Drenaje de la tierra: necesidad, beneficios y clasificación (con diagrama)

Lea este artículo para conocer las necesidades, los beneficios, la clasificación, el diseño y la construcción de drenaje de terrenos.

Necesidad de drenaje:

Por su propia naturaleza, el riego crea condiciones periódicamente saturadas de capas superiores de formación de suelo. Durante un largo período en el que se practica el riego intensivo, incluso las capas de suelo profundo tienden a saturarse y, en consecuencia, el nivel freático subterráneo se eleva en ausencia de instalaciones de drenaje adecuadas.

(Inflow = salida + almacenamiento). El drenaje de tierras cultivables es igualmente esencial para las regiones húmedas y áridas. La reducción adecuada de la capa freática por drenaje es una necesidad primordial y básica en cualquier tracto irrigado. Los desagües se han definido como dispositivos naturales y artificiales, que pueden ser útiles para eliminar el agua de un área en particular. En consecuencia sus funciones son diversas.

Por lo tanto, se requieren drenajes para:

yo. Aliviar áreas anegadas,

ii. Eliminar el agua de la inundación,

iii. Drenar el agua de lluvia excedente no requerida en el crecimiento normal de los cultivos agrícolas, y

iv. Escurrir de estanques y marismas.

Beneficios del drenaje:

Ya se mencionó que el drenaje es el primer elemento esencial en la recuperación de suelos anegados. El esquema de drenaje cuando se implementa correctamente mejora la estructura del suelo y aumenta la productividad del suelo.

En lo que respecta a las tierras de regadío, se pueden obtener los siguientes beneficios de un esquema de drenaje adecuado:

yo. Facilita el arado temprano y, a su vez, la siembra temprana de cultivos. Como resultado, el período de cultivo se incrementa para obtener el máximo rendimiento del cultivo.

ii. En realidad se extiende la zona de raíz de cultivo. De este modo, se dispone de más humedad del suelo para el crecimiento de los cultivos.

iii. Mantiene temperaturas más altas del suelo. Así como resultado el suelo se mantiene más caliente. Los suelos que están saturados de agua toman más tiempo para calentarse. La razón es que el suelo saturado de agua requiere más calor para elevar la temperatura de un volumen dado de agua en 1 ° C y luego para elevar la temperatura del mismo volumen de aire en 1 ° C.

iv. Ayuda a mantener una adecuada aireación de las capas superiores del suelo. La aireación y mayor temperatura aumentan las actividades bacteriológicas en el suelo. Así, cada vez se ponen más nutrientes a disposición de las plantas.

v. En el proceso de drenaje de la tierra, las sales dañinas se filtran.

vi. También mejora la condición sanitaria y hace que el entorno sea cada vez más atractivo y alegre.

Clasificación de los drenajes:

Los desagües pueden ser artificiales o naturales. Los drenajes se denominan artificiales cuando se construyen después de una adecuada consideración de las condiciones existentes y las funciones que deben cumplirse. Los desagües artificiales generalmente se construyen para eliminar rápidamente el agua sobrante, antes de que se absorba profundamente en el suelo. Los ríos y las líneas de los valles entre las dos crestas son ejemplos de drenajes naturales. Los canales de riego generalmente se ejecutan en las crestas y las líneas más bajas del valle entre las dos crestas generalmente forman desagües naturales.

Otra clasificación significativa de drenajes es:

(i) Desagüe superficial, y

(ii) Drenajes subsuperficiales.

1. Drenajes superficiales:

Estos están abiertos a la atmósfera.

Esta categoría se puede resolver en los siguientes tipos:

yo. Drenajes de aguas pluviales:

Su función principal es drenar el exceso de agua de lluvia. Se construyen con el objetivo de llevar el flujo de la inundación de las cuencas bajo su mando.

ii. Drenajes de infiltración:

Generalmente se construyen en los tramos que obtienen agua de riego de los canales. El agua de filtración hace una contribución apreciable al embalse subterráneo. Como resultado, el nivel freático aumenta y la zona de la raíz del cultivo se llena con el exceso de agua. Entonces las raíces de las plantas se ven privadas de aire. Para reducir esta contribución al reservorio subterráneo se construyen estos drenajes. Los desagües de filtraciones le quitan el agua del subsuelo a una salida convenientemente ubicada. Los desagües son más pequeños que los de aguas pluviales. Por lo tanto, estos drenajes ayudan a mantener la circulación de aire libre en las profundidades de la zona radicular.

iii. Desagües de tormentas y filtraciones:

Realizan las dos funciones mencionadas anteriormente. En la temporada de lluvias transportan aguas pluviales. Pero la mayoría de las veces tienen el propósito de drenar filtraciones. Por eso es muy esencial determinar la capacidad judicialmente.

2. Drenajes subsuperficiales:

Estos son desagües de azulejos o tuberías colocados en el estrato permeable debajo del nivel freático subterráneo. Los drenajes debajo de la superficie se clasifican según las funciones que cumple cada uno.

yo. Desagües de alivio:

La función que cumplen los drenajes de alivio es similar a la de los drenajes de infiltración. Alivian al suelo saturado de su exceso de contenido de agua que se contribuye al subsuelo mediante varios procesos de entrada, por ejemplo, percolación, infiltración, flujo del subsuelo, etc.

ii. Desagües portadores:

Se puede suponer que son drenajes principales de los cuales los drenajes de alivio son tributarios. Los desagües del transportador recogen el agua de los desagües de alivio y llevan esa agua hacia el emisario. Obviamente, el tamaño de los drenajes del portador es mayor, digamos 45 cm de diámetro. Por supuesto, es cierto que de lado a lado estos drenajes también alivian el exceso de agua del suelo.

iii. Interceptando drenajes:

Generalmente se alinean en una dirección paralela al canal existente. Siempre se está produciendo una filtración a las tierras bajas adyacentes desde el canal que corre. Los drenajes de intercepción comprueban y recogen este flujo de filtración y, finalmente, el agua recolectada se saca del tracto hasta un lugar adecuado. Por lo tanto, el objetivo de estos desagües es interceptar el agua de la filtración antes de que se una a la capa freática subterránea.

Drenajes De Superficie Y Su Diseño:

1. Alineación de los drenajes superficiales:

Los siguientes puntos deben tenerse debidamente en cuenta al marcar una alineación para drenajes:

En primer lugar, la alineación debe seguir una línea de drenaje natural que sea el contorno más bajo del valle. Para reducir el costo del esquema de drenaje, la longitud de los desagües debe ser mínima. Se puede lograr tomando alineación recta en lugar de zigzag.

En segundo lugar, la alineación del drenaje no debe pasar a través de estanques o pantanos. La razón es que dicho drenaje puede actuar como línea de alimentación al pantano y luego el estanque seguirá expandiéndose. La solución a la situación es alinear el desagüe del estanque. Para drenar el estanque, se puede construir un pequeño drenaje de escape para unir el estanque con el drenaje principal.

En tercer lugar, en la medida de lo posible, los desagües no deben cruzar los canales de irrigación. La razón obvia es que una estructura costosa tendrá que construirse en el punto de cruce. Aumenta el costo del esquema de drenaje.

2. Diseño de Drenajes:

yo. Capacidad de desagües:

Los desagües deben estar diseñados para soportar la máxima inundación anticipada de manera eficiente. En Punjab, los desagües están diseñados para una capacidad de inundación máxima de 0.05 cumec por km ² de la zona de captación en el canal de riego.

ii. Velocidad:

La velocidad del agua de drenaje debe ser tal que la zanja se mantenga limpia por el flujo. En otras palabras, la zanja debe ser autolimpiante para la velocidad diseñada. También se debe ver que no se raspa la cama y los lados. La fórmula de Chezy y Manning proporciona una buena base para determinar la velocidad.

Etcheverry ha dado valores máximos de velocidades medias seguras contra la erosión. Estos valores se dan en la Tabla 11.2. Se sabe que la velocidad promedio de 0, 6 a 1 m / s evita la deposición de limo.

Pistas laterales:

Las pendientes laterales que se adoptarán dependen del tipo de formación de suelo en el que se extrae el drenaje. La tabla 11.3 muestra los valores de las pendientes laterales que deben adoptarse para varias formaciones.

Pendiente longitudinal:

La pendiente longitudinal que debe darse a los drenajes se rige por la pendiente general del suelo natural. Por supuesto, la pendiente debe fijarse en correlación con la velocidad permitida. Un drenaje eficiente es aquel diseñado para no producir una velocidad que pueda inducir sedimentación o desgaste. La economía y la eficiencia deben ser la consideración principal en el diseño del drenaje. La sección debe diseñarse de tal manera que lleve la descarga máxima para una cantidad determinada de excavación.

Diseño:

Los drenajes de superficie generalmente se colocan para seguir depresiones naturales y líneas de drenaje (Fig. 11.1).

Drenajes subsuperficiales y su diseño:

Cuando la profundidad de los drenajes de la superficie aumenta, el esquema de drenaje de la superficie se vuelve antieconómico. Luego se puede implementar un esquema de drenaje debajo de la superficie en forma de desagües de baldosas. La profundidad a la que se colocarán los desagües de las baldosas depende del nivel hasta el que se debe bajar el nivel freático.

La línea de baldosas se coloca aproximadamente 0, 6 m por debajo del nivel predeterminado hasta el cual se debe bajar la tabla de aguas. El objetivo del esquema de drenaje debajo de la superficie es bajar la tabla de aguas subterráneas suficientemente por debajo del nivel del suelo natural para que las raíces de la planta que tienen una zona radicular más profunda obtengan la aireación adecuada. Se utiliza para los cultivos que tienen una zona radicular hasta 1 a 1, 25 m por debajo del nivel del suelo natural.

Alineación:

Es muy esencial estudiar la formación del subsuelo y preparar la hidroisobata y la isobata de murmuro para el área en cuestión. Hydro-isobath es una línea imaginaria que une los puntos de profundidad similar de la tabla de aguas subterráneas debajo de la superficie del suelo. Para dejarlo claro, la hidroisobata de 3 metros es una línea (contorno) que indica los puntos donde el nivel freático subterráneo se encuentra a 3 metros debajo de la superficie del suelo. Hydro-isobath también se define como una línea de flujo del agua subterránea.

Similarmente, la isobata de murum es un contorno de profundidad similar a las capas superiores de murum bajo la superficie del suelo. En términos generales se puede decir que muestra la configuración de la capa de murum. Saber las posiciones de la hidroisobata y el drenaje de la isobata se puede proporcionar con precisión debajo del nivel del suelo. Los drenajes de alivio se proporcionan en el estrato permeable del suelo (capa de Murum) debajo de la capa freática.

Pendiente Longitudinal:

En general, la pendiente dada es de 0, 1 m por cada 300 m de longitud de la línea de drenaje. Las pendientes más pronunciadas pueden requerir excavaciones profundas hacia la cola, mientras que las pendientes planas pueden requerir un mayor cuidado al colocar los azulejos.

Flujo en los drenajes:

La velocidad de flujo en los desagües de baldosas se calcula a partir de la fórmula

V = 92.87 R ^2/3 . S ^1/2

Entonces Q = AV se utiliza para determinar la descarga. La sección que se debe proporcionar se mantiene liberal, ya que el área de captación del drenaje no se puede determinar con precisión.

Construcción y disposición de drenajes subsuperficiales:

Ya se mencionó que los desagües de las baldosas se colocan a 0, 6 m por debajo del nivel hasta el cual se debe bajar el nivel freático. Los desagües de baldosas son tubos circulares hechos de arcilla vitrificada. La zanja se excava en el suelo hasta la profundidad requerida y luego la línea de baldosas se coloca en un lecho de arena de 15 cm. Fig. 11.2.

Los azulejos se colocan con juntas abiertas. Los azulejos están estrechamente puestos a tope unos contra otros. Las juntas abiertas se cubren con tela alquitranada. Esta cubierta evita que la arena y el cieno entren en la tubería.

Diseño:

Dado que los desagües de las baldosas están enterrados en el suelo, su disposición se puede hacer de diferentes maneras para adaptarse a las características topográficas del área a drenar.