R O C Z N I K I G L E B O Z N A W C Z E T . X X X V , N R 2, W A R S Z A W A 1984
J A N U S Z S O K O Ł O W S K I
W P Ł Y W W Ł A Ś C IW O Ś C I M A T E R I A Ł Ó W F I L T R A C Y J N Y C H N A Z A M U L A N I E D R E N Ó W
Wydział Melioracji Wodnych S G G W -A R w Warszawie
W S T Ę P
W opracowaniu dotyczącym wpływu param etrów glebow ych i właściwości drenów na ich zamulanie [4] stwierdzono w końcow ej sekwencji, że jednym z naj bardziej skutecznych sposobów zabezpieczenia systemów drenarskich przed zamu laniem jest stosowanie odpowiednich m ateriałów filtracyjnych, czyli filtrów dre narskich. W niniejszej pracy, stanowiącej kontynuację zrelacjonowanych badań, om ów iono ogólne zasady działania tych m ateriałów, ich rodzaje i właściwości oraz m etodę i wyniki przeprowadzonych badań. N a ich podstawie dokonano oceny przydatności zbadanych m ateriałów filtracyjnych.
O G Ó L N E Z A S A D Y D Z I A Ł A N I A F IL T R Ó W D R E N A R S K IC H
Sposób zabezpieczenia rurociągów drenarskich m oże być różny w zależności od zastosowanych materiałów i przyjętej technologii wykonania. Stosowane są zabezpieczenia drenów na całym ich obw odzie bądź na je g o części. Zabezpieczenie częściowe, a zwłaszcza brak filtru w dolnej strefie rurociągu, jest na o gó ł mniej skuteczne. W ynika to ze stwierdzonego faktu [3], że rurociągi drenarskie — nie zależnie od ich rodzaju — najintensywniej zamulają się od spodu.
F iltry drenarskie nie tylko zabezpieczają przed zamulaniem, ale także zwięk szają natężenie dopływu w od y do drenów. M a to szczególnie istotne znaczenie w przypadku drenowania gleb słabo przepuszczalnych. W zrost intensywności d o pływu w od y do drenów jest wynikiem zwiększenia powierzchni chłonnej elementu ujmującego w odę oraz zwiększeniem przepuszczalności ośrodka bezpośredniego, otaczającego rurkę drenową. Działają tu siły ssące materiału filtracyjnego, które wywołując ruch w od y na styku m iędzy glebą i drenem, pokonują opory zwilżania w rurach plastykowych i opory związane z przenikaniem w od y przez grube ścianki w rurach ceramicznych.
Najczęściej przyjmuje się, że gleby wym agające dodatkowych zabiegów w celu zwiększenia skuteczności działania założonych drenów zawierają części
spławiał-nych ( 0 <0,02 m m ) pow yżej 35 % lub że mają przepuszczalność fc ^ 0 ,l -f0,2 m/dobę [1, 2]. Ostatnio istnieje tendencja używania filtrów drenarskich rów nież w glebach 0 większej przepuszczalności.
R O D Z A J E I W Ł A Ś C IW O Ś C I F IL T R Ó W D R E N A R S K IC H
Z e względu na strukturę i właściwości materiały filtracyjne dzielą się na [5]: — naturalne (próchnica, ściółka, mech, słoma, torf, paździerze, piasek, pospółka, żwir, keramzyt itp.),
— sztuczne (styropian, kulki plastykowe, żużel, wata, w ojłoki, maty, włókniny, tkaniny, materiały odpadowe itp.).
D o badań użyto materiałów gwarantujących skuteczność działania zabezpie czonych nimi drenów, a m ianowicie :
— m ożliw ość przepuszczania cząstek glebow ych o najdrobniejszej granulacji przy jednoczesnym zatrzymaniu na filtrze cząstek grubszych ( 0 <0,02 mm),
— odpowiednią zdolność chłonną wyrażającą się przepuszczalnością filtrów co najmniej 10-krotnie większą od przepuszczalności gleby,
— odporność na ewentualne zatykanie p orów mikroorganizm am i, pleśnią, grzybami itp.,
— odporność na zmienne nawilżanie materiałów, przemarzanie, różną kwa sowość gleby itp. (tab. 2).
M E T O D Y K A B A D A Ń
W badaniach sprawdzono w pływ filtrów drenarskich na przebieg procesu zamu lania drenów i jednocześnie na intensywność dopływu w od y do nich, czyli na ich chłonność. Badania przeprow adzono w sposób zbliżon y do opisanych w opraco waniu dotyczącym badań drenów bez zabezpieczeń filtracyjnych. W ykorzystano ten sam m odel gruntowy [4], podobny był rów nież przebieg poszczególnych do świadczeń. Budowa m odelu pozw alała na prowadzenie w każdym doświadczeniu równoczesnej obserwacji zjawisk w rurce zabezpieczonej materiafem filtracyjnym 1 w rurce bez zabezpieczenia. Badania wykonano w trzech utworach glebow ych (ryc. 1, tab.' 1).
D o badań użyto 15 różnych m ateriałów filtracyjnych. Przy ich doborze starano się, aby każda grupa m ateriałów była w badaniach reprezentowana przynajmniej przez dwóch przedstwicieli. D la wszystkich rodzajów filtrów określono labora toryjnie podstawowe param etry (tab. 2), a dla żwiru użytego do badań — dodat kow o uziarnienie (ryc. 1).
Podstaw ow e doświadczenia przeprow adzono na rurkach karbowanych P C W
0 0 5 cm. D odatkow o badano także rurki ceramiczne bez zabezpieczeń. R u rociąg układano ze spadkiem zerowym . G lebę doprow adzono do jednakow ego dla wszyst kich doświadczeń zagęszczenia, określonego stałą wielkością gęstości
objętościo-W pływ materiałów filtracyjnych na zamulanie drenów 199
ô r e a n i c e z a s t ę p c z e c z ą s t e k „ a w т п т S u b s t i t u t i o n a l d i a m e t e r s , , d " o f p a r t i c l e s i n m m
Uziarnienie gleb użytych do badań Granulation of soils used in tests
S a b a l a 1 C h a r a k t e r y s t y k a g l e b u ż yt ych do badań C h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l s used i n t e s t a G l e b a - S o i l ś r e d n i c e c z ą s t e k g l e b y w mm S o i l p a r t i c l e d i a m e t e r , mm Wskaźnik r ó ż n o - z i a r n i s t o ś c i H e t e r o g r a n u - l - i t i o n in dex u=d60: d 10 Ws półczynnik f i l t r a c j i H y d r a u l i c c o n d u c t i v i t y к с л / s Gę s to ść o b j ę t o ś c i o w a d60 d50 d 10 d e n s i t y 3 G/ca P i a s e k l uź ny ś r e d n i Medium sand 0 , 4 4 0,41 0,20 2,2 2,0.10"2 1 , 6 6 P i a s e k l uź ny drobny P i ne sand 0, 25 0 ,2 4 0 , 1 2 2 , 1 1,2 »10"3 1 , 6 2 Piasek g lin ia st y mocny pylasty 0 , 1 3 0 ,1 0 0,011 11,8 1,0.10”4 1,77 Heavy a i l t y l oamy1 8 and. - -
-wej p . P o wypełnieniu w odą modelu do poziom u dna rurociągów zwiększano ciś nienie w od y sukcesywnie co 5 cm. O dczyty w piezometrach oraz wielkości przepływu w od y notowano po ustaleniu się odpływu z rurociągów. Czas stabilizacji przepływu wynosił od 5 do 12 godzin. K a żd e doświadczenie trw ało 144 godzin y (6 dób). P o jeg o zakończeniu spuszczano w odę z m odelu i dokonywano pomiaru zamulenia, ważąc namuły osadzone w rurociągach i wypłukane do osadników kom orow ych.
Гагате try użytych do badań f i l t r ó w drenars kich - Parameters o f d r a in f i l t e r s used in t e s t s T a b e l a 2 G r u b o ś ć ma t e r i a ł u l u b o b s y p k i T h i c k n e s s o f m a t e r i a l o r o f c o v e r M a s a p o w i e r z c h n i o w a o u r f a c e mass G / c n 2 G ę s t o ś ć o b j ę t o ś c i o w a B u l k d e n s i t y О g / cm G ę s t o ś ć w ł a ś c i w a S p e c i f i c g r a v i t y G/cm3 P o r o w a t o ś ć - ■ P o r o s i t y V/s p ó ł c z y n n i k p r z e p u s z c z a l n o ś c i P e r m e a b i l i t y c o e f f i c i e n t с л / s l - ' i l t r - I ' i l t e r k i n d e f e k t ywnax e f f e c t i v e % o g ó l n a r o n o r a l % ' ï k a r . i n a n w ł ó k n a 3 Z k l a n u ^ o G l a s s w o o l f a b r i c 0 , 4 5 286 0 , 6 3 0 1 , 8 0 50 65 7 , 7 . 1 0 " 4 ■’.Tkanina 20 : ; t y i 0 n u t e c h n i c z n e g o t e c h n i c a l J t e o l o n e f a b r i c o , 5 5 220 0 , 4 0 0 1 , 2 0 37 66 5 , 0 . Ю ~ 3 xk ir. ina z b a w e ł n y t e c h n i c z n e j 'Те c a r . i c a l c o c t o n f - i b r i c 0 , 9 0 300 0 , 3 3 0 - 56 - 3 , 6 . 1 0 " 3
:.;atn sz r . la na i - 5 5 0 / jecin.. -.var.it-.va/ G l a c . : i t i î - 5 5 0 /one l a y e r / 0 , 5 0 450 0 , 320 1 , 5 5 75 79 1 , 4 . 1 0 " 2 i.’. a t a . : z K l m : i i - 5 5 0 /d wi e .vaгг:tv:у/ G l a s s nint 1^-550 /t wo 1муогп/ 1 , 0 0 450 0 , 3 2 0 1 , 5 5 75 79 V ’r . ю ” 2 W ł ó k n i n a p o l i p r o p y l e n o w a r i b c r t e x 3 - 1 7 0 ï ' a b r i t e x J - 1 7 0 p o l y p r o p y l e n e c l o t h 0 , 5 5 170 0 , 2 7 2 1 , 3 8 71 c 2 1 , 9 . 10“ 2 W ł ó k n i n a p o l i e s t r o w a V l i e s T S - 4 0 0 V l i e s T J - 4 0 0 p o l y e s t e r c l o t h 1 , 8 0 375 0 , 2 0 8 0 , 9 1 76 77 2 , 4 . 10~2 W ł ó k n i n a p o l i p r o p y l e n o w a F - 40 1 У - 4 01 p o l y p r o p y l e n e c l o t h 2 , 0 0 500 - 0 , 2 5 0 0 , 9 2 40 72 1,1 . 1 0 " 3 LTrorna ż y t n i a i.ye straw 1 5 - 2 0 - 0,110 1,58 75 95 2 , 0 Jłona rzepakowa Каре s ürav/ 1 5 - 2 0 - 0 , 0 8 8 1 , 5 8 75 9 3 1,8 Zw i г Gravel 20-50 - 1 , 7 0 2 , 6 5 - 36 1 , 3 . 1 0 " 1 Keramzyt Keraœsite 20 - 0,58 - -40 2,2 Odpady p o lie t yl e n ow e Po ly e th y l e n e wastes 20 - 0 , 0 8 9 1 , 4 0 . 90 9 3 1 , 9 . 10“ 1 Odpady po l i e s t r o w e P o l y e s t e r wastes 20 - 0 , 1 3 5 1 , 3 8 8 2 88 1 , 3 . 10“ 1
Wełna /wata/ szklana
Glass wool 20 0 , 1 7 7
1 , 9 0 90. 91 4 , 3 . 1 0 ~ 1
x Porowatość efektywną stanowią je d y ni e pory dostępne d la wody /bez porów zamkniętych w pr oc es ie pr o d u k c ji lub w inny sposób/
E f f e c t i v e p o r o s i t y i s r e l a t e d only to pores a c c e s s i b l e f o r water /without pores cl o s e d in the pro duction process or in some ot her way/
0 S o k o ło w s k i
W pływ materiałów filtracyjnych na zamulanie drenów 2 0 1
W Y N I K I B A D A Ń I IC H O P R A C O W A N IE
W celu zaobserwowania przebiegu badań przedstawiono wyniki czterech przy kładowych doświadczeń, przeprowadzonych w piasku luźnym średnim z dwiema włókninami, słomą i żwirem (tab. 3). Przedstawiono tu wielkości jednostkowych
T a b e l a 3 W y n i k i p r z y k ł a d o w y c h d o ś w i a d c z e ń p r z e p r o w a d z o n y c h w p i a s k u l uźnym ś r e d n i » H e n u l t s o f e x e m p l a r y t e s t u c a r r i e d o ut i n median sand Nr i nazwa m a t e r i a ł u f i l t r a c y j nego Jîo.and kind o f f i l t e r m a t e r i a l A’y s o k o ś ć c i ś n i e n i a wody W at er p r e s s u r e head кPa /cm/ N a t ę ż e n i e p r z e p ł y w u q b'low i n t e n s i t y q cm^/min.m <*B : qA r u r o c i ą g A/qA/ A p i p e l i n e /ЧА / r u r o c i ą g В/q ß/ В p i p e l i n e / q B/ o k r e ś l o n y z pomiaru raear.ured ś r e d n i . mean 6 1,68 / 17, 1/ 122,5 145 1,18 Wł ókni na 2, 15 / 2 1, 9/ 390 500 1,28 F a b r i t e x cloth 2,5 2 / 25 , 7/ 670 810 1,21 1 , 2 3 2, 92 / 29 ,8/ 1060 1360 1,28 3, 46 / 35, 3/ 1950 2370 1,22 8 1, 64 /16,7/ 105 82 ,5 0 ,79 Wł ókni na F- 401 2, 10 /21,4/ 270 137,5 0,51 F-401 c l o t h 2, 40 / 24, 5/ 840 397,5 0 , 47 0,62 3,06 / 31, 2/ 112Q 662,5 0 , 59 3, 7 3 / 3 8, 0 / ' 2120 1580 0 , 74 9 1,68 /17,1/ 60 92, 5 1,1 6 Słoma ż y t n i a 2,16 / 22, 0/ 265 315 1.19 Rye etravr 2 ,65 / 27, 0/ 550 700 1,27 1#24 3,14 / 3 2, 0/ 1020 1240 1,22 3, 77 / 38 , 4/ 1695 2280 1,34 11 1, 65 /16,8/ 65 35 1.31 f a t s - G r a v e l 2,16 / 22, 0/ 250 340 1,36 2 ,65 /27, 0/ 570 730 1,28 1.33 3, 14 /32,0/ 980 1280 1, 31 3 ,7 3 / 38,0/ 1710 2340 1, 37
natężeń przepływu w od y q przy różnych wysokościach ciśnień w rurociągu A (bez zabezpieczenia filtracyjnego) i rurociągu В (z zabezpieczeniem ) oraz stosunek tych wielkości do siebie, nazwany wskaźnikiem zmiany natężenia przepływu. W yniki wszystkich doświadczeń tego cyklu dają obraz zmienności uzyskanych danych w zależności od rodzaju gleby i filtra drenarskiego (tab. 4).
Pom ierzono rów nież wielkości sumarycznego odpływu w od y z rurociągów A i В w poszczególnych doświadczeniach, ilość całkowitych namuleń oraz wielkość zamulenia w zględnego (na jednostkę przepływu w ody). D la przykładu przytoczono pom ierzone wielkości tych param etrów w doświadczeniach przeprowadzonych w piasku luźnym średnim (tab. 5). W yn iki tych pom iarów stanowiły podstawę
T a b e l a 4 Wskaźniki zmiany natężenia przepływu
In d ices of flow in te n s ity changes qB:qA
Nazwa m ateriału - F il t e r kind Piasek - Sand
luźny średni medium luźny drobny fine g lin ia s t y mocny pyla3ty h3avy s i l t y loamy
Pkn.^ina z włókna szklanego
Glass fib re clo th 0,8ö 0,92 0,90
Tkanina ST-4 1/9 0 JT -4 1/9 0 fa b ric 0,95 0,88 0,72 Tkanina ЗТ-16 ВТ- 16 f-inric 0,90 0,92 0,80 .Mat:’ s zk la n i /0 ,7 ста/ Glass mat / 0 .7 mm/ 1,3 2 1,2 5 1,20 .Vata szklana /0 ,4 mm/ Glass mat /0 .4 сип/ 1,0 7 1,2 3 1,4 2 .'/łóknina r ib e r jo x a brite x cloth 1*23 1,3 5 1 , 1 3 Włóknina V lie s V lies cloth 0,79 0,90 0,93 Yiłókr.ir.a F-401 F-401 clo th 0,62 0,32 0 ,73 Słoma ży tn ia Rye straw 1,24 1,3 3 1.4 3 Słona rzepakowa Каре straw 1,28 1,3 5 1,5 6 Żwir /grubość 3 cm/ Gravel / 3 cm in d ia / 1,3 2 1,5 0 1,9 4
-v/ir granulowany /grubość 3 cm/
Granulated gravel /3 en in d ia / 1,4 2 1,7 3 2 ,1 3 Żwir /grubość 5 cm/ Gravel /5 cm in dia/ 1,36 1,69 2,25 Keramzyt Keramsite 1.3 1 1,44 2,00 Odpady polietylenowe Polyetyiene wastes 1,1 0 1 , 1 1 1,08 Odpady poliestrowe Polyester wastes 1,2 5 1,08 1 ,1 9 A'ata szklana Glass wool 1,2 2 1 , 1 7 1,3 0 Rurki ceramiczne T ile d rains 0,85 0,82 0,90
do określenia wskaźników zmiany odpływu VB i VA o ia z wskaźników zmniejszenia zamulenia Z A i Zb w badanych trzech ośrodkach glebow ych (tab. 6). Procentowe wyniki zostały opracowane statystycznie.
D Y S K U S J A W Y N IK Ó W B A D A Ń
Z przeprowadzonych badań wynika, że wskaźnik natężenia przepływu wyra żony korelującymi ze sobą wielkościami qB i qA oraz VB i VA kształtuje się w badanych glebach na różnym poziom ie. W większości przypadków wskaźnik ten jest większy od jedności (tab. 4), co dow odzi, że filtry drenarskie pow odują zwiększenie ilości w od y odprowadzane rurociągami drenarskimi. Zwiększenie to jest szczególnie wyraźne w przypadku użycia materiałów sypkich (żw ir, keram zyt) i słomy, czyli materiałów mających większą grubość w stosunku do innych zabezpieczeń. W skaź nik zmiany natężenia przepływu qB: qA wahał się tu od 1,24 do 2,25, przy czym większe wartości zarejestrowano w glebie o mniejszej przepuszczalności.
W pływ materiałów filtracyjnych na zamulanie drenów 203 £ u o e 1 a ? W y n i H poflilarów i l o ś c i o d p i s u i i nt en s y w n o ś c i zamu le ni a W p i a s k u luźnym średnim v B e e u l t a o f measurements o f o u t f l o w r a t e and s i l t i n g i n t e n s i t y i n medium sand Nr m a t e r i a ł u f i l t r a c y j n e g o w ed ł ug t a b . 4 N o . o f f i l t e r C a ł k o w i t y odpływ z twxo-* c ią g ów T o t a l o u t f l o w f rom d r a i a a 1 Masa g ru nt u namulonego S i l t e d s o i l mass g Zamulenie wzgl ędne R e l a t i v e s i l t i n g g / l m a t e r i a l VA VB ° A ÜB ZA zb 1 81 4Q 7520 170 2 0,021 0,00026 2 8640 8330 119 2 0,014 0,000 24 3 0400 8080 210 - 0,025 -4 8230 * 10200 144 ? 0,018 0,00019' 5 7830 8770 180 0,023 o,oooa> 6 8450 11270 165 - 0,019 -Y 8840 7S40 191 - 0,022 -8 8950 5650 207 - 0,023 -9 6890 8450 133 1 0,019 0,00013 Ю 6620 8640 79 1 0,012 0,00011 11 7200 9080 110 5 0,015 0,00053 11a 7630 10200 137 2 0,018 0,00019 11b 6530 046O 97 6 0, 015 0,00069 12 6890 9100 109 2 0,016 0, 00022 13 • 8140 8770 89 *■ 0 , 0 Ц -14 7580 8640 124 0,016 -15 7640 9770 150 - 0, 020 « Dretiy cera-* miczne T i l e d r a i n s 4380 3570 22Q 0,050 0, 085
Zmniejszenie w ydatków (wskaźnik < 1 ) wystąpiło w rurociągach owiniętych tkaninami technicznymi oraz włókninami Vlies i F-401. Dreny zabezpieczone p o zostałymi materiałami filtracyjnymi wykazały większą wydajność. Doświadczenia z rurkami ceramicznymi dow iodły, że wydajność tych rurociągów jest w po ró w naniu do przew odów karbowanych w piaskach luźnych mniejsza o około 25 do 30%. W piasku gliniastym mocnym pylastym różnice te są nieco mniejsze.
W yn iki badań zamulania rurociągów bez filtrów w poszczególnych glebach zostały opracowane łącznie z wynikami badań om ówionym i w poprzedniej pracy autora na ten temat [4]. W rurociągach zabezpieczonych materiałami filtracyjnymi wielkość zamulenia była wielokrotnie mniejsza. Jako miarę intensywności zamule nia przyjęto zamulenia względne, natomiast miarą skuteczności zabezpieczenia przed zamulaniem był wskaźnik zmniejszenia zamulenia, wyrażający stosunek za mulenia w rurociągu nie zabezpieczonym do zamulenia w rurociągu z filtrem ( Z A : Z B tab. 5 i 6). W skaźnik ten ma dużą rozpiętość (o d 2 do 158), w zależności od rodzaju materiału filtracyjnego oraz rodzaju gleby. Im grubsza granulacja otaczającej gleby, tym wyższe wartości tego wskaźnika. I tak średnie ich wielkości dla poszczególnych gleb kształtują się następująco: piasek luźny średni — 82, piasek luźny drobny — 26, piasek gliniasty mocny pylasty — 6. W yn ika to zarówno ze stopnia skłonności
T a b e l a б W i e l k o ś c i wskaźników zmiany odpływu i z m n i e j s z e n i a z amul eni a
V a l u e s o f o u t f l o w chance and s i l t i n g r e d u ct i o n i n d i c e s Nr m a t e r i a ł u P i a s e k l uź ny ś r e d n i .Medium sand P i a s e k l uź ny drobny r'ine 3':nd P i a s e k g l i n i a s t y nocny p y l a s t y Heavy loamy s i l t y sand No. o f f i l t e r m a t e r i a l V VA SA : Z B V VA ZA : ZB V VA V ZB 1 0, 92 80 ,8 0 ,9 2 10,1 С , 94 У, 5 2 0 ,96 58 ,3 0, 94 18,1 0,60 4 , 2 3 0,96 - 0,88 15,1 0, 75 8 , 7 4 1,24 9^,7 1,28 46, 3 1,14 2,6 5 1,12 100,0 1,17 51,0 1,66 8, 1 6 1,33 - 1,40 - 1,03 9,2 7 0,88 - 0,95 - 1.Ç3 -8 0,64 - 0,79 - 0,32 -9 1,23 150,3 1,23 54, 3 1,67 5, 9 10 1,30 109,1 1,26 20,9 1,78 2,9 11 1,26 2? 3 1,44 6 ,5 2,74 2 ,3 11p. 1,34 94,7 1,46 89, 2 2,51 8 , 2 11b 1,30 21,4 1,67 9,6 2,49 4 , 7 12 1,32 72,7 1, 38 ' 5,6 2,17 4,1 13 1,08 - 1,C7 2, 1 1,06 3, 9' 14 1,14 - 1,11 15,4 1,25 з ; в 15 1,28 - 1,15 21,9 1,35 4 , 3 dreny c e r a miczne t i l e d r a i n s 0 , 8 2 0 , 0 0,80 0,7 0 , 9 2 0,72
gleb do zamulania, ja k i z m ożliw ości przenikania bardzo drobnych cząstek gleby przez porow aty materiał filtracyjny. Przeprow adzone doświadczenia wykazują więc, że o ile w piasku luźnym średnim na 15 rodzajów zabezpieczeń w siedmiu przypad kach nie stw ierdzono'żadnego zamulania, to w piasku gliniastym m ocnym pylastym tylk o w dwu, przy czym dotyczy to zabezpieczeń włókninami polipropylenow ym i. N a leży jednak zauważyć, że materiały te na rów ni z tkaninami technicznymi p o w o dują równocześnie zmniejszenie intensywności natężenia przepływu w od y w każ dym z badanych ośrodków glebowych.
W yn iki badań zamulenia drenów ceramicznych potwierdziły wcześniej d o k o nane obserwacje i pom iary, że jest ono w stosunku do zamuleń rurociągów karbo wanych znacznie większe [4]. W piaskach luźnych zamulenie względne jest około 4 razy większe, a w piasku gliniastym około 2 razy.
P O D S U M O W A N IE I W N IO S K I
N a podstawie analizy w yników badań zamulania i zdolności zwiększania d o pływ ów w ody dokonano oceny przydatności filtrów drenarskich w poszczególnych ośrodkach glebowych z uwzględnieniem ich podw ójnej roli. Przebadane materiały filtracyjne ujęto w grupy o zbliżonych właściwościach i działaniu, dokonując ich
W pływ materiałów filtracyjnych na zamulanie drenów
205
T a b e l a 7
K r y t e r i a o c e n y pr r. yc bt no. 'j ci mat от i - Л о л f i l t r a c y j n y c h K i l t e r m a t e r i a ] i r r i t a b i l i t y e s t i m a t i o n c r i t e r i a
P r z y d a t n o ś ć - S u i t a b i l i t y 7. ta - bad. n a ! a - low m ' i iu.m.:r - d n i a d o b r a - good W ska źni k z n i a n y n a t ę r . o n i a p rz e p ł y w u Pl ow i n t e n s i t y change i n d e x /Чь : V v 3 :
V
^ 1 1 - 1, ? 1 ,2 - 2 > 2 Ws ka źn ik z n n i e j c z e n i a z a m u l a n i a S i l t i n g r e d u c t i o n i n d e x / * А *V
< 2 - - 5 5 - 1 0 > 1 0oceny za pom ocą czterech stopni przydatności. Stopnie te ustalono na podstawie umownych kryteriów wielkości wskaźników zmiany natężenia przepływu (chłon ności) i wskaźników zmniejszenia intensywności zamulania (tab. 7). Stąd wniosek, że poszczególne materiały m ogą uzyskać inną ocenę przydatności jako zabezpie czenie przed zamulaniem drenów, a inną ze w zględu na m ożliwość zwiększenia dopływu do nich w ody. Fakt ten wskazuje na konieczność uwzględniania p o d w ój nego działania filtrów, zarówno w pracach badawczych nad ich oceną, jak przy praktycznym doborze w systemach drenarskich.
L IT E R A T U R A
[1] B e llin K .: Forschritte der Dräntechnik aus der Sicht der Wasserforichung. Wasser u. Boden 1973, 10, s. 324.
[2] Richtlinien für die Dränung mit Plastrohren aus PVC-h. Heravsg. Staatl. Kom itee für M elio rationen in D D R , Berlin 1969, s. 31.
[3] S o k o ło w s k i J.: Zabezpieczenie rurociągów drenarskich przed zamulaniem. Centralna Biblio teka Rolnicza. Opracowania problemowe, Warszawa 1979, s. 31.
[4] S o k o ł o w s k i J.: W pływ parametrów glebowych i właściwości drenów na ich zamulanie. Rocz. glebozn. w tym numerze str.
[5] S r ie d e r W . A .: Filtry dla z^krytogo gorizontalnogo drenaża. Referativ. Obzor nr 8, Moskwa 1969, s. 74. Я . С О К О Л О В С К И В Л И Я Н И Е С В О Й С ТВ Ф И Л Ь Т Р А Ц И О Н Н Ы Х М А Т Е Р И А Л О В Н А З А И Л Е Н И Е Д Р Е Н Кафедра гидромелиорации Варшавской сельскохозяйственной академии Р е з ю м е В статье приводятся общие принципы действия дренажных фильтров с учетом их двой ной роли: защиты дрен против заиления и возможности увеличения притока к ним воды. Проведен раздел фильтров в соответствии с разными критериями, особенно касающимися их структуры и происхождения и связанную с ним устойчивость. Рассматриваются требу емые свойства фильтров, обеспечивающие их соответственную устойчивость и эффективность.
Испытания дренажных трубопроводов прикрытых 15 видами фильтрационных материа лов проводились способом приближенным к испытаниям дрен без защиты, описанным в предыдущем труде автора. Испытания проводились в трех почвенных средах, о относи тельной склонностью к заилению дрен. Структура почвенной модели используемой в испы таниях делала возможным проведение в каждом испытании одновременных наблюдений явлений происходящих в трубопроводе с фильтром и без фильтра. Результаты испытаний заключающихся в измерении количеств заилений и интенсивности протока воды в отдельных испытаниях позволили установить показатели изменения ин тенсивности протока воды как соотношения между протоком воды в дренах без защиты и с защитой, а также аналогично показатели снижения заиления. Значения этих показателей составили основу для разработки пригодности испытуемых фильтрационных материалов с учетом их двойной роли. Указанные критерии приводятся в таблице 7 с помощ ью четырех степеней пригодности в соответствии со значениями отдельных показателей. Установленные критерии делают возможным правильный подбор дренажного фильтра в определенные почвенных условиях. J. S O K O Ł O W S K I IN F L U E N C E O F F IL T E R M A T E R IA L S O N S IL T IN G O F D R A IN S Department o f lang reclamation, agricultural university c f W arsaw
S u m m a r y
General principles o f action o f drain filters are presented in the paper while drawing attention to their double role: protecting drains against silting and ensuring better water inflow to them. The filter materials were divided in accordance with various criteria concerning particularly their structure and origin and their durability connected therewith. Required properties o f filters ensuring their durability and efficiency are discussed.
Testing o f the drain pipelines protected by 15 filter material kinds was carried out in the way approximating testing o f drains without protection, as described in the author’s previous work. The tests were carried out in three soil media with a relative inclination to silting o f drains. The structure o f the soil model used in tests enabled to carry out in every test simultaneous observations o f phenomena occurring in the drain pipeline with and without filters.
Results o f the tests consisting in measurements o f silt amount and o f water flow intensity in particular tests enabled to establish the water flow intensity indices as the ratio between the water flow in protected and in unprotected drains and analogically the silting reduction indices. The values o f these indices constituted a basis for working out estimation criteria o f suitability o f the filter materials tested while taking into consideration their double role. These criteria are presented in Table 7 with the use o f four suitability degrees depending on values o f the above indices. The established criteria enable a correct choice o f the drain filter material for definite soil conditions.
Doc. dr Janusz S o ko ło w sk i
W ydział M elioracji W odnych S G G W -A R W arszaw a, ul. N ow oursynow ska 166
