Осушение лесных земель

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской федерации

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Институт сельского хозяйства и природных ресурсов

Пояснительная записка к курсовому проекту

Осушение лесных земель

Руководитель

О.В. Балун

Студент группы 4641-зу

Ю.А. Андреев

Введение

Слово "мелиорация" происходит от латинского слова " melioration", что означает улучшение. Мелиорация земель - это улучшение природных условий путем регулирования водного и воздушного режимов почвы в благоприятных для лесных культур направлениях.

При лесохозяйственном производстве осушено в основном подлежат следующие категории земель: избыточно увлажненные земли лесничеств, лесопарки ипарки, земли питомников. Основная задача осушения земель в лесном хозяйстве - повышение продуктивности лесных земель.

В результате осушения почвы улучшаются условия роста существующего древостоя и естественного возобновления, происходит смена старых, малоценных древостоев молодыми, что приводит к увеличению прироста древесины.

После удаления избытка влаги не только улучшается рост леса, но изменяется и общее состояние лесных участков, обогащаются флора и фауна и т.д.

Знания, получаемые при изучении курса "Гидротехнические мелиорации", используются специалистами лесного хозяйства при выращивании посадочного материала в питомниках древесных и кустарниковых пород. Без мелиорации невозможно проектирование парков или ведение хозяйства в лесных зеленых зон.

1. Осушительная система и ее элементы

Осушительной системой называют комплекс инженерных сооружений и устройств для регулирования водного режима переувлажненных земель.

Осушительная система состоит из регулирующей, ограждающей и проводящей сети, водоприемника, гидротехнических сооружений на сети, дорожной сети, природоохранных сооружений и устройств, эксплуатационной сети. В состав осушительной системы входят также сами осушаемые земли.

Регулирующая сеть служит для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод. С помощью регулирующей части системы непосредственно регулируется водно-воздушный режим почвы. В открытых системах регулирующая сеть представлена открытыми каналами. В зависимости от назначения эти каналы называют осушителями (служат для понижения уровней грунтовых вод) и собирателями (служат для ускорения поверхностного стока). Каналы регулирующей сети размещают, как правило, параллельно друг другу на расстояниях, обеспечивающих необходимые нормы осушения в соответствии с требованиями сельскохозяйственного использования земель. Открытые системы в настоящее время используют ограничено, только при предварительном осушении болот, осушении лесов и малопродуктивных сенокосов

а) Осушители.

При их расположении следует руководствоваться следующими правилами:

- каналы должны быть как правило параллельны между собой, увязаны с квартальной сетью и дорогами

- длина каналов 700-1500 м

- во всех случаях, когда по условиям рельефа представляется возможность осушители вводят в собиратели с двух сторон

- сопряжение осушителей и собирателей под прямым углом

- между верхними концами осушителей и смежными проводящими каналами оставляется 30-50 м.

- осушители располагают под острым углом к горизонтальным поверхностям для более полного перехвата потока поверхностных и грунтовых вод и для обеспечения необходимого естественного продольного уклона осушителей.

В нашем случае каналы закладываются на расстоянии 140-160 м, т.к. в заболачивание верховое, глубина торфа - 0.8 м, подстилающий грунт - песок, тип водного питания: грунтовый. Глубина каналов для песков с грунтовым типом питания 2.0 м. Количество - 42 канала общей протяженностью 31.3 км.

б) Собиратели.

Глубина собирателей на 10-20 см больше глубины впадающих в него осушителей, длина не должна превышать 2.5 км, а расстояние между ними не менее 400 м, уклон дна принимают с учетом подстилающих грунтов, но не менее 0.0003. В нашем случае всего 3 канала общей протяженностью 4.9 км, глубина самого глубокого канала 2.37 м.

Оградительная сеть вод, поступающих на осушаемую территорию извне, с прилегающих территорий. Собираемые оградительной, так же как и регулирующей сетью, избыточные воды отводятся ею в проводящую сеть или непосредственно водоприемник.

- нагорные каналы для перехвата поверхностных вод, проектируют вдоль верховой границы осушаемой территории (1 канал длинной 2 км).

Проводящая сеть служит для транспортирования воды из регулирующей и оградительной сети за пределы осушаемой территории в водоприемник. Важнейший элемент проводящей сети - магистральный канал. От его успехов и технического состояния зависит успех работы всех впадающих в него каналов.

- располагается по самым низким отметкам осушаемой площади под прямым углом к горизонталям местности

- углов поворота должно быть минимальное количество

- магистральный канал сопрягают с приемником под углом 45-60 град

- минимальный уклон для канала 0.0005

В нашем случае мы имеем один магистральный канал общей протяженностью 2.2 км.

Водоприемник принимает воду, собираемую осушительной сетью (регулирующая, оградительная и проводящая сеть). В качестве водоприемника используют реки, озера, балки, овраги.

Гидротехнические сооружения предназначены для управления потоком воды при ее отводе и перераспределении, а также для предотвращения размывов и заиления каналов и дрен.

Дорожная сеть (дороги, мосты, переезды и пр.) обеспечивает беспрепятственный въезд и выезд транспорта и сельскохозяйственных машин на любое поле осушаемого массива.

В нашем случае мы имеем 1 дорогу с твердым покрытием протяженностью 2.2 км, и 2 дороги улучшенные (грейдерные) протяженностью 4.3 км, а также полевые дороги.

Сооружения на осушительной сети - мы имеем 3 моста через магистральный канал и 7 трубчатых переездов через осушители

2. Проектирование магистрального канала в вертикальной плоскости

Строим продольный профиль магистрального канала на координатной бумаге в масштабах:

- вертикальный 1:50

- горизонтальный 1:5000

На горизонтальной оси вычерчиваем пояснительную таблицу. Строим профиль канала. Построение начинается от устья канала. Отметки поверхности соединяются прямой линией. Канал по длине разбивается на пикеты через 100 м, на каждом пикете методом интерполирования находим отметки поверхности с точностью до 0.01 м.

Затем заполняем таблицу 1.

Таблица 1

Находим:

О1.1 ист. = 25-5/51=24.91

О1.1 уст.=23-11.4/143=22.21

Затем рассчитываем уклоны поверхности (i) по формуле:

i=( ист. - уст.)/L

i О1.1= (24.91-22.21): 975=0.00276

Сравниваем рассчитанный уклон с допустимым, который равен 0.0003. Если он равен или больше допустимого, то глубину выбираем 2.0 м (глубина каналов для песков с грунтовым типом питания 2.0 м.), если меньше, то пересчитываем по формуле:

а) в истоке h min= h-(L/2)x(0.0003-i)

б) в устье h max= h+(L/2)x(0.0003-i)

а) О1.8= 2-(1000/2)x(0.0003+0.00026)=1.73

б) О1.8= 2+(1000/2)x(0.0003+0.00026)=2.27

Глубину собирателя определяем исходя из глубин впадающих в него осушителей, она должна быть не менее чем на 0.1 м больше глубины впадающего в него собирателя.

h С1= 2.27+0.1=2.37 м

В нашем случае уклон собирателя больше либо равен допустимому (0.0003), глубина собирателя будет постоянной.

hС ист.=hС уст.=hС min.

Глубина магистрального канала в месте впадения собирателя определяется по правилам сопряжения проводящих каналов: глубина принимающего канала должна быть, не менее чем на 0.2 м больше глубины собирателя. После того как отмечены все впадающие в магистральный канал каналы с минимальными отметками дна маг. канала, проектируем его дно. При этом стремимся сделать по всей длине канала одинаковый уклон. После чего уклон нужно определить и сравнить с допустимым (0.005). Если уклон дна канала меньше, то его следует увеличить.

Затем вычисляем отметку дна канала с точностью до 0.01м на каждом пикете и записываем в соответствующие графы. По разности отметок поверхности земли и дна канала находится глубина канала.

3. Гидрологический расчет магистрального канала

Производится для определения расчетных модулей стока, необходимых для построения поперечных сечений водоприемников, каналов проводящей сети и сооружений.

Вычисляем средневысокий летний модуль стока по формуле А.Д. Дубаха:

где Кпр. коэффициент прихода влаги по Псковской области =1.77

Определяем расход воды с водосбора:

Q=0.33х1281=422.73 л/с

4. Гидравлический расчет магистрального канала

Подбираем поперечное сечение магистрального канала. Ширина по дну гидравлически рассчитываемых каналов принимается 0.4м. Проводится с целью определения расчетных летнее-осенних паводковых расходов.

При гидравлическом расчете мы определили расход водосборной площади:422 л/c.

Находим:

hр =hр-0.3=1.9-0.3=1.6 м

Площадь живого сечения:

S=(b+mhр)hр = (0.4+1.5х1.6)1.6=4.48 м2

Смоченный периметр:

Гидравлический радиус:

R=4.48/6.16=0.72м

Коэффициент Шези:

С=1/n xR1/6 = 1/0.03х 0.721/6=31.6

Расход воды в канале с уклоном 0.0004 равен

5. Расчет объемов земляных работ по магистральному каналу

Объем выемки при строительстве канала рассчитывается как сумма объемов выемки между двумя соседними пикетами по формуле:

V=?Fixl

где Fi - площадь поперечного сечения канала

1-расстояние между пикетами

Площадь поперечного сечения канала вычисляется по формуле:

Fi=(b+mhi)hi

Пк0=(0.4+1.5х1.94)1.94=6.42

Пк1 =(0.4+1.5х2.39)2.39=9.52

Результаты расчетов заносятся в таблицу.

Таблица 2

Объем выемки:

V=? Fix100 = 22042 м³

6. Стоимость строительства

осушительный мелиорация земля лесной

Затраты на строительство осушительной сети: 31323380 руб. 00 коп

Всего 31323.38 тыс. руб. и в расчете на 1 га площади 52. 5 тыс. руб.

Литература

1. Бабиков Б.В. Гидротехнические мелиорации лесных земель: учебник для вузов / Б.В. Бабиков. 2е изд., перераб. и доп. М.: Экология, 1993. 224 с.

2. Бабиков Б.В Гидротехнические мелиорации лесных земель: метод. указания покурсовому проектирование и контрольные задания для студентов заочного отделения специальности 3112 / Б.В. Бабиков, В.П. Косарев, Х.А. Писарьков. Спб., 1993. 63 с.

3. Гидротехнические мелиорации лесных земель: метод. указания / сост. О.В. Балун; НовГУ им. Ярослава Мудрого. Великий Новгород, 2002.23 с.

4. СНиПр 2.06.85. Мелиорация системы и сооружения. Госстрой СССР. М.: ЦИНТ Госстроя СССР, 1986.

Размещено на Allbest.ru