby, odmawia temu pomysłowi wielkiego znaczenia, słusznie twierdząc, że dreny są dla powietrza nieprzenikliwe, a gdyby cyrkulacja miała następować jedynie przez styki, to grunt musiałby być z wierzchu osuszony (64). Wymiana powietrza może nastąpić tylko na skutek różnicy ciśnień, niema zaś żadnej podstawy do przypuszczania, aby w ten sposób wywołane zostało ssanie lub tłoczenie powietrza poprzez warstwę gruntu, znajdującą się nad drenami. Z drugiej strony, zbyt energiczne przewietrzanie gleby nie byłoby dla roślin pożyteczne, bowiem kwas węglowy, znajdujący się w powietrzu gleby, jest dla roślin pożytecznym.

tn

Dotychczasowe obserwacje, dokonane w stacjach doświadczalnych, nie wykazały większych rezultatów z tego rodzaju urządzeń, zbyt mało jednak posiadamy obserwacyj, któreby były wykonane w różnorodnych warunkach, aby wypowiedzieć w tym kierunku ostateczne zdanie.

I-

Rys. 125.

Dodać wreszcie można, że skomunikowanie drenów z zewnętrznem powietrzem może w pewnych wypadkach ułatwiać ruch wody, zwłaszcza, gdy wskutek obfitości wilgoci spływa ona całym przekrojem, a przez czasowe zatopienie wylotów zatamowany jest od dołu przystęp powietrza.

Odpływ. Rowy odpływowe. Sieć rurociągów drenarskich, ujęta w działy, odprowadza za pomocą wylotów wodę do otwartych wodozbiorów, któremi dalej odpływać powinna.

Zwykle takiemi odprowadzalnikami są specjalne rowy otwarte, które, zarówno co do ich kształtu (dno, nachylenie brzegów), jak i sposobu obliczenia, zadość czynić winny wszelkim warunkom, tyczącym się kanałów otwartych. Biegną one zwykle śladem głównych kotlin; w ten sposób spełniać mogą rolę nietylko odprowadzalnika dla wód drenowych, lecz i dla wód powierzchniowych.

Głębokość rowów odpływowych odpowiadać musi głębokości założenia wylotów, przyczem dla zabezpieczenia swobodnego odpływu dno rowu winno być tak położone, aby wyloty pozostawały zawsze ponad

ÏÏÏÏ

i'

® Uyl iii

rz

mr

Rys. 126.

zwierciadłem wody normalnej. Chwilowe zatopienie wylotów może nie I być szkodliwe, jednak należy go unikać; stałe zatopienie jest niedo

puszczalne.

Gdy rów odprowadza nieznaczną ilość wody, wystarcza, jeśli wy- j loty są umieszczone 25—30 cm ponad dnem jego. Z powyższych względów rowy te winny być starannie obliczane i szerokość dna przystosowana do ilości przewidywanej wody. Jeśli obszar odwodniany nie jest znaczny, nie przewyższa 100 ha, nadaje się dnu szerokość 40—50 cm.

Zarówno ze względu na koszty wykonania rowów, jak i ustosunkowanie prędkości wody przy pochyłościach znaczniejszych zaleca się stosowanie stopni, czyli kaskad (rys. 126). W ten sposób można osiągnąć znaczną oszczędność w wykopie, zarówno jak i miejscu zajętem przez rowy, zwrócić jednak należy uwagę, że tylko bardzo solidnie wykonane kaskady (np. betonowe) spełniać mogą należycie swe zadanie przez czas dłuższy. Wogóle rowy odpływowe dla drenów winny być ze szczep golną starannością wykonywane, od nich bowiem zależy działanie ca4 łego urządzenia i od nich rozpoczyna się psucie. To też darniowanie

brzegów jest nieodzowne, zaleca się też brukowanie dna, dla przeciwdziałania zarastaniu chwastami.

Nie należy sądzić, aby poza rowami odpływowemi dla drenów inne rowy były zupełnie zbyteczne na polach drenowanych. Odprowadzenie większej ilości wody powierzchniowej, jaką mamy po większych zlewach lub w czasie roztopów, może być uskutecznione tylko zapomocą rowów. Głębokość ich może być nieznaczna. Zaleca się tu szczególnie rowy rozorywane, które nie wymagają kosztownej konserwacji, a przytem nie stanowią niemiłej przeszkody dla rolnika, zaś koszt ich wykonania jest stosunkowo drobny. Zwłaszcza woda, napływająca z obcych terenów, powinna być w ten sposób starannie ujęta i odprowadzona. W razach wyjątkowych zamiast rowów zastosowane mogą być kanały kryte, zwykle w postaci rur betonowych. Posiadając zalety swe, sposób ten przedstawia jednak poważne braki, nie ujmuje bowiem wody powierzchniowej, grozi zamuleniem, przy bardzo poważnym koszcie wykonania, wymaga przytem znacznie większych spadków, niż kanały otwarte.

Odpływ wgłębny. W pewnych, acz rzadkich wypadkach, daje się odprowadzić wody drenowe do warstw głębszych, jeśli one odznaczają się dostateczną pojemnością względem wody i są z natury dostatecznie suche. Wówczas woda, odpływająca z drenowania, gromadzona bywa w zbiorniku dość obszernym, gdzie, po strąceniu wszelkich zawiesin, odprowadzona zostaje zapomocą pionowego przewodu filtrowego do niżej leżącej warstwy przepuszczalnej.

Urządzenie podobne może być zastosowane z niejakiem powodzeniem, gdy w warstwach spodnich znajdują się dość grube pokłady żwiru lub piasku suchego, a także popękane warstwy wapienia lub innych skał.

Na identycznych zasadach stosowane było ongiś drenowanie pionowe, zwane również holenderskiem, stanowiące rzadko dziś używany sposób usunięcia nadmiaru wody zabagniającej glebę, umożliwiając pochłonięcie jej przez warstwy niżej leżące. Warunkiem jest znajdowanie się w niewielkiej głębokości warstwy suchej, posiadającej zdolność chłonięcia wody, a więc zwykle warstwy piaszczystej lub żwirowej. Wykonanie tego rodzaju drenowania polega na wywierceniu 1000 do 6000 otworów na ha, do pożądanej głębokości, które następnie wypełniane są drobnemi kamieniami do głębokości 0,4—0,5 m pod powierzchnią lub zapuszczone zostają w nie rurki drenarskie, których otwory zatkane bywają pokrywą lub kamieniem. Pomijając niezmiernie rzadkie wypadki, aby warunki miejscowe pozwoliły wykonać tego rodzaju odwodnienie, sposób ten jest kosztowny i mało pewny w działaniu. To też poza Ho-landją i Anglją nie znalazł on dotychczas większego zastosowania.

W sprzyjających warunkach studnie artezyjskie odegrywać mogą rolę studzien absorbujących wodę, ułatwiając znacznie sprawę pozbycia się ścieków drenowych. Jasne jest, że odpływ taki może być urzeczywistniony tylko w tych wypadkach, gdy poziom wody studziennej znajduje się normalnie dostatecznie nisko względem powierzchni terenu. Zjawisko to spotyka się nietylko w okolicach górskich, lecz i dolinach osadowych, gdzie niższe warstwy wodonośne częstokroć posiadają wodę artezyjską, lecz pod słabem ciśnieniem. Po wywierceniu otworu woda wprawdzie podnosi się, nie dosięgając jednak zwykle powierzchni. W miarę czerpania jej stamtąd zapomocą pompowania, napływa od spodu, często w znacznych ilościach, lecz odwrotnie, w razie doprowadzenia jej do studzien z zewnątrz następuje ruch odwrotny, którego rezultatem jest chłonięcie wody przez warstwy artezyjskie, co nie może wpływać ujemnie na stan wody gruntowej warstw wierzchnich, osuszanych drenami.

Odpływ sztuczny. Gdzie woda drenowa nie może być w sposób naturalny odprowadzaną, pozostaje zastosowanie sztucznego odpływu. W tym celu zbieracze winny być skierowane do wspólnego zbiornika, położonego w najniższej! części terenu, skąd woda może być zapomocą odpowiednich urządzeń mechanicznych podniesioną i odprowadzoną do kanału otwartego lub płytszego odbiornika.

Urządzenie składa się z podnośnika oraz silnika, zastosowanych do miejscowych warunków.

podnośniki kubełkowe, pompy tłokowe lub od-

Wybór podnośnika zależy od wysokości podnoszenia wody: przy niewielkich wysokościach stosowane bywają śruby Archimedesa, przy znaczniejszych zaś środkowe.

Jako silniki, obok parowych (lokoinobila), stosowane bywają często spalinowe lub,' w sprzyjających warunkach, wietrzne. Pewną ostrożność w ocenianiu sprawności tych ostatnich należy zalecić.

Ponieważ zakład bywa w ruchu przeciętnie 1000 do 1500 godzin w roku, najkorzystniejsze jest stosowanie ruchomych silników, które normalnie mogą być używane do celów gospodarczych.

Budowle dodatkowe. Wyloty drenowe, stanowiące objekty, zapomocą których woda z działów drenarskich dostaje się do rowów odpływowych, są najsłabszym szczegółem drenowania, to też na ich budowę zwrócono szczególniejszą uwagę w czasach ostatnich.

1. Wyloty drewniane są często w użyciu ze względu na ich taniość i łatwość zbudowania na miejscu. Najprostszy z nich stanowi rurę 1,2 m długą, zbitą z bali 5 cm grubości, najlepiej dębowych, wysmarowaną wewnątrz i zewnątrz kilkakrotnie karbolineum (rys. 127). Rura ta, przekroju prostokątnego, odpowiada średnicy rur drenowych, zaopatrzona zostaje w kratę wewnątrz, aby zapobiec wpełzaniu szkodników z zewnątrz. W celu utrudnienia poruszenia wylotu takiego służy

'Çi

5^

X

i

iv^7

13

I

__ —-^7

\:

iv

V

Rys. 127.

f

s

wÊmm

m

V,

ÿ

-* *a40

t

*>'

Qï'o--

L_

==^k

f

t

0.gO

Rys. 128.

.-iÂvs

-;. •»

\

Raïs

«Sm

Rys. 129.

poprzeczna listwa. Niekiedy przed listwą wbija się dwa pale, uniemożliwiając wyciągnięcie rury wylotowej. Wylot powinien być silnie obsadzony na kamieniach, a połączenie jego z rurociągiem szczególniej starannie wykonane przez uszczelnienia gliną lub betonem.

Ulepszony wylot drewniany wskazuje Rys. 128. Zaleta tego typu skrzynkowego polega na zakryciu otworu drenowego, co nie naraża go na rozmyślne zatykanie (stanowi to zwykłą zabawę wiejskich pastuszków), a wisząca luźno przed otworem rurowym klapa blaszana uniemożliwia wpełzanie zwierzęcych szkodników. Otworzenie wylotu w celu oczyszczenia nie stanowi dużej trudności.

2. Wyloty żelazne są niewątpliwie daleko trwalsze od poprzednich Rys. 129 przedstawia wylot z żelaznej rury lanej, około 1,20 m długiej, dobrze wyasfaltowanej, stanowiącej zakończenie zbieracza. Rura ujęta jest w obmurowanie z cegieł lub kamieni, na zaprawę cementową. Cegły winny być bardzo silnie wypalone, bowiem inaczej, łatwo pod wpływem mrozu pękają i łuszczą się. Budowla, jakkolwiek prosta, powinna być bardzo staranie wykonana, dość głęboko fundamentowana, bowiem łatwo bywa podmywaną przez wodę i ulega prędkiemu zniszczeniu.

3. W ostatnich czasach zyskały słuszne uznanie wyloty betonowe, które niewątpliwie są najtrwalsze i łatwo mogą być na miejscu wykonywane¹).

Jako typ wylotu betonowego nowszej konstrukcji służyć może wylot, wyrabiany przez fabrykę Winschild i Langelott w Cassebaude (rys. 130) pod Dreznem. Zaopatrzony jest on w kratkę ruchomą i wyrabiany w różnych wielkościach. Posiadamy szereg nowych zupełnie typów wylotów ulepszonych.

Typ Z e n d e r a dla łatwiejszego

transportu dzieli się na trzy części, które na polu łatwo się składają. Ścianka tylna z odpowiednim wykrojem dla rurki drenu, może być

mmmm

,h

9".

4'.

Rys. 130.

x) Kulturtechniker 1903. R. Breitenbach. Dränage Ausmündungen. Kulturtechniker 1909. Hagelweide. Dränage Ausmündungen. Kulturtechniker 1925. Pr. Zunker. Dränausmündung nach Altmann.

odpowiednio dobrana i zastosowana do każdej średnicy. Krata metalowa, wsuwana, stoi ukośnie do dna. Otwór rury drenowej jest zasłonięty wierzchnią pokrywą betonową, która zabezpiecza przeciw wpełzaniu

do wewnątrz zwierząt, lub zatykania wylotu przez szkodników. Polecenia godne _    są też wyloty mu-

IB

--■■tV*    rowane, jak typ na

rys. 131 wykonany z cegły dobrze wypalonej, łączonej

Rys. 131.

na zaprawę cementową. Koniec rurociągu sięga do niszy krytej, tak że zabezpieczony jest od uszkodzeń. Ścianka przednia oparta jest na łuku płaskim lub żelaznych baleczkach. Wymiary główne podają rysunki, przedstawiające przecięcia poziome i pionowe.

Ogólnie zauważyć należy, że wyloty murowane budować można tylko na gruntach dostatecznie wytrzymałych i z dobrej cegły lub kamienia. Na gruntach mniej pewnych, jak np. torfach, zalecają się budowle lżejsze, z drzewa.

Skarpy rowu i dno w pobliżu każdego wylotu winny być starannie ubezpieczone brukiem lub darniną.

Rys. 132.

Studzienki bywają wbudowywane w zbieracze dla umożliwienia rewizji działania drenów, lub też jako objekty, ułatwiające połączenie kilku zbieraczów w jednym punkcie. Studzienki takie działają równocześnie jako osadniki szlamu, z tego powodu winny być oczyszczane co pewien czas, w celu uniknięcia zatkania drenów. Zależnie od przeznaczenia, studzienki otrzymują właściwe rozmiary i kształty. Mniejsze, składają się z ustawionej pionowo rury cementowej lub glinianej, spoczywającej na podstawie betonowej i przykrytej płytą betonową, lub pokrywą drewnianą; większe, budowane są z cegły, lub kamienia, kształtu okrągłego, lub czworokątnego. Rurociągi, doprowadzające wodę do studzienek, umieszcza się na jednej wysokości, gdy odprowadzające umieszczane są o kilka centymetrów niżej (rys. 132).

Studzienki podobne używane bywają również w celu zredukowania spadków, lub w górskich okolicach, w miejscach przekraczania uskoków, jak np. przy tarasowem ukształtowaniu upraw.

Pożądane jest umieszczanie studzienek w punktach łatwych do odnalezienia, a więc nie wśród pola, lecz w bliskości miedz, dróg itp.

Ujmowanie źródeł. Wrazie napotkania źródeł, wytryskających z głębi, co szcze-    £• :v

•    ÛO0C

•    OOOI flOOOfl liooofi

-1

|Q0 O d i

gólniej często się zdarza w okolicach podgór-skich, najwłaściwiej jest ująć je i odprowadzić —— oddzielnemi rurociągami, których średnica winna być obliczoną w stosunku do ilości wypływającej wody. Pomiar ten najpewniej dokonać bezpośrednio, wszelkie bowiem obliczenia są tu zawodne.

y///%

Ryo. 132.

Jeśli skierowanie wody źródlanej wprost do kanału odpływowego nie jest możliwe ze względu na warunki miejscowe, to odprowadza się ją do najbliższego zbieracza, który jednak winien być ułożony dość głęboko, jest bowiem zawsze narażony na zarastanie korzeniami, nawet płytko rosnących roślin, które szczególnie wytrwale dążą do świeżej i stale płynącej wody.

Dla ułatwienia ujęcia źródła buduje się w prosty sposób filtry (rys. 188) z rur dziurkowanych, o większej średnicy, lub komory układane na sucho (z pustemi spoinami) z kamieni lub cegieł.

Filtry takie mogą być również dogodnym sposobem odwodnienia kotlin lejowatych wśród pól, nie posiadających ujścia, a w których łatwo gromadzi się woda powierzchniowa.

¹

Mitt. d. Ver. z. Förd. d. Moorkultur 1913. Durchlüftungsdränge. Kulturtechniker 1911. Siegert. Luftzuführung für Dränage. Kulturtechniker 1913. Lüdecke. Ueber die sogenannte Luftdränage.

NAWODNIENIE

A. Wiadomości ogólne o nawadnianiu.

Znaczenie wody dla rolnictwa. Jak to Już niejednokrotnie było zaznaczane, woda jest niezbędnym czynnikiem wszelkiego życia organicznego w przyrodzie, decydującą też rolę odgrywa w życiu roślin uprawnych. Jest ona niezbędną zarówno ze względu na utrzymanie w sprawności gleby, jak i na stworzenie warunków rozwoju roślin. Działać ona może użytecznie zarówno w stanie czystym, jak i będąc zanieczyszczona obcemi materjami i to zarówno sama przez się, jako wilgoć niezbędna, czy też pośrednicząc tylko w procesach biologicznych, chemicznych lub fizycznych, towarzyszących rozwojowi roślin.

Woda wpływa na zasoby chemiczne gleby, zasilając ją materjami, które z sobą przynosi, lub ługując z niej sole, gdy znajdują się tam w nadmiarze. W tym ostatnim celu bywa stosowana w Ameryce, gdzie chodzi o usunięcie pewnych dla roślin szkodliwych związków. Zarazem może woda wpływać i na fizyczne właściwości gleby, czyniąc ją luźniejszą i więcej przystępną dla korzeni roślin.

Temperatura gleby jest w pewnej mierze zależna od zawartości w niej wody. Gleby nadmiernie wilgotne są zarazem zimne z powodu straty ciepła, powstałej przy parowaniu wody. W pewnych jednak warunkach woda z zewnątrz napływająca może wywierać bezpośredni wpływ na stan ciepłoty gleby, a to mianowicie wówczas, gdy temperatura jej jest różna od temperatury gleby. W ten sposób nawodnienia wiosenne i jesienne w sprzyjających warunkach mogą ogrzewać glebę, a działanie późnych przymrozków może być łagodzone, ponieważ woda, zwłaszcza jesienią, bywa cieplejsza niż grunt. Natomiast latem woda wpływa na ochładzanie zbytnio ogrzanej promieniami słonecznemi gleby. Woda źródlana i drenowa odznacza się równomierną temperaturą, wyższą niż powierzchniowe wody podczas zimy, niższą zaś niż latem, co przy użyciu ich do nawodnień winno być brane pod uwagę.

Odświeżenie powietrza w glebie jest również ułatwiane przez wodę, jeśli jest ona sama bogata w tlen. Przepływająca po powierzchni woda, stykając się z powietrzem, pochłania je w znacznej ilości, a rozprowadzona po powierzchni wsiąka, wytłaczając z gleby powietrze, nasycone kwasem węglowym, natomiast wprowadza świeże, tak niezbędne dla oddychania roślin i przekształcenia tkwiących w glebie materji odżywczych. Biorąc pod uwagę te wszystkie zjawiska, König mówi: „Irygacja, nasycając powietrzem glebę i spalając materję organiczną, która się tam bezustannie gromadzi, odgrywa w kulturze łąk tę samą rolę, jaką rydel lub pług odgrywa w roli uprawnej“.

Woda jest niezbędną dla tworzenia się komórek roślinnych i dostarcza tlenu oraz wodoru dla wytwarzania się soków roślinnych. Woda rozpuszcza sole mineralne, znajdujące się w glebie, do należytego rozcieńczenia, pośrednicząc w ten sposób w odżywianiu roślin, a jeśli sama obfituje w związki pożywne, to działa nietylko pośrednicząco w odżywianiu się roślin, lecz i bezpośrednio, dostarczając im właściwej odżywki. Woda wreszcie może być zużytkowana w celu niszczenia pewnych pasorzytów roślinnych i owadów szkodliwych, przeżywających pewne stadja swego rozwoju w ziemi, np. używanie nawodnień w celu niszczenia filoksery, tak groźnej dla winnic, jest rozpowszechnione we Francji.

Metody użytkowania wody. Dla otrzymania rezultatów pożądanych zapomocą irygacji, niezbędnym jest nietylko wybór wody o właściwościach korzystnych, ilość jej dostateczna, czas najodpowiedniejszy do podlewania kultur, lecz i techniczny sposób rozprowadzania jej. Nieprzystosowanie się do wskazań, wyciągniętych z rozumowań teoretycznych i praktyki, prowadzić może nietylko do zmniejszenia oczekiwanych rezultatów, lecz, co się często zdarza, wpływa ujemnie nawet na roślinność. Zwłaszcza zbyt obfite nawodnienie może być niebezpieczne: grunt rozmięka i nadmiernie rozluźnia się, duże masy wody wypłókują z gleby związki odżywcze, co powoduje zubożenie jej, dalej wskutek zmniejszenia dostępu powietrza gleba się zakwasza, a jeśli istnieje dość duże nachylenie powierzchni, następuje spłókiwanie jej, zamulanie niższych części pól, a tworzenie wyrw w wyższych. Zły rezultat na łąkach przejawia się w silnym rozwoju chwastów właściwych ziemiom bagiennym i pogorszeniu się gatunku paszy. Woda wogóle wpływa na rozwój łodyg i liści. Jednak wobec nadmiaru wody łodygi stają się wodniste i grube, a kwitnienie opóźnia się tak dalece, że odmiany późniejsze, nie mogąc samodzielnie rozsiewać się, znikają. Nietylko ilość rozlewanej wody, pora roku lub sposób rozprowadzania, lecz nawet pora dnia nieodpowiednia może wyrządzać szkodę: polewanie np. śród dnia słonecznego odbiera roślinom niezbędne światło i ciepło, wyrządzając raczej szkodę niż pożytek. Jasnem jest, że sposób wykonania nawodnienia musi być zależny przedewszystkiem od rodzaju kultury, a następnie od celu, który ma się na widoku i skutku, jaki musi być osiągnięty.

Najwięcej dotychczas w krajach europejskich są rozpowszechnione nawodnienia łąk ze względu na znaczne zapotrzebowanie wody, właściwe roślinom trawiastym, której w dostatecznej mierze nie mogą dostarczyć warunki klimatyczne.

W krajach o odmiennych warunkach przyrodniczych, od najdawniejszych epok kultury ludzkiej rozpowszechniły się nawodnienia pól uprawnych, zwłaszcza przy uprawie takich roślin jak ryż. Okazywało ono olbrzymie usługi w krajach południowych, umożliwiając rozwój rolnictwa w takich miejscowościach, w których inaczej ludność nie mogłaby się wyżywić. W ostatnich zresztą latach przy coraz wyższych wymaganiach stawianych rolnictwu, nawodnienie pól wchodzi w użycie i w Europie środkowej, zwłaszcza w Niemczech. Wielkopolska dała tu początek.

Ważną wreszcie rolę odgrywa nawadnianie ogrodów, zwłaszcza w krajach południowych. Szerokie stosowanie nawodnień umożliwiło ogromny rozwój ogrodnictwa w Ameryce Północnej, gdzie puste dawniej obszary zmieniono na niezwykle żyzne ogrody. Ze względu na cel nawodnienia rozróżniamy głównie zwilżające oraz nawożące.

Pierwsze mają na widoku dostarczenie roślinom w odpowiedniej ilości i w stosownej porze wilgoci niezbędnej dla bujniejszego ich rozwoju, drugie dążą do wyzyskania bogactw nawozowych zawartych w wodzie. Zaznaczyć zresztą należy, iż z każdem nawodnieniem nawo-żącem złączone jest i zwilżanie, metoda jednak musi być właściwie wybrana, aby w sposób prostszy, tańszy, lub krótszy osiągnąć można było cel główny. Jeśli wziąć wreszcie pod uwagę różnorodność warunków terenowych i hydrotechnicznych, w jakich nawodnienia są wykonywane, to nie będzie dziwne, że istnieje w użyciu wiele systemów irygacyjnych, z których każdy, będąc zastosowany we właściwych warunkach, może okazać się użyteczny.

Woda irygacyjna. W celach nawodnienia używa się takiej wody, jaką w danych warunkach najłatwiej jest zdobyć. Nie wszystkie one jednak odznaczają się jednakowemi zaletami, a zatem nie wszystkie w równej mierze nadają się do osiągnięcia zamierzonego celu.

Do zwilżania jedynie może w zasadzie nadawać się każda woda, która tylko nie zawiera przymieszek szkodliwych. Tu zwłaszcza mogą się okazać niepożądane pewne ścieki przemysłowe, jak również wody, spływające z bagien, torfowisk oraz lasów i obfitujące w kwasy i związki żelaziste.

Również niska temperatura wody irygacyjnej może zmniejszać jej wartość jako źródła wilgoci. Jeśli podczas zimy woda źródlana może być w tym kierunku pożądaną, to latem, odznaczając się zwykle niską temperaturą, może okazać się szkodliwą dla roślin, jeśli uprzednio nie zostanie ogrzaną i nasyconą powietrzem. Również wody wiosenne, pochodzące z roztopów śniegowych lub lodowców górskich, wpływać mogą tak ujemnie na obniżenie temperatury pożądających ciepła wiosennego roślin, że ujemny wpływ przewyższać może znacznie przewidywane korzyści z nawodnienia.

Dla nawożącego działania winna woda obfitować w dostatecznej mierze w środki odżywcze dla roślin, jak wapno, kwas fosforowy, potas i azot. Mater je te pochodzić mogą bądź ze spłókiwania gruntu wodą, ściekającą po powierzchni i porywającą z sobą ciała pochodzenia organicznego i mineralnego, jak również sole rozpuszczalne, bądź też pośrednio z dopływu różnorodnych ścieków przemysłowych, miejskich i t. p.

Pożądane jest właściwe ustosunkowanie pierwiastków odżywczych i nieobecność jakichkolwiek materji trujących. Ze względu na pożądane utleniające działanie wody, warunkiem niezbędnym użyteczności wody irygacyjnej jest dostateczne nasycenie jej powietrzem. Pod tym względem wody wgłębne, a nawet pozostające bez ruchu na powierzchni, są zawsze mniej wartościowe, a użyte do irygacji w pewnych wypadkach działają zabójczo na glebę, wypłókując związki użyteczne, miast wzbogacać ją. Ze względu na pochodzenie możemy rozróżnić: a) wody deszczowe, b) wody gruntowe, c) wody rzeczne, d) wody ściekowe.

a)    Wody deszczowe, gromadzone w zbiornikach, naogół są ma-łowartościowe, jako jałowe, a zatem nie nadające się do nawodnienia nawożącego. Nie wyklucza to, że mogą one doprowadzać i materje cenniejsze, spłókane z powierzchni dróg, podwórz lub pól nawożonych. Ogólnie jednak wody deszczowe, pobudzając wegetację bez wzbogacania gleby, współdziałają wyjałowieniu jej. To też pożądane jest zasilać tego rodzaju wodę irygacyjną materjami nawożącemi, lub stosować obfitsze nawożenie gleby.

Wody śniegowe obfitują zwykle w zawiesiny, bowiem spływając z pól, zabierają z sobą znaczne ilości cząstek mineralnych i organicznych, jednak temperatura ich jest zwykle niska. To też, jak to wyżej było wspomniane, z nawodnieniem wodami śniegowemi podczas wiosny wczesnej należy być bardżo ostrożnym.

b)    Wody gruntów e wypływają zwykle w postaci źródeł. Biorą one, jak wiemy, początek z wód atmosferycznych, które przesiąkają z powierzchni, spływają następnie po warstwach nieprzepuszczalnych.

Wody te, przenikając poprzez warstwy gruntu, mogą rozpuszczać w sobie różnorodne sole, czemu sprzyja obecność w tych wodach gazów. Wartość ich nawozowa jest więc głównie zależna od utworów, przez które przepływają. Analiza dać może wskazówki co do zawartych przymieszek, wykorzystania ich, lub koniecznego neutralizowania, jeśli są szkodliwe. Niska temperatura, mała zawartość powietrza, czyni, że wody wgłębne, wytryskające w postaci źródeł lub czerpane ze studzien, są nie zbyt cenione dla nawodnień. Wody naszych pokładów lodowcowych, tak pożyteczne dla celów konsumcyjnych, są niezbyt cenne dla irygacji. Zwłaszcza mała wydajność źródeł i trudność üstalenia jej nakazuje ostrożność w użytkowaniu.

c) Wody rzeczne odznaczają się zwykle znacznie dodatniejszemi zaletami, które zresztą zależą w pierwszym stopniu od charakteru zlewni, z której się gromadzą.

Materje, które wody te zawierają, a które stanowią ich bogactwo nawozowe, składają się bądź z cząstek stałych w kształcie zawiesiny, bądź z rozpuszczonych związków chemicznych. Zanieczyszczenia te są pochodzenia organicznego lub mineralnego. Materje zawieszone muszą ulec rozkładowi, polegającemu na ich utlenieniu, aby stać się przyswa-jalnemi dla roślin, sole zaś rozpuszczone bezpośrednio służyć im mogą. Należy jednak zauważyć, że nie wszystkie zanieczyszczenia wód rzecznych w jednakiej mierze mają wartość nawozową, zdarzać się zaś mogą nawet i szkodliwe, jak np. kwasy próchnicowe w rzekach, wypływających z bagien lub różnorodne związki, pochodzące ze ścieków przemysłowych.

Materje rozpuszczone w wodzie dają się z łatwością rozprowadzać po powierzchni irygowanej i transportować na dalekie odległości, zawiesina zaś stała, w formie szlamu łatwo osiada z chwilą, gdy prędkość wody zmniejszy się do pewnych granic. To utrudnia użycie wody, obfitującej w szlam i grozi niekiedy zbytniem zaszlamowaniem miejsc, położonych bliżej brzegu ze szkodą dla roślinności.

Żyzność wody rzecznej jest zwykle dość zmienną: większą jest podczas powodzi, niż w czasie wód niskich, ponieważ gwałtownie spływająca po powierzchni gruntu woda łatwiej unosi drobne cząsteczki gleby. Sprawa jednak przedstawia się odwrotnie, gdy główne bogactwo wody składa się ze ścieków miejskich lub fabrycznych.

Ogólnie wziąwszy, żyzność wody i podatność jej do celów nawodnienia, daje się najlepiej ocenić według charakteru geognostycznego i stanu kultury zlewni. Woda, pochodząca z pokładów osadowych, mar-glowych, lub spływająca po powierzchni pól uprawnych, albo z gęsto zaludnionych miejscowości, niewątpliwie posiada zanieczyszczenia, cenne z punktu widzenia rolniczego. Odwrotnie, wody pochodzące z bagien, lub wypływające z lodowców, nie są przydatne do nawodnienia.

Zawiesina mineralna wód rzecznych czyli t. zw. muł, szlam lub mada, składa się głównie z węglanu wapnia, gliny, piasku i różnych okruchów skał. Ilość ich jest bardzo zmienna, np. w 1 litrze wody wiślanej z pod Warszawy, znaleziono 749 mg mułu, w czem 242 części organicznych, zaś słynne z żyzności wody Nilu posiadają w litrze 2300 mg mułu, jednak ilość części organicznych jest w nich bardzo nieznaczna.

Stan flory i fauny jest pewnym wskaźnikiem wartości wody. Wody dobre charakteryzuje obfitość ryb, żab, ślimaków lub takich roślin, jak rzęsa, przetacznik, wyklina, manna wodna. W wodach złych, zakwaszonych spotykamy trzciny, sity turzyce, miętę wodną, szalej, sity.

d) Wody ściekowe mają wartość rolniczą, zależącą bezpośrednio od ich pochodzenia i pod tym względem ścieki miejskie należą do najwięcej nadających się do nawodnień. Zresztą wartość nawozowa i tych ścieków zmienia się bardzo w zależności od pory roku, a nawet dnia i innych warunków miejscowych. Ogólnie wziąwszy, zawartość różnych związków nawozowych w ściekach, co do swego ustosunkowania ilościowego, różni się od właściwego dla roślin: przeważa tu zawartość związków azotowych¹).

Zauważyć należy, iż straty azotu zawartego w ściekach, zwłaszcza wskutek ulatniania się amonjaku, są zazwyczaj znaczne i dochodzą do 50%.

Według szeregu analiz, wykonanych nad wodami ścieków miast niemieckich, wynika, że 1 m³ zawiera:

80 — 100 g azotu

60 — 75 g potasu

20 — 25 g kwasu fosforowego,

zaś ilość ich waha się od 100 — 250 / dziennie na 1-go mieszkańca, przeciętnie licząc około 140 /.

Ze ścieków przemysłowych na szczególną pod względem rolniczym uwagę zasługują te, które pochodzą z zakładów przemysłu organicznego, jak cukrownie, krochmalnie i t. p. Koncentracja tych ścieków jest bardzo różna i zależna od sposobów fabrykacji, zarówno i skład zanieczyszczeń ich jest zmienny.

Cukrownie zużywają na 1 tonnę przerobionych buraków około 12 m³ wody na dobę i produkują 9 — 10 ni³ wód ściekowych zasobnych głównie w ciała organiczne oraz wapno. W ściekach, wypływających z osadników, znaleziono następujące zawartości nawozowe w 1 litrze:

530 mg 102 „

Ciał organicznych w tem

b Według Gerlacha zapotrzebowanie związków nawozowych, potrzebnych dla dobrego nawożenia 1 hektara, wynosi:

.V

K,0

70

58

204

Pi o3 30 kg 25 „ 44 „ 37 „

Wody krochmalniane obfitują szczególniej w potas. Ciał nawozowych ścieki te zawierają na 1 tonnę przerobionych kartofli:

6,5 kg 1,9 „

1,9 „

Dodatni wpływ tych ścieków na łąki został niejednokrotnie stwierdzony. Wartościową jest tu duża zawartość rozpuszczalnych ciał białkowych.

Następujące zestawienie pozwala dokładniej zorjentować się w wartości nawozowej różnych ścieków (53, 187).

Ścieki miejskie „ cukrowni „ krochmalni „ gorzelni „ browarów „ mleczarni „ rzeźni

50    110

Z powyższego widać, że jakkolwiek zawartość cennych związków nawozowych jest różna, to jednak koncentracja ich bywa niekiedy tak wielką, że ścieki wymagają częstokroć rozcieńczenia, aby je można było stosować z pożytkiem do irygacji.

Polepszenie wody irygacyjnej. Zapomocą badania chemicznego wody, można wykryć składniki szkodliwe, które ona zawiera. W wielu wypadkach jest możliwe poprawić niekorzystne właściwości, zmniejszając złe skutki, któreby stąd dla roślin powstać mogły.

Temperatura wody może być doprowadzona do pożądanej wysokości, bądź przez mieszanie wód o różnych stopniach ciepłoty, bądź przez dłuższe prowadzenie jej po powierzchni kanałami zaopatrzonemi w kaskady, bądź też przez przetrzymywanie jej w zbiornikach otwartych.

Wody ubogie w tlen mogą być nasycone powietrzem, gdy się je prowadzi warstwą cienką, dość długimi doprowadzalnikami, i przez stosownie urządzone kaskady. W ten sposób wody ze źródeł, stawów, lub odpływające z nawodnień dla powtórnego użycia, mogą być znacznie wzbogacone.

Gdy woda posiada zanieczyszczenia szkodliwe w zawiesinie, można łatwo się ich pozbyć w odstojnikach, czyli dość głębokich i obszernych zbiornikach o powolnym przepływie, z których woda jest czerpana tylko z wierzchnich warstw. Odstojniki muszą być dość często oczyszczane. Pozbycie się zanieczyszczeń rozpuszczonych w wodzie jest już zwykle trudniejsze i może być dokonane jedynie w drodze chemicznej, co jest kłopotliwe i rzadko opłacające się. Wody kwaśne, jak np. pochodzące z torfowisk, T dają się polepszyć przez prze-^ puszczanie ich przez warstwę wapna, umieszczoną w dopro-wadzalniku. Może to ułatwić proste urządzenie, jak załączony rysunek przedstawia (rys. 134).

C(

■i

Rys. 134.

Wody ubogie wzbogacają niekiedy przez domieszanie do nich ścieków z gnojówek, lub rozpuszczonych soli nawozowych. Przystosowanie ścieków miejskich i przemysłowych do celów irygacyjnych winno być w każdym poszczególnym wypadku przewidziane, bowiem rzadko nadają się one do bezpośredniego użytkowania w takim stanie, w jakim są produkowane. Odszlamowanie, rozcieńczenie, wyłowienie grubszych zanieczyszczeń (piasek) lub takich, któreby jedynie szkodę mogły wyrządzić (włókna, resztki papieru i t. p.) jest prawie zawsze konieczne.

B. Dostarczanie wody do nawodnienia.

Dla nawodnienia niezbędnem jest nietylko zapewnienie sobie dostatecznej ilości wody w dobrym gatunku i w odpowiednim czasie, lecz musi ona być doprowadzoną do miejsca zużytkowania na takim poziomie, aby był możliwy następnie rozlew jej po powierzchni.

Ponieważ muszą tu być brane pod uwagę zarówno wody powierzchniowe, jak i wgłębne, to sprawa poruszona nie zawsze jest prostą i łatwą do rozwiązania. Częstokroć musi być związana z bardzo skom-plikowanemi budowlami i urządzeniami, nastręczającemi nietylko techniczne, lecz i prawne trudności. Zasadniczo można rozróżnić wypadki, gdy woda może być grawitacyjnie doprowadzona do miejsca rozlewu, lub też w tym celu musi być sztucznie podnoszoną.

Czerpanie wody z powierzchni. Czerpanie wody do celów nawodnienia z wodozbiorów takich jak rzeki, strumienie, stawy, jeziora, lub wreszcie źródła, wytryskujące na powierzchnię, stosowane bywa najczęściej, ponieważ nastręcza najmniej trudności.

Pobranie wody bez jakiegokolwiek spiętrzenia jej w wodozbiorze, z którego jest czerpana, bywa możliwe tylko w wypadkach rzadkich i mianowicie tam, gdzie z powodu znacznych spadków naturalnych powyżej obszaru nawodnionego, doprowadzenie na odpowiedni poziom nie przedstawia trudności.

W zwykłych wypadkach niezbędne jest spiętrzenie wody w miejscu jej czerpania, co uskutecznia się zapomocą jazu stałego lub ruchomego.

Naturalna rzecz, że urządzenia, zbudowane w celach meljoracyj-nych, nie powinny przeciwstawiać się przepisom obowiązującym, a strzegącym interesów przyległych właścicieli. A więc rodzaj konstrukcji oraz rozmiary budowli spiętrzającej, winny uwzględniać możliwość odprowadzenia wód wysokich, oraz taką wysokość podniesienia wody, aby nie wywierała ona szkodliwego wpływu na grunty obok położone.

Jazy (upusty, szluzy) spiętrzające wodę, jeśli mają służyć wyłącznie dla celów nawadniania, budowane są zazwyczaj o lżejszej konstrukcji. Jednak celowy wybór szczegółów budowlanych i solidność

<s=⁼?> n⁸.. \ ' J

k

ÉrfSfc

i

m

r

S

A n

5

\1

16-16

H

•4

ira;-

4 20 en*

RVH ys

»

ai J

««fei

\£/é_

20*6,

i-vk

y

E

Ij

20-22

da

i

ü

fl

-    "j

s

if

5.20

k

m

?J3.

4w

fi*- _—

^s-

L

.1

7,

** UT

~rrr-k

ń bM

=r-

==f.

MK

%

LJ

Rys. 135.

f/fl

■j

I

"r=

oo s

1

?

'

Æsj

\i£Âl

■“1

2

/.tfô

=F

/\ UF

2^

⁵|g|aą

I

.-•

A*’

. _J

Of

l

Rys. 137.

7'fl

n-

m

— OèC ■

4^

J.g

_____ „401

k k

Tt

—fl/ 7 -

«

r*ł

PSkîîMiil

r™rai

/«_-

liBii

tor

./.7b.

t

ß

W.

ê

fJ

I

wykonania są zawsze tu wskazane. Konstrukcji wyłącznie drewnianych należałoby unikać z powodu ich małej trwałości. Zwłaszcza dla meljoracji spółkowych, ze względu na dalszą konserwację, wskazane jest używanie materjałów trwalszych, jak kamień lub beton.

Właściwy wybór systemu zamknięcia nastręcza zawsze pewne trudności. Pożądane jest w każdym razie takie urządzenie, aby jeden człowiek mógł je obsługiwać.

^ggglglllE

i>L

Wk

s. r.

. Æ

A?

Rys. 138.

W wypadkach, gdy przewiduje się częste zamykanie i otwieranie jazu, jak to bywa np. tam, gdzie z wody korzystać można tylko nocą, urządzenie musi pozwalać na łatwe manipulowanie stawi-dłami z niewielką stratą czasu. W tym razie wskazane będzie urządzenie sta-widłowe (zasuwy) z mechanicznym wyciągiem (rys. 135), lub dla jazów mniejszych, zasuwami, podnoszonemi przy pomocy łańcuchów nawijanych na wał (rys. 136), wreszcie prostszych jeszcze drabinek. Gdy jednak spiętrzenie odbywa się rzadko i trwa dłużej, bywają w użyciu jazy z otworami zakładanemi brusami (rys. 137) lub jazy iglicowe.

W razie spiętrzenia rzek zamarzających, a więc, gdzie przewidywany jest spływ wiosną lodów, należy dla uniknięcia budowy silnych i kosztowniejszych filarów, stosować bądź słupy stawidłowe ruchome, bądź też konstrukcje takie, któreby pozwoliły osiągnięcie szerokich przelotów (rys. 138), nie tamujących przepływu.

Jaz winien być pobudowany w miejscu, gdzie łożysko rzeki jest proste, niezbyt szerokie, brzegi silne i najlepiej w bezpośredniej bliskości kanału, odprowadzającego wodę do nawodnienia. Wówczas jaz spiętrzający może być niekiedy połączony ze śluzą wpustową do kanału w jedną konstrukcję. Gdy rzeka niesie znaczne ilości rumowiska, mogącego zanosić teren nawadniany, należy przewidzieć osadnik i śluzę płóczącą dla niego. Rys. 139 przedstawia schematyczne rozmieszczenie tych budowli.

Gdy dopływ wody jest zbyt mały, ażeby zabezpieczyć nawadnianie, lub też jest nieregularny, staje się użyteczne gromadzenie jej w zbiornikach, skąd może być dowolnie czerpaną. Mogą to być zbiorniki mniejsze, zbudowane nad powierzchnią terenu. Stosuje się je, gdy woda jest podnoszona mechanicznie, np. ze studzien i wykonywane są z blachy, drzewa lub betonu. Większe zbiorniki dla wody irygacyjnej budowane są przez wykopanie w ziemi stosownego kształtu i wielkości zagłębień, lub zalew wklęśnięć naturalnych, przez otoczenie ich groblami i w ten sposób tworzenie zbiorników w kształcie stawów. Groble ziemne otrzymują wymiary, gwarantujące trwałość budowli przy cał-

'II

UL

jrednjÿ

__-

;c

.1 N

Muza płucząct

"sT:

Rys. 139.

kowitem wypełnieniu zbiornika, a zatem przy nieznacznych głębokościach, jakie stawy takie otrzymują, a wynoszących od kilkudziesięciu cm do kilku m szerokość korony grobli wystarcza około IV2 m. Nachylenie odkosu od strony wody wynosi 1 :2 lub 1 :3, zaś od strony przeciwnej 1 : IV*. Zależnie od jakości gruntu, z jakiego jest sypaną taka grobla, wymiary te mogą się zwiększać lub nieco zmniejszać. Może też okazać się pożyteczne dla zmniejszenia przepuszczalności grobli, zastosowanie rdzenia z mniej przepuszczalnego materjału lub pokrycie odkosu wewnętrznego warstwą iłu, brukiem, lub nawet płaszczem betonowym. Urządzenia w groblach, służące do czerpania wody, składają się bądź ze zwykłych mnichów drewnianych, lub, co lepiej, z przepustów betonowych lub żelaznych, zaopatrzonych w zasuwy.

Groble winny być zawsze zaopatrzone w przelewy, zabezpieczające od przepełnienia zbiornika wodami burzowemi.

Zbiorniki, znajdujące tylko ograniczone zastosowanie w krajach nizinnych i to zazwyczaj jako niewielkie rezerwoary dla nawadniania ogrodów, sadów, łąk, osiągają olbrzymie wielkości w krajach górskich, gdzie przez przegrodzenie głębokich wąwozów ujmowane mogą być wielkie masy wód, spływających potokami. Dość wspomnieć zbiornik na górnym Nilu o pojemności 2200 miljonów m³ i mogący wodę wielką zamagazynować, aby ją oddać dla nawadniania Egiptu podczas suchej pory roku. Zbiorniki takie spotykamy w Hiszpanji, Włoszech, Francji, a zwłaszcza Ameryce północnej, gdzie są budowane wyłącznie dla ce-

Z. b iornik

:Ji :

W:

3)    •

v. y'"'

Zyt’. '

Rys. 140.

lów dostarczania wody irygacyjnej. We wszystkich krajach górzystych rozsiane są przeważnie jednak dla celów motorycznych.

Nie tu miejsce wchodzić w szczegóły budowy zbiorników górskich. Jest to odrębny dział techniki, dla zaznajomienia się z którym odesłać należy czytelnika do dzieł specjalnych.

W zarysach ogólnych należy powiedzieć, że zbiorniki takie tworzą się przez zbudowanie tamy, zazwyczaj murowanej, hamującej w wąwozie swobodny spływ wody i spiętrzającej ją niekiedy bardzo wysoko.

Tamy murowane, wzgl. betonowe, otrzymują zwykle zarys łukowy (rys. 140). Wysokość spiętrzenia dosięga 70 m. Wobec naprężeń, powstających w tamach przy napełnieniu całkowitem zbiornika, fundamentowanie pewne jest sprawą pierwszorzędnej wagi, co wymaga umiejęt-

nego zbadania terenu pod względem geologicznym. Jakość materjału budowlanego (skały), a głównie zaprawy, służące] do spajania kamienia,

stanowi o wytrzymałości budowli.

pĘjrB;

,.;j/

Rys. 141.

Kształt i wymiary tamy nadawane są w założeniu, aby nie powstawały w murze naprężenia ciągnące (rys. 141).

Po stronie wody daje się uszczelniające pokrycie z asfaltu, lub preparatów smołowych, zabezpieczone fartuchem murowym od promieni słonecznych i mrozu. Wewnątrz otrzymują tamy galerje drenowe dla utrzymywania w suchości muru. Dla opróż-

nienia zbiornika służą wypusty, zaś wody wielkie spływają przewałami, przelewami syfonowemi i t. p.

Tamy ziemne dla podobnych zbiorników otrzymują szczelne pokrycie od strony wody, a przy niepewnym materjale, uszczelnienia wewnątrz w postaci jądra iłowego lub, jak obecnie stosują, rdzenia betonowe-

go lub żelbetowe, go (rys. 142, 143). Wysokość spiętrzania dochodzi do 15 m, jakkolwiek wykonano już zbiorniki ziemne o głębokości 50 m (przy jeziorze Torja w Szwecji).

' \'ï\r

Rys. 142.

Szerokość korony stosują:

b = 3,0 -f 0,3 (h —3)

gdzie h jest wysokością tamy.

Korona leży zazwyczaj 2,5 — 3,0 m ponad przewidzianym najwyższym poziomem wody zbiorników większych, zaś 1 — 2 m przy zbiornikach małych.

Zamagazynowaną wodę w zbiornikach dzieli się na:

1)    rezerwę żelazną, wypróżnianą w razie naprawy, a zczasem, wobec zamulenia dna, znikającą;

2)    rezerwę użytkową, górna granica której określa się objętością zwykłych wód wielkich;

3)    rezerwą powodziową, zwykle próżną i wypełnioną tylko w razie nagłych przyborów.

Daleko idące studja hydrologiczne i znajomość sposobu użytkowania gromadzonej w zbiorniku wody, dają podstawy do nadania szczegółom konstrukcyjnym odpowiednich rozmiarów.

Sztuczne podnoszenie wody. Jeśli pomimo spiętrzenia poziomu okazują się potrzebne długie i kosztowne doprowadzalniki lub spiętrzenie zgoła jest niemożliwe, jak np. z wodami wgłębnemi, to nie pozostaje inna droga do otrzymania wody na odpowiednim dla nawodnienia poziomie, jak podnoszenie jej mechaniczne. Może ono być uskutecznione zapomocą kół czerpakowych (rys. 144), podnośników kubełkowych (rys. 145), lub pomp. Pierwsze mechanizmy używają się tylko, gdy zapotrzebowanie wody jest niewielkie, są jednak bardzo rozpowszechnione, zwłaszcza w krajach wschodnich. Spotyka się koła czerpakowe i w Niemczech, zwłaszcza połączone z kołami wodnemi podsię-biernemi, co pozwala na automatyczne ich działanie. Maksymalna wysokość podnoszenia wody w ten sposób wynosi około 6 m. Urządzenia takie niekiedy umieszczane bywają na łodziach, co pozwala pracować im przy zmiennym poziomie wody.

iw^teYYi

‘"lié

Dla większych ilości wody lub wyższego podnoszenia, stosuje się wyłącznie pompy i to jak obecnie, przeważnie odśrodkowe.

Jako silniki mogą być stosowane wiatraki, mo-

tory spalinowe, parowe, a także elektromotory. Należy jednak zauważyć, że silniki wietrzne mogą być użyte tylko dla niewielkich instala-cyj, lub jeśli istnieje do rozporządzenia zbiornik dość obszerny, w którym

mogłaby być woda stopniowo gromadzona. Dla niewielkich nawodnień, jak np. ogrodów, stosuje się w tym celu betonowe lub murowane zbiorniki, jako gwarantujące szczelność w gruntach przepuszczalnych. Zbiorniki ziemne winny być wybrukowane dla zmniejszenia strat wody.

Silniki spalinowe mogą być z korzyścią stosowane przy niewielkiem zapotrzebowaniu energji. Przy większych urządzeniach w użyciu bywają wyłącznie parowe silniki, zwłaszcza lokomobile, jako nadające się w gospodarstwie wiejskiem i do innych celów.

Obliczenie potrzebnej mocy silnika wynika z ilości zapotrzebowania wody i wysokości podnoszenia jej, zaś w wypadkach, gdy woda prowadzona jest dalej pod ciśnieniem w zamkniętych rurociągach, to winny być brane pod uwagę i znaczne straty wskutek oporów¹).

Jak to później zobaczymy, zużycie wody przez łąki większe przy mało sprzyjających warunkach szacują na 0,6 / s/ha, co odpowiada 52 m³/ha na dzień. Przy kosztach przedwojennych urządzeń mechanicznych i opału, nawodnienia sztuczne z podobnym dopływem sekundowym w poszczególnych wypadkach kalkulowały się w zupełności²), a były w powszechnem użyciu dla urządzeń deszczownianych.

■•-T

-''J

‘.Si

k //*    .    ?*

Rys. 145.

O Der Kulturtechniker 1909, str. 211. ²) Mitt. d. Kais. Wilh. Instit. IV, 83.

C. Urządzenia doprowadzające i odprowadzające wodę.

Kanały otwarte. Miejsce spiętrzenia wody nie zawsze leży w bezpośredniej bliskości obszaru nawadnianego, co stwarza konieczność budowy urządzeń, doprowadzających wodę do miejsca zużytkowania jej.

Rys. 146.

Doprowadzalnik ma za zadanie dostarczenie wody i wyprowadzenie jej na taką wysokość, aby możliwie największy obszar mógł być objęty irygacją. Doprowadzalnik główny winien być przystosowany do przeprowadzenia znaczniejszej ilości wody, z możliwie najmniejszą stratą rozporządzalnego spadku. Z drugiej jednak strony prędkość przepływu wody nie powinna być zbyt małą, bowiem grozi to osiadaniem żyznych namułów i zbytniem zanieczyszczaniem doprowadzal-nika. W praktyce uważa się prędkość a = 0,2 m/sek., jako minimalną, przy wodzie, posiadającej drobne cząstki w zawiesinie.

Z drugiej strony prędkość przepływu nie powinna przekraczać pewnych maksymalnych wielkości, zależnych od jakości gruntu, a grożących nadwerężeniem łożyska.

Jako maksymalną prędkość średnią w gruntach drobnoziarnistych przyjmują 0,4 m na sek., żwirowych — 0,7, zaś skalistych do 3 m na sek. W ten sposób spadek doprowadzalników bywa naogół niewielki, dochodzi niekiedy do 0,2°/oo; biegnąc zazwyczaj po stoku pochyłości równolegle do warstwie, częstokroć otrzymują kierunek dość zawiły. Trasa dopro-

KT

Rys. 147.

wadzalnika powinna być tak dobrana, aby możliwie leżał on cały w wykopie (rys. 146) i wtedy straty wody będą mniejsze, niż gdyby był wykonany w nasypie (rys. 147). Jednakże wyniesienie całkowite doprowadzalnika ponad poziom terenu bywa niekiedy nieuniknione np. w razie przekraczania dolin głębszych. Najtaniej wypadnie budowa,

gdy doprowadzalnik leży częściowo w nasypie, częściowo w wykopie i to w ten sposób, żeby ziemia wykopana całkowicie pokrywała nasypy (rys. 148).

Korona nasypu winna leżeć 30 do 50 cm ponad normalnym poziomem wody, zaś szerokość jej wynosi 0,6 do 1,2 m.

Według norm, stosowanych w Ameryce, ustosunkowanie poszczególnych elementów przekroju poprzecznego przedstawia rysunek załączony (rys. 149), gdzie b = 3 d do 4 d; a = 0,4 d — 0,6 d; c = 1 d — 2 d.

Rys. 148.

Zasadniczo, przy wyborze przekroju poprzecznego należy dążyć do kształtu możliwie zwartego, zarówno ze względu na ekonomję wykopu, jak i zmniejszenie strat wody. Takim przekrojem będzie przekrój hydraulicznie najkorzystniejszy (str. 102) t. j. taki, przy którym obwód zwilżony jest najmniejszy. Gwarantuje on, przy założonej z góry średniej prędkości przepływu, oraz nachyleniu brzegów, zastosowanem do jakości gruntu, osiągnięcie najmniejszej straty spadku rowu, co w danym razie jest bardzo pożądane. Obliczenia wynikają z wzorów ogólnych:

Q = v F; v = c ]/ RJ

'=14

F sin ó

Przy założeniu, aby obwód zwilżony był minimum, otrzymuje się głębokość strugi

— cos Ô

i ustosunkowanie głębokości do szerokości dna

podane na str. 103,

które przy założonem Q, u i ó pozwoli nam określić właściwy przekrój łożyska o wielkości F.

Dla ułatwienia zorjentowania się w potrzebnym spadku J, jaki nadać należy kanałowi, aby osiągnąć założoną prędkość, możemy użyć przekształcone wzory Darcy-Bazin:

1) dla kanałów o gładkich ścianach z cementu lub drzewa

J°/oo = 0,15 (l + 0,03 ß\ °

2) dla kanałów brukowych

./%o = 0,24 (l -j- 0,25 ß'j ß v\

3) dla ścian względnie gładkich jak łupany kamień, nieheblowane drzewo, niewygładzony cement

v².

J°/oo = 0,19^1 + 0,07

4) dla kanałów ziemnych

J%o =

0,28 (l +1,25 |)j%

Zaznaczyć należy, iż w wielu wypadkach nie jest możliwe zasto-wanie najkorzystniejszego przekroju, jakkolwiek to pociąga za sobą powiększenie spadku, względnie powiększenie przekroju poprzecznego.

ł

-j ~A ^

•A

Rys. 149.

Jeśli np. woda średnia większej rzeki, wynosząca 24 /77³/sek. miałaby być odprowadzona całkowicie kanałem, którego spadek całkowity na pewnej długości równa się

3,5 m, to przy założonej prędkości u — 0,75 przekrój wyniósłby F— 33,33 m~. zaś głębokość najkorzystniejszego profilu przy nachyleniu brzegów 1:1,5 wyniesie 3,98 m, t. j. więcej, niż całkowity spadek, czyli kanał taki byłby niewykonalny.

W gruntach przepuszczalnych winny być dno i brzegi dopro-wadzalnika uszczelnione, co może być uskutecznione przez wprowadzenie do wewnątrz wody, posiadającej znaczną ilość namułu, lub w której rozmącona została glina. Amerykanie wykładają boki i dno większych tego rodzaju rowów warstwą 6 do 12 cm gliny, wpuszczają

'JSV/-S

✓W»*

IW*

W'-

OW"

W)

Wh,

»,

Rys. 151.

Rys. 150.

wodę i mieszają glinę bronami lub nawet tratowaniem zwierzętami. Uszczelnienie takie zmniejsza stratę wody o 60 do 80%.

Skuteczniej daje się uszczelnić doprowadzalnik przez systematyczne pokrycie go warstwą do 5 cm iłu, muru kamiennego, lub wreszcie betonu (rys. 150, 151).

Uszczelnienie betonowe grubości do 12,5 cm wykonywa się z mieszaniny cementu i piasku w stosunku 1:4 do 1:8. Beton może być ubijany na skarpach niezbyt stromych bezpośrednio. Skarpy strome muszą być wykładane płytami. Uszczelnienie takie zmniejsza stratę przez wsiąkanie wody o 75 do 90%. Szlam, osiadający w porach betonu, robi go zczasem jeszcze bardziej nieprzesiąkliwym.

Dla uniknięcia wysychania i pękania pokrycia iłowego, należy brzegi o darniować,

W Ameryce stosowane jest również uszczelnianie boków przez spryskiwanie ich ropą naftową, przy równoczesnem wzruszaniu ziemi

—i O,30

«o

...

I0y.

____1.00_

grabiami. Spryskaną powierzchnię należy następnie ugnieść wałem. Skuteczność takiego uszczelnienia zmniejsza się z czasem. W wypadkach, gdy chodzi o oszczędność wody, wyzyskania miejsca i t. p. stosują niekiedy dopro-wadzalniki murowane lub betonowe

(rys. 152).

Rys. 152.

EL

Doprowadzalniki, przecinając zazwyczaj spadek naturalny gruntu, wstrzymują stok wody powierzchniowej, jeśli są ogroblowane. Takie gromadzenie wody od strony stoku nie jest korzystne dla konserwacji nasypów; należy go unikać, budując w odpowiednich miejscach przepusty pod dnem doprowadzalnika. Niekiedy z powodów wyżej opisanych doprowadzalnik musi być przekształcony w akwedukt nadziemny, dopuszczający swobodny spływ wody pod nim. Gdy doprowadzalnik przekracza dolinę podlegającą zalewom, to może być korzystnem dokonać to zapomocą rurociągu, ponieważ inaczej spływ wód powodziowych mógłby być tamowany w sposób niedopuszczalny. Rurociąg taki przy skrzyżowaniu z rzeką może się przekształcić w syfon.

Gdy doprowadzalnik przekracza głębsze wąwozy, lub łożyska rzek, stosuje się akwedukty, lub lewary.

Akwedukty możliwe są tylko w wypadkach, gdy poziom doprowadzalnika leży odpowiednio wysoko ponad zwierciadłem wody w rzece, nad którą jest przerzucony. Budowane są one w kształcie rynien, prostokątnych lub półokrągłych, otwartych, z drzewa (rys. 153), żelaza lub żel.-betonu, albo opartych tylko swemi końcami na przyczółkach, lub też wspartych jeszcze pośrodku na odpowiednich filarach. W razie znacznej długości akweduktu okazać się może konieczne przewidzenie dylatacji. Częstokroć zdarza się potrzeba budowy ruchomych akweduktów. W tych wypadkach, jeśli rynna nie jest zbyt długą,

Rys. 153.

może być ona unoszona zapomocą odpowiednich mechanizmów na pewną wysokość, po innych wypadkach rynna jest wykonywana z dwóch części, ześrubowanych pośrodku i spoczywających na rolkach. W razie potrzeby, po rozśrubowaniu, mogą obydwie części być wsunięte do kanału w ten sposób, że przelot staje się wolny, nie tamując przepływu wodom wielkim lub lodom. Akwedukt wsparty jest zazwyczaj na filarach betonowych, żelaznych lub drewnianych, usztywnionych poprzecznie i podłużnie odpowiednią konstrukcją. Krótsze akwedukty budowane są niekiedy na znacznych wysokościach, wynoszących do 30 m, jednak według amerykańskiej praktyki, akwedukty stają się nieekonomiczne już przy 6 m wysokości, więc dla większych wysokości, a zwłaszcza większych długości dają pierwszeństwo rurociągom w kształcie t. zw. syfonów.

-ś-

•aooo

12.QQ

SE

y. 1

f: 'i

f ,i

n,

VA

Rys. 154.

Rys. 154 przedstawia akwedukt z blachy stalowej, oparty na drewnianych filarach z betonowemi fundamentami, według wzorów amerykańskich.

Gdy koryto rzeki, z którą doprowadzalnik się krzyżuje, leży względem niego zbyt wysoko, zastosowanie akweduktu staje się niemożliwe i wówczas wygodniejszym staje się lewar, czyli syfon. Jest to rurociąg wygięty, łączący się z obu stron rzeki z kanałem otwartym zapomocą dwóch budowli, wlotu i wylotu (rys. 155).

Ruch wody w syfonie odbywa się kosztem straty spadku, wyrażonej różnicą poziomów wody przed i za syfonem. Dla zmniejszenia wymiarów i kosztu budowli zależy na zwiększeniu prędkości przepływu wody w syfonie. Nie jest jednak korzystne zbytnie zwiększanie tej prędkości, albowiem wskutek wzrostu oporów przy wejściu wody do ruro-

figa

1.0

•i

ciągu, otrzymuje się nadmierną stratę spadku. Zazwyczaj przyjmuje się tę stratę = 0,005 do 0,008 /.

Gdy znaną jest długość syfonu, jego wydajność i założona strata spadku, można przystąpić do obliczenia przekroju.

(P

■V ■

a*

(dla przekroju kołowego)

Rys. 155.

c 1 /

y=2!d •

Przyjmując drogą prób d, znajduje się u, a zatem i Q, która to wielkość powinna być nieco większą od istotnie niezbędnej.

Ogólnie wziąwszy, syfon składa się z jednego lub kilku rurociągów, ułożonych w ziemi, których oba końce umieszczone są w obudowaniach murowanych, zwanych niekiedy głowami, które łączą syfon z kanałem otwartym. Głowa od strony wlotu winna przytem zatrzymywać części grubsze, unoszone przez wodę, które mogłyby się dostać do syfonu i zanieczyścić go, posiada więc kratę i osadnik. Głowa od strony wylotu ma za zadanie zabezpieczenie kanału od uszkodzenia go przez wypływającą z syfonu wodę.

Urządzenia większe posiadają szereg dodatkowych szczegółów, jako to śluzy, umieszczone w głowie wlotowej dla umożliwienia opróżnienia kanału podczas reperacji syfonu, kurki dla opróżnienia rury syfonowej, kurki powietrzne, umieszczone w górnej części przewodu dla wypuszczania gromadzącego się tam powietrza, dylatucyjne połączenia, przewidujące zmianę długości syfonu przy zmianach temperatury.

Rurociągi stosowane do syfonów bywają betonowe, żel.-betonowe, z blachy żelaznej lub żeliwne.

Przy znaczniejszej ilości wody stosuje się dwie lub więcej rur syfonowych, a to dla ograniczenia ich średnicy. Niemniej rozmiary przewodów syfonowych są niekiedy bardzo znaczne, tak np. na kanale Ver don syfon w la Luvière posiada średnicę 2,3 m, na kanale Si gnać przy przejściu potoku Laveng długość syfonu wynosi 98 //z, zaś średnica 1,66 m.

fc

fite

’4

g,fi

§1

m

II

\ß'

■ \J

*■

fi

7*r

IjL

a-

fi

Rowy rozdzielcze są doprowadzalnikami drugorzędnemi i mają za zadanie doprowadzać wodę bezpośrednio do miejsca zużytkowania na poszczególne parcele. Biegną one wzdłuż najwyższej granicy tych parcel, a utrzymywany w nich poziom wody wyższy jest zwykle o kilkanaście centymetrów od poziomu gruntu zalewanej parceli. Kształtem i budową nie różnią się od zwykłych do-prowadzalników, są tylko od nich mniejsze. ✓

:v.‘

Rys. 156.

W razie gruntu nadmiernie przepuszczalnego, m braku miejsca, lub skąpej ilości wody, budują rowy rozdzielcze w postaci rynien murowa- Mfcïâ&j nych, betonowych lub drewnianych (rys. 156).

Rowy odwadniające. Dla umożliwienia dość prędkiego sprowadzenia nadmiaru wody zalewowej, orazj należytego osączenia gruntu nawadnianego, niezbędne są rowy osuszające. Rola ich jest szczególnie ważną, bowiem od nawodnienia można tylko o tyle oczekiwać dodatniego skutku, o ile równocześnie zabezpieczone jest i odwodnienie i to dostatecznie głębokie. Inaczej nawadniany grunt szybko się zakwasza, a pozbawione tlenu rośliny zamierają, ustępując miejsca chwastom.

Najodpowiedniejsze miejsce dla rowów odwadniających wynika z ukształtowania terenu, a odległość między nimi i głębokość ich zależy od rodzaju gruntu i systemu nawodnienia. Grunty nieprzepuszczalne lub podlegające częstym i silnym nawodnieniom muszą posiadać gęstą i głęboką sieć rowów odwadniających, przyczem kształt ich winien odpowiadać ogólnym zasadom, o których było poprzednio w rozdziałach odnośnych obszerniej mówione. Pożądane są jednakże skarpy o bardzo ma-łem nachyleniu, zwłaszcza na łąkach, a więc 1:2 do 1:3, trudniej bowiem wtedy ulegają one uszkodzeniom przy zalewach, a przytem mogą być po odarniowaniu użytkowane do dna.

Co do innych warunków, to rowy odpływowe, podobnie jak i doprowadzalniki winny o ile możności być tak przeprowadzone, aby nie przeszkadzały w pracy rolnej przy użyciu maszyn, oraz w komunikacji. Pożądane więc jest umieszczanie ich wzdłuż granic, lub przynajmniej przecinanie parcel tak, aby poszczególne części były łatwo dostępne. Na gruntach rozdrobnionych korzystnem jest zastosowanie scalenia ich, przystosowanego do sieci nowoutworzonych rowów. Zaznaczyć należy, że zasadniczo wszelkie projekty komasacyjne powinny uwzględniać możliwość następnego przeprowadzenia meljoracji, a więc nowotworzone granice winny być przystosowane do przewidywanych kierunków rowów.

Rurociągi dłuższe używane są jako doprowadzalniki w wypadkach, gdy konieczne jest przekroczenie miejscowości, której przecięcie kanałami otwartemi jest niepożądane lub niemożliwe, jak np. na stromych zboczach gór. Buduje się je ze stali, żel.-betonu lub drzewa. Te ostatnie, rozpowszechnione w Ameryce, wchodzą w użycie i w Europie, a używane bywają przy ciśnieniach, dochodzących do 90 m słupa wody. Rury żel.-betonowe znajdują zastosowanie zwykle przy mniejszych ciśnieniach — do 30 m.

Jeśli rurociąg jest całkowicie wypełniony i woda pozostaje pod ciśnieniem, to przy stałym przekroju, prędkość ruchu wody jest w nim stałą i wynosi

Fh

gdzie

F = pole przekroju,

O = obwód zwilżony, h = wysokość hydrauliczna,

/ = długość,

c = współczynnik wg. Bazina.

L __ ^j7 j 9

0_ 4    c² F2g

ponieważ ^ prZy przekroju kołowym, przeto wysokość ciśnienia

8 g l v2 c² d 2q

dla przezwyciężenia oporu ruchu : h =

t/i r

78,5

c²

W rurociągach dłuższych, o średnicy znacznej, gdzie mogą być brane pod uwagę jedynie opory, powstające wskutek tarcia o ścianki,

h = 0.083 £ l

d⁵

h    O²

4 = j= 0,00254;

przyjmując £ = 0,03

ni ¹

lu -

y, X-— 2js

Q²

!L_a.

rS

pp9| SS ^

JlAJ\LL.( pvi.U [AAAĄ

Rye. 157.

Q = 20,3 æ 1IJd d = 0,31

f J■

Według dokładniejszych doświadczeń Biegeleisena: (18, 112)

çr

rf4s

dla rur żelaznych kutych J =0,001196

„    „ żeliwnych

J = 0,0019

starych J— 0,0040

Q¹-⁹

d⁴⁸'

Budowle, służące do spiętrzenia wody w doprowadzalni-kach i rozdziału jej. W miejscu, gdzie doprowadzalnik łączy się z rzeką, z której woda jest czerpana do irygacji, ustawiona bywa zazwyczaj szluza wpustowa, jako budowla, pozwalająca na dowolne wprowadzanie wody lub zatrzymywanie jej. Szluza taka, zaopatrzona zwykle w stawidła (zasuwy) ruchome, budowana jest z drzewa (rys. 157), lub co lepiej, z kamienia, betonu (rys. 158). Gdy rzeka prowadzi grubsze rumowisko, niezbędny jest przed szluzą wpustową osadnik ze szluzą płóczącą, zarówno jak krata o prześwicie ca 2 cm, dla zapobieżenia zanieczyszczeniu. Częstokroć szluza wpustowa łączona jest z jazem piętrzącym na rzece w jedną większą budowlę.

Szluzy wpustowe w szczegółach budowlanych nie różnią się od zwykłych jazów ruchomych, a jako ob-jekty mniejsze i mniej narażone na uszkodzenia przez wodę, mają zazwyczaj słabszą konstrukcję. Gdy szluza wpustowa wbudowana jest w wał ochronny, a ilość wody pobieranej jest niewielką, może być ona połączona z rurą przepustową (rys. 159), lub z przepustem sklepionym.

50 O

'v

JF

W-

■ -vcv - ^    - :

Rys. 158.

Wg

u-

Z drobniejszych objektów budowanych na doprowadzalnikach należy wspomnieć mniejsze szluzki, spiętrzające wodę w doprowadzalnikach, wykonywane bądź z drzewa (rys. 160), bądź z betonu, a będące w zasadzie swej tylko zmniej-szonemi jazami. Podnoszenie zasuwy ywa tu

lOo _

ml

e.30.

ago

er

i—>•

a>

Zupełnie drobne szluzki i zastawki wykonywane bywają z drzewa, lub jak w czasach obecnych w Ameryce, a nawet w Niemczech masowo, całkowicie z metalu, t. j. z blachy żelaznej, cynkowanej.

Rys. 159.

[ÎW

rts

7~

, m/'

__c70 —-

t-

Rys. 160.

Tam, gdzie spiętrzenie bywa krótkotrwałe, a miejsce jego nie jest ustalone, są w użyciu zastawki płócienne, składające się z belki poprzecznej (rys. 161), do której przybity jest płat płótna żaglowego, którego szerokość równa się w przybliżeniu obwodowi rowu,

,,    ....    „    —__/vtrFx

zaś długość wynosi potrójną głę-bokość wody. Belkę układa się wpoprzek rowu, zaś płótno rozpościera się na dnie i brzegach, obciążając go po brzegach kamieniami lub ziemią. Wpuszczona następnie woda do rowu przyciska

płótno do ścian kanału, tworząc dość szczelne czasowe zamknięcie. j Na małych rowkach / daje się spiętrzać wo-^ da przenoś nem i zastawkami, wykona-

i *. • ił

Rys. 162.

Rys. 161.

F=S

JE3L

nemi z blachy (rys. 162), lub nawet w prostszy sposób z desek drewnianych. Wbija się je w dowolnem miejscu rowka w grunt, zamykając przepływ wody.

y r-'. *y.r

Rozdział wody z doprowadźalnika dokonywa się zwykle zapo-mocą przepustów rurowych. Otrzymują one wlot ścięty ukośnie (rys. 163), zamykany drewnianą lub blaszaną zastawką, która od dołu, jeśli otrzyma wszerz przytwierdzony kątownik, zabezpieczona zostaje od zupełnego wyciągnięcia i zagubienia.

Rys. 163.

-AK

Rury, zwykle cementowe, winny być do się szczelnie dopasowane i iłem starannie obite, aby zabezpieczyć je od podmycia. Miejsce wylotu winno być odpowiednio zabezpieczone od rozmywania przez wytryskującą z przepustu wodę. Przy bardzo nieznacznych ilościach wody, przepusty wykonywane bywają z rur drenowych, ułożonych w ogroblowaniu doprowadzalnika i zamykanych prymitywnie korkiem drewnianym.

D. Opis systemów nawadniania.

1. Nawadnianie łąk.

Uwagi ogólne. Dla umożliwienia prawidłowego nawadniania, któ-reby gwarantowało możliwie oszczędne zużycie wody przy osiągnięciu maksymalnego skutku użytecznego, niezbędne są pewne urządzenia techniczne, związane z przystosowaniem powierzchni irygowanej i ujęte w określony system. Wybór systemu, jak to już w rozdziale „Metody użytkowania wody“ było wyjaśnione, zależy przedewszystkiem od jakości wody posiadanej i skutku, jaki pragniemy osiągnąć nawodnieniem, oraz od jakości kultur irygowanych. W istocie zależy on również od wielu mniej uchwytnych czynników, jak kalkulacja kosztów, kwalifikacje rolnika użytkującego nawodnienie, przyzwyczajenia ludności i t. d. Czynniki te, pozornie drugorzędne, muszą być jednak bacznie brane pod rozwagę. Koszty urządzeń nawadniających mogą być bardzo różne i zależnie nie tyle od warunków terenowych, ile od systemu irygacyjnego. Prosty system podsiąkowy jest często trzy lub czterokrotnie tańszy od skomplikowanego stokowego. Poza tern różnica w użytkowaniu urządzeń nawodniających jest też bardzo znaczna i gdy jedne systemy mogą być powierzone ludziom mniej inteligentnym lub mniej dbałym, inne wymagają przy ich użytkowaniu dużo pracy, staranności, a nawet teoretycznego przygotowania. W rzadkich wypadkach zresztą daje się na większym obszarze przeprowadzić jednolity system. Inżynier ma tu szerokie zadanie indywidualizowania szczegółów, co jedynie daje gwarancję istotnie celowej całości.

Niewątpliwie najwięcej miarodajnym dla wyboru systemu i modyfikacji jego szczegółów jest rodzaj kultury. Z natury rzeczy niezbędne jest liczyć się przy wykonaniu tej meljoracji zarówno z wymaganiami techniki jak i rolnictwa. Inaczej bowiem przystosowanie powierzchni irygowanej może być wykonane na zadarnionej trwale powierzchni, inaczej zaś na polu, które rok rocznie podlegać musi uprawie. To też za podstawę klasyfikacji różnorodnych technicznych systemów nawodnień wzięliśmy rodzaje kultur najwięcej wyodrębniających się, jak łąki, pola i ogrody.

System nasiąkowy. Ma on za cel jedyny zaopatrzenie łąki w wilgoć, a polega na dość gęstem poprowadzeniu doprowadzalników oraz zaopatrzeniu powierzchni irygowanej w sieć drobnych brózd nasiąkowych.

Doprowadzalniki winny być nieco wyniesione ponad teren, ażeby woda mogła być z nich łatwo wprowadzona do brózd. Brózdy nasiąkowe w postaci prostokątnych lub trójkątnych rowków, głębokich na ca 12 cm i szerokich 20 do 30 cm, biegną z bardzo niewielkim spadkiem lub nawet poziomo. Z tego powodu, będąc ściśle przystosowane do terenu, otrzymują często kierunek kręty. Długość ich, zależnie od przepuszczalności gruntu wynosi 30—40 m. Woda, dostając się z doprowadzalników do brózd przez przepusty z rurek drenowych, założonych w ogroblo-waniu doprowadzalnika, ścieka powoli, wsiąkając w grunt i tworząc w nim zapas wilgoci. Dla regularnego zwilżenia powierzchni, odległość wzajemna brózd winna być niewielka, — 4 do 6 m.

System ten, w zasadzie swej bardzo prymitywny, może być zastosowany jedynie na łąkach płaskich, o spadkach małych i gruncie w miarę przepuszczalnym. Zarówno na gruntach bardzo przepuszczalnych jak i zwięzłych, rezultatów większych spodziewać się nie można, bowiem sfera działania brózdy jest niewielką. Wobec prostoty urządzenia i taniości, system nasiąkowy może być zalecany w warunkach prymitywniejszych, na niewielkich obszarach. Zbyt regularnego rozprowadzenia wody trudno się tu spodziewać i byłoby to nawet bezcelowe. Drobne zagłębienia mogą się w czasie nawadniania pokryć wodą, co nie będzie ze szkodą.

Oprócz urządzeń nawadniających łąka winna posiadać rowy odwadniające głębokości 0,50 — 0,75 m, lub posiadać niezbyt gęstą sieć drenową, służącą dla odprowadzenia nadmiaru wilgoci.

Regulowanie rozprowadzania wody po powierzchni dokonywa się przez zamykanie brózd darniną lub przenośnemi zastawkami.

System podsiąkowy polega na czasowem spiętrzaniu wody w rowach odwadniających z pomocą zbudowanych w nich stosownych szluzek. Skutkiem tego podnosi się powoli poziom wody gruntowej, częściowo zaś przesiąka woda przez burty rowów, umożliwiając nasycenie wilgocią przyległego pasma gruntu drogą włoskowatości.

Dla zwiększenia i ujednostajnienia działania tego rodzaju nawodnienia oprócz zasadniczych rowów odwadniająco-nawadniających wykonywane zostają w niewielkich odstępach, 15 — 25 m rowy podsiąkowe, obejmujące regularnie cały teren. W miarę możności do rowów głównych dopuszczana jest woda z zewnątrz, co przyśpiesza spiętrzenie (rys. 164) Warunkiem możności zastosowania tego systemu jest mały spadek ogólny obszaru nawadnianego, inaczej bowiem staje się konieczna budowa zbyt wielkiej liczby szluzek spiętrzających.

Działanie wody jest w tym razie wyłącznie zwilżające, natomiast o wyzyskaniu jej siły nawozowej nie może być mowy. Również ujemnie przedstawi się sprawa z punktu widzenia przewietrzania: woda, podnosząc się od spodu, wyciska powietrze z gleby, utrudniając przenikanie jego w głąb. Zużycie wody jest tu małe, lecz działanie uwydatnia się tylko na gruntach przepuszczalnych.

Rowy nasiąkowe winny być przeprowadzone z bardzo niewielkim spadkiem dna, jednakże z uwzględnieniem możności spływania z nich

i-

Śluza rvpushi

.7«

—~^lRz eka. -=r^

Rys. 164.

całkowitego wody. Głębokość ich może być niewielka, natomiast pochyłość burt winna być łagodna, bo inaczej nasiąkające wodą brzegi łatwo obsuwają się.

Przy budowie szluzek zabezpieczać je należy od obejścia przez wodę, co wskutek różnicy poziomów przed i za szluzką łatwo się zdarza, jeśli nie są one zaopatrzone w dość długie skrzydła szczelne.

System ten stosowany bywa częstokroć na łąkach torfowych.

System zalewowy polega na otoczeniu obszaru nawadnianego wałami, tak, aby woda napuszczona do wewnątrz utworzyła płytki zalew miejscowości.

System ten może więc być stosowany tylko na terenach o małym spadku (do 0,5%) i na gruntach z natury przewiewnych oraz przepuszczalnych. Z różnych względów pożądane jest, aby zalewy były możliwie równomierne i płytkie. Zazwyczaj średnia ich głębokość wynosi 20 do 30 cm i sięgając do 50 cm w najniższych miejscach, schodzi na 0 w najwyższych.

Zarówno ze względu na osiągnięcie równomierności zalewów jak i możność dogodnego i szybkiego nawadniania, większe obszary muszą być rozdzielone na pewną ilość kwater, które zazwyczaj nie przekraczają wielkości 10 ha, w szczególnych tylko wypadkach więcej. Kwatery zaopatrzone zostają w sieć rowów osuszających, zwykle służących i za rowy nawadniające (rys. 165).

Wały wykonywa się z ziemi, pochodzącej z wykopu rowów osuszających. Otrzymują one wysokość 30 do 35 cm ponad zwierciadłem wody zalewowej ; szerokość korony wynosi 0,6 — 1,0 m i podwójne odkosy skarp (1 : 2). W miejscach, gdzie rowy główne przecinają wały, wbudowuje się szluzki lub mnichy, spiętrzające wodę. Zarówno groble, jak i rowy, winny być starannie odarniowane, aby zabezpieczyć je od rozmycia przez wodę.

5/yra ivpuiisXt^--

* ~~ - -

!.

t \M

Ki ek.

Rys. 165.

Napełnianie zaczyna się od najniżej leżącej kwatery i postępuje stopniowo coraz wyżej. Opróżnianie odbywa się w tymże samym porządku. Okres nawadniania, od chwili rozpoczęcia zalewu kwatery, do chwili opróżnienia jej, nie powinien przekraczać dni 8-u, pożądane jest jednak skrócenie tego czasu ze względu na zbyt długie pozbawienie roślin i gleby powietrza.

System zalewowy umożliwia kompletne wyzyskanie nawozowych zasobów, znajdujących się w wodzie. Do braków jego należy jednak zaliczyć niebepieczeństwo przesycenia gleby wodą i wstrzymanie na czas nawadniania wszelkich procesów oksydacyjnych w glebie, wskutek zatamowania przystępu powietrza. To też może on spowodować na łąkach zakwaszenie gleby i porost traw ostrych.

Zużycie wody jest naogół dość znaczne, zależne zresztą od ukształtowania oraz przepuszczalności terenu. Natomiast zalecać system ten można dla prostoty budowy, taniości i bardzo uproszczonego sposobu użytkowania, polegającego jedynie na otwieraniu i zamykaniu w czasie odpowiednim zastawek, regulujących przypływ i odpływ wody.

System zalewowo-przepływowy. Niewiele różni się on co do urządzeń swych od poprzedniego. Różnica polega na wbudowaniu przewa-łów i przepustów w wałach, otaczających kwatery zalewowe (rys. 166).

Wskutek tego po wypełnieniu kwater, woda przelewa się z wyżej położonych do niższych, otrzymuje się więc przepływ wody poprzez cały obszar zalewowy. Przy rozmieszczaniu przewałów i przepustów należy baczyć, aby ruch wody był równomierny i ogarniał sobą całość kwater ; przewały buduje się w miejscach najniższych wałów, w innych zaś stosowniejsze są kryte przepusty.

Korona przewałów winna być tak umieszczona, aby przelew następował warstwą cienką (max. 5 cm), stok wału w tern miejscu otrzymuje nachylenie 1 : 3 lub 1:4.

Jak wspomniano, kwatery nie powinny być zbyt wielkie (max. do 20 ha), gdzie zaś nie da się tego uniknąć, należy przeciąć je kierowni-czemi niskiemi wałami, ułatwiającemi cyrkulację wody tak, aby wszędzie miała ona dostęp. Obszar zalewowy otrzymuje dość gęstą sieć ro-

PrzPwał

i Mo

za

Jaz

JS,

r-

Rys. 166.

wów odwadniających, a przytem, w miarę możności, urządzenia, umożliwiające doprowadzanie świeżej wody do każdej kwatery oddzielnie.

System ten usuwa braki systemu zalewowego tem, że umożliwia podtrzymanie ruchu wody, co ułatwia dostarczanie glebie i roślinom świeżego tlenu, daje też możność jeszcze silniejszego i równomierniej-szego wyzyskania siły nawozowej wody. Ze względów technicznych nadaje się dla terenów o małym spadku i przytem o glebie przepuszczalnej.

Zapotrzebowanie wody jest, rozumie się, większe niż w systemie poprzednim, użytkowanie jednak nie jest trudne. Najlepszem jest uskutecznianie zalewów łąk tylko wiosną, lub jesienią, bowiem w okresie wegetacyjnym rośliny mogą być uszkodzone i zanieczyszczone szlamem.

System stokowy naturalny. Ma on na celu uskutecznianie nawodnienia cienką warstwą wody, ściekającej możliwie równomiernie po powierzchni łąki. System ten może być zastosowany tylko w wypadkach dostatecznego nachylenia powierzchni, przewyższają-cego 2%, co jest konieczne, ze względu na znaczne opory, jakie ruchowi wody przeciwstawia gęsty porost łąkowy, oraz dostatecznej regularności powierzchni terenu, pozwalającej na urządzenie tego sposobu nawodnienia bez znacznego deformowania jej. W miarę większej przepuszczalności gruntu pożądany jest spadek większy powierzchni nawadnianej.

Zasadniczo system ten składa się z doprowadzalnika, biegnącego wzdłuż najwyższej granicy zalewanego ucząstka rowów rozdzielczych, oraz poziomo prawie założonych brózd rozlewowych (rys. 167).

Dop

Przez zamknięcie jazu spiętrzającego, woda zostaje wprowadzona do doprowadzalnika, wykonanego z bardzo niewielkim spadkiem i przytem w ten sposób wyniesionego nad powierzchnię, aby poziom wody umożliwiał wydostanie się jej łatwe na powierzchnię łąki przez przepusty, zbudowane w ogroblowaniu doprowadzalnika od dolnej strony.

W ten sposób dostaje się woda do rowów rozdzielczych, wykonanych w kierunku spadku powierzchni.

i;

-4_

■-— R OH! cdpłtj*OHLj

Rys. 167.

Z tych rowów wreszcie może woda przejść do brózd rozlewowych, wykopanych prawie poziomo, przyczem pierwsza z nich leży tuż przy doprowadzalniku. Po wypełnieniu brózdy, woda przelewa się poprzez dolną jej krawędź i rozlewa się równomierną warstwą po powierzchni, ściekając stopniowo w dół.

Odległość brózd rozlewowych wynosi 5—25 m, a to zależnie od przepuszczalności gruntu, ilości rozporządzalnej wody, oraz spadków, długość zaś wynosić może do 25 m. Im grunt jest przepuszczalniejszy, a spadki mniejsze, tern brózdy winny być krótsze i gęściej rozłożone. Przekrój ich prawie prostokątny otrzymuje głębokość około 15 cm i szerokość, zwężającą się od 15 do 20 cm. ‘Rowy rozdzielcze nieco większych rozmiarów posiadają głębokość 20—30 cm i szerokość 30—40 cm.

Przymykanie rowów rozdzielczych dla wprowadzenia wody do brózd rozlewowych dokonywa się zapomocą ruchomych zastawek lub wprost przez zakładanie ich darniną.

Możemy rozróżnić kilka warjantów tego systemu:

a)    Rowy rozdzielcze są usunięte. Woda dostaje się bezpośrednio z dóprowadzalnika do górnej brózdy, a po przelaniu się przez nią w nadmiarze, zostaje częściowo uchwycona przez następną brózdę i w ten sposób zraszany jest stok łąkowy aż do dołu (rys. 168).

b)    Woda z rowu rozdzielczego przez zatamowanie przepływu może dostać się do każdej z brózd. Tu każda z nich może otrzymać wodę świeżą lub też zraszać zużytą wodą.

c)    Jeśli istnieje obawa przesycenia gruntu wodą i ew. zabagnie-nia go, system zostaje uzupełniony rowami odwadniającemi, leżącemi zazwyczaj w kierunkach równoległych do rowów rozdzielczych. Czasem uzupełniają je brózdami odwadniającemi, które mają za zadanie chwytać wodę już raz na stoku zużytą i odprowadzać ją na zewnątrz.

d)    Mogą wreszcie istnieć różne kombinacje uprzednich sposobów, umożliwiające uniknięcie rowów rozdzielczych, natomiast pozwalające

r-^

na wprowadzenie wody bezpośrednio do brózd nawadniających.

j--i-

Rys. 168.

Jeśli wskutek nierówności terenu lub zbyt szerokich stoków, rozlew postępuje nieprawidłowo, dawane są dodatkowe krótkie brózdy regulujące, które nie posiadając związku z rowami rozdzielczemi, zbierają wodę spływającą po powierzchni i ponownie doprowadzają ją do rozlewu.

Jasnem jest, że teren nawodniany, zaopatrzony w rowy odwadniające, jak to opisane zostało pod c), wymaga więcej wody niż bez takowych, a ilość wody zużytkowanej jest w ścisłej zależności od obfitości polewania i, jakkolwiek sekundowy dopływ musi być dość obfity, to zużycie jej ogólne, przy umiejętnem prowadzeniu nawodnienia i staranności wykonania, może być małe.

Obsługa tego rodzaju nawodnienia wymaga dużej staranności i wprawy.

System stokowy sztuczny bywa w zastosowaniu, gdzie spadek powierzchni mniejszy jest niż 2%, lub gdzie z powodu nierówności powierzchni zalewanej należy ją przekształcić. Zwiększenie spadku poszczególnych stoków otrzymuje się przez ukształtowanie ich w zazębienia, tworząc zazwyczaj prostokątne płaszczyzny stokowe ze spadkiem poprzecznym, zwiększonym do 4% ze względu na powiększoną przepuszczalność gruntu, wspulchnionego przy formowaniu stoków rys. 169).

Przy rozplanowaniu stoków należy baczyć, aby nastąpiło wyrównanie miejscowe mas ziemnych wykopu i nasypu. Powierzchnie utworzone sztucznie winny być pokryte warstwą gleby rodzajnej i starannie wydar-niowane.

+!

Rys. 169.

Ogólnie wziąwszy, wysokości są tak dobierane, aby każda brózda odwadniająca, biegnąca u podnóża każdej n-tej tafli stokowej, była na wysokości brózdy rozlewowej n + 2 tafli. Wówczas nadmiar wody spływającej może być powtórnie użyty.

Rozstawienie rowów i wymiary stoków stosują takie, jak dla naturalnego systemu stokowego. Zaznaczyć należy, że zastosowanie sposobu tego jest dość ograniczone, z powodu dużego kosztu i w razach niemożności zastosowania naturalnego systemu stokowego częściej skłaniają się do następnie opisanego systemu.

System grzbietowy. Jest on stosowany w wypadkach niedostatecznego « 2%) spadku terenu, uniemożliwiającego użycie stokowego systemu naturalnego. Powierzchnia łąki zostaje w tym celu ukształtowana w dwuspadkowe grzbiety (zagony), po górnej krawędzi których biegnie brózda (rys. 170), rozlewająca wodę na oba stoki. Nadmiar wody zbiera się w brózdzie odwadniającej, która leży wzdłuż dolnej krawędzi przecięcia się dwóch sąsiednich tafli stokowych. Brózdę rozlewową zasila wodą doprowadzalnik za pośrednictwem krytych, zaś brózdy odwadniające prowadzą wodę do rowu osuszającego.

é\

7Ï

Bróździe rozlewowej nadawany jest spadek bardzo niewielki (2—3%o), zaś brózda odwadniająca otrzymuje nieco większe nachylenie t. j. 5—10%o. Z powyższego wynika, że oba stoki grzbietu nie są płaszczyznami równole-głobocznemi, lecz powierzchniami wichrowatemi, a woda ścieka po nich nie prostopadle do grzbieto-

wej krawędzi, lecz w kierunkach krzywych, wygiętych ku przodowi. Przekrój brózd jest zazwyczaj prostokątny o szerokości 10—25 cm i głębokości 10—15 cm i zwężający się nieco ku końcowi.

Długość grzbietów wynosi normalnie około 25 m, w rzadkich wypadkach dochodzi do 50 m, ponieważ utrudnioną staje się możność równomiernego przelewu wody poprzez obie krawędzie; jednakże we Francji i we Włoszech, gdzie mniejsze stawiają wymagania co do regularności rozlewu, stosują długości, przekraczające niekiedy 100 m a przeciętnie około 60 m. Poza tern długość grzbietów ograniczona jest spadkiem terenu i zmniejsza się w miarę zwiększania się naturalnego nachylenia powierzchni, a to ze względu na wynikające zbyt wielkie roboty

Doprona izalnik

.1

S\

ziemne i z tern związany koszt ich. Do pew-/ nego stopnia na dłu-gość grzbietów wpływa rodzaj gruntu : przepuszczalność znaczna skłania do budowy krótszych grzbietów, a to dla unikania wielkich strat wody przez wsiąkanie w długich brózdach rozlewowych.

TÎTÎTÎ'Tf

Rys. 171.

Szerokość grzbietów, t. j. odległość dwóch brózd rozlewowych, wynosi od 6 do 30 m i przystosowuje się do szerokości pokosów dla ułatwienia zbiorów. Nachylenie powierzchni stokowych winno wynosić 4—6% dla utrzymania dostatecznie energicznego i równomiernego zraszania warstwą wody przelewającej się. Zresztą i tu przepuszczalność naturalna gruntu jest decydującą. Naogół krótkie i wąskie grzbiety gwarantują równomierniejszy rozlew, lecz są kosztowniejsze w budowie i kłopotliwsze w użyciu. Rozplanowanie grzbietów, t. j. wybór ich długości, szerokości i nachyleń, winno gwarantować możliwie największą oszczędność robót ziemnych i wyrównanie mas bez większych transportów. Wyniesienie grzbietów ponad naturalny poziom powierzchni nie powinno przekraczać 30 do 40 cm.

Grzbiety leżą bądź w kierunku głównego spadku (rys. 171), bądź-też mogą leżeć równolegle do spadku (rys. 172).

Gdy szerokość nawadnianej łąki jest większą, niż dopuszczalna

długość grzbietów, to można założyć kilka ich rzędów piętrowo zbudowanych (rys. 173).

Przy znacznym spadku terenu, brózdy nawadniające rzędu II mogą być utrzymane na wysokości brózd odwadniających rzędu I-go, a nadmiar wody z niego spływającej, służy do zasilania następnego z niżej le-

Doprorradialmi.

-i

i-

-i

■r

4-

I----4

|----4-

■ -I

>5:,

-~t*—<----1

u.

Rys. 172.

żących rzędów (rys. 174). Poza tem można zapomocą specjalnego rowu doprowadzać i świeżą wodę do każdego rzędu grzbietów. Gdy jednak spadek terenu jest mały, to urządzenie takie nie da się uskutecznić. Powtórne użycie spływającej wody z górnych rzędów daje się uskutecznić dopiero na jednym z dalszych.

w?

E4443

OJ

Rys. 173.

Układów podobnych, o różnych sposobach zasilania wodą rzędów grzbietów obok siebie leżących jest wiele, zasadniczo jednak nie odgrywa to roli. Rys. 175 podaje układ zraszania grzbietowego na większym obszarze.

Niekiedy sytuacja nakłania do budowy tak szerokich grzbietów, że regularny rozlew po nich wody staje się wątpliwy. Wówczas dostatecz-

Rys. 174.

nie w celu zabezpieczenia równiejszego zraszania zaleca się stosowanie dodatkowych pomocniczych brózd rozlewowych o niewielkiej długości (rys. 176), wykonanych wzdłuż stoku, a regulujących spływ powierzchniowy. W innych wypadkach brózda grzbietowa traktowana jest jedynie jako doprowadzalnik, a dla rozlewu wykonywane są po obu jej stronach brózdy rozlewowe z jednostronnym przelewem wody.

’.a/Tîï,

-s

Cl

\%

'oprotvn.

JJ Opro w& c/zû/mj »5=^

:V

'ś?

r⁻

>-

za.

•?-

-V*

?£=?

fiU)

Vk

s?

-<

Nawadnianie rowami rozlewowemi. Poza poprzednio opisa-nemi, klasycznemi formami nawodnień, spotyka się szereg form pośrednich, gdzie, rezygnując z dokładności rozlewu w pewnym stopniu, buduje się urządzenia nierównie tańsze, a praktycznie wziąwszy, dające rezultaty zadawalające. Zwłaszcza w czasach nowszych, gdy praca ręczna znacznie wzrosła w cenie, spotykamy ogólne żądanie do uproszczenia systemów irygacyjnych i przystosowania ich możliwie najwięcej do warunków terenowych, unikając przekształcania powierzchni.

Na skutek tych dążeń powstał ........

system nawadniania rowami rozle-    -----

wowemi, będący uproszczoną formą naturalnego systemu zraszającego.

Ogranicza się on, w celu zmniejszenia ilości tak uciążliwych dla nadzoru i konserwacji brózd rozle wo-wych, tylko do doprowadzalników, biegnących wzdłuż najwyżej leżących grzbietów i granic stoków; służą one zarazem jako rozlewacze (rys. 177).

Rys. 176.

W tym celu poszczególne rozlewacze zostają podzielone śluzami spiętrzającemi na poziome odcinki, a krawędzi rowów, przez które woda ma się przelewać, muszą być wyniesione nieco (30—40 cm) ponad teren i założone prawie poziomo. Szero-kośćkorony grobelek wynosi około 0,60 m, a skarpa zewnętrzna otrzymuje nachylenie od IV* do 4-krot-nego. Dno rozlewacza idzie zazwyczaj równolegle z wyrównanym spadkiem terenu. Długość poszczególnych odcinków przelewowych zależy przedewszystkiem od spadku terenu, ponieważ zbytnie podnoszenie brzegów ponad poziom jego jest niepożądane.

Z drugiej strony dla otrzymania przelewu regularnego na całej długości odcinka nie może on być zbyt długi. Gdy więc przelew jest jednostronny, długość odcinka dosięgać może niekiedy 70, nawet 100 m, przy dwustronnym przelewie nie powinna przekraczać 50 m.

Im ilość wody rozporządzalnej jest mniejsza, tern i odcinki przelewowe muszą być krótsze, podobnie rzecz się ma przy małych spadkach poprzecznych terenu.

Obszar nawadniany winien być zaopatrzony w rowy odwadniające, których kierunki w przybliżeniu są zwykle równoległe do nawadniających. Szerokośćpasmzraszanych, leżących pomiędzy rozlewaczami a odwadniaczami, zależną jest od poprzecznego spadku terenu. Jednak ze względu na możność osiągnięcia względnej przynajmniej równomierności zraszania, nie powinna przekraczać 60 m. Obliczenie nawadniających rowów dokonywa się w założeniu, że struga wody winna przelewać

Rzeką

In

Jaz

Jluza wpust.

\5l

Rów

5p.

r°zlewo

■*

Wij ,

__4- —

*% %

Rys. 177.

się przez krawędzie rowu warstwą 2V* — 3 cm, przyczem zjawisko upodobnić można do przelewu przez szeroki przewal. W obliczeniach jednak współczynnik a, ze względu na znaczne opory ruchu wody po zadarnionej powierzchni, przyjmować należy dość mały. W tym wypadku ilość wody, przelewającej się na długości rowu rozlewowego /, będzie wynosić:

2 i /    3

^alh 2gh, gdzie h = ^h₀,

oznaczając przez /?₀ grubość przelewającej się strugi przez koronę, 2

zaś w a przyjąć dależy nie większe ponad 0,35 — 0,38.

O

System ten jako dość tani, łatwy w obsłudze i prosty w urządzeniach, zalecany jest na gruntach zwięźlejszych i to głównie w celu zwilżania. Mniej nadaje się dla celów nawożenia, a to z powodu trudności osiągnięcia równomier-

nego rozlewu wody, wynikającego z szerokości nadmiernej pasm zraszanych, a co za tern idzie nierównomiernego zasilania gleby namułami. Jest to zresztą wadą przejściową, bowiem z czasem powierzchnia się wygładza.

System grzbietów naturalnych dąży do ukształtowania stopniowego w sposób naturalny powierzchni łąki w regularne zagony na podobieństwo poprzednio opisanych sztucznie wykonywanych grzbietów z dużym nakładem pracy. W tym celu w miejscach gdzie winny leżeć brózdy odwadniające, zdejmowaną jest darnina na szerokość 1,5 m pasa i wykopany zostaje rowek o przeć, głębo- — kości 0,3 m i podwójnych odkosach, zaś 3F darń uzyskana tą drogą służy do wybudowania rynny rozlewowej, obsypanej następnie z obu stron ziemią, uzyskaną z wykopu rowów (rys. 178).    .......

Jeśli woda służąca do nawadniania obfituje w namuły, to z czasem, przez osiadanie ..........

ich w pobliżu zbudowanej rynny, jak również wyrzucanie na boki, z rowka rozlewowego osiadającego w nim szlamu wytwarzają się pożądane zagony regularne.

Położenie rowków odwadniających musi być ściśle zastosowane w tym wypadku do ufałdowań terenu, mogą one nie być zatem dokładnie równoległe do siebie, jak to ... w sztucznym grzbietowym systemie bywa, — zaś grzbiety mogą wypadać o różnej długości.

- Ro* do

</>/bw<vdza)apy

vît

Cw

Y- V nv

Kć* Oprowadzając*

Rys. 179.

Uproszczone systemy stosowane w Ameryce ¹). Są to systemy stokowe proste w budowie przystosowane do właściwości terenu ; mogą służyć zarówno dla łąk jak i pól ornych. Istotę ich dostatecznie wyjaśniają rys. 179, 180, 181.

Na pierwszym z podanych warjantów, właściwym dla terenów więcej urozmaiconych, woda jest prowadzona brózdami rozlewowemi ze spadkiem 1%, zaś odległość pomiędzy niemi wynosi 30 do 50 m. Przeciętny spadek terenu wynosi 0,4 — 0,5%. Rowy odprowadzające, połączone z rozlewaczami, dają możność nadmiar wody przeprowadzić na parcele niżej leżące i tam ją zużytkować.

Gdzie teren jest ukształtowany regularniej, tam zastosowany może być sposób wyobrażony na rys. 180. Roziewacze są tu prostopadłe do

9 Viestnik pro vodni hospodarstvi 1924.

warstwie, założone w odległościach 30 m jeden od drugiego, zaś długie do 425 m. Rozlew może być obustronny.

Przy nieco większych spadkach może być użyty sposób wyobrażony na rys. 181, gdzie teren rozdzielony jest w kierunku spadu niskiemi

Rón dc pro n<tc/rct/arc^

......^.....

k

grobelkami, przeprowadzonemi równolegle w odległościach około 15 m i długiemi 50 do 200 m. Woda, doprowadzona rowami, ścieka ze spadkiem pomiędzy grobelkami. Sposób ten zalecany jest dla łąk płaskich, gdzie grobelki nie ulegają tak łatwo zniszczeniu.

Zarówno rozlewacze jak i grobelki wykonywane są specjalnemi narzędziami w rodzaju pługów i włók, poruszanych końmi. Spiętrzanie wody odbywa się wyłącznie prze-nośnemi zastawkami płóciennemi.

int odp ran/ adza.jp c~y

Rys. 180.

Rôn dof.

Jig./dcU

il

fl

Kdw 0fłf>ro#a.dŁ*.jt^cy

Nawadnianie zapomocą drenów. Zaopatrzenie roślin w wilgoć przez podsiąkanie może być uskutecznione przez doprowadzenie z zewnątrz wody do drenów, ułożonych z małym spadkiem i zaopatrzonych w zawory, umieszczone na zbieraczach. Ażeby cel był spełniony, drenowanie musi być płytkie, co nie wyklucza niebezpieczeństwa zarastania rurociągów. Wobec tendencji wody przesiąkania do głębszych warstw, zwłaszcza w gruntach przesiąkliwych, a małą włoskowatością odznaczających się, straty na wodzie mogą być znaczne.

W celu uniknięcia tych niedogodności Petersen wprowadził skombinowany z drenowaniem system nawadniania, polegający na powierzchownem, zraszaniu łąk systemem stokowym naturalnym, skuteczność którego zostaje w ten sposób powiększona, że przesiąkająca wgłąb gruntu woda zostaje spiętrzona przez zaopatrzone w zawory drenowanie (rys. 182). Układ drenów musi być wybitnie poprzeczny i ujęty w niewielkie działy. Zawory ustawiane są na zbieraczach w odległościach pionowych ca 50 cm.

Dopro"adz-aln i k.

Ogólny ustrój stokowego systemu zraszania w tym wypadku nie różni się od opisanego poprzednio.

Prowadzenie nawodnienia polega na tern, że po uprzedniem zamknięciu ręcznie zaworów drenowych, łąka następnie jest zraszaną do zupełnego nasycenia. Wówczas kolejno od dołu zawory zostają otwarte i woda spuszczona. Energiczne przewietrzanie przytem gleby stanowi dużą zaletę tego rodzaju nawodnienia i skutki mogą być tern widoczniejsze, im częstsze i krótkotrwałe są okresy nawadniania, a bezpośrednio po nich następują okresy dokładnego odwodnienia gleby.

Znaczne koszty, złączone z załączeniem tego systemu, kłopotliwość w utrzymaniu urządzeń i. t. p. stoją na przeszkodzie rozpowszechnieniu jego, zwłaszcza, gdy chodzi o większe obszary łąkowe, pomimo niezaprzeczonych zalet teoretycznych.

Ęróz-da rozletfona

—-Ł~~

'"i

u— —

- -4"

Rys. 182.

2. Nawadnianie pól ornych i ogrodów.

Nawodnienie brózdowe należy do grupy nasiąkowych nawodnień, używane bywa zarówno dla okopowych roślin jak i kłosowych. Polega ono na przeprowadzeniu szeregu równoległych brózd w nieznacznym (3 — 5%) spadkiem podłużnym w odległości 60 do 120 cm jedna od drugiej, zależnie od przepuszczalności gruntu. Brózdy te zasilane są wodą z rowka rozdzielczego, wyoranego lub wykopanego wzdłuż najwyższego miejsca i zaopatrywanego w wodę przez doprowadzalnik

główny (rys. 183, 184). Długość brózd

-—    -—- dochodzi w gruntach mało przepu-

~    i' szczalnych do 200 m. Zależy ona przy-

-———u--J tern zarówno od spadku, jak i ilości

~    ~    wody w miarę większych nachyleń

- - i zwiększonego dopływu.

TZZZZZmU    --e I Naogół brózdy wąskie i głębokie

-—--H --- 1 działają ekonomiczniej niż płaskie.

____I-Z    ■ ■ t Normalna głębokość brózd wynosi

10 — 15 cm, wykonywa się je pługiem lub też stosownemi walcami.

Warunkiem stosowania tego sposobu jest teren dość płaski i równy.

Nawadnianie prowadzone jest stopniowo, to znaczy, przez dopuszczanie wody kolejno do kilku obok siebie leżących brózd. Jest ono rozpowszechnione, zwłaszcza w Ameryce Północnej, jakkolwiek ekonomja zużycia wody jest nieznaczną, bowiem przesiąkanie wody na boki, jak doświadczenie wskazuje, jest stosunkowo niewielkie.

Nawodnienie zalewowe podobne do opisanego dla łąk, wymaga wyorania niskich wałków, biegnących równolegle do warstwie.

Wielkość tworzonych zalewów zależną jest od spadku terenu. Przy systemie wyorywania wałów, kwatery poszczególne są zazwyczaj bardzo niewielkie i dochodzą do 1 ara. Wały stałe wykonywa się o odkosach bardzo łagodnych (1 : 5), aby w uprawie nie czyniły przeszkód.

Rys. 184.

Woda, doprowadzona do szeregu najwyżej leżących kwater, przepuszcza się następnie do niższych przez przekopanie wału. Dla napełniania lub opróżniania kwater stosowane bywają wyłącznie prawie zastawki przenośne. W celu zmniejszenia kosztów i nietworzenia wśród pól budowli, któreby przeszkadzały w uprawie, można zamykać darniną otwory w wałach. Głębokość zalewu pożądana jest jak najmniejsza, a więc nieprzekraczająca 25 cm, warunkiem więc użytkowania takiego sposobu jest teren równy o bardzo łagodnych spadkach. System zalewowy stosują w Ameryce przeważnie w sadach owocowych i dla nawadniania lucerny. W Europie rozpowszechniony jest on na polach irygacyjnych, urządzanych w celu oczyszczania ścieków miejskich.

Jakkolwiek prowadzenie zalewów jest mało kłopotliwe, to jednak zaznaczyć należy poważny brak jego, polegający na psuciu struktury gleby, łat wem zaszlamowaniu jej i współdziałaniu tworzenia się skorupy, utrudniającej dostęp powietrza.

Nawadnianie roziewowe naturalne polega na poprowadzeniu wody brózdami leżącemi dowolnie wzdłuż grzbietów naturalnych ufałdowań. Przez przymykanie wykopanych lub wyoranych rowków, zmusza się wodę do rozlania się na obie lub na jedną tylko stronę po powierzchni. Wykonanie i prowadzenie rozlewów wymaga praktyki i umiejętności, rowki bowiem muszą być corocznie odnawiane, ponieważ ulegają łatwo zaszlamowaniu, a przez doroczną uprawę zupełnemu zagładzeniu.

Nawodnienie zapomocą drenów. Wszystkie systemy tego rodzaju jak Petersen a, Astrupa, Wichuli, polegające na wprowadzaniu do podziemnych rurociągów wody i tam spiętrzaniu jej w celu podniesienia poziomu wody gruntowej lub też zasilania warstw wierzchnich, wyzyskując włosko watość gruntu, nie znajdują większego rozpowszechnienia. Systemy te uwzględniają dwie ka-tegorje drenów: nawadniające i odwadniające. Obie zaopatrzone są w zawory, które podczas nawadniania bywaja zamykane (rys. 185). Kosztowność tego rodzaju nawodnień, łatwe uszkadzanie urządzeń, wreszcie wątpliwa racjonalność z teoretycznego punktu widzenia, nie rokują rozpowszechnienia tym metodom.

\\

\\

•Ą

V\

\ V\

\ \ \ \v

Zraszanie przy pomocy urządzeń mechanicznych

wykonywa się bądź przy pomocy rurociągów wężowych, bądź też t. zw. deszczowni. Urządzenia pierwsze pole- 3 gają na doprowadzeniu wody pod ciśnieniem 1 do 1,5 Atm. zapomocą rur żelaznych na pole i na rozlaniu jej przy pomocy wężów gumowych, parcianych lub skórzanych, łączonych z rurociągami stałemi w przeznaczonych do tego miejscach za pomocą hydrantów. Woda bywa bądź tylko rozlewana przy pomocy wężów, bądź też do pewnego stopnia rozpryskiwana przy pomocy nasadzki, którą wężownica jest zakończona.

\w

v\\

W\ \

\'

\w

\\ \

\V

V.

•A

\ \ W

AYA\

_ dreny nawadmu 'ace

___dreny odwadn iajc^ce

........... wa.rót)vice

Rys. 185.

Większem rozpowszechnieniem zaczęły się cieszyć urządzenia deszczowniane, polegające na rozpryskiwaniu wody przy pomocy zbudo-dowanych w tym celu przenośnych mechanizmów. Woda w tym wypadku zostaje doprowadzona na pole przy pomocy żelaznych rurociągów zazwyczaj stałych. Ponieważ wysokie ciśnienie jest tu niezbędne, rurociągi muszą być odpowiednio silne i przytem bardzo starannie uszczelnione.

Rurociągi główne są zakładane bądź pod powierzchnią, bądź też na powierzchni terenu (rys. 186).

Poza głównemi do-prowadzalnikami w szerokiem użyciu są też drugorzędne, składające się zazwyczaj z przenośnych rur ciągnionych t. zw. man-nesmanowskich z kołnierzami , a to ze względu na ich lekkość i dużą wytrzymałość. Rurociągi przenośne pozwalają na znaczne obniżenie kosztów zakładowych instalacji, jakkolwiek koszty eksploatacji są przy ich użyciu większe.

^

Sałerja cipa.ratow zrasz&j<*r-i\

UjcJl

urocL<xq

Hydran t

Silnik

Pompa,

Właściwy dobór średnic wszystkich przewodów jest czynnikiem bardzo ważnym, ponieważ z powiększeniem średnic wprawdzie zmniejsza się koszt eksploatacji, jednak niepomiernie zwiększają się koszty zakładowe i odwrotnie.

Istotą urządzeń deszczownianych są aparaty rozpryskujące wodę, których w użyciu jest kilka systemów, jak: Szczepkowskiego, Hartmann a, Eisenera i innych. Więcej rozpowszechnione w Polsce aparaty Szczepkowskiego składają się z rury żelaznej, umieszczonej na 2 kołach i stanowiącej zarazem oś ruchomego aparatu rozpryskującego. Do tej rury przymocowane są pionowo dwa rozpryskiwacze. Woda doprowadzaną jest pod ciśnieniem do aparatu zapomocą giętkiego parcianego węża,

Rys. 186.

złączonego rurociągiem stałym lub przenośnym. Aparaty łączą się po kilka w rzędzie również giętkiemi wężownicami (rys. 187) i przetaczane mogą być stopniowo na kołach przy pomocy konia.

W ten sposób spryskiwany jest odrazu pas do 150 m długi. Wielka dokładność rozpryskiwania, granicząca z najsubtelniejszem rozpyleniem wody, idealna równomierność zasilania wilgocią, ograniczenie strat do minimum, wreszcie wymiar dawek z daleko idącą dokładnością, czynią

a

^ v. 4 : :i vÜ: : r rii:-

ten system niewątpliwie bardzo cennym. Niestety, wysokie koszty zakładowe, jak i eksploatacji, kłopotliwość w użyciu silników, pomp o Wysokiem ciśnieniu, licznych rurociągów i aparatów, ulegających łatwo psuciu, czynią ten sposób nawodnienia dziś

3E

6o

6.0

jeszcze niezawsze dostępnym dla przeciętnego warsztatu rolnego.

U.

)(

-4-'

Rys. 187.

Nawadnianie o-grodów. Zasadniczo urządzenia techniczne nie różnią się tu od po-przednich, a modyfikacje systemów stosowanych dla innych kultur zależą tylko od względów terenowych lub względów natury praktycznej, związanych z prowadzeniem ogrodów i sadów. Poza najprymitywniejszemi sposobami polewania powierzchni bezpośrednio z doprowadzalników, prowadzonych poziomo po zboczach pochyłości, spotykamy:

1. System zalewowy, polegający na rozdzieleniu sadu niskiemi wałami, wyoranemi pługiem na małe kwatery, które są napełniane wodą z rowów wyżej położonych.

Zależnie od sytuacji, obfitości wody i t. d. albo każda kwatera jest zalewana wodą świeżą, bądź też przedostaje się ona z jednej kwatery do drugiej przez przekopanie wału. Zużycie wody jest tu znaczne, a przesycenie gruntu wodą nieuniknione. Wskutek zeskorupiania się powierzchni po wyschnięciu okazuje się koniecznem spulchnianie jej narzędziami po każdem nawodnieniu. System ten jest w dużem rozpowszechnieniu w Ameryce dla sadów owocowych.

2.    Nawodnienie brózdowe wymaga brózd, wyoranych ze słabym spadkiem pomiędzy drzewami i zasilanych wodą z doprowadzalnika. Oddalenie brózd od siebie zależne jest od zwięzłości gleby i zmniejsza się w miarę zmniejszania się jej przepuszczalności. Odległość ta zależna jest również od wieku drzew, rodzaju upraw pod drzewami i t. p., zaś spadek, z którym są one przeprowadzane, wynosi : 0,3—0,5%.

Brózdy nasiąkowe, o ile prowadzona jest uprawa między drzewami, muszą być corocznie wykonywane, co jednak nie stanowi większej przeszkody. Ze względu na możliwość osiągnięcia równomiernego nasycenia gruntu długość brózd nie powinna przekraczać 200 m. Długość ta maleje w miarę zwiększania się przepuszczalności gruntu, i zmniejszania spadku.

Ponieważ w pierwszych chwilach po wprowadzeniu wody wsiąkanie jest gwałtowne, przeto zalew każdej brózdy dokonywa się z początku większą ilością wody, następnie zaś przez zatamowanie dopływu doprowadza się już tylko nieznaczne jej ilości, wyrównywające straty na całej długości brózdy.

3.    Nawodnienie zapomocą drenów, o którem już poprzednio wspominaliśmy, jakkolwiek propagowane przez wynalazców jak: W i-chula, Claus-Mohr, nie wykazały dodatnich stron, bowiem w gruntach przepuszczalnych woda z drenów przesiąka w dół, nie zasilając warstw wierzchnich, zaś dreny silnie narażane są na zarastanie korzeniami drzew i innych roślin ogrodowych.

4.    Nawadnianie mechaniczne bądź zapomocą wężów, bądź też specjalnych urządzeń wkracza obecnie w powszechne użycie, zwłaszcza gdy chodzi o produkcję handlowę warzyw i kwiatów.

W tych wypadkach konieczne jest doprowadzenie do ogrodu i rozprowadzenie po nim wody pod ciśnieniem zapomocą rur. Zwłaszcza rurociągi wiotkie, wskutek ruchomych połączeń rur¹), są tu bardzo cenione. Rurociągi winny być zaopatrzone w hydranty w takich odległościach, aby łatwo można było cały ogród zasilić wodą wężownicami długości około 15 m, co w każdym razie jest dość utrudnione ze względu na przeszkadzające w manipulowaniu wężownicą drzewa, oraz kultury, prowadzone między nimi. Woda z wężownic bądź służy wprost do napełniania misek okalających każde drzewko, bądź też może być użyta do wypełnienia krótkich brózd, biegnących w różnych kierunkach pomiędzy drzewami.

Rozprowadzanie wody ułatwiane jest zapomocą różnej konstrukcji, betonowych, drewnianych i blaszanych rynien, parcianych wężów i t. p. urządzeń, rozpowszechnionych zwłaszcza w wielkich ogrodach Ameryki³).

b Das Gas und Wasserfach 1925 Nr. 3.

²) Möllers Deutsche Gartenzeitung 1914 r., str. 502.

!.. .

A**-    j

■HHK

« |l§§

MËÉmÈÊk,' ' v

tÇKt-rîSi-*    ••

Rys. 188.

Poza tem znane są urządzenia więcej złożone. System aparatury M e h 1-horna składa się z rur metalowych poziomych, połączonych z ogólną siecią podziemną, i zaopatrzonych w rozpryskiwacze z boków. Rury zakładane bywają na wysokości 2 do 2,5 m i w odległości 12—15 m i posiadają średnicę 26—30 mm przy długości do 50 m. Przez wprowadzenie wody pod znacznem ciśnieniem do poszczególnych rurociągów powoduje się wytrysk jej i skrapianie pasa przyległego, co ułatwia mechanizm, pozwalający na pokręcanie rurą rozpryskującą w prawo i w lewo około jej osi.

Poza tem znane są inne urządzenia nowsze na podobnych zasadach zbudowane, jak systemu „Revoit“, wyrabiane przez fabrykę Ing. Jos. Müller w Ołomuńcu lub przez fabrykę The American Welt Works Aurora, Illinois z resztą kilku fabryk niemieckich, składające się bądź z przenośnych bądź stałych rozpryskiwaczy (rys. 188).

E. Zapotrzebowanie wody do nawodnień.

Uwagi ogólne. Oznaczenie ilościowe zapotrzebowania wody zarówno dla całości obszaru nawadnianego, jak i poszczególnych jego części jest sprawą niezmiernie ważną. Jak w poprzednich opisach uwidoczniono, każde urządzenie nawadniające stanowi pewien zespół elementów, których wielkości, kształty i t. d. muszą być dokładnie znane i możliwie ściśle zachowane, jeśli urządzenia te mają spełniać swe zadania, a nawodnienie ma działać sprawnie, z pełnym pożytkiem dla roślin, zużywając wodę możliwie ekonomicznie. Ekonomja staje się tu doniosłą, zwłaszcza w tych wypadkach, gdy ilość wody będącej do dysponowania jest niewielką w stosunku do potrzeb, lub gdy koszty dostarczania jej są znaczne, jak to bywa przy sztucznem zaopatrywaniu się w wodę lub przy nabywaniu jej.

Niestety problemat ten jest teoretycznie opracowany niedostatecznie, zaś liczne praktyczne normy spotykane w literaturze niezawsze z dostateczną pewnością mogą być uwzględniane, bowiem różnorodność warunków stoi tu na przeszkodzie. Stwierdzić wogóle należy, że zadanie jest bardzo złożone, zapotrzebowanie bowiem wody w poszczególnych wypadkach zależne jest od wielu czynników, niezawsze dostatecznie znanych, a dopływ wody musi zadość czynić wymaganiom niekiedy sprzecznym nieco między sobą. Urządzenie nawadniające, aby spełniało swe zadanie, musi sprawnie działać, co osiągnąć można tylko wtedy, gdy elementy jego są zbudowane na podstawie ścisłych wskazań hydrotech-niki. To też obliczenie potrzebnej ilości wody, a zwłaszcza sekundowego dopływu jej musi wychodzić nietylko z punktu widzenia zapotrzebowania jej przez rośliny, lecz i jakości urządzeń, które ze względu na charakter swój, dokładność wykonania, warunki sytuacji, jakości gruntu i t. p. mogą wymagać mniejszego lub większego dopływu wody w jednostkę czasu, jak również powodują większe lub mniejsze straty wody, czyli działać z różnym współczynnikiem użyteczności.

Względy gospodarczej natury nie są tu również obojętne. Przeciwnie, możność dostatecznego obsłużenia urządzeń irygacyjnych w czasie ich czynności, co zależy zarówno od rodzaju ich, jak i sprawności

aparatu gospodarczego, musi być w tym razie decydującą, obok względów poprzednio wyłuszczonych.

Definicja pojęć, związanych z zapotrzebowaniem wody.

Przy rozpatrywaniu zagadnień, związanych z zapotrzebowaniem wody irygacyjnej, nastręcza się szereg pojęć, których ujęcie właściwe ułatwia znacznie rozwiązanie zagadnień praktycznych. Pojęcia te nie były jednak • dotychczas należycie sprecyzowane, częstokroć nawet nie były należycie rozróżniane, co sprawia, że dane, które spotykamy w literaturze odnośnej są zwykle niejasne. Próba ściślejszego ujęcia przedmiotu zmusza mnie do podjęcia ustalenia słownictwa w tym zakresie i zróżniczkowania odnośnych pojęć, wzorując się poniekąd na pracach prof. Kostiakowa.

Obszar większy irygowany, czyli kompleks irygacyjny może składać się z jednej, lub ze zbiorowiska różnych kultur roślinnych. Zwłaszcza w większych irygacjach na Południu woda dostarczana bywa jednocześnie dla zasilania wielu upraw roślinnych, posiadających różne wymagania tak co do czasu, jak i ilości dostarczanej im wody.

Kompleks irygacyjny, który najczęściej jako jednostka gospodarcza może być traktowany, charakteryzuje się zazwyczaj tem, że jest zasilany wodą z jednego źródła; dzieli się na działy irygacyjne, z których każdy obsługiwany jest samodzielnie swym doprowadzalnikiem. Najmniejszą jednostką irygacyjną jest kwatera nawadniana, stanowiąca taką część każdego działu, która zarówno ze względów technicznych jak i gospodarczych może być nawadniana jedną strugą wodną samoistnie. Przytem przez strugę wodną rozumiemy tę część wody irygacyjnej, która wskutek przelewu przez jedną krawędź poszczególnego rowka rozlewowego ścieka w dół kwatery, zraszając ją.

Kwatera posiada swą długość w kierunku spadu i szerokość ograniczoną długością rowka dającego jedną strugę.

Powyższa definicja tyczy się tylko kwater stokowych, bowiem nieco inaczej należy je rozumieć dla systemów zalewowych, gdzie kwaterą będzie każdy poszczególny, a samoistny zbiornik zalewowy.

Okresem irygacyjnym (T) nazywać będziemy przeciąg czasu w ciągu roku właściwy każdej roślinie, w którym potrzebuje ona nawodnienia. Jest on zazwyczaj różny od okresu wegetacyjnego i obejmuje sobą kilkaperjodycznie następujących po sobie nawodnień o czasie trwania poszczególnego nawodnienia = t

T— 1 (t) -f- (międzyczasów).

Przy rozpatrywaniu ilości wody dostarczanej do nawodnienia rozróżniać winniśmy : całkowitą jej ilość dostarczoną na jednostkę obszaru (1 ha) podczas okresu irygacyjnego czyli pełną dawkę okresową

(D) w m³ na ha i ilość wody, dostarczoną na jednostkę obszaru w czasie poszczególnego nawodnienia, którą nazwiemy dawką polewu (d).

D = 2(d).

Dawki określane bywają również w grubości warstwy wody, jaką obszar irygowany byłby pokryty, gdyby ilość dostarczona nie wsiąkała i nie parowała w ciągu tego czasu.

Dawka pełna zależy głównie od ogólnego zapotrzebowania wilgoci przez rośliny, dawka zaś polewu musi być uzależnioną każdorazowo od warunków polewania, właściwości gleby, temperatury i t. p.

d netto

Zwrócić należy dalej uwagę, że trzeba rozróżnić jeszcze pojęcia: dawki użytecznej t. j. ilości wody istotnie spożytej przez rośliny, lub w jakikolwiek sposób wpływającej na rozwój kultur irygowanych i dawki dostarczanej u wlotu doprowadzalników, która z powodu nieuniknionych strat w takowych lub na urządzeniach irygacyjnych, jest niekiedy bardzo różną od pierwszej. Stosunek dawki użytecznej do dawki dostarczanej jest współczynnikiem użytecznego działania nawodnienia =rj.

= '/•

d brutto

Niezbędnym warunkiem zapewnienia sprawnego działania urządzeń irygacyjnych jest znajomość nietyle dawek w tej postaci, jak to je zde-finjowaliśmy, ile tej ilości wody, na którą poszczególne budowle doprowadzające i rozprowadzające ją, winny być obliczone.

Stąd rodzi się potrzeba stworzenia pojęcia dopływu sekundowego na jednostkę obszaru, na kwaterę, lub zbiorowisko kwater.

Sekundowy dopływ jednostkowy = q, wyrażony w m³ lub litrach na ha i sek. jest naogół wziąwszy zmienny i zależny od zapotrzebowania wody przez rośliny w czasie t. Wyrażany jako liczba przeciętna w stosunku do całego obszaru nawadnianego z jednego źródła daje możność orjentowania się co do wystarczalności wody posiadanej, ewentualnie budowy zbiorników it. p.; obliczony zaś w stosunku do działów irygacyjnych daje możność obliczenia doprowadzalników głównych, a obliczony w stosunku do kwater zalewowych daje podstawę do obliczenia doprowadzalników niższego rzędu i urządzeń, służących do rozdziału wody.

Dopływ sekundowy podczas każdego nawodnienia jest funkcją dawki odpowiedniej, oraz czasu jego trwania

q 7.86400

jeśli t było wyrażone w dniach.

Ponieważ kwaterą zalewową, jak to było wyżej powiedziane, nazywamy najmniejszą jednostkę obszaru irygowanego, która może być zasilana jedną strugą, przeto istnieje ścisła zależność pomiędzy wielkością kwater zalewowych i dopływem sekundowym. Jest on niezmiernie ważnym elementem przy obliczaniu szczegółowem nawodnienia i zależy zarówno od systemu nawodnienia, jakości gruntu, jak i gospodarczych warunków. Zbyt mały dopływ sekundowy nie gwarantuje równomierności zaopatrzenia gleby w wilgoć lub wogóle należytego funkcjonowania urządzeń, zbyt wielki zaś dawać może zbyteczne straty wody lub wymagać nadmiaru rąk roboczych do obsługi nawodnienia.

Jak to już wyżej było wspomniane, z dopływu sekundowego, jaki jest pożądany, daje się obliczyć wydatek sekundowy poszczególnych doprowadzalników. Dla każdego doprowadzalnika zbudować można wykres wydatku sekundowego. Może on być użyteczny, zwłaszcza jeśli obszar nawadniany składa się z różnych kultur, posiadających różnorodne wymagania tak co do czasu, jak i ilości wilgoci. Wówczas, znając wartości perjodyczne potrzebnego dopływu sekundowego dla każdej z kultur i procentowy stosunek obszarów zajmowanych przez nie, daje się zbudować wykres potrzebnego dopływu sekundowego bądź dla całego obszaru, bądź poszczególnych jego działów. Takie wykresy służyć mogą za podstawę do rozdziału wody dla całego kompleksu, gdy ze wspólnych doprowadzalników głównych korzysta większa ilość zainteresowanych, jak to jest w nawodnieniach spółkowych, lub gdy woda dostarczana jest przez specjalne przedsiębiorstwa.

Dawka i schemat irygacji. Pojęcie dawki wymaga jeszcze pewnych wyjaśnień, daje ona bowiem podstawę do wszelkich rozwiązań w zakresie budowy elementów irygacyjnych,

Samo pojęcie dawki pełnej (D) daje nam zaledwie słabe wyobrażenie o rozdziale wody w okresie irygacyjnym. W wypadkach, gdy chodzi o systematyczne zaopatrywanie roślin w potrzebną do ich życia wilgoć, rzadko uskutecznia się to jednorazowym polewem. Przeciwnie, pożądane byłoby systematyczne zasilanie gleby dawkami mniejszemi, rozdzielonemi podczas całego okresu wegetacyjnego, lub raczej irygacyjnego, który ogólnie wziąwszy jest krótszym.

Praktyka jednak wskazuje, że ograniczenie ilości dawek, zaledwie do kilku, w okresie irygacyjnym jest konieczne zarówno ze względów gospodarczo - technicznych, jak i przyrodniczych. Zasilanie gleby okresowo większemi, a rzadszemi dawkami daje możność przystępu powietrza w międzyczasach, co dla roślin jest ze znacznym pożytkiem.

Zważywszy jednak, że zarówno zapotrzebowanie wody przez rośliny w okresie ich wegetacji, jak i zawartość naturalna wody w glebie w tym czasie są zmienne, rozdział prawidłowy dawki pełnej (D) na poszczególne dawki polewowe (d) staje się rzeczą dość trudną, a wypracowanie schematów odpowiednich (tyczy się to zwłaszcza nawadniania pól w okolicach, nie posiadających dostatecznej ilości opadów jak np.‘ kraje południowe) jest rzeczą niezmiernie pomocną dla nawodnień prowadzonych na większą skalę. Biorąc za podstawę wykresu odcięte jako wyraz czasu, zaś rzędne jako zapotrzebowanie ilościowe wody, nie trudno otrzymać krzywą, charakteryzującą przebieg zapotrzebowania wilgoci w ciągu całego okresu wegetacyjnego. W sposób podobny wykreślić można krzywą zawartości wody w glebie (rys. 189).

Różnica obu rzędnych, odpowiadających pewnemu momentowi, daje nam tę ilość wody, która winna być sztucznie dostarczoną dla uczynienia zadość wymaganiom rośliny.

Wobec okresowego zasilania, krzywa istotnego zapasu wody w glebie będzie się kształtowała w postaci pewnej linji łamanej, która jednak winna możliwie ściśle przystosowywać się do krzywej istotnego zapotrzebowania wody.

Dla wyrównania braku wilgoci podczas przerw między poszcze-gólnemi nawodnieniami okazuje się wskazanem zasilenie gleby dawką, przewyższającą istotną chwilową potrzebę. W ten sposób zawartość wilgoci podlega w okresie irygacyjnym pewnym stałym wahaniom od maksimum do minimum, które winny być jednak utrzymane w granicach nieszkodliwych dla kultur roślinnych. Krańcowe te wartości zależą od rodzaju gleby i gatunku roślin irygowanych.

Dopuszczalne maksimum! nasycenia glebyj)rzez wodę zależy przedewszystkiem, jak to już poprzednio wspominaliśmy, od naturalnej przewiewności gleby, jmini mu m( zaś zależy od wytwarzającej się koncentracji roztworów soli, i od tej ilości wilgoci, poniżej której następuje więdnięcie rośliny.

Granicę tę jedni (prof. Bogdanów) określają, jako równą podwójnej, inni (L. I. Briggs) półtorakrotnej hygroskopijności gleby. Co się tyczy maksimum dopuszczalnego, to ze względu na fizyczne właściwości gleby, może ono niewiele zaledwie przekraczać jej porowatość.

Jeśli oznaczymy:

W₀ = zawartość naturalną wody w glebie, dostępnej dla korzeni,

W = pożądaną zawartość wilgoci,

s = pewien nadmiar wody obliczony na okres danego polewu oraz straty,

p = przewidywane opady w okresie pomiędzy nawodnieniami, to wzór ogólny, określający perjodyczną dawkę polewową, przedstawi się w kształcie:

d = W—W^s — p

Jak widzimy, dawka musi uwzględnić i pewne nieuniknione straty wody, pochodzące z przesiąkania pewnej ilości wody do warstw niższych, leżących poza sferą rozwoju korzeni, z parowania przy wyższych temperaturach powietrza lub wreszcie bezużytecznego stoku wody powierzchniowego.

Straty te są związane do pewnego stopnia z systemem irygacji, to też dawki muszą być przystosowane do technicznego sposobu polewania.

ftax dopuszczalne i wilgoci___

te.jtr&Stfot

./*

XX---X,

M inim.

do pusze 7 alnej wilgoci__

'''-J

r^.

r^.

Polewy sztuczne

Ojoady. naturalhe

Rys. 189.

Przy ułożeniu schematu do nawadniania nie mniej ważnym szczegółem jest ilość dawek, stosowanych w ciągu okresu. Jak wiemy z poprzedniego, dawka pełna

D = 2(d) = nd

Ilość dawek n, rozkład ich w czasie T, zależą od klimatycznych i gospodarczych względów, a rozkład nawodnień i ułożenie odpowiednich schematów połączone może być z dużemi trudnościami, gdy obszar nawadniany składa się z wielu różnych kultur, posiadających odrębne wymagania. Jeśli istnieje obok siebie kilka kultur, zajmujących obszary A, /₂...-/„°/o całości, zaś odpowiadające im dawki pełne wynoszą D D%.... Dn, to średnia dawka dla całego obszaru wyniesie

Bo

100

Dopływ sekundowy, jak to już poprzednio zdefinjowaliśmy, jest to ta ilość wody, którą winien doprowadzalnik zaopatrywać w jednostkę czasu każdą jednostkę obszaru irygowanego, podczas różnych momentów okresu irygacyjnego. Dopływ sekundowy nie jest więc stały : zmienia się on nawet, gdy nawadnianą jest jedna tylko kultura, tern większym ulegać może zmianom, gdy większa ilość kultur jednocześnie lub w pewnej kolejności jest nawadnianą. Znajomość dopływu sekundowego wypływa bezpośrednio ze znajomości dawek, jeśli pod uwagę weźmiemy dawki właściwe kulturom i długość okresów nawadniania. Ścisłe określenie dopływu sekundowego jest konieczne dla zastosowania niezbędnych wymiarów wszelkich budowli na terenie nawadnianym, jak kanały doprowadzające wszelkiego rzędu i inne objekty związane z urządzeniami doprowadzającemi. Zagadnienie daje się niewątpliwie najdogodniej

dy a F

rozstrzygnąć na drodze wykreślnej, przez zbudowanie wykresów dopływu sekundowego, na których odcięte stanowią czas, rzędne zaś dopływ sekundowy, przytem wykres może być zbudowany dla każdej kultury oddzielnie, lub sumaryczny dla zbiorowiska kultur. Prócz tego trzeba znać dawki polewowe d oraz czas polewów t, jak również obszary zajęte przez poszczególne kultury. Jeśli F jest cały obszar nawadniany, zaś poszczególne kultury zajmują a, ß i t. d. °/₀, to jeśli dawkę pierwszej kultury oznaczymy przez dx m*/ha, a czas trwania jej polewu tx dni, to kultura obejmująca a F/100 potrzebuje wody dxa FI 100, zaś dopływ całkowity sekundowy, który winna otrzymywać dana kultura, wyniesie

77z³/sek.

<h =

U 8640000

d₃y

W razie polewania kilku kultur jednocześnie, dopływy winny być przesumowane. Analogicznie do poprzedniego, dopływ dla trzech kultur wyrazi się wzorem

U I 8640000

Kanały doprowadzające winny być obliczone na maksymalny przewidziany przepływ, który najlepiej daje się wyznaczyć z wykresów opisanych powyżej. Zazwyczaj jednak wykres sumaryczny wymaga pewnych korekcyj, zdążających do zmniejszenia krótkotrwałych maksy-mów dopływów sekundowych, które musiałyby być miarodajne dla wymiarów doprowadzalników, przez co te nie byłyby wyzyskiwane należycie w ciągu okresu irygacyjnego. Daje się to łatwo uskutecznić, przedłużając okres poszczególnych nawodnień. W ten sposób korekcja wykresu dąży do możliwego wyrównania krzywej dopływu dla całego okresu irygacyjnego, i zmniejszenia niektórych dopływów, niekorzystnie odbijających się na równomierności pracy doprowadzalnika.

V-

«O    VQ

or    o-

CM

'CS

=5>

xs

X>

Xf~

<o-

CM

CS

<3

sNN

Wrzesień

or

■ç

<»j

i\*

y/s

Sierpień

07

'£

«b

CO

^ ¹

ï> c: ~v

Of

L i piec

O?

O!

o'î .M?

o

JM

Tr~

Cz e rwie c

W///////Æ

Oi

07 £

« 5

.vj (s S;    ^

H,    ^

y >n

£ q

Rys. 190.

O!

mai;

:W//

Oi

Maj

07

•V

0/

Maj

•\*

en

cr

"O

si

Kwiecień

Cl

s\V

a.

«Î

VJ

~    3 t S- ®

^dyj t/vopi/nyjs MÔjc/pQ

'Zl.'Oi

~*d/< f>Mopunyais- ftićjcjpg

Jeżeli wykres wyraża dopływ w odniesieniu do całkowitego obszaru pewnego działu, wówczas podaje nam istotny wydatek odnośnego doprowadzalnika. Gdy zaś wielkości dopływu wyrażone są w stosunku do jednostki obszaru, biorąc ją przeciętnie z kultur istniejących na tym obszarze, wówczas wyraża tylko dopływ sekundowy jednostkowy, (lit./sek.//za).

Rys. 190 przedstawia taki wykres, zbudowany dla nawodnienia pól

Wykres górny podaje istotnie pożądane dopływy sekundowe na istniejące obszary, zajęte różnemi roślinami i wykazuje wielką nierów-nomierność zapotrzebowania wody w różnych momentach.

w Turkestanie, zasianych różnorodnemi płodami, posiadającemi różnorodne wymagania co do wody, tak w znaczeniu ilościowem jak i co do czasu.

Wykres dolny jest modyfikacją górnego, dążącą do ujednostajnienia sumarycznego dopływu sekundowego przez przesunięcie poszczególnych okresów irygacyjnych lub przedłużanie ich z odpowiedniem zmniejszeniem dopływu na poszczególne kultury, gdzie to okazało się potrzeb-nem (49, 122).

Niewątpliwie jednak ze względów technicznych praktycznie najważniejszym jest wykres wydatku sekundowego dla każdego z dopro-wadzalników, jako dający możność obliczenia przekrojów i rozdziału wody zwłaszcza tam, gdzie pobieraną jest ona przez większą ilość spożywców, jak to bywa we wszystkich spółkowych nawodnieniach. Wykresy, będące podstawą planu gospodarczego, dadzą się budować jedynie na podstawie wykresów dopływu sekundowego. Jasną jest rzeczą, że dopływ sekundowy jest tem mniejszy, im jest dłuższy okres polewania i jak wyżej było wspomniane, modyfikacje dopływu sekundowego w pewnej mierze leżą w rękach projektodawcy, który jednak liczyć się musi zarówno z gospodarczemi względami, jak i wymaganiami fizjolo-gicznemi roślin.

W technice irygacyjnej znaczenie pewne posiada odwrotność do dopływu sekundowego

Jak widać, n oznacza ilość jednostek obszaru, przypadających na jednostkę dopływu sekundowego w określonym momencie.

Wielkości tej (Anglicy zwą ją „duty of water“) możemy dać nazwę zdolności irygacyjnej wody.

Wielkość n wyrażać się będzie zwykle w hektarach na 1 litr na

sekundę.

Zapotrzebowanie wody irygacyjnej przez rośliny. Niewątpliwie najsłuszniejszym punktem wyjścia dla określenia wielkości dawek jest istotne zapotrzebowanie przez rośliny wody pochodzącej z nawodnienia, przy uwzględnieniu wszystkich naturalnych warunków rolniczych i ekonomicznych. Nie jest to jednakże łatwe, bo nie wszystkie czynniki daje się tu ująć dość dokładnie, przytem zbyt mało posiadamy doświadczeń ścisłych, z których dałoby się wysnuć istotne normy, o ile takowe ze względu na zmienność czynników wspomnianych wogóle

można ściślej ustalić. W każdym razie pewnem jest, że normy irygacyjne nie dadzą się ustalić jedynie na podstawie teoretycznych rozważań, a dane teoretyczne muszą być każdorazowo przystosowywane do istniejących warunków miejscowych.

Na ilość wody potrzebnej wpływają:

a)    Rodzaj roślin nawadnianych. W szczegółowem rozpatrzeniu rozróżniać będziemy kultury łąkowe, polne i ogrodowe, jako takie, które łatwiej dają się ująć w pewne normy.

b)    Rodzaj nawodnienia, t. j. zarówno system urządzeń technicznych jak i właściwy cel nawadniania (zwilżanie, nawożenie).

c)    Jakość wody, czyli zawartość składników pożywnych, temperatura wody i t. p. Dość powiedzieć, że podczas gdy 2000 m³ wody ściekowej miejskiej rozlane na 1 ha w ciągu roku wystarcza w zupełności, aby uzupełnić potrzeby azotowe roślin nawet bardzo wymagających w tym kierunku, to w Wogezach francuskich dają na łąkach piaszczystych do 2 miljonów m³ wody jałowej na tę samą jednostkę powierzchni i czasu.

d)    Właściwości gleby, a przedewszystkiem jej przepuszczalność i naturalna przewiewność, które w najwybitniejszy sposób wpływać mogą na zapotrzebowanie wody i na skutek użyteczny, jaki w irygacji daje się osiągnąć. Zwłaszcza nieuniknione straty w bardzo przepuszczalnych gruntach mogą znacznie powiększać właściwe zapotrzebowanie wody.

e)    Warunki klimatyczne, zwłaszcza w naszych strefach opady naturalne, jako główne źródło zasilania roślin w niezbędną wilgoć.

Zapotrzebowanie wody przez łąki. Rośliny trawiaste wymagają naogół więcej wody niż polne, a prócz tego z powodu ich płytkiego zakorzeniania się wilgoć skoncentrowana być musi w warstwach wierzchnich gleby i to podczas całego okresu ich wzrostu. Dodać należy, iż pastwiska zadawalać mogą się mniejszą ilością wody niż łąki kośne, ponieważ ich roślinność wobec mniejszego uliścienia mniej wody wyparowuje, zaś grunt pastwiska lepiej żeby był ściślejszy i nie rozmiękał, wszyscy atoli rolnicy zgadzają się z tym poglądem.

Według Wohltmanna¹) rozkład idealny opadów byłby na

stępujący :

Zapotrzebowanie wody w miesiącach:

XI—III IV

V VI VII VIII IX

Rocznie

Łąki

Pastwiska

240

250

60

75

60

75

60

70

70

90

60    40

90    70

60

70

670

770

b Arbeiten der Deutschen Landwirtschaftsgesellsch. Heft 37.

Heuschmidt (53, 213) dla stosunków bawarskich tak określa zapotrzebowanie wody dla zwilżania: na gruntach gliniastych „    „    średnio ciężkich

2 dawki po 140 mm warstwy wody „ 160 „

n 160 v    v    „

„    „    gliniasto-piaszczystych 4—5 „

Według Gerhardta (110, I, 88) w wielu miejscowościach Niemiec wystarcza nawet jednorazowe zwilżenie po pierwszym pokosie (w tydzień po sprzęcie) przy dawce 80—100 mm, a ta jednorazowa dawka ma głównie na celu podtrzymywanie roślinności w okresie susz, trafiających się często w pierwszych trzech tygodniach lipca.

Na większych nawodnieniach w północnych Włoszech oraz we Francji, gdzie obszary są silnie rozdrobnione, przyjęto dopływ sekundowy w litrach dla każdego doprowadzalnika równy ilości ha objętych działem irygacyjnym, obsługiwanym przezeń. Dopływ wody trwa bez przerwy cały okres irygacyjny, wynoszący 183 dni, przytem co 7—10 dni otrzymuje wodę każdy z odbiorców według ścisłego planu godzinowego z ta-kiem wyrachowaniem, aby w przeciągu 4—12 godzin, otrzymał całkowitą ilość wody, przypadającej na niego. Zatem odbiorca, otrzymujący wodę raz na 7 dni w przeciągu 6 godzin, czyli ¹U doby, powinien otrzymać dopływ sekundowy 7 X 4 = 28 //sek. i ha. Zaznaczyć należy, iż dopływ sekundowy = 1 / w przeciągu 183 dni, co odpowiada dawce 15800 m³lha, przekracza najwyższe normalne zapotrzebowanie roślin, zatem obliczone jest tylko na wyjątkowe susze.

Prof. Dünkelberg (16, 88) dla łąk stokowych stosował przy wodzie odpowiedniej do nawożenia dawkę dzienną 4500—1500 m³ na ha, co odpowiada dopływowi 53—17 //sek. i ha. Brak, niestety, bliższych danych co do czasu, w ciągu którego stosowano nawodnienie.

Zapotrzebowanie wody przez pola uprawne. Jakkolwiek zapotrzebowanie przez nie wody sztucznie doprowadzonej jest mniej naglące w strefie umiarkowanej Europy środkowej, niż dla łąk, to jednak, jak doświadczenia stwierdziły, może ono znakomicie się rentować. Woda w stosunkowo nieznacznej tylko mierze potrzebna jest roślinom uprawnym do budowy ich organów, natomiast znaczne jej ilości są potrzebne do rozpuszczenia soli odżywczych, znajdujących się w glebie. Wiadomem jest z doświadczeń lysimetrycznych, że dla wyprodukowania 1 kg zbioru owsa potrzeba w okresie od kwietnia do lipca 500 kg wody, wliczając w to straty na parowanie jej z powierzchni między roślinami. To czyni 5000 m³ na ha czyli 500 mm wysokości warstwy wody. Tylko nieliczne okolice posiadają takie opady w tym okresie czasu. Przy wzmagających się wciąż wymaganiach pod względem zbiorów, stwarza się konieczność powiększenia zasobów rozporządzalnej na polach wügoci i stworzenia warunków, umożliwiających dostarczenie jej roślinom w po-

żądanym czasie. Nietylko zatem ilość wody dostarczanej polom drogą naturalną lub sztuczną, lecz i rozkład jej w okresie wegetacyjnym jest czynnikiem niezmiernej wagi.

Według Wohltmanna idealny rozkład opadów dla różnych ziemiopłodów kształtować się winien w sposób następujący:

Zapotrzebowanie wody w mm:

XI—III

IV

VI

VII

VIII

IX

Rocznie

Oziminy

Jęczmień

Owies

Ziemniaki, buraki

220

180

40    70

30

60

220    40    70

240    40    50

60

50

70

50

70

60

80

80

40

40

60

600

30

50

60

520

40

65

50

35

60

40

630

600

Nowsze doświadczenia lysimetryczne wykazują jeszcze większe zużywanie wody, np. stwierdzono dla owsa w kwietniu — 16,8 mm, w maju 72,6 mm, w czerwcu 205,8 mm, w lipcu 161,9 mm; ogółem 457,1 mm w ciągu 4 miesięcy.

Wyjątkowo ilości takie otrzymują rośliny z opadów, a braki mogą być pokrywane zasobami wody gruntowej. To też przy zmiennym klimacie, zwłaszcza w okolicach suchych z natury, rośliny prawie zawsze cierpią na brak wody i z tego powodu pełne plony rzadko kiedy mogą być osiągane.

Ustalenie zapotrzebowania wody dla pól może być dokonane tylko na podstawie dokładnej znajomości warunków klimatycznych. W Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej dochodzi zużycie wody do 24000 ms/ha, jakkolwiek bvwa zwykle ograniczane do 7500 m*lha. Według dotychczasowych doświadczeń, czynionych nad deszczowniami w Niemczech oraz Wielkopolsce, w okolicach cierpiących na brak opadów, okazały się potrzebne w latach suchszych następujące dawki cał-

kowite :

żyto owies ziemniaki warzywa

Przeciętnie dla większych nawodnień przyjąć można 100—120 mm jako dostateczną dawkę całkowitą. Krüger(53, 224) radzi, ażeby urządzenia były przystosowane do 1,5 mm dziennych dawek, jednakże z warunkiem, aby w razach nadzwyczajnych susz można było zwiększać tę dawkę do 3 mm, co, zresztą, przez stosowanie nawodnienia i w czasie nocy staje się możliwem, bez znacznego powiększania urządzeń. Doświad- • czenia wykazały, że korzystniej jest stosować raczej mniejsze dawki na

— 80 mm -120 „

-150    „

-240 „

większych obszarach jednocześnie, niż powiększać stosowane dawki kosztem ograniczenia równoczesnego obszaru pól zaopatrywanych w wodę. Niejednokrotnie udawało się nawet zapomocą jednorazowej dawki 20—30 mm ułatwić roślinom przetrwanie okresu suszy.

Zaznaczyć należy, że, jak stwierdzono, nadmierne zasilanie w wodę może wpływać ujemnie na plony.

Zapotrzebowanie wody przez ogrody i sady jest jeszcze mniej zbadane, niż dla pól ornych. Zwłaszcza małe zastosowanie nawodnień tego rodzaju kultur u nas nie pozwala na wyciągnięcie jakichkolwiek konkretniejszych wniosków. Wydaje się jednak, że sztuczne zaopatrywanie w wodę, zwłaszcza kultur jagodowych, jak truskawki, maliny, a niewątpliwie i niektórych rodzajów drzew owocowych, mogłoby się sowicie opłacać, nie mówiąc o wszelkich szkółkach, oraz uprawach roślin kwiatowych.

Pewne wskazówki co do zapotrzebowywania wody przez drzewa daje nam Steglich (93), według którego drzewo o średnicy około 20 cm wytwarza rocznie 20—25 kg masy suchej. Jeśli na każdy kilogram takowej liczyć około 500 kg wody, to przy 120 drzewach na 1 ha ogólne zapotrzebowanie wody wyniosłoby 1200—1400 m³. Stąd wynikałoby, że zapotrzebowanie wody nie jest w tym razie znaczne. Inaczej rzecz może się przedstawić, gdy chodzi o równoczesne nawodnienie upraw warzywnych i jagodowych, prowadzonych między drzewami owocowemi.

W prowincji S-ta Clara w Kalifornji nawadnia się ogrody 4—7 razy rocznie z każdorazowemi dawkami 1000 m³/ha. Według Krugera (53, 240) w klimacie środkowej Europy dawka roczna wody, sztucznie doprowadzanej do sadów, wynosi w latach suchych około 60 mm. Gdy ma miejsce uprawa roślin między drzewami, dawkę tę można przyjmować w podwójnej wysokości. Instalacje nawadniające jedni obliczają tak, aby dzienna dawka mogła wynosić 1 mm, inni zaś doprowadzają sprawność urządzeń do dawki 15 mm dziennie.

Obliczenie nawodnienia zalewowego. Nawodnienie to może być, jak wiemy, stosowane tylko w terenach o niewielkim spadku t. j. nieprzekraczających 1% (gdy chodzi o większe obszary 0,5%), a przy-tem odznaczających się dostateczną przewiewnością i przepuszczalnością gleby. Rozmiary poszczególnych kwater zalewowych bywają różne: od bardzo niewielkich — 0,5 ha i mniej, do kilkudziesięcio hektarowych, zbyt wielkie jednak ze względu na długi czas potrzebny zwykle do ich zapełnienia i związane z tern ryzyko w okresach susz, są niepożądane. Kształt kwater zależny jest w głównej mierze od ukształtowania powierzchni terenu. Głębokość przeciętna warstwy wody wynosi 15—20 cm, nie przekraczając zwykle w najgłębszych miejscach 50 cm.

Woda, napełniająca kwatery okolone grobelkami, pozostaje w nich do czasu pełnego nasycenia gleby, poczem nadmiar jej zostaje spuszczony do rowów odwadniających, lub przechodzi do niżej położonych kwater.

Dla określenia całkowitej ilości wody potrzebnej do napełnienia poszczególnej kwatery, jak również dopływu sekundowego, potrzebnego dla uskutecznienia zalewu w określonym zgóry czasie, należy zaznaczyć, że cały okres każdego poszczególnego nawodnienia dzieli się na 3 części : w pierwszej napełnianą jest kwatera, w drugiej podtrzymywany jest poziom wody zalewu przy jednoczesnem wsiąkaniu jej w dno, zaś w ostatniej dopływ wody zostaje wstrzymany, reszta zaś bądź wsiąka w dno, bądź też zostaje odprowadzoną nazewnątrz.

W okresie napełniania kwatery uwzględnić należy nietylko ilość wody, równą pojemności zbiornika, utworzonego przez kwaterę, lecz i straty (zarówno użyteczne, jak i istotne), pochodzące wskutek wsiąkania wody w grunt podczas okresu zalewania.

Qi = Q' + Q"

przyczem Q' stanowi ilość wody, potrzebnej dla napełnienia kwatery zalewowej, zaś Q" — ilość wody wsiąkającej.

Przy średniej głębokości =hm i obszarze kwatery = F m²

Q' = Fh.

Ilość wody wsiąkającej w okresie zalewu tx ocenić możemy na:

Q" — %Fótx, gdzie ó jest współczynnik wsiąkania, więc Qx = Fh    % F ô tx = F (h % ô tx) m³,

zaś dopływ sekundowy w okresie pierwszym, przypadający na kwaterę irygowaną (względnie wydatek sekundowy doprowadzalnika) :

Qi

Ql 86400 tx 86400 ( 2 + tj gdzie tx jest wyrażone w dniach.

W okresie drugim, o czasie trwania t₂ dni ma być podtrzymywany zalew, a objętość wody potrzebnej w tym celu wyniesie

Q₂=F(ó + s) 4,

gdzie e jest współczynnik parowania, wynoszący 0,010 do 0,025 ml dzień. Dopływ sekundowy w tym okresie będzie:

m³/sek.,

Q₂

(ó -f- e) rnVsek.

q* 86400 4    86400

Wprowadzając do otrzymywanych wyrazów obszar F w ha zamiast w metrach kwadr, otrzymamy

■=Hl + ä

772s/sek.

q\ = 0,116 F (d -J- e) mVsek.

Słup wody wsiąkającej w dno kwatery podczas okresu I wyniesie

d' = -¹ óhv 2

Ponieważ głębokości są tu nieznaczne, to dla prostoty możemy

przyjąć

d" = 4 à

Wsiąkanie w okresie II odbywa się na całym obszarze kwatery, wyniesie więc

W okresie III, o ile nadmiar wody nie jest usunięty, lecz cała zawartość wsiąka w dno, to

d'" = h

Stąd dawka całkowita podczas jednego zalewu, wyrażona w wysokości warstwy wody, będzie

D = d' + d”~f d" = ~2dJr t*à + h

Dobór odpowiednich wielkości tx i t% zależy więc zarówno od względów gospodarczych, jak i wielkości pożądanej dawki. Współczynnik wsiąkania ô wynosi od 0,003 do 0,48 mm/sek. Zresztą zmienny jest w czasie, bowiem w miarę nasycania się gleby maleje.

Q'₂ = F {4 (ó -f s) -f n h] m³

Jeśli po napełnieniu kwater zalewowych dopływ wody świeżej jest podtrzymywany i w ten sposób zawartość kwatery może być vn“-krotnie zmienioną, co stanowi istotę systemu zalewowego z wodą przepływową, to ten okres (odpowiadający II i III w poprzednim wypadku) wymagać będzie

zaś dopływ sekundowy

nh\

TTïVsek.

4»

ÿ, = 0,116 f {«+.« +

Z danych praktycznych przytaczanych w literaturze, wspomnieć można, że Hess z Hanoweru przy stosowaniu tego rodzaju nawodnień dawał średni dopływ sekundowy 15 //sek i ha w stosunku do całkowitego obszaru zalewowego, czyli działu wzgl. kompleksu irygacyjnego. Dopływ ten przy bogatej w namuły wodzie był ograniczany, zaś przy jałowej powiększany nawet powyżej 20 //sek. i ha.

Jako przykład podobnego nawodnienia służyć może wykonane nad Wezerą w okolicach Bremy (Leeste Brinkum) na obszarze 960 ha*). Gleba składa się tam przeważnie z murszów. Przy opracowaniu projektu przyjęto, że nawodnienie zimowe będzie mogło być uskuteczniane wodą z Wezery tylko przy średnich i wysokich wodostanach. Zwilżanie letnie

9 Fortschritten der Ingenieur-Wissenschaften IL

okazało się zbyteczne. W uwzględnieniu powyższego cały obszar rozdzielono na 3 rewiry, przez które przepływa całkowita ilość wody (obliczona dla całego obszaru zalewów). Ilość wody potrzebna do nawodniania wynosi tam 4,7 /nVsek. Doprowadzalnik o spadzie 0,3% ma długości 2700 m, przy szerokości dna 8,5 m i głębokości wody 1 m.

Spadek ogólny trzech rewirów wynosi zaledwie 0,65 m. Wały pomiędzy kwaterami posiadają wysokość średnią 0,3 m i odkosy 1 : 4.

Obliczenie nawodnienia stokowego. Nawodnienie to polega, jak to już było poprzednio opisywane, na zlewaniu powierzchni cienką warstwą wody, która, ściekając stopniowo wdół, wsiąka w grunt i nasyca go. W procesie podobnego nawadniania odróżnić możemy 3 okresy : 1) okres początkowy, gdy woda, począwszy przelewać się przez krawędź rozlewacza, położonego w górnej części kwatery zalewanej, stopniowo posuwa się w dół, częściowo wsiąkając ; 2) okres środkowy, gdy struga wody zraszającej objęła całą kwaterę stoku i, albo ilość wody dopływającej staje się równą ilości wody wsiąkającej, bądź też nadmiar jej spływa do rowu odbiorczego, w każdym razie zwierciadło wody ustala się w pewnem położeniu granicznem; 3) okres końcowy, gdy dopływ wody świeżej zostaje przerwany, a warstwa zgromadzona na powierzchni cofa się od krawędzi górnej ku dolnej, wsiąkając jednocześnie w grunt.

Rozważanie niniejsze ma na celu ustalenie zależności pomiędzy wymiarami kwatery stokowej, a wielkościami, na których rozwiązanie każdego projektu irygacyjnego musi się opierać.

Rozważmy ruch warstwy wody, ściekającej po płaszczyźnie pochyłej przy jednoczesnem stopniowem wsiąkaniu jej w grunt.

W tym celu nazwijmy: u — prędkość strugi wodnej / — długość stoku b — szerokość stoku

J — spadek terenu i — spadek zwierciadła wody

u krawędzi górnej

h — grubość warstwy wody w dowolnym przekroju H —

t — całkowity czas trwania zalewu 4,4 — długotrwałość okresu I i II ô — współczynnik wsiąkania 0,003 do 0,48 mmi sek. D — dawka irygacyjna całkowita Qs — dopływ sekundowy na kwaterę

„ jednostkę szerokości stoku.

Qs -

Według dotychczasowych badań włoskich¹)

v = khVT . .

gdzie jest spadek zwierciadła wody (rys. 191)

h -j- J d x — h’

AD' — BC

dx

dx

dx

~=J +

dh

dx

dh

ponieważ jednakże ^ względem jest wielkością bardzo małą, więc przyjąć możemy

We wzorze (1) współczynnik k = 20 na łąkach o powierzchni średnio-równej, wzrasta zaś do 30 przy powierzchni starannie wyrównanej (Prof. Kos-

tiakow oblicza go z wzoru Baz in a na 54).

Przez przekrój^ przepływa na jednostkę szerokości w jednostkę czasu

fi,

= £■

P'

di

q—vxh

przez przekrój B q = vxh!

Różnica w ilości wody przepływającej przez przekrój A i B w czasie dt stanowi wodę wsiąkającą na długości dx

qdt — q dt= — ö dx dt

gdzie wsiąkanie przyjmujemy jako niezależne od ciśnienia h, ze względu na nieznaczne wielkości tegoż, wynoszącą w praktyce od 2—5 cm słupu wody.

W drugiej części równania postawiony jest znak minus, ponieważ w miarę powiększania x maleje h, ponieważ h' — h — dh

vxh — v'x (h — dh) — — ôdx wstawiając znaczenie za v przyczem k J J = c

ch² — c (h — dh)² = — ddx 2ch dh — c dh² = — ódx Pomijając cdh² jako wielkość b. małą

2 chdh — — ódx

to

Rys. 191.

<)

hdh = — dx

Całkując powyższe równanie, otrzymamy

x + Const. 2c

h²

¹) Porcochetti, Manuale pratico di idrometria 1875. Wzór ten należy przyjąć z zastrzeżeniem.

gdy x = l, to h = o Tr-1= Const.

2c

skąd otrzymamy

ch²

(2)

cH²

gdy x = o to h — H, wobec czego równanie (2) daje nam wielkość l w zależności od H i ö

(3) skąd wynika, że długość stoku zmniejsza się odwrotnie proporcjonalnie do przepuszczalności gruntu, zaś zwiększa się w stosunku do drugiej potęgi grubości warstwy wody wpływającej na stok.

(4)

Ponieważ

(5)

więc

inaczej, jeśli zraszanie ma się odbywać bez spływu nadmiaru wody, to

(6)

q — à l

Dla określenia czasu potrzebnego do nawodnienia całego stoku o długości / napisać możemy

dt — -—

dx dx

vx

z równania (2) wynika

chx

/z² =

d-U-x)

lub wstawiając / z równania (3), otrzymamy wstawiając otrzymaną wielkość h w równanie dla dt, otrzymamy

A*

dt =

zaś podając H w funkcji q z równania (4)

dt —

dx

dx

dx

= | / — x —f— Const.

nu--i

QÇ

2/

T,=

•    (7)

\qc

Czas trwania okresu pierwszego proporcjonalny jest do długości stoku, zaś odwrotnie proporcjonalny do pierwiastku z dopływu jednostkowego właściwego danym warunkom, a określonego wzorem (6). Czas trwania okresu drugiego może być dowolnie przedłużany w zależności od dawki.

Rozwiązując zagadnienia z tej dziedziny, wychodzić należy zazwyczaj od zgóry zadanej dawki irygacyjnej, bo urządzenie winno odpowiadać takim warunkom, aby potrzebna ilość wody pochłoniętą została przez grunt. Na stoku pokrytym wodą, którego szerokość = /, zaś długość — x wsiąka w czasie t w __ ^

w okresie I, podczas którego stok pokrywa się stopniowo wodą, przyjąć można wsiąkanie    f\ /

(8)

W okresie II podczas którego cały stok pokryty jest wodą

(9)

w₂ = óT₂l........

... _ d T-y l i t rp j

w — "2'" ~r ⁽⁾721

j = D = ó

Stąd określić możemy długotrwałość okresu II

przy x = o, t = o

Const. =

Ui

qc

przy x = l, t = Tx

okresu Iii-go, jako mniejszego znaczenia, dla uproszczenia rachunku, nie bierzemy w rachubę

(10)

I)

T2— ö

(U)

Całkowity czas trwania nawodnienia

(12)

(13)

T= T; + Ti

T- ¹    + ?

Uc'⁰

Dopływ sekundowy na stok

qs = ł>q

w którym to wzorze q według (4) i (5)

q = c H* = ô l

Wzory powyższe pozwalają, przy rozwiązywaniu zagadnień związanych z nawodnieniem stokowem, określić potrzebne wielkości, lub co-najmniej stwierdzić powstające zależności pomiędzy nimi, jednak przy założeniu, że dopływająca woda całkowicie zostaje na stoku zużytą t. j. nie doprowadzając do spływu nadmiaru jej. W istocie dopływ sekundowy zazwyczaj stosuje się większy, a nadmiar wody spływającej ze stoku wyższego, przy piętrowem rozplanowaniu, może być zużytkowany na niższem.

Nasycenie równomierne kwatery stokowej z teoretycznego punktu widzenia nie jest możliwe. W okresie I część zroszonej powierzchni zbliżona do rozlewacza nasyca się więcej niż dolna, a i w następnym okresie wsiąkanie w górnej części stoku pod wpływem grubszej warstwy wody może postępować szybciej, niż w dolnej części.

Z praktycznego względu nie jest to ważne; woda gruntowa ma zawsze skłonność spływania ze spadkiem, w istocie więc dolna część stoku okazuje się wkońcu wilgotniejszą, niż górna.

Zastosowanie wyprowadzonych wzorów wyjaśni następujący przykład liczbowy:

Zagadnienie. Stok o spadku terenu J= 2%, przepuszczalność gruntu Ô = 0,00005 misek, ma być nawodniona dawką D — 0,06 m, szerokość kwatery 6=40 m.

Obliczyć /, q, Tx, T₂, Ts, Ti qs.

Przyjmując grubość warstwy wody, przelewającej się przez rów rozlewowy #=0,03 m, otrzymamy

O*

H'²} J = 50,9 m

cH²

przyczem

q = c //² = k \JH'² = 0,0025 m³/sek. c = k\J= 2,828

2/

I Qc

Tx = ~== = 1200 sek. = 20 min.

0*|

.5

T = T, -f- T₂ = 30 min.

Qs = bq = 0,1018 m³/sek. = 101,8 //sek.

Powyższe rozważania teoretyczne uzupełnić należy danemi, za-czerpniętemi z praktyki, które przy rozwiązaniu zagadnień konkretnych dać nam mogą pewne kryterjum dla otrzymywanych rezultatów z obliczeń.

Za prof. Friedrichem (21,1, 399) powtórzyć należy, że ze względów praktycznych trudno jest doprowadzić do równomiernego przelewu, mając dopływ sekundowy mniejszy niż 0,4 //sek. na każde 10 metrów długości krawędzi przelewowej. Z tego powodu dopływy mniejsze nie powinny być brane pod uwagę. Również tylko w szczególnych wypadkach i przystosowanych urządzeniach jak rowy rozlewowe, przekracza się dopływ 5 / na sek. przypadający na każde 10 metrów krawędzi przelewowej, ponieważ, pomijając nadmierne wielkości przekrojów rozlewaczy, powstaje obawa nadwerężania powierzchni przez zbyt silny prąd wody.

Prof. Diinckelberg (16, 87) daje, przy założeniu, że woda jest odpowiednia do celów nawozowych, dla południowych i środkowych Niemiec, różne zapotrzebowania na dzień i hektar, przyczem dzienna dawka na hektar wynosi 4500—1500 metrów kubicznych, co odpowiada dziennej warstwie wody 0,45—0,15 metra, względnie dopływowi stałemu 53—17 litrów na sek.

Hess rachuje przy nawożącem zraszaniu 30—80 //sek. dopływu

na ha.

Wurf ba in przyjmował dla nawodnienia „Boker-Haide“ 11 litrów na ha przy 4-krotnej rotacji.

Dla zwilżania łąk w Niemczech na gruntach średnich w celu otrzymania dobrego potrawu zalecają dawkę 8—10 cm w przeciągu 20 dni (= 0,46—0,58 //sek./ha).

Straty wody w kanałach. Jak to już niejednokrotnie było wspominane, nie wszystka woda, pobierana ze źródła jej, jest istotnie zużytkowaną z pożytkiem dla kultur irygowanych. Znaczna część jej bezpoży-tecznie zostaje straconą. Straty te mają miejsce: 1) bądź bezpośrednio na terenie irygowanym wskutek przesiąkania wody w warstwy niedostępne dla korzeni lub przez nieunikniony spływ częstokroć poza ten teren, 2) bądź wskutek strat w doprowadzalnikach a zatem już przed dosięgnięciem irygowanego terenu. Niewątpliwie i jedne i drugie straty mogą być ograniczone przez celowe urządzenia i środki zabezpieczające, jednak w wypadkach normalnych ze stratami temi należy się liczyć i zawsze brać je pod rachunek, w wypadkach bowiem, gdzie dostarczanie wody jest trudne i kosztowne, lub gdy jej ilość rozporządzalna jest małą, tam nieuwzględnianie ewentualnych strat doprowadzić może do poważnego zawodu.

O stratach, mających miejsce na terenie irygowanym, mówiliśmy już niejednokrotnie, omawiając wykonywanie nawodnień, teraz należy szerzej omówić straty w kanałach doprowadzających, które w pewnych wypadkach odgrywać mogą rolę poważną. Zagadnienie to trudno jest bardzo ująć ściślejszym rachunkiem, zależy ono bowiem od wielu czynników, jak rodzaj urządzeń, staranność ich wykonania, warunki terenowe i wreszcie sposób użytkowania.

Straty w doprowadzalnikach bywają nieuniknione, ponieważ pochodzą z przyczyn naturalnych, których zmiana nie leży w mocy konstruktora, jak przepuszczalność gruntu, warunki klimatyczne, i z przyczyn gospodarczo-technicznych, jak niedostateczny dozór, nieumiejętne użytkowanie wody, zła konserwacja urządzeń i t. p.

Jak dowodzą doświadczenia, prowadzone na większych irygacjach amerykańskich i indyjskich, straty wody dochodzą do 50%, przytem nowe irygacje pracują zwykle mniej ekonomicznie niż starsze, a to ze względu na to, że doprowadzalniki wskutek namulenia zmniejszają swą przesiąkliwość. Tak np. prof. B. A. Etcheverry znalazł współczynnik ekonomicznego działania dla nowych amerykańskich kanałów irygacyjnych ca 40%, gdy dla starszych podwyższał się on od 65 do 70%.

Jak widzimy więc, straty te nie są stałe.

Na zmienność ich wpływa zresztą wiele innych czynników niezależnych od czasu trwania irygacji.

Niewątpliwie przy warunkach stałych niezmiennych strata w kanale zależy od jego długości. Można się spodziewać więc tem mniej ekonomicznego wyzyskania wody, im teren irygowany leży dalej od punktu czerpania jej. W większych irygacjach, gdzie kanały doprowadzające rozwidlają się niekiedy w zawiłe rozgałęzienia, a woda do wielu punktów równocześnie bywa doprowadzana, straty, ponoszone w kanałach głównych, są zmienne i równają się sumie strat poszczególnych kanałów, odpowiadających każdemu punktowi.

Ponieważ straty wody w kanałach otwartych mają miejsce niezależnie od tego, czy znajduje się ona w ruchu czy też w spoczynku, przeto przy intensywniejszem wyzyskaniu urządzeń współczynnik /y dla całości irygacji staje się większy, czyli nawodnienie działa ekonomiczniej.

Jeśli przez / określimy długość donośnika, o strata wody na / długości, obliczona w % w stosunku do wydatku kanału, który równy jest Q, to strata całkowita w kanale może być określoną na

alQ 100

Ażeby otrzymać wkońcu doprowadzalnika Q₂, należałoby wprowadzić do doprowadzalnika w początku jego

Qi — Qi~\r

olQ

100

olQ

Qi

100

Qi

Jeśli woda doprowadzana bywa do kilku punktów, to współczynnik ekonomicznego działania całości wyniesie

V) — 1 —

V olQ

100

Straty wody, jakie towarzyszą prowadzeniu jej kanałami otwartemi, składają się z wsiąkania w brzegi i dno i parowania na powierzchni wody.

Pierwsza kategorja strat, najpoważniejsza, pochodzi z przesiąkania wody w grunt pod wpływem ciśnienia oraz pochłaniania jej pod wpływem włoskowatości. To ostatnie źródło strat wody, jakkolwiek trudne do określenia ściślejszego, jest według badań amerykańskich na tyle poważnem, że również powinno być brane pod rachubę.

Czynniki wpływające na straty są bardzo liczne, częstokroć trudne do zbadania i z tego powodu ściślejsze określenie ich jest problematyczne. Czynniki te są następujące: 1) właściwości gruntu (przepuszczalność i włoskowatość), 2) kształt przekroju poprzecznego kanału (długość obwodu zwilżonego, stosunek głębokości do szerokości), 3) właściwości wody (ilość namułów, temperatura), 4) stopień zarastania kanału i zadrzewienie brzegów, 5) warunki klimatyczne (temperatura powietrza, wiatry).

Jeśli dla kanału przyjmiemy następujące oznaczenia: Q — wydatek w m³ na sek., v — śr. prędkość przepływu wody w m, b — szerokość dna, h — głębokość,

a — stosunek szerokości dna do głębokości,

F — przekrój w m², n — stosunek pochyłości skarp brzegów, ô — współczynnik przesiąkania, v — współczynnik, w — prędkość przesiąkania wody,

r< 1

w = óh>'

Wd=óh' b

Wsiąkanie w dno na jednostkę długości w jednostce czasu wyrazi się wzorem

wsiąkanie w oba boki odbywa się pod średniem ciśnieniem

W,, = ²-ôh Ihv

2r

Ponieważ jednak oprócz wsiąkania istnieje jeszcze strata wskutek włoskowatości, przeto lepiej przyjąć, że

Wb = 2(5ń [/1 -}-n} hv

Strata ogólna w dno i oba boki wyniesie

W=ôh''b + 2ô'j\-\-n*hv+'

jeśli szerokość dna przyjmiemy jako pewną wielokrotną wysokości

b = ah

i'+i

W=Ôah,J + 1 + 2ó ]/l +n²h = {« + 2 | i + /z²} dh',+l Jeśli wszystkie wielkości są wyrażone w metrach, to ilość wody S, pochłaniana na 1 sek. przez odcinek kanału = 1 km.

S = 1000TK

Jeśli we wzorze dla W wielkość ô oznacza warstwę wody w m, wsiąkającą w ciągu doby pod ciśnieniem 1 m, to

1000

S =——

86400

|« + 2| l+nj

dh]+i /7ł³/sek./kl.

100 S

Stratę na 1 km możemy wyrazić w % od normalnego wydatku kanału = Q

Q = wydatek kanału, więc ponieważ F= (a n) h*, to

Q = (a -j- ri) h² v

__ 1,16 {ct —[— 2 j/l-j- n*}óhv+t ~ (a -f- ri) h² u

¹ |« + 2 j/l +n²! v\ (a + n) j

°/o na km/l dobę.

1,16 Ô

v hx~

Jak widzimy, wielkość straty uzależniona jest od ostatniego czynnika, w którym a i n uwarunkowują kształt łożyska: mniej zależy od n, natomiast więcej od a czyli stosunku szerokości dna do głębokości.

Wzór na procentową stratę wody w doprowadzalnikach wykazuje, że straty przez filtrację są tern większe, im 1) większą jest przepuszczalność gruntu ó, 2) im mniejszą jest prędkość przepływu wody v, 3) im mniejszą jest głębokość wody. Kanały większe, o większym wydatku, przedstawiają się korzystniej niż drobne. Przy zwiększaniu głębokości wody zwiększa się zarazem i przesiąkanie, lecz jeszcze więcej wzrasta prędkość przepływu, co z nadmiarem kompensuje wpływ wzrostu głębokości.

Co się tyczy kształtu przekroju poprzecznego, to teoretycznie, na podstawie wyprowadzonych wzorów minimum strat winno być przy

n = 2 (1 ~ł~ v) V * ~ł~ n3

1 —v

R. B. Buckley¹) określa najkorzystniejsze a a = 4 (1.5 j/l + n² — ri)

B. A. Etcheverry podaje

a = 4 tg ~

gdzie (p jest kątem nachylenia odkosów.

Prof. Friedrich (51 I 458) podaje, że strata wody w kanałach na 1 m² powierzchni wody wynosi na godzinę w litrach /\q — a-\- bh, gdzie h jest średnią głębokością, zaś a i b współczynniki zależne od rodzaju gruntu.

Właściwości gleby

dla pokładu w m

0,2    0,4

0,6 0,8 1,0

Piasek 0,1—0,8 mm wielk. ziarn . . .

«    0,1-0,3...........

„ ze śladami gliny.......

Margiel wilgotny..........

Glina „    ..........

36,0

11,0

1,8

0,004

0,0018

iO co

T-H O

o o o o co o" o o"

CO rH r-i

O    TH

iO 'rH i

I> rH

▼H lO i-H O

I O o i> cT o

0,008    0,006 0,005

0,003    0,003 0,002

(a -j- bh) = 0,285 {a -f bh) lit./sek.

Jeśli średnia szerokość zwierciadła wody — 5, to strata S względnie <j% na 1 km i sek. wyniesie 10005

8600

28 5

q (a + bh)Vo

Z innych wzorów przytoczyć można, że w Kanadzie straty w kanałach obliczają według wzoru

S = cBh

stóp sześć, na 1 milę ang., gdzie 5 — szerokość pow. wody w stopach, h = głębokość wody w stopach, c współczynnik (0,02 — dla piasku, 0,014 dla gliny).

Druga część strat, pochodząca wskutek parowania z powierzchni, przedstawia się w stosunku do pierwszej znikomo małą.

Strata ta wynosi na 1 km i dzień

E= 1000 (b + 2nh) e

gdzie £ jest warstwa dziennego parowania wody. Jeżeli b = ah, to

h e (a -J- 2 n) m³/sek. i km

1000 86400

100 5

J) Irrigation Pocket Book 1913.

Wielkość s wynosi w warunkach naszych 4—6 mm, zaś w strefach tropikalnych od 8—18 mm na dzień, gdy wielkość ó = 0,1 do 1 m na dobę. Według doświadczeń niemieckich, prowadzonych nad parowaniem wolnej powierzchni wody¹), okazało się, że przeciętne parowanie roczne wynosi 940 mm, zaś największe dzienne w okresie letnim 11,9 mm przeciętne, 4,77 mm.

ol

100 Q

Wobec strat wody wydatek kanału stopniowo zmniejsza się, a zatem i wielkość współczynnika o, związanego z wydajnością kanału na jednostkę długości, ulega zmianom. Jednak w praktyce możemy przyjąć o jako stałe, ponieważ ze zmniejszeniem Q powiększa się o. Strata wody na długości / będzie równą

Wydajność kanału na odległości / od punktu początkowego będzie

Q(l

ol

100

Współczynnik ekonomicznego działania

Qi

ol

100

W ten sposób może być określony istotny potrzebny wydatek kanału, zarówno u wlotu jego, jak i w każdym dowolnym jego przekroju.

Wielokrotne używanie wody może mieć miejsce, gdy ilość rozporządzalnej wody jest niedostateczną. Osiągamy to przez wprowadzanie na niżej leżące kwatery nadmiaru wody, spływającego z wyższych.

Najczęściej stosowane to być może przy nawodnieniu zalewowem, gdzie z natury rzeczy nie wszystka woda, wypełniająca kwatery, może wsiąknąć w dno. W innych systemach należy starać się doprowadzać tylko ilość wody niezbędną dla roślin, unikając, o ile to możliwe, nadmiaru.

Wielokrotne użycie wody może być uskutecznione tylko przy do-statecznem nachyleniu terenu, gdy różnica poziomów pozwala na wprowadzenie wody z jednej kwatery na następną, lub też na jedną z dalszych. Ten ostatni wypadek jest nawet korzystniejszy, bowiem woda raz już użyta, będąc prowadzona przez dłuższy czas doprowadzalnikiem, ma możność nasycenia się tlenem i pozbycia się nadmiaru kwasu węglowego, zanim będzie poraź drugi wprowadzoną na kwaterę irygacyjną.

Korzystnem jest, a zarazem w większości wypadków i niezbędnemu domieszanie wody świeżej, zwłaszcza, gdy chodzi o nawodnienie nawożące.

9 Zentralblat der Bauverwaltung 1920 Nr. 1, 2. Przegląd techniczny 1925 Nr. 36.

Nawodnienie ze zmianowaniem (rotacja). Istotne korzyści osiąga się z nawodnienia, gdy po krótkim okresie energicznego nasycania gleby wodą następuje dłuższy okres odpoczynku, kiedy może nastąpić należyte przewietrzenie gleby i zaczerpnięcie powietrza przez rośliny, przeto w wypadkach większych nawodnień rzadko kiedy cały obszar bywa jednocześnie zalewany. Zazwyczaj podlega nawodnieniu tylko pewna część, gdy reszta obsiąka z nadmiaru wilgoci.

W ten sposób obszar musi być rozdzielony na pewną ilość części, z których każda kolejno ulega zalewowi. Nazywamy to zmianowaniem.

Gdy V₃ obszaru całkowitego ulega zalewowi, kiedy ²/3 jego odpoczywa — nazywamy to potrójnem zmianowaniem. Im jest większa liczba zmianowań, tern większy może być dopływ sekundowy jednostkowy, przypadający podczas zalewu. Liczba zmianowań, wielkość obszaru nawadnianego i ilość wody będącej do dyspozycji, stoją w pewnej zależności wzajemnej.

Unormowanie zmianowań jest wielkiej doniosłości dla ukształtowania całości urządzeń irygacyjnych, a przedewszystkiem wielkości kwater, dopływu sekundowego, wielkości i rozlokowania doprowadzal-ników i odprowadzalników oraz objektów spiętrzających. Od ustalonego sposobu zmianowań staje się zależną długość czasu irygacji, oraz następującego po nim osączania. Z tych powodów na gruntach cięższych, wymagających dłuższego czasu osączania niż grunty lekkie, stosuje się większa liczba zmianowań.

F. Sposoby użytkowania i korzyści, osiągane przez nawodnienie.

Sposób użytkowania nawodnienia. Umiejętne użytkowanie nawodnienia jest czynnikiem decydującym dla rezultatów osiąganych tą meljoracją. Przy najlepszych urządzeniach technicznych można nietylko nie osiągnąć pożytku rolniczego, lecz przeciwnie wyrządzić sobie szkodę. Trudno tu jest dać ścisłe pod tym względem wskazówki, bowiem sposób wykonywania nawodnienia nietylko jest zależny od rodzaju kultur polewanych, lecz i od jakości gleby, warunków klimatycznych i t. p. Niewątpliwie jednak można jako regułę uważać, iż 1) należy nawadniać tylko wówczas, gdy woda jest cieplejszą od powietrza, 2) po każdem nawodnieniu winno nastąpić dokładne odwodnienie. Pewniejsze wskazania można ustalić dla nawodnień łąk, bowiem co do innych kultur w naszych warunkach klimatycznych i gospodarczych posiadamy jeszcze zbyt mało doświadczenia.

Nawodnienia łąk odbywać się mogą wiosną, latem lub jesienią. Tylko w krajach więcej wysuniętych na południe stosowane bywa niekiedy z powodzeniem i nawodnienie zimowe.

Nawodnienia wiosenne mają głównie za cel ogrzewanie łąki lub ochronę przed późnemi przymrozkami. Wykorzystanie wiosny dla nawodnień w naszych warunkach klimatycznych jest bardzo trudne, gleba bowiem zawiera zwykle nadmiar wilgoci, zaś po zimie woda jest często chłodniejszą niż powietrze. To też najodpowiedniejszą porą do tego rodzaju nawodnień są jasne chłodne noce, nigdy zaś nie należy stosować ich podczas słonecznych ciepłych dni.

Nawodnienie wiosenne wywołuje często pokrycie powierzchni warstwą alg i wodorostów szkodliwych dla młodego porostu traw. W takich wypadkach radzą przedłużenie nawodnienia tak długo, aż trawa prze-rośnie pokrycie pasorzytnicze. Ponieważ pora wiosenna jest najodpowiedniejszą do wszelkich robót, mających za cel pielęgnowanie łąki, jak bronowanie, reparacja miejsc, uszkodzonych przez jesienne nawodnienie, wyrównanie powierzchni, lub podsiew, należy się z tern liczyć i nie zalewać łąki, dopóki korzonki traw skaleczone nie zasklepią się, nasiona nie skiełkują, lub świeżo położona darnina nie przyjmie się.

Nawodnienie letnie ma za cel zaopatrzenie w wilgoć łąki, jest ono więc w warunkach naszych najczęściej stosowane i daje najlepsze rezultaty, zwłaszcza w lata suche. Przed sianokosami wystarcza wypełnienie rowów oraz brózd rozlewowych wodą, całkowity bowiem zalew powoduje zanieczyszczenie trawy i gnicie jej od spodu. Prawidłowe polewanie winno następować po sianokosach, gdy ścięte łodygi i liście zabliźnią się, a zatem w 5—6 dni. Na kilka dni przed rozpoczęciem koszenia należy wogóle zaprzestać doprowadzania wody na łąkę i starać się jak najdokładniej ją osuszyć.

Nawodnienie jesienne uważane jest jako nawożące i wielu rolników przypisuje mu doniosłe znaczenie. Rozpoczyna się ono w kilka dni po zdjęciu potrawu i po przygotowaniu łąki przez uporządkowanie wszystkich uszkodzeń, oczyszczenie rowów, naprawienie objektów i t. d. Czas trwania zalewów może być nieco dłuższy i wynosić 3—10 dni, a przedłuża się je, dopóki woda jest jeszcze dostatecznie ciepłą. Nawadnianie przerwać należy na pewien czas przed chwyceniem mrozów, aby łąka do tego czasu mogła dokładnie obeschnąć, nie pozostawiając na powierzchni śladu kałuż. Gdy woda jest dostatecznie zasobną w na-muły, powierzchnia łąki po jesiennem nawodnieniu powinna być pokryta szlamem, który zresztą do wiosny będzie miał czas rozłożyć się i znakomicie zasilić glebę.

Nawodnienie zimowe bywa u nas niekiedy stosowane jedynie w celu wyplenienia chwastów, jak mech, wrzos, przytem jednak cierpią bardzo trawy szlachetne. Z tego powodu w wypadkach normalnych raczej szkodę, niż pożytek przynieść może.

Przy wszelkich nawodnieniach łąk należy bacznie zwracać uwagę, czy nie zjawiają się oznaki nadmiaru wilgoci w postaci miejsc grząskich lub porostu chwastów, jak turzyce, sity, jaskry i t. p. Wówczas należy wstrzymać się z dalszein nawodnieniem na pewien czas, a miejsca zabagnione starannie osuszyć. Jeśli umiarkowane nawodnienie daje zawsze wielkie korzyści, to nadmierne wyrządza częstokroć dotkliwe szkody i popsuć może dobrą nawet łąkę na czas dłuższy. Z tego powodu zalecić należy umiarkowanie, zwłaszcza, gdy ma się do czynienia z gruntami mało przepuszczalnemi i nieprzewiewnemi, jak gliniaste, iłowate, lub torfowe.

Skutki nawodnienia, a) Korzyści z nawodnienia łąk są od-dawna ocenione. Stopień wzrostu zbiorów jako rezultat nawodnienia jest wielce zależny od warunków miejscowych, jak rodzaj gleby, jakość wody, klimat i t. p., a w znacznej mierze od sposobu użytkowania wody. Nieobojętnym jest i system nawodnienia, bo naogół sposoby stokowe, lub deszczowe dają rezultaty lepsze, niż inne, prostsze i wymagające zwykle znacznie mniejszych nakładów i mniej staranności w obchodzeniu się z niemi.

Jakkolwiek więc podniesienie zbiorów nie da się ustalić w ściślejszych cyfrach, to jednak w wypadkach normalnych można spodziewać się podwojenia ich, a w wypadkach szczególnych osiąga się jeszcze wyższe rezultaty. Tak np. gdy zwykłe łąki nie wydają więcej ponad 30 cetnarów z hektara, to łąki Siegieńskie (w Nadrenji), irygowane przeważnie sposobem sztucznym stokowym, dają w trzech pokosach siana suchego

150 cetnarów z ha

75—100

w położeniu dogodnem „    średniem

40-50 v „

„    złem . .

Łąki w okolicach Medjolanu, nawadniane silnie rozrzedzonemi ściekami miejskiemi, dają 1500 cetn. masy zielonej, czyli około 300 cetn. siana suchego rocznie.

Przy starannem i umiejętnem obchodzeniu się z urządzeniami, korzystnych właściwościach wody, a zwłaszcza zasilaniu jej odpowiedniemi nawozami mineralnemi, nie trudno podnieść zbiory łąk irygowanych do 120, a nawet więcej masy suchej z ha.

W stosunkach b. Królestwa Kongresowego wydajność łąk zwykłych rzadko przekracza 20 cetn. z ha, znane zaś są nam wypadki osiągnięcia z łąk irygowanych po 110 cetn. z ha (Dłużew).

b) Korzyści z nawodnienia pól. Jeśli ustalenie produkcji łąk przy stosowaniu' nawodnienia jest trudnem, to tern trudniejsze okazuje się to dla pól ornych. W krajach południowych sztuczne zaopatrywanie w wilgoć pól jest warunkiem rozwoju rolnictwa i bez niego uprawa większości roślin właściwych tamtym strefom, jak ryż, bawełna i t. p., stałaby się niemożliwa. W strefach umiarkowanych nawadnianie pól jest tylko zabezpieczeniem przeciwko klęskowym suszom i jako takie niewątpliwie przynosić może poważne korzyści, w pewnych zaś tylko okolicach, odznaczających się małemi opadami atmosferycznemi, winno być uznane jako czynnik niezbędny dla prawidłowej gospodarki polnej. Doświadczenia, jakie już z nawodnieniami, zwłaszcza deszczownianemi, zostały wykonane, stwierdzają, że przy umiejętnem ich użyciu zabezpieczyć są w stanie znakomite podniesienie plonów nawet i w normalnych latach. Z doświadczeń, wykonanych w Instytucie Bydgoskim jak również kilkunastu gospodarstwach w Wielkopolsce, wynikło przedewszystkiem, że sztuczne doprowadzenie wilgoci daje rezultaty w latach normalnych co do opadów, tylko przy równoczesnem powiększaniu dawek nawozowych, zwłaszcza azotu.

wyniosło

Tak np. powiększenie wydajności wskutek dawki 150 mm wody

bez nawozu 10%

24%

z nawozem 132% 64%

dla owsa

dla pszenicy . .

w innym wypadku doświadczenie z roku 1908 z owsem wykazało, że przy nawożeniu bez sztucznego zasilania wilgocią plon został powiększony o 4%, przy równoczesnem zraszaniu 150 mm nastąpiło powiększenie plonu o 45%, zaś dawka 300 mm dała 111% zwiększenia. Wskutek nawodnienia w anormalnym roku 1911 zwiększono zbiór ziemniaków 3,37-krotnie.

c) Korzyści z nawadniania ogrodów i sadów są dawno stwierdzone, wiemy bowiem, że bez sztucznego zaopatrywania roślin ogrodowych w wodę, choćby najprymitywniejszemi środkami, nie da się ich prowadzić. Jednak ścisłych danych porównawczych, tyczących się zbiorów owoców, warzyw i innych roślin ogrodowych, osiąganych z pomocą sztucznego zaopatrywania ich w wilgoć i bez niego, posiadamy mało. Niewątpliwem jest jednak, że tylko przy obfitem zraszaniu kultur ogrodowych opłaca się użycie nawozów sztucznych, co razem daje efekt znakomity. Tak np. w pewnym ogrodzie większym niemieckim stwierdzono, że gdy zbiór przeciętny z morgi wynosił owoców 44 ctn, zaś warzyw 35 ctn, to po zastosowaniu zraszania mechanicznego powiększył się do 63 ctn dla owoców i 62 dla warzywx). W innym wypadku stwierdzono na plantacji selerów powiększenie zbiorów wskutek zraszania z 2,1 funta z m² na 8,7 funta.

Są to cyfry, które mówią same za siebie, świadcząc, jak wielkie korzyści tą drogą ogrodnictwo może osiągnąć, zwłaszcza z pomocą tak dogodnego w użyciu zraszania mechanicznego.

') Geisenheimer Mitteilungen über Obst und Gartenbau 1924.

KULTYWOWANIE TORFOWISK

».

Użytkowanie rolne torfowisk.

Torfowiska i ich rodzaje. Zależnie od rodzaju gruntu, jakości wody zalewającej go, oraz warunków klimatycznych powstają z bujnej roślinności bagiennej różnorodne torfowiska, które, ogólnie wziąwszy, podzielić można na trzy grupy: wyżynne, nizinne i przejściowe.

Torfowiska wyżynne, zwane również wysokiemi lub mcho-wemi, zjawiają się na gruntach jałowych, leżących ponad zwykłym poziomem wód. Torfowiska te powstają z roślin, mało wymagających pod względem odżywiania, jak mchy, wełnianka, wrzos i t. p., a powoli butwiejących w odpowiednich warunkach. Zależnie od przewagi tych albo innych roślin, przybierać mogą tego rodzaju torfy nazwę mchowych, wrzosowych i t. p. Wszystkie torfowiska wyżynne powstają na jałowych piaskach ubogich w wapno, których wysokie położenie nie dozwala na zasilanie z zewnątrz wodą napływową. Resztki gnijących roślin tworzą szlam, zmniejszający przepuszczalność piasku, co utrudnia przesiąkanie wód deszczowych, sprzyjając w ten sposób nadmiernemu zawilgacaniu ich. Pod tą warstwą piaszczystą częstokroć tworzą się warstwy ortszynu, najzupełniej tamujące przesiąkanie wód, a wilgotność torfowiska powiększa jeszcze hygroskopijność zbutwiałej masy roślinnej. Właściwości różnych odmian torfów wyżynnych są bardzo różne. Wrzosowe są zwię-źlejsze, ich masa torfowa kurczy się przy wysychaniu bardzo wyraźnie, podczas gdy torf mchowy daje po wyschnięciu elastyczny lekki materjał, odznaczający się wielką włoskowatością i kurczący się mniej niż poprzedni. Barwa torfu mchowego waha się od jasnej w wierzchnich młodych warstwach, do ciemno brunatnych w spodnich. Struktura roślinna wyraźna od góry zatraca się powoli i znika ku spodowi.

Wszystkie torfy wyżynne posiadają jedną interesującą nas cechę wspólną: zawartość w nich materji pożywnych dla roślin jest bardzo mała, a po spaleniu masy torfowej pozostaje nieznaczna ilość popiołu.

Torfowiska nizinne, zwane niekiedy niskiemi, trawiastemi, tworzą się na gruntach, które bądź same posiadają pewne zasoby soli odżywczych, bądź też zasilane są wodą zasobną w nie. Torfy te znajdują się więc przeważnie w nizinach, podlegających zalewom rzek, lub kotlinach, zasilanych spływami powierzchniowemu W tych warunkach zjawiają się rośliny nieco więcej wymagające, niż te, które składają

się na torfowiska wyżynne, a więc : turzyce, trawy, pewne mchy, trzciny, sity i t. p. Rośliny te torfieją łatwo, a materjał z nich utworzony po rozłożeniu zupełnem stanowi jednolitą masę czarną, zawierającą tylko * resztę tkanek roślinnych.

Torfowiska nizinne, zalegające zazwyczaj doliny rzek, podlegają częstym zalewom, co sprzyja namulaniu ich. To też zawartość w nich ciał obcych mineralnych jest często bardzo znaczną, a wydobywany z nich torf odznacza się zazwyczaj dość dużą ilością popiołu. Zależnie też od rodzaju gruntu i działania wód może być torf nizinny poprzecinany warstwami piasku, gliny, wapna łąkowego, rudy łąkowej, wiwjanitu, wreszcie znajdują się tu nierzadko resztki świata zwierzęcego, jak np. ślimaków. To też torfowiska te są nierównie zasobniejsze w związki pożywne dla roślin, niż wyżynne, jakkolwiek niezawsze znajdują się te związki w formach łatwo przyswajalnych.

Torfowiska przejściowe tworzą się z nizinnych lub też wyżynnych, gdy warunki na tyle się zmienią, że pierwotna rośliność nie może się dalej rozwijać i ustępuje powoli innej. Gdy więc np. dopływ pożywniejszej wody zostanie przerwany, torfowisko nizinne przejść może stopniowo w wyżynne lub odwrotnie. Z tych to powodów spotykają się niekiedy warstwy torfów przejściowych pomiędzy warstwami o cechach wyraźnie zdecydowanych. Wartość rolnicza lub techniczna tego rodzaju torfów zależna jest od przewagi takich lub innych roślin, które się nań złożyły i ilości obcych ciał mineralnych, z zewnątrz naniesionych przez wodę.

Przeważna ilość torfowisk, zalegających wielkie obszary Polski jest wyraźnie nizinnego charakteru. Torfów wyżynnych, a zwłaszcza wrzodowych, obejmujących tak wielkie obszary Niemiec Północnych, nie spotykamy u nas prawie wcale, lub przynajmniej znajdują się one w bardzo nieznacznych kompleksach.

Właściwości rolnicze gruntów torfowych. Grunty te różnią się bardzo wybitnie od mineralnych, zarówno swym składem chemicznym, jak i cechami fizycznemi. Według dra Flejszera¹) zawartość przeciętna ważniejszych składników nawozowych w suchej masie torfowej jest następującą:

Torf

wyżynny przejściowy nizinny

Azot (AO .......

Wapno (Co O).....

Kw. fosforowy (R 0:) . Potas (K, O)......

0,1—1,2 0,25—0,35 0,05—0,10

O CD JO

w b b

2,5-4,0% 4,0% 0,25 %

’) Mitteilungen der Deutschen Landwirtschaftsgesellschaft 1914.

Według tegoż znawcy spraw torfowych 20-o cm warstwa gleby zawiera przeciętnie na ha następujące ilości głównych dla odżywiania roślin związków:

Torfy niz.

.    . 20.000 kg

. . 12.500 „ 500 „ 1.000 „

Torfy wyż.

625 kg 2.500 „ 100 „ 175 „

wapna. .    .

azotu . . . potasu . . kw. fosforowego .

Z powyższego widzimy, że obchodzące nas najwięcej torfy nizinne posiadają stosunkowo znaczne ilości azotu oraz wapna, a zawsze szczególnie ubogie są w potas.

Skład torfów miejscowych i wartość ich rolniczą uwidacznia załączona poniżej tablica, podająca ilości związków nawozowych w cyfrach granicznych, jak również przeciętnych, a opartych na kilkudziesięciu analizach torfowisk, wykonanych nad torfowiskami 21 miejscowości, położonych na terytorjum b. Królestwa Kongresowego.

Ponieważ zwięzłość masy torfowej w jej stanie naturalnym jest bardzo różną, przeto dla oceny gleby torfowej określają zazwyczaj zawartość pierwiastków nawozowych nietylko w stosunku wagowym do masy suchej, lecz i w liczbach absolutnych, odnoszących się do warstwy 20 cm na ha, co również w podanej tablicy zostało uwydatnione.

Skład chemiczny torfów nizinnych:

Części lotnych........

w tem azotu.........

części mineralnych......

w tem nierozpuszczalnych w HCl .

tlenku wapnia........

bezwodnika kw. fosforowego .    .

do 86 % średnio 61 °/o

1,8%

. 0,51 „    3,5%

. 10    „ 84 %

.2    „56 %

. 0,2    „ 41 %

. ślady „    4,6%

co co

4,5%

0,5%

W warstwie 20-centymetrowej    na    1 ha znajduje    się    kg

azotu.......... 4000    do    15.000    kg    średnio    14.700 kg

18.000 „ 3.400 „

tlenku    wapnia....... 600    „    100.000    „

kwasu    fosforowego..... 500    „    16.000    „

Jak to już wyżej było powiedziane, torfowiska mogą być zanieczyszczone mineralnemi naleciałościami, składającemi się w znacznej mierze na popiół przy spaleniu próbki. Torf wyżynny daje do 5% popiołu, często mniej, gdy torfy nizinne zazwyczaj dają 5—20%, nie kiedy i więcej. Gdy ilość popiołu przekracza 70%, nazywamy grunt taki murszem.

Grunty torfowe odznaczają się wielką pojemnością względem wody. Torf mchowy nawet po odwodnieniu go zawiera do 95% wilgoci

i to przeważnie w postaci wody hygroskopowej, częściowo włoskowatej. Torfy są naogół bardzo mało przepuszczalne zarówno dla wody, jak i powietrza, to też wpływ urządzeń odwadniających jest tu nieznaczny, a obniżenie poziomu wody gruntowej postępuje powoli i tylko w bliskości kanałów. Torfowiska nizinne jednak wykazują się podatniejsze do odwodnienia, niż wyżynne.

Z powodu, wyżej wspomnianej, małej przepuszczalności gruntów torfowych, woda opadowa z trudnością w nie wsiąka, zabagniając powierzchnię, lub parując. Na skutek tego grunty te są zawsze wilgotne i zimne, a wskutek małego przewodnictwa ciepła, nawet w odwodnionych torfowiskach wpływ przymrozków jest dotkliwy dla roślin. Gleba torfowa, będąc zawsze przesycona wodą, przy zamarzaniu wybitnie zmienia swą objętość : powierzchnia podnosi się, na skutek czego korzonki włos-kowate roślin łatwo zostają przerwane z wielką szkodą dla wegetacji.

Jedną z charakterystycznych właściwości gruntów torfowych jest duże osiadanie ich, gdy podlegają odwodnieniu. Zjawisko to uwzględniane być musi przy wykonaniu urządzeń odwadniających. Zwłaszcza budowle takie, jak przepusty, mosty, śluzy winny być tak założone, aby po obniżeniu się powierzchni umożliwiały należyte odwodnienie. Obciążenie torfu warstwą mineralną np. piasku, powiększa osadzanie się jego, które jest tern większe, im pokład jest grubszy i mniej rozłożony. Torfowiska, zawierające dużo przymieszek mineralnych, jak wszystkie nizinne, mniej podlegają osiadaniu, niż wyżynne. Zjawisko to trwa bardzo długo, jakkolwiek zmniejsza się stopniowo z czasem.

Według dotychczasowych obserwacyj osiadanie głębokich nierozło-żonych i nieodwodnionych warstw torfowych dochodzi po osuszeniu do 25% ich głębokości pierwotnej. Przytem nie jest ono jednostajne, lecz zmniejsza się w miarę oddalenia od kanału osuszającego.

Vogler (110, 544) podaje następujące dane: torfowisko nizinne, odwodnione na 1 m głęboko i obciążone 10 cm warstwą piasku, po 60—80 latach osiada w sposób następujący:

Właściwość torfowiska

Przy grubości warstwy m

Ścisłe .... Dość ścisłe . Dość luźne Luźne .... Prawie płynne Pływające . .

lO O CD lO H IN Ol CO

o" o o" o"

« N 03 O M m ^ IO 03

cT o cT cT o

<M    tO    1©    lO

W    t»,,    O    (D

O    d~    o’    rt    H

»-<    GO    CO    O

O    «3^    ffi    N    H

O    o"    O"    H    fi

OO I' (D O O |Q O n h W

P p "go os 'bo

en Cl O -1

8 ą

<M CO

Normom przytoczonym nie należy jednak przypisywać większej

ścisłości.

Z powyższego wynika, że gleby torfowe zarówno pod względem chemicznym, jak i fizycznym pozostawiają wiele do życzenia i w stanie naturalnym nie nadają się do wyzyskania rolniczego. Jakkolwiek posiadają w znacznej nawet ilości, choć często w mało przyswajalnych formach, niektóre pierwiastki nawozowe, to jednak charakteryzuje je zawsze brak potasu i niedostateczne zasoby kwasu fosforowego. To też $ kultywowanie torfowisk musi być oparte, z jednej strony, na uregulowaniu fizycznych właściwości przez odwodnienie i inne pokrewne zabiegi, z drugiej na sztucznem nawożeniu, przystosowanem każdorazowo do właściwości meljorowanej gleby.

Chociaż, jak doświadczenie wskazuje, umiejętnie zmeljorowana gleba 'torfowa nadawać się może zupełnie zadawalająco do upraw polnych, a nawet ogrodowych, to jednak zasoby wilgoci naturalnej oraz azotu, czynią ją szczególniej podatną dla kultywowania łąk i pastwisk. Rozległe obszary torfowisk, zalegające wszystkie niemal dzielnice Polski, a zwłaszcza jej wschód, wybornie się niewątpliwie w znacznej części do tego nadają.

Odwadnianie torfowisk. Zasadniczo odwodnienie torfów nie różni się od odwodnienia gruntów mineralnych i wszystko, co było powiedziane o odwodnieniu gruntu, stosuje się tu w całej rozciągłości. Jednakże ze względu na specjalne właściwości torfowych gruntów należy zachować pewne ostrożności, zbyteczne w wypadkach, gdy mamy do czynienia ze zwięźlejszemi gruntami, przytem stosować takie środki techniczne, które gwarantują w tych trudnych warunkach zarówno właściwe działanie urządzeń, jak i ich konserwację.

Do odwodnienia torfowisk w celach melioracyjnych używane są bądź rowy otwarte, bądź też dreny.

Rowy otwarte są dotychczas w najczęstszem użyciu, a przy drenowaniu, ze względu na niezmiernie małe spadki i obfitość wód, też nie można się bez nich obejść. O ile w zwięzłym, włóknistym forfie wykopanie rowów nie przedstawia trudności, o tyle należy zachować ostrożność przy ich wykonaniu, gdy się ma do czynienia z półpłynną masą, silnie rozłożoną. Wówczas przez wykopanie zbyt głębokich kanałów może nastąpić naruszenie równowagi przyległego ruchliwego pokładu, pociągające za sobą ruch masy torfowej w kierunku wykopu, tworzenie się szczelin równoległych do kanału, i, wreszcie zagładę jego wskutek zejścia się brzegów (rys. 192). Zjawisko to niekiedy postępuje tak szybko, że uprzedza wykończenie kanału, czy też rowu. Rowy mogą być także zniszczone wskutek wyparcia do góry dna, gdy wcinają się głęboko w półpłynną masę, obciążoną z wierzchu warstwą torfu zwięźlejszego i cięższego. Zdarza się to tern łatwiej, im szersze jest ich dno.

Z powyższych powodów w warunkach trudniejszych unikać należy wykonania odrazu głębszych przekopów. Kanały winny być pogłębiane stopniowo, a wykonanie ich całkowite czasami musi być rozłożone na

<1 .

Rys. 192.

kilka lat. Kanały szersze, gdy dno łatwo zapływa, winny być tylko stopniowo rozszerzane, w miarę ustalania się przez odwodnienie płynnej masy. W bardzo trudnych warunkach dla przygotowania terenu, który przeciąć ma głębszy kanał, stosują pierwotnie tylko sieć podłużnych i poprzecznych brózd, a po spłynięciu wody z wierzchu i pewnem ustaleniu się pokładu przystępują ostrożnie do stopniowego wykonania wykopu. Ilustruje to rys. 193, gdzie dla umożliwienia wykopu większego kanału aa, zostają równolegle do jego trasy w odległości 15 do 20 m wykonane pomocnicze płytkie rowki bb, a do nich, za pośrednictwem brózd cc, odwodniony pas gruntu między rowkami leżący. Na skutek tego miejsce przeznaczone pod wykop po niejakim czasie na tyle się ustala, że wykonanie zamierzonego kanału nie nastręcza trudności.

Z tychże powodów materjał wydobyty z wykopu nie powinien być składany po brzegach jego, wywołuje to bowiem ciśnienie, sprzyjające powyżej opisanym zjawiskom. Zarówno ze względu na bezpieczeństwo, jak i dostęp wody do rowów, ziemia winna być niezwłocznie odwieziona lub rozplantowana cienką warstwą. Ze względu na znaczne osiadanie odwodnionych pokładów torfowych, które zależne jest od jakości pokładu i jego grubości, rowy powinny być kierowane tak, aby znajdowały się na całej długości w jednakich warunkach, a w każdym razie unikać należy miejsc, gdzie wyłaniają się po kłady mineralne np. wydmy piaszczyste.    ⁶

Nachylenie skarp może być w tych wy- s_______

a.

Rys. 193.

padkach bardzo różne, jak różne są właściwości pokładów torfowych. W mało rozłożonym włóknistym torfie skarpy rowów mogą być prawie prostopadłe, w więcej rozłożonym nachylenie wynosi 1 : 1 a niekiedy 1 : IV2. Silniej nachylone brzegi zalecają ze względu, iż są one mniej narażone na uszkodzenia przez mróz i deszcz, a wskutek tego mniej zaszla-mowywane pyłem z nich spłókiwanym. Wogóle konserwacja rowówr w tortowiskach jest trudną i kosztowną, w wyżynnych wprawdzie zwykle nie zarastają, natomiast w nizinnych porost chwastów jest bardzo

silny, co przy niezmiernie małych spadkach dna, jakie w tych warunkach można osiągnąć, utrudnia znacznie lub nawet zupełnie tamuje ruch wody. Trudności konserwacji wykazały się bardzo dotkliwie przy odwadnianiu bagien poleskich, stanowiących w znacznej części rozległe torfowiska.

Dreny wchodzą w coraz częstsze zastosowanie przy odwodnieniu torfowisk, zwłaszcza, gdy chodzi o szczegółowe ich osuszenie dla upraw polnych. Metody stosowania ich, gdy leżeć mogą w mineralnym podłożu, nie różnią się od tych, jakie są właściwe dla zwykłych gruntów, natomiast, gdy rurociągi muszą być ułożone w warstwie torfowej, należy przedsiębrać specjalne środki, zabezpieczające utrzymanie jego ciągłości i nadanego mu spadku, koniecznego dla spływu wody.

Rys. 194.

Założenie drenów jest zasadniczo możliwe tylko we względnie suchych torfowiskach. To też zazwyczaj musi je poprzedzać odwodnienie rowami otwartemi i to z uwzględnieniem właściwej głębokości, dreny bowiem muszą być tak zakładane, aby po osiądnięciu pokładu głębokość odwodnienia nie okazała się zbyt jjj małą. Odwodnienie rurkami ze względu na niedość stały grunt, w którym mają leżeć, nie jest bezpieczne, rurki bowiem pod wpływem własnego ciężaru łatwo osiadają, jjj| jg p a przy nierównomiernem osadzaniu się pokładów osu- * szanych rurociągi tem łatwiej tracą spadek pierwotny.

To też przy odwodnieniu drenami torfowisk stosuje się szereg środków, zapobiegających uszkadzaniu rurociągów, jak również w zastosowaniu bywają dreny wykonywane z innych materjałów, niż dreny wypalane i te częstokroć prymitywne urządzenia okazują się więcej celowe, co już na str. 190 było omawiane.

Z tego rodzaju stosowanych urządzeń wymienić można:

1.    Dreny torfowe są budowane a) z cegiełek torfowych takiej wielkości i kształtu, że można z nich ułożyć czworokątny kanalik na dnie rowka (rys. 194), który po zasypaniu stanowi dość trwały dren odwadniający. Niestety myszy i szczury łatwo go uszkadzają.

b) przez odchylenie podciętych z boku ścianek rowka do zetknięcia się ich u góry w sposób przedstawiony na rysunku (rys. 195), tak, że otrzymuje się kanał kryty, spełniający role drenu.

Trwałość takich drenów jest bardzo małą, działanie ich niepewne i zestawienie w większe działy niemożliwe.

2.    Dreny faszynowe, utworzone z kiszek o średnicy 25—30 cm, wiązanych z cienkich prętów i układanych w rowkach pojedynczo lub po dwie, a nawet trzy tak jak to w rozdziale o drenowaniu (str. 190) omówione zostało. Dla zabezpieczenia od zamulania się, okładają je przed zasypaniem darniną.

3.    Dreny z drążków, składające się z wiązanych drutem po 3 lub 4 cienkich tyczek, aby tworzyły jedno pasmo długości rowka drenarskiego, które układa się na dnie rowka i zasypuje. Woda przesącza się próżnemi kanalikami, utworzonemi pomiędzy okrągłemi drążkami. Dla powiększenia ich przekładają niekiedy pomiędzy drążkami poprzeczki drewniane.

4.    Dreny z łat są budowane przez układanie w rowkach długich, a wąskich drewnianych łat, poprzedzielanych poprzeczkami (patrz str. 191 niniejszej książki). Dreny te mogą się tanio kalkulować tam, gdzie są do rozporządzenia odpadki tartaczne w postaci wąskich łat.

5.    Dreny systemu Butza są to rury czworokątne, zbite gwoździami z desek cienkich i zaopatrzone w niewielkie boczne otwory, ułatwiające przesączanie się wody do ich wnętrza (str. 191). Budowa drenów tych odbywa się na brzegu wykopanego poprzednio rowka

as

w ten sposób, żeby otrzymać rurociąg jednolity potrzebnej długości. Następnie zostaje on zsunięty do wykopu i ułożony na jego dnie. Sprężystość takiego rurociągu i lekkość jego zabezpieczają od nierównomiernego osiadania.

Vl w

Rys. 195.

6. Dreny rurkowe, o ile leżą w torfie, muszą być zabezpieczone od osiadania, co osiąga się przez wyłożenie dna łatami drewnianemi lub też gałązkami wrzosu, który uprzednio utłacza się okrągłym ubijakiem, umocowanym na drążku, tak, jak to na str. 192 niniejszej książki dokładnej zostało opisane.

Spadki nadawane drenom są zazwyczaj w tych wypadkach niewielkie i osiągać je nierzadko trzeba przez sztuczne spłycanie wykopu ku górze. To też przy drenowaniu torfowisk zaleca się stosowanie małych działów, a nawet wypuszczanie poszczególnych sączków wprost do rowów odbiorczych, jakkolwiek sposób ten ma tę ujemną stronę, że daje niepomierną ilość wylotów.

Głębokość drenowania stosowana w Niemczech wynosi na łąkach torfowych 0,6—0,8 m, zaś na polach uprawnych 1—1,2 m przy rozstawie 20—30 m, a to zależnie od stopnia przepuszczalności gruntu, rozkładu masy torfowej i zasobów naturalnej wilgotności. Niżej załączona tabela podaje pożądane obniżenie wody gruntowej pod poziom powierzchni w okresie wegetacyjnym oraz szczegóły tyczące odwodnienia. Cyfry te, odnoszące się do stosunków północno-niemieckiej niziny (19,1, 71), mogą służyć tylko jako wytyczne.

Rodzaj użytku

Obniżenie wody grunt.

Potrzebne przy odwodnieniu

rowami

drenami

głębokość! rozstawa głębokość

rozstawa

ni

Niepiaszczone łąki torfowe.....

Niepiaszczone łąki torfowe z glebą

mniej rozłożoną........

Piaszczone łąki torfowe......

Niepiaszczone pastwiska......

Piaszczone pastwiska.......

Niepiaszczone pola torfowe .... Piaszczone pola torfowe......

0,4—0,5

0,6—0,8 0,5—0,8 0,7—1,0 0,5—0,8 1,0-1,2

0,5—0,8

0,7—0,8 0,7—0,8

0,5-0,8

1,0—2,0

20—50

25—30

30—50

7—20

20-40

0,8—1,3

10—50

0,8—1,3 0,9—1,3 0,9—1,5 0,9—1,3 1,0—1,3 1,0—1,3

10—20

30—50

15—30

10—30

15—25

15—30

Rozstawy te dla warunków naszych kresów o klimacie surowym wydają się nieco zbyt wielkie. Ciekawe materjały do powyższych zagadnień podaje inż. Kornelia (46).

Dreny otrzymują niekiedy różnego kształtu zawory lub wprost studzienki, umożliwiające spiętrzanie w nich wody do pożądanej wysokości. Łatwiej uskutecznia się to przez spiętrzanie wody wprost w rowach odbiorczych, co przy małych spadkach tych gruntów jest zwykle łatwe, a nie tak niebezpieczne dla drenów, zamulanie bowiem w torfach jest naogół rzadkie : woda, odpływająca z torfów włóknistych, pozbawiona jest zupełnie cięższych zanieczyszczeń, mogących w drenach osiadać. Natomiast częściej zdarzają się zamulenia osadem tlenku żelaza, znajdującego się nie rzadko w znacznych ilościach w ziemiach bagiennnych. Jest on w stanie galaretową masą zapełnić całkowicie rurki i zakleić styki. Dla przeciwdziałania temu zalecają stosowanie zaworów spiętrzających wodę, co umożliwia przepłókiwanie rur, otwierając je co pewien czas raptownie. W innych wypadkach stosowano specjalny sposób budowy wylotów, chroniący przed dostępem powietrza do środka rurociągu, bowiem rozpuszczone tlenki żelaza tylko przy nadmiarze powietrza przechodzą w nierozpuszczalny szlam rdzawy, osiadający łatwo przy powolnym ruchu wody i zamulający doszczętnie rurociąg.

Uprawa polna torfowisk nizinnych. Podstawą przeprowadzenia kultury torfowej jest odpowiednie osuszenie terenu. Odróżnia się ono od stosowanego na torfowiskach wyżynnych tem, że więcej rozłożony i ziemisty torf trawiasty jest przepuszczalniejszy, niż włóknisty torf mchowy, nie potrzebuje więc być odwodniony tak silnie. Odwodnienie może być uskutecznione rowami lub drenami w sposób uprzednio opisywany. Z powodu często zdarzającej się niewielkiej głębokości tych torfów, dreny częstokroć mogą być ułożone w mineralnem podłożu.

Po wykonaniu robót osuszających winno nastąpić wyrównanie staranne powierzchni, a ziemia pochodząca z rowów winna być cienką warstwą rozrzucona pomiędzy niemi. Odkładanie tej roboty na czas dłuższy nie jest właściwe, bowiem wyschnięta ziemia torfowa nie da się tak łatwo zużytkować do rozplantowania. Na czynności te należy zwrócić szczególną uwagę, gdyż z chwilą przeprowadzenia kultury rolnej, przeprowadzenie tych robót przygotowawczych staje się omal niewykonalne, zaś zaniedbanie przygotowania powierzchni odbijać się będzie stale na osiąganych rezultatach uprawy.

Nawożenie przygotowawcze jest nieodzownym warunkiem przeprowadzenia kultury torfowej ze względu, że gleby torfowe, jak to już widzieliśmy, tylko jednostronnie zasobne są w związki potrzebne roślinom do życia.

Ogólnie wziąwszy, wapno wanie nie jest tu konieczne, ponieważ torfowiska nizinne zwykle posiadają tego związku zapasy znaczne.

Kwas fosforowy (P₂0₅) znajduje się częstokroć w takich ilościach w glebie torfowej, że sztuczne powiększanie zasobów jegomoże być ograniczone. Oznaczenie dokładne dawek ustalone być może tylko na podstawie wykonanych każdorazowo w tym celu doświadczeń.

Azot (N) znajduje się w ziemi torfowej w bardzo dużych ilościach, jakkolwiek w formach mniej przyswajalnych dla roślin. To też stwarzanie zapasów tego pierwiastka przy kulturze torfowej staje się zbyteczne, jednak umiarkowane dawki azotu w postaci saletry chilijskiej lub siarczanu amonowego okazywały się bardzo pożyteczne, sprzyjając przetrwaniu roślin przez okres susz.

Potas (K₂0) jak to już na swojem miejscu było wykazane, znajduje się w torfowiskach w znikomej ilości, to też doprowadzenie go sztuczne jest niezbędne dla przeprowadzenia kultury tych nieużytków.

Najodpowiedniejszemi nawozami, jak wskazują długoletnie doświadczenia szczególniej w Niemczech okazały się: tomasówka z 16—18% czynnego P₂ kainit 12% lub wysokoprocentowe (40%) sole potasowe. Te ostatnie wykazują pewną wyższość nad kainitem, posiadając mniej od niego szkodliwych ubocznych związków.

Zasadą przeprowadzenia kultury rolnej torfowisk jest poza nawożeniem zwykłem, corocznem, w celu uzupełnienia pobranych przez rośliny związków, przeprowadzenie na początku nawożenia wstępnego, mającego za cel stworzenie pewnych zapasów w glebie związków pożywnych. Jest ono więc zwykle dość obfite i ogranicza się do jednego lub dwu lat pierwszych prowadzenia upraw. Określenie dawek najkorzystniejszych może być dokonane tylko na podstawie przeprowadzonych prób systematycznych. Analiza chemiczna gleby daje tu tylko niepewne wskazówki, bowiem nie ilość różnych pierwiastków, lecz forma

związków, w których one się znajdują w glebie, jest miarodajną dia odżywiania roślin.

Dawki nawozowe zwykle wynoszą na ha:

w roku pierwszym 125—100 kg K i 125—100 kg P₂ Ob w dalszych latach 125—100 kg K i 75—50 kg P₂ 0₅.

Nawożenie winno następować jak najwcześniejszą porą, pożądane jest ono jesienią lub conajmniej na 14 dni przed posiewem. Zwłaszcza fosforowe nawozy są silnie przez glebę absorbowane, niema więc obawy wypłókiwania ich ; mniej korzystnie sprawa przedstawia się tu ze związkami potasowemi. Naogół omawiane tereny torfowe mogą być zużytkowane jako pola lub łąki wzgl. pastwiska. Uprawa polna przeprowadza się z pokryciem mineralnem (piaszczeniem) lub też bez takowego.

Uprawianie pól z pokryciem piaskiem zapoczątkowane zostało przez rolnika pomorskiego R i m p a u a, który uczynił spostrzeżenie, że na gruncie torfowym, zaopatrzonym na powierzchni w warstwę piasku, porost roślin jest lepszy niż na niepokrytym.

Istota metody Rimpaua polega na dokładnem i to dość głębokiem (1 ni) odwodnieniu gruntu oraz pokryciu powierzchni torfowiska nizinnego warstwą piasku 6 do 12 cm grubą. Cel pokrycia mineralnego jest następujący :

1)    właściwości fizyczne gruntu torfowego zostają polepszone,

2)    rośliny uzyskują lepsze stanowisko,

3)    porost chwastów zmniejsza się,

4)    niebezpieczeństwo przesuszenia gleby maleje,

5)    wymarzanie roślin, tak częste na glebach torfowych, staje się

rzadsze,

6) ogólne warunki wilgotnościowe gleby zostają znacznie polepszone, bowiem zmniejsza się ulatnianie wody z powierzchni.

Uziarnienie piasku używanego odgrywa tu niemałą rolę z powodu różnic włoskowatości. To też na torfach mokrych właściwsze będzie pokrycie piaskiem drobnoziarnistym, gdy na suchszych — gruboziar

nistym.

Piasek jest zwykle czerpany z warstw spodnich, gdy pokład torfu jest płytki i dosięga podłoża mineralnego, kopiąc rowy osuszające. Wówczas jednak materjał winien być zbadany, czy nie zawiera siarczków szkodliwych.

Na głębokie torfowiska piasek jest przywożony z odsypisk, które nierzadko pośród torfowisk spotykają się, co zmniejsza znacznie stratę powierzchni użytkowej.

Warunkiem stosowania metody Rimpaua jest dobrze rozłożona gleba torfowa i możność dość głębokiego odwodnienia. Jest to więc naogół dobry środek zagospodarowania zbyt suchych obszarów torfowych.

Podczas uprawy mechanicznej tylko warstwa mineralna zostaje pługiem wzruszona, o ile możności nie naruszając torfu, aby zachować czas dłuższy w czystości pokrycie. Zczasem jednak piasek zostaje pochłonięty przez podłoże torfowe i pozornie znika. Korzenie roślin przenikają łatwo warstwę mineralną, rozrastając się w torfie, skąd czerpią pożywienie. Prowadząc polną uprawę, należy corocznie w należytej, a stosownej dla roślin mierze zasilać glebę sztucznemi nawozami. Szczególną też uwagę zwracać trzeba na walkę z chwastami i dla ułatwienia tego uprawiać naprzemian rośliny okopowe i kłosowe.

Wysokie koszty, związane z tą meljoracją, brak dobrego materjału na pokrycie i t. p. spowodowały, że ustąpiła ona w znacznej mierze uprawie normalnej z zachowaniem tylko pewnych swoistych ostrożności.

Uprawę polną bez pokrycia osiąga się przez zoranie powierzchni jesienią na głębokość około 25 cm, poczem następuje dalsza obróbka gleby bronami talerzowemi, zwykłemi, walcem pierścieniowym i to tak długo, aż osiągnie się rolę dostatecznie rozdrobnioną. Źle roz-złożone torfy podlegać muszą obróbce narzędziami czas dłuższy, zanim zostaną przygotowane do przyjęcia nasion.

Torfowisko w tym razie nie powinno być odwodnione zbyt

głęboko.

Sposób ten nie pozbawiony jest pewnych stron ujemnych. Powierzchnia torfowiska nasiąknięta wodą po zamarznięciu łatwo unosi się, uszkadzając korzenie roślin. To też niezbędne okazuje się częste utłaczanie powierzchni ciężkim walcem, co sprzyja również powiększeniu włoskowatości gruntu. Stwierdzone zostaje również łatwe wymarzanie roślin, przypisywane wielkiemu wypromieniowywaniu ciepła przez czarną powierzchnię torfu. Odczuwa się to zwłaszcza na przesuszonych torfowiskach. Ujemną stroną jest również łatwe rozproszkowy-wanie się (spopielanie) warstwy wierzchniej, zdarzające się podczas dłuższych susz, gdy powierzchnia nie jest dostatecznie ocieniona roślinnością. Nasycanie się następnie wilgocią tak spopielonej masy torfowej jest bardzo utrudnione, a wiatry, rozwiewając sproszkowaną masę, ogała-cają łatwo korzenie.

Zboża na tych uprawach mają tendencję do wylęgania i podlegają łatwo chorobom, a mało są odporne przeciw szkodnikom. Wydatek słomy jest duży, jednak zbiory ziarna częstokroć są niedostateczne.

Polepszenie sytuacji nastąpić może przez zmieszanie gleby torfowej z mineralną ziemią. W tym celu nawozi się odwodnione torfowisko warstwą zaledwie 2 do 3 cm grubą piasku zasobnego w wapno, lub gliny i przez uprawę pługiem oraz broną materjały te zostają przemieszane z podłożem torfowiska. Nawożenie jest w tym razie identyczne z po-przedniemi sposobami. Ta t. zw. kultura mieszana podwyższa ulat-

nianie się wody i właściwość pochłaniania jej, może więc być używana na mokrzejszych torfowiskach. Niebezpieczeństwo wymarzania na tak przygotowanych torfach zmniejsza się, a rośliny uzyskują lepsze stanowisko.

Uprawa łąk i pastwisk. Torfowiska nizinne stanowią znakomitą glebę dla uprawy łąk. Roślinność ich pierwotna, składająca się z traw ostrych i roślin błotnych ma bardzo podrzędną wartość pastewną, często zaledwie zużytkowaną może być jako mniej wartościowy materjał ściółkowy, jednak z pomocą odwodnienia, uprawy gleby, nawożenia i zasiewu traw słodkich daje się otrzymać porost gatunkowo pierwszorzędny i obfity.

Odwodnienie samo, które w tym razie zwykle może ograniczać się do głębokości 0,75—1,00 m, nie wystarcza. Wprawdzie pod jego wpływem rośliny błotne powoli zamierają, lecz nowe pokrycie samorzutnie nie zjawi się, dopóki nie zostanie przeprowadzona racjonalna uprawa.

Jeżeli porost naturalny nie jest zbyt gęsty, i mało wartościowy, uprawa może polegać na silnem zbronowaniu powierzchni, poczem następuje nawożenie kainitem i tomasówką, które choć w dawkach niewielkich, jednak corocznie winno następować. Posiew traw szlachetnych jest zawsze pożądany. Bronowanie zwykle odbywa się wczesną wiosną i stosuje się do tego celu brony specjalne, kultywatory i t. p. (89, 38). Sposób ten, jakkolwiek tani, nie zawsze daje się zastosować z pełnym pożytkiem, dawna bowiem roślihność błotna łatwo przygłusza młode rośliny a często zupełnie uniemożliwia ich rozwój.

Nierównie lepszych rezultatów oczekiwać można od uprawy całkowitej. W tym celu łąka zostaje zorana, a gleba starannie rozkruszona. Służą do tego specjalne pługi łąkowe, brony talerzowe, brony zwykłe i szereg narzędzi innych, budowanych dla tego celu. Dla zapobieżenia zbytniemu rozpyleniu zoranej gleby, związaniu jej z podglebiem i przygotowaniu do posiewu, zorana i zbronowana powierzchnia podlega utła-czaniu ciężkimi gładkiemi wałami, budowanemi bądź w postaci blaszanych walców napełnianych wodą, lub też betonowych. Czynność ta jest niezmiernej wagi dla powodzenia uprawy, bowiem wpływa nietylko na stan fizyczny uprawnej gleby, lecz zabezpiecza od przesuszenia powierzchni, powiększając włoskowatość zoranej gleby i ułatwiając podsią-kanie wody z głębi. Wałowanie winno następować corocznie wiosną, aby utłoczyć rozluźnioną przez mróz glebę.

Ponieważ jednorazowe zoranie w rzadkich wypadkach wystarcza dla dostatecznego przygotowania gleby pod zasiew traw, przeto zaleca się w latach pierwszych przeprowadzania kultury bądź sianie mieszanki złożonej, np. z owsa, peluszki i wyki piaskowej, lub zużytkowanie zoranego obszaru pod kartofle, kapustę i t. p. Nawożenie mineralne kul-

tywowanego torfowiska jest nieodzowne i zwykle polega na obfitem zasileniu łąki w dwóch pierwszych latach kainitem wzgl. solami po-tasowemi i tomasówką (około 1000 kg kainintu i 600 kg tomasówki na ha) oraz stałem następnie nawożeniu w ilościach, odpowiadających pobranym przez trawy z ziemi związkom, zważywszy, że dla wyprodukowania 1 ctn siana potrzeba

1,0 kg 1,5 „

wapnia (Ca).....

azotu (N)......

CM 0~

potasu (K₂ O) .... kw. fosfor. (P₂ 0₅). . .

Zwykle redukuje się nawożenie do zasilania łąki potasem. Ilość i jakość nawozów może być dokładniej określona w każdym poszczególnym wypadku tylko zapomocą doświadczalnych parcel.

Zasiew traw winien składać się ze starannie dobranych gatunków, właściwych torfom i znoszących miejscowe warunki klimatyczne. Zbiory wynoszą 60 do 70 dnlha, jakkolwiek przy warunkach sprzyjających i nawożeniu obfitem mogą dojść do 100 dnlha siana suchego.

Poza opisanym powyżej sposobem uprawy łąk torfowych jest w użyciu uprawa z pokryciem piaskowem. Odróżnia się ona od uprawy polnej tern, że głębokość odwodnienia wynosi wówczas 0,6 do 0,7 m. Rowy otrzymują strome odkosy i niewielką wzajemną odległość. Pożądane jest przewidzenie możności spiętrzania wody w rowach odwadniających.

Wyrównanie staranne powierzchni jest konieczne, warstwa bowiem mineralna wynosi w tym razie 6 do 8 cm. Do pokrycia służyć może również glina. Zamiast rowów z korzyścią zastosować można dreny fa-szynowe. Nawożenie i zasiew przy tym sposobie uprawy nie różnią się od stosowanych w uprawia zwykłej.

Zakładanie pastwisk na torfowiskach niewiele się różni od upraw łąkowych. Głębokość odwodnienia winna być większą, niż dla łąk i wynosi 0,7 m dla niepiaszczonych i 0,9 m dla piaskowanych gleb. Piaskowanie jest tu bardzo pożądane dla otrzymania więcej zwartej darni i silniejszej powierzchni.

Odwodnienie winno być dokonane o ile możności zapomocą drenów, rowy bowiem łatwo ulegają zepsuciu przez bydło. Częste wałowanie powierzchni jest nieodzowne.

Nawożenie może być ograniczone do jednej dawki co 3 do 4 lat, a to ze względu na naturalne zasilanie gleby kałem bydlęcym.

Mieszanki użyte do zasiewu winny być dobrane specjalnie i zawierać dużo traw rozłogowych.

Uprawa torfów wyżynnych ma rzadsze zastosowanie w Polsce z powodu, że torfy mchowe nie obejmują tu większych obszarów. Nato-

miast w Niemczech, Holandji stanowi ona ważną gałąź rolniczą, rozwijaną tam od wielu dziesiątków lat i której poświęcono bardzo dużo pracy. Uprawa ta w różnych warunkach była i jest prowadzoną różnie.

Holenderski sposób uprawy opierał się na przekopywaniu wielkich kanałów, służących zarówno do osuszenia jak i spławu. Torf wykopany z nich spławiany był do miast jako materjał opałowy, z powrotem zaś łodzie zabierały nawozy. Kanały kopane są tak głęboko, że poziom wody leży 0,3 do 0,5 m w podłożu piaszczystem. Wierzchnia warstwa torfu jest zdejmowana dla celów opałowych i tak obniżony teren zostaje pokryty lO-o cm warstwą piasku, który po obfitem wyna-wożeniu obornikiem, kompostem, popiołem i t. p. zostaje, przemieszany z torfem i w ten sposób przygotowany do uprawy polnej.

Sposób ten uprawy jest obecnie zaniechany z powodu utrudnionej konkurencji torfu jako opału z węglem, i trudności otrzymania nawozów naturalnych w dostatecznej ilości. Pokrywanie piaskiem tak wielkich obszarów, jakie obecnie są meljorowane, jest również zbyt kłopotliwe i kosztowne. Przytem rolnictwo w nawozach pomocniczych uzyskało nowe środki skuteczne uzupełniania braków gleb torfowych.

Niemiecki sposób uprawy polega na osuszeniu torfowiska kanałami i następnej uprawie obszaru meljoracyjnego bądź ręcznie za-pomocą odpowiednich motyk, bądź też pługami, jak obecnie przeważnie motorowemi. Uprawa mechaniczna jest trudną i żmudną ze względu na roślinność (wrzosy), pokrywającą często te torfowiska, to też musi być kilkakrotnie powtarzaną.

Ze względu na brak wapna w tego rodzaju torfach nieodzowne jest obfite zaopatrzenie w nie przygotowanej gleby, dając 40 do 60 ctn wapna mielonego na ha. Uprawy łąkowe wymagają silniejszego wapnowania, niż polne. Wapnowanie podobne wystarcza na lat 15. Poza tern inne związki odżywcze dla roślin muszą być podane w postaci nawozów sztucznych w ilościach 3—4 ctn soli potasowych, 8 ctn tomasyny i 2 ctn saletry.

W celu zaoszczędzenia kosztownych nawozów azotowych uprawiane bywają obecnie rośliny motylkowe (grochy, bób, koniczyna), jednak uprzednio muszą być zaszczepione w glebie bakterje niezbędne przez rozsiewanie ziemi z pod upraw roślin motylkowych lub przez stosowanie sztucznych szczepionek. Pomimo nawożenia mineralnego zaleca się od czasu do czasu użycie nawozu naturalnego.

Dla zaoszczędzenia tomasyny zalecają co pewien czas ostrożne spopielenie powierzchni przez podpalenie wierzchniej warstwy torfu. Normalnie uprawiane bywają na torfach wyżynnych z dobremi rezultatami żyto, owies, ziemniaki.

Dla sporządzenia planu melioracyjnego i gospodarczego jakiegokolwiek torfowiska niezbędne jest wykonywanie studjów, któ-reby dały podstawę zarówno do sporządzenia projektu odwodnienia jak i przeprowadzenia właściwej uprawy. W tym celu winna być dokonana: a) Niwelacja terenu według ogólnych zasad, tyczących się wykonania projektów odwodnienia, b) przeprowadzenie pomiarów głębokości warstwy torfowej, 3) Przeprowadzenie badań torfu, polegające na pobraniu prób z różnej głębokości zapomocą specjalnych świdrów i dokonanie analizy chemicznej próbek, ocenie stopnia przyszłego osiadania torfowiska, zbadaniu podłoża mineralnego. Instytucje, przeprowadzające badania torfów (w Polsce Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie), wydają zwykle ścisłe instrukcje, według których winny być pobierane próby przeznaczone do laboratoryjnego badania. Rozbiorowi chemicznemu i mechanicznemu gleby towarzyszyć winno zbadanie flory dotychczasowej, d) Zbadanie warunków hydrologicznych, zwłaszcza tyczące się odpływów, zbadanie możliwości doprowadzenia wody do kanałów dla umożliwienia podsiąkania gruntu w okresach susz.

Do projektu odwodnienia, wykonanego na ogólnych podstawach, dołączony powinien być plan zagospodarowania, uwzględniający przewidziane sposoby uprawy mechanicznej, nawożenia, względnie obsiewów meljorowanych obszarów.

Korzyści, osiągane z kultywowania torfowisk, są znane, od-dawna cenione i służą poważną dźwignią rolnictwu szczególniej krajów północnych, jak Holandja, Danja, Szwecja, północne Niemcy, Łotwa, które obfitują w znaczne obszary bądź nizinnych, bądź wyżynnych torfowisk. Przy prawidłowem odwodnieniu, właściwej uprawie związanej z nawożeniem, udają się wszystkie rośliny właściwe tym krajom i to nie gorzej niż na glebach mineralnych. Potrzebny jest tylko dobór trafny gatunków, co zwłaszcza dla roślin okopowych, jak np. ziemniaki, jest ważne. Zresztą sprawa ta winna być uwzględnioną i przy wyborze odpowiednich gatunków traw, służących do obsiewu łąk i pastwisk. Wobec najzupełniej zaniedbanej sprawy zużytkowania torfowisk w krainach naszych wielkich bagien, ustalenie odpowiednich gatunków zbóż, roślin okopowych i traw najodpowiedniejszych i największe korzyści przedstawiających, dla większości Rzeczypospolitej jest dziś niemożliwe.

Przy trafnym doborze mieszanek i starannej meljoracji, łąki torfowe dają 80—100 ctn m wyborowej paszy z ha. Na pastwiskach wyżynnych według dr. Tacke osiągnąć można przeciętny przyrost żywej wagi z ha, wynoszący 335 kg przez okres paszenia.

Z roślin kłosowych najlepiej udaje się żyto (do 36 ctn m z ha) oraz owies (do 40 ctn m z ha), zaś z roślin okopowych ziemniaki dają

do 370 ctn m z ha, poza tem i buraki pastewne udają się znakomicie. Dla upraw wszelkich jarzyn grunty torfowe nadają się również wybornie. Pod uprawę kapusty te gleby i u nas oddawna są w powszechnem użyciu, dodać należy, iż jarzyny z tych upraw odznaczają się szczególną delikatnością i wykwintnym smakiem. Uprawa konopi zapewnić może również znaczne dochody.

Wielka pojemność względem wody gruntów torfowych daje możność przy odpowiedniem traktowaniu zapewnić w lata suche obfite zbiory, co zwłaszcza dla produkcji paszy jest rzeczą doniosłą, a ogólna podatność ich do tego celu daje podstawy do rozwoju hodowli.

W krajach, gdzie meljoracje, a zwłaszcza kultywowanie torfowisk, posunięte są wyżej, zwrócono na ten dział uwagę nietylko z punktu widzenia korzyści rolniczych, lecz zarówno socjalnych. Wielkie obszary bagien uruchomione stanowią nietylko objekt, przy którym zatrudnienie znajdują liczne siły robocze, lecz i poważny teren kolonizacyjny. Wiele palących zagadnień agrarnych znaleźć może rozwiązanie w zmeljorowa-niu rozległych puszcz naszego Polesia, jak i terenów prawie bezużytecznie leżących Podlasia, Mazowsza i w mniejszej mierze innych ziem Rzeczypospolitej.

ST ‘

i.

"te?

H#* •

*z.

'V

Literatura.

1.    Barrai A.: „Drainage des terres arables“.

2.    Bersch: „Handbuch der Moorkultur“.

3.    Blauth J. : „Wzory do obliczania ilości wody“. 1905.

4.    Blauth J. : „Wyrób drenów“.

5.    Blauth J.: „Średnica drenów“. 1911.

6.    Blauth J.: „Ueber den Abstand der Drains“. 1911.

7.    Brauer R.: „Grundzüge der praktischen Hydrographie“. 1907.

8.    Bringhaus P. : „Anlagen zur Gewinnung von natürlichem und künstlichem Grundwasser“. 1920.

9.    Breitenbach: „Die Bestimmung der Dränentfernung auf Grund der Hygroskopizität“.

10.    Bzowski H. J. : „Meljoracje wodne“.

11.    Charpantier de Cossigny : „Hydraulique agricole“. 1889.

12.    Dankwert J.: „Die landwirtschaftliche Verwendung des Kanalisationswassers“.

13.    Davis and Wilson: „Irrigation Engineering“. 1919.

14.    Deubel E. : „Veranschlagung und Verdingung von Bauarbeiten in Zusammenlegungssachen.

15.    Dienert F. : „Hydrologie agricole“. 1918.

16.    Dünkelberg W. : „Der Wiesenbau“.

17.    Encyklopedja polska: „Geografja fizyczna ziem polskich“.

18.    Engels: „Handbuch des Wasserbaues“.

19.    Fauser B. : „Meliorationen“. 1913.

20.    Fleischer M.: „Die Anlage und Bewirtschaftung von Moorwiesen und Moorweiden“.

21.    Friedrich A.: „Kulturtechnischer Wasserbau“. 1914.

22.    Gamann H: „Hydraulik“.

23.    Gamann H. : „Kulturtechnische Baukunde“.

24.    Grünert A. : „Anleitung zur Dränage“. 1919.

25.    Handbuch der Ingenieurwissenschaften.

26.    Hartung Z. : „Dreny nierurkowe“. 1920.

27.    Heimerle Prof. : „Kulturtechnische Entwürfe“. 1924.

28.    Helmann: „Die Niederschläge in d. deutschen Stromgebieten“.

29.    Himmelstiern S. : „Ueber Wasserwirtschaft“.

30.    Ingarden R. : „Komunikacje wodne, a meljoracje rolne“. 1920.

31.    Jahrberichte des Kaiser Wilhelm Instituts für Landwirtschaft.

32.    Janota B. : „Povazeni piscitych pud slinem.“

33.    Jaroslow B. : „Zur Erschliesung des deutschen Heidelandes“.

34.    King F.: „Irrigation and Drainage“.

35.    Koch F.: „Das öffentliche Meliorationswesen in Preussen“.

36.    König I.: „Die Pflege der Wiesen und Weiden“. 1906.

20

Skotnicki. Nauka meljoracji.

37.    König F.: „Der Vertroknungsproces der Erde“.

38.    König : „Die Verunreinigung der Gewässer“.

39.    Kopecky J. : „Die Bodenuntersuchung zum Zwecke der Dränagearbeiten“.

40.    Kopecky J.: „Die physikalische Eigenschaften des Bodens“. 1904.

41.    Kopecky J. : „O hloubce drenazni“. 1911.

42.    Kopecky J. : „Neue Erfahrungen auf dem Gebiete der Bodenentwässerung mittels Dränage“.

43.    Kopecky J. : „Barometricky tlak a vylot vody z pramenu.

44.    Kopecky J. : „Nektere zakouSenosti v obzoru odvodneni pudy drenazi“.

45.    Kornelia A.: „Osuszenie i namulenie bagien naddniestrzańskich“.

46.    Kornelia A.: „Odwodnienie torfowiska“. 1905.

47.    Kornelia A.: „Drenowanie folwarków“.

48.    Kostiakow A.: „Osnownyje elementy po uczetu osuszitielnych sistiem“.

49.    Kostiakow A.: „Osnownyje elementy po uczetu orositielnych sistiem“.

50.    Kostiakow A.: „Gidromodulnaja czast“.

51.    Kostiakow A.: „Postanowka i niekotoryje rezultaty izsledowania w obłasti oro-szenja w siewiernoj Amierikie“.

52.    Korzybski-Habdank: „Instrukcja do przeprowadzenia meljoracyj rolnych“. 1889.

53.    Krüger E. : „Kulturtechnischer Wasserbau“. 1921.

54.    Krüger E. : „Die Feldberegnung“. 1919.

55.    Levy-Salvador : „Hydraulique agricole“.

56.    Lummert B.: „Neue Metoden zur Bestimmung der Durchlässigkeit wasserführenden Bodenschichten“.

57.    Lutosławski J. : „Deszczownie“.

58.    Łopuszański J.: „Zasady rozdziału wody w nawodnieniach stokowych“. 1911.

59.    Manskopf H. : „Das Horisontalgräben System“.

60.    Matakiewicz M. : „Regulacja rzek“.

61.    Miklaszewski S.: „Gleby ziem polskich“.

62.    Miklaszewski S. : „Rozpoznawanie gleb dla celów meljoracyjnych“.

63.    Miklaszewski S. : „Jakie gleby drenować“.

64.    Mitscherlich E. : „Bodenkunde für Land- und Forstwirte“.

65.    Nëmec A.: „Fünfundzwanzig Jahre kulturtechnischen Dienstes in Böhmen“.

66.    Nëmec A.: „Weltkrieg und Bodenmelorationen“.

67.    Nëmec A.: „Die bisherigen Erfahrungen auf dem Gebiete des Meliorationswesens in Kön. Böhmen“.

68.    Podręcznik do obliczania kosztów robót budowlanych. 1924.

69.    Ponikowski A.: „Wady naszych meljoracyj“.

70.    Powierza B. : „Program sfinansowania meljoracji“. 1924.

71.    Powierza B. : „O państwowem znaczeniu meljoracji“. 1925.

72.    Prinz E. : „Handbuch der Hydrologie“.

73.    Ramann E. : „Bodenkunde“.

74.    Risler et Very: „Irrigation et drainages“.

75.    Russel-Brehm: „Boden und Pflanze“. 1924.

76.    Rybczyński M. : „Regulacja rzek“.

77.    Rychter I. : „Roboty wodne“.

78.    Schewior G. : „Die Drainage“.

79.    Schewior G. : „Die Bodenmelioration“.

80.    Schewior G. : „Hilfstaffein zur Bearbeitung von Meliorationsentwürfen“.

81.    Seelhorst: „Handbuch der Moorkultur“.

82.    Sierig E. : „Die Moorkultur“.

83.    Sikorski W.: „Czy kraj nasz wysycha“. 1910.

84.    Sikorski W.: „O zakładaniu stawów i ich użytkowaniu“.

85.    Sikorski W.: „Uprawa rolna naszych torfowisk“.

86.    Skotnicki Cz. : „Zasady teorji drenowania“. 1912.

87.    Skotnicki Cz. : „Technika odwodnienia bagien i gruntów uprawnych“. 1918.

88.    Skotnicki Cz.: „Drenowanie w zastosowaniu do rolnictwa i techniki“. 1923.

89.    Skotnicki Cz. : „Uprawa łąk torfiastych“. 1911.

90.    Skotnicki Cz. : „Badania gruntu w polu dla celów meljoracyjnych“. 1918.

91.    Sporny J.: „Hydraulika agronomiczna“. 1860.

92.    Sparro-Dubach: „Osuszenje bołot otkrytymi kanałami“.

93.    Steglich : „Die Statik des Obstbaues“.

94.    Stobiecki J.: „O korzyściach drenowania“. 1902.

95.    Stobiecki J. : „W sprawie ulepszeń rolnych“.

96.    Strecker: „Der Wasserhaushalt und seine Bedeutung für d. Landwirtschaft“.

97.    Szulc K. : „Klimat i czynniki pogody“.

98.    Thoma E. : „Meliorace a stavba rybnikü“.

99.    Tolkmitt G. : „Grundlagen der Wasserbaukunst“.

100.    Turczynowicz S. : „Jak osuszać za mokre i jak nawadniać za suche grunta“.

101.    Turczynowicz S. : Nawadnianie łąk, pól i ogrodów“.

102.    Turczynowicz S. : „Roboty ziemne“.

103.    Wahnschaffe F. : „Anleitung zur wissenschaftlichen Bodenuntersuchung“. 1903.

104.    Weyrauch R. : „Hydraulisches Rechnen“.

105.    Wierzbicki A.: „Meljoracje rolne“.

106.    Wichala A.: „Die automatische Bewässerung und Düngung v. Garten u. Wiesen“.

107.    Wiszniewski N. : „O drenowaniu“. 1907.

108.    Wulsch : „Die landwirtschaftliche Verwendung städtischer Kanalwässer“.

109.    Vitard A.: „Wykład podręczny drenownictwa czyli nauki obsączania gruntu“. 1863.

110.    Vogler Chr. : „Grundlehren der Kulturtechnik“.

111.    Zavadil J. : „Voda a jeji obëh v pfirode“.

112.    Zink A. : „Der Teichbau“.

113.    Zilinskij I.: „Oczerk rabot zapadnoj ekspedicji po osuszeniu bołot“.

Uwaga. Cyfry, pomieszczone w tekście w nawiasach, oznaczają liczbę dzieła z niniejszego spisu, względnie stronicę, mieszczącą ustęp, na który się powołano.

Uj

\ o*

«■

:

/

Skorowidz treści.

Analiza mechaniczna 28.

Akwedukty 224.

Bielice 12.

Budowa gruntu 23.

Budowle, służące do spiętrzania wody w do-prowadzalnikach 229.

Calluna vulgaris 69.

Calmagrostis 69.

Charakterystyka wód płynących 60.

Cyperus 69.

Czarnoziemy 16.

Czerpanie wody z powierzchni 213.

Dawka, schemat irygacyjny 257.

Definicja pojęć, związanych z zapotrzebowaniem wody 255.

Deszczownie 250.

Długość sączków 175.

Długość zbieraczów 175.

Dorzecze 55.

Dopływ sekundowy 260.

Doprowadzalnik 221.

Dostarczanie wody do nawodnienia 213. Drenowanie holenderskie 118.

Drenów rozstawa 156.

Drenowania wykonanie 183.

Drenowanie gruntów rozrzedzonych 189. Drenowanie terenów zadrzewionych 190. Drenowanie torfowisk 190.

Drenowanie z przewietrzaniem 193.

Działanie drenów 141.

Eriophorum polistahium 69.

Gleba właściwa 8.

Głębokość drenowania 153. Głębokość rowów 97.

Glina 9.

Gliny i iły 13. Gospodarka wodna 5. Grunt 7.

Helianthus annuus 45.

Iszkowskiego metoda 57.

Jazy 213.

Kanały równoległe 83.

Kanały ulgi 84, 120.

Kanały główne 121.

Kanały opaskowe 126.

Klucz do określenia gleb 15.

Kolmatacja 116.

Koloidy 10.

Korzybskiego odwodnienie pól 134. Korzyści, osiągane z kultywowania torfowisk 302.

Krzywa czasów trwania 63.

Krzywa wydajności 63.

Krzywa depresji 128.

Laboratoryjne badania gleby 28.

Łączenie rurociągów 187.

Ledum palustre 69.

Lösy 13.

Łożysko rzek 65.

Manninga wzór 104.

Meljoracje szczegółowe 4.

Meljoracje podstawowe 4.

Metody użytkowania wody 206.

Nachylenie brzegów 98.

Najkorzystniejszy przekrój 102.

Narzędzia drenarskie 185.

Nawadnianie łąk 232.

Nawadnianie rowami rozlewowemi 243. Nawadnianie zapomocą drenów 246.

Siła spławu (poruszająca) 78.

Skały i gleby 7.

Skały wybuchowe 7.

Skały osadowe 7.

Skały przeobrażone 8.

Skały okruchowe 8.

Składniki gleby 8.

Spadek kanałów 95.

Spadek sztuczny 125.

Spływ powierzchniowy 54.

Stopnie 108.

Studja terenu 130.

Studnie chłonne 118.

Syfon 225.

System nasiąkowy 233.

System podsiąkowy 234.

System zalewowy 234.

System zalewowo-przepływowy 235.

System stokowy naturalny 236.

System grzbietowy 239.

System grzbietów naturalnych 245. Szerokość dna 99.

Szluza wpustowa 229.

Sztuczne podnoszenie wody 219.

Tamy poprzeczne i podłużne 82.

Tamy ziemne 218.

Torfy 16.

Torfowiska i ich rodzaje 287.

Typy gleb 12.

Ujmowanie źródeł 201.

Układ ogólny drenów 148.

Układanie rurek drenowych 186.

Ulatnianie się wody 43.

Uprawa groblowa 97.

Uprawa polna torfowisk nizinnych 295. Uprawa łąk i pastwisk 299.

Uprawa torfów wyżynnych 300.

Uproszczone systemy amerykańskie 245. Urządzenia, regulujące odwodnienie i przewietrzenie gruntu 192.

Urządzenia, doprowadzające i odprowadzające wodę 221.

Użytkowanie rolne torfowisk 287.

Wały zimowe i letnie 87.

Wapno 9.

Ważniejsze właściwości gleb 16.

Wielokrotne użycie wody 279.

I Właściwości rolnicze gruntów torfowych 228.

Nawadnianie pól ornych 247.

Nawodnienie brózdowe 247.

Nawodnienie zalewowe 248.

Nawodnienie rozlewowe 248.

Nawadnianie ogrodów 251.

Nawadnianie ze zmianowaniem 286. Nawodnienie 205.

Normalny przekrój poprzeczny 78.

Obieg kołowy 35.

Obliczenie nawodnienia zalewowego 266. Obliczenie nawodnienia rowkowego 269. Obliczenie przekroju poprzecznego rzeki 79,80. Obliczenie przekroju kanałów 90.

Obliczenie przepustów 105.

Obliczenie rozmiarów drenów 168.

Odległość pomiędzy rowami 127.

Odpływ wgłębny 118, 196.

Odpływ mechaniczny 110.

Odwadnianie pól syst. Korzybskiego 134. Odwadnianie torfowisk 291.

Opady atmosferyczne 36.

Opis systemów nawadniania 231.

Oznaczenie stanu normalnego 75.

Polepszenie wody irygacyjnej 211. Porowatość 17.

Powiększenie zbiorów przez dreny 145. Próchnica 9.

Profil podłużny 96.

Prędkość przepływu 94.

Projektu drenarskiego wykonanie 175. Przewiewność 19.

Przepuszczalność 21.

Przyczyny zabagnienia 69.

Regulacja rzek 74.

Rędziny 13.

Rozkład rowów 120.

Rotacja 280.

Rowy drugorzędne 123.

Rowy osączające 124.

Rowy rozorywane 135.

Rowy odpływowe 195.

Rowy rozdzielcze 227.

Rowy odwadniające 227.

Rozstawa drenów 156.

Ruch wody gruntowej 50.

Rurociągi 228.

Rury drenowe 146.

Rzeki jako przyczyny zabagnienia 74.

Woda gruntowa 46.

Woda adhezyjna 47.

Woda higroskopowa 47.

Woda włoskowata 48.

Woda artezyjska 40.

Woda irygacyjna 207.

Woda w glebie 11.

Wody ściekowe 210.

Wodnictwo rolne 3.

Wybór trasy regulacyjnej 76.

Wykres stanów wód 62.

Wykonanie drenowania 183. Wykonanie projektu drenarskiego 175. Wykonanie regulacji 81.

Wyloty 197. Wsiąkanie 45.

Zapotrzebowanie wody do nawodnień 254. Zapotrzebowanie wody przez rośliny 262. Zasady ogólne odwadniania 71.

Zastawki 230.

Zbiorowa powierzchnia gleby 18, 33. Znaczenie wody dla rolnictwa 205. Znamiona nadmiaru wilgoci 69.

Zraszanie przy pomocy urządzeń mechanicznych 249.

Źródeł ujmowanie 201.

KSIÄZNICÄ-ÄTLÄS

LWÓW, UL. CZARNIECKIEGO 12 - WARSZAWA, NOWY ŚWIAT 59

poleca :

W. Borowski:

PROJEKTOWANIE BUDYNKÓW MIESZKALNYCH 1 kolorowa ilustracja i 82 rys. w tekście. — Cena zł. 4*50.

„Dzieło to wzbudziło zainteresowanie w szerokich kołach naszego społeczeństwa; odpowiada ono bowiem potrzebie czasu i wypełnia lukę, istniejącą w naszej literaturze technicznej. Dlatego teź inicjatywę autora należy powitać z uznaniem. Praca jest bardzo sumienna i widać staranne wyczerpanie tematu w ramach możliwie skromnych*. — A. Gravier w Przeglądzie Technicznym, r. 1924, nr. 31.

Stanisław Prus Szczepanowski :

MYŚLI

O ODRODZENIU NARODOWEM

Wydanie III, uzupełnione, z życiorysem i portretem autora. Pośmiertnego wydawnictwa zbiorowego Pism i Przemówień T. I. — Str. 322. — Cena zł. 7'—.

TREŚĆ: Przedmowa wydawcy. Zarys życia i pracy Stanisława Prus Szcze-panowskiego. — I. Urywek z listu. — II. Walka narodu polskiego o byt. — III. Farys zwycięzca. — IV. Współzawodnictwo Rosji i Anglji w Azji. — V. Urywki z „Nędzy Galicji*. — VI. O liceum krzemienieckie. — VII. O konstytucji Trzeciego Maja. — VIII. Szkoła ludowa i jej związek z wychowaniem narodowem. — IX. O powstaniu styczniowem. — X. Myśli z powodu poematu „Syn Jermaka*. — XI. Dezinfekcja prądów europejskich. — XII. O potrzebie swojskiego kierunku w literaturze polskiej. — XIII. Aforyzmy o wychowaniu. — XIV. Idea polska wobec prądów kosmopolitycznych. — Przypiski : Dyspozycja odczytu: „O znaczeniu narodowem ruchu ekonomicznego w Polsce*.

Przedmowa do I. pośmiertnego wydania.

„Będzie w przyszłości tych wydań zapewne jeszcze kilkakroć po trzy, zanim utracą dla czytelnika polskiego płomień swej wymowy, jeżeli wogóle kiedykolwiek utracą. Dobrze, że ta niepospolita książka, jednego z najpro-mienniejszych duchów Polski pomnik nagrobny, ukazała się w odnowionej szacie na progu nowego żywota Ojczyzny*. — A. Chołoniewski w Rzeczypospolitej, r. 1923, nr. 285.

KSIÄZNICÄ-ÄTLÄS

LWÓW, UL. CZARNIECKIEGO 12 - WARSZAWA, NOWY ŚWIAT 59

poleca :

E. Bratro :

USTAWY I ROZPORZĄDZENI ODNOSZĄCE SIĘ DO RUCHU SAMOCHODOWEGO W POLSCE

Wydanie II. — Cena zł. 1’60.

»Zebranie materjału całego, zamieszczonego dotychczas w najrozmaitszych dziennikach ustaw, i zgrupowanie go w całość wraz z zaopatrzeniem w stosowne objaśnienia, oddaje automobilizmowi naszemu prawdziwą i rzetelną usługę“. — Auto, r. 1924, nr. 2.

T Grodyński:

POLSKIE PRAWO BUDŻETOWE

Str. 74. — Cena zł. 3'20.

TREŚĆ: Wstęp. — I. Prawo budżetowe. — II. Przepisy prawa budżetowego, zawarte w konstytucji. — III. Forma budżetu. — IV. Podział budżetu. — V. Treść budżetu. — VI. Budżet przedsiębiorstw i monopolów. — VII. Prawdziwość budżetu. — VIII. Jedność budżetu. — IX. Układanie budżetu. — X. Stanowisko Ministra Skarbu przy układaniu budżetu. — XI. Stanowisko Izb ustawodawczych wobec preliminarza. — XII. Prowizorjum budżetowe. — XIII. Wykonanie budżetu. — XIV. Zmiany budżetowe. — XV. Zamknięcie okresu budżetowego i termin ulgowy. — XVI. Kontrola wykonania budżetu. — XVII. Organizacja kontroli państwowej. — XVIII. Wydatki i dochody państwowe. Książka uwzględnia wszystkie ustawy i rozporządzenia po dzień 3 marca 1925.

Dr. F. Młynarski :

KRYZYS I REFORMA WALUTOWA

Str. 132. — Cena zł. 6"—.

TREŚĆ: Wstęp. — Tempo reformy. — Sposób przeprowadzenia. — Przebieg i charakter kryzysu. — Kredyt zagraniczny. — Pieniądz pomocniczy.

Książka nieodzowna dla każdego, kto się interesuje ekonomją i rozwojem

gospodarczym Polski.

I

t

A

/

\

\

*

(

.

?

.

/

4

S

is

-W/;

1 v

A

k

b-’

*«?■

■01^4    , J1L,

Ib

*r«i

/:P

jT#?

£Æ

.,i" . : '

■Ą

TT

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

i.

POLITECHNIKA KRAKOWSKA BIBLIOTEKA GŁÓWNA

ni

L. inw.

28211

Kdn. 524. 13. IX. 54

***** X

mś

lii

Ï4

_ :ś®5Ś.sf;

B

(i

V.'.”

IfM*

■p

'MaËmt

’\*i**t' .'{AAiV . .---i

: •<,

M

'in

l.

®g§

mm

»?

-j

il :

i»|

BP

U

7.;.

gH;

hm

mm

ÜP

I

j|.g

C3 :

SSB