Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Гидротехнические мелиорации лесных земель

Гидротехнические мелиорации лесных земель

Анализ природно-климатических условий Приборского лесничества Гомельского лесхоза, рассмотрение элементов открытой осушительной сети. Этапы гидрологического расчета магистрального канала. Особенности организации и проведения гидролесомелиаративных работ.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 25.01.2013
Размер файла 492,5 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

лесничество магистральный канал

В курсовом проекте разработана осушительная сеть на территории Приборского лесничества. Осушительная сеть представлена системой oткрытыx каналов. Все параметры каналов (проектная глубина, длина, наклоны), а также расстояние между регулирующими каналами выполнены на основании исходных данных.

Кроме каналов в проекте для нормальной работы сети предусмотрены необходимые гидротехнические сооружения (трубопереезды), а также противопожарный водоем и внyтpихозяйственные дороги.

Определен необходимый объем работ для осушительной сети и составлена общая финансово-расчетная смета их ценности. Ориентировочно подсчитан эффект запроектированного осушения и сроки окупаемости затрат.

Введение

Слово «мелиорация» происходит от латинского слова melioratio, что означает улучшение. Это улучшение может быть достигнуто различными методами, в связи с этим и мелиорации подразделяются на лесные, культуртехнические, гидротехнические и другие.

Лесные мелиорации улучшают неблагоприятные почвенные и климатические условия биологическим методом -- созданием особых лесонасаждений специальных форм и конструкций и соответствующим образом расположенных по территории.

Культуртехнические мелиорации улучшают поверхность почвы (корчевка пней, расчистка земель от кустарников, уборка камней, выравнивание поверхности, вспашка целины, специальные приемы использования болот под сельскохозяйственные культуры и др.)

Гидротехнические мелиорации (осушение, обводнение и водоснабжение, орошение) улучшают почвы на продолжительное время. Они улучшают водный, воздушный, а частично и питательный режим почв и поэтому являются одним из эффективных средств повышения плодородия почвы. Они осуществляются для различных целей, но особенно большое развитие получили на сельскохозяйственных и лесных землях. Гидротехнические мелиорации лесных земель, проводимые в комплексе с лесоводственными, лесокультурными и другими мероприятиями - эффективное средство повышения производительности лесов, освоения неудобных земель и подъема лесного хозяйства в целом.

Около 40% территории Беларуси покрыто лесами, однако больше 15% их заболочено и характеризуется низкой продуктивностью. Повышение продуктивности таких насаждений возможно только после проведения гидротехнических мелиораций. Гидротехнические мелиорации являются не только средством повышения прироста древесины и ее качества, но и создают лучшие условия для лесовосстановления, лесоэксплуатации, улучшения путей транспорта, санитарно-гигиенических условий. При осушении годовой прирост часто увеличивается от 1 м? до 3-4м?. Для достижения такого эффекта необходим достаточно обоснованный выбор объектов осушения, а также недопустимы ошибки при проектировании и устройстве мелиоративной сети. В обратном случае осушение может вызвать нежелательные, и даже вредоносные последствия.

В связи с этим целью данного проекта является приобретение навыков проектирования гидротехнических осушительных систем, их элементов, закрепление и углубление теоретических знаний, полученных в курсе

«Гидротехнические мелиорации лесных земель», и умение использовать их в конкретных условиях, поскольку это имеет огромное значение для успешного развития лесного хозяйства.

Краткая характеристика природно-климатических условий Приборского лесничества гомельского лесхоза

В данном проекте излагается проведение гидромелиоративных работ на территории Приборского лесничества Гомелького лесхоза.

Согласно лесорастительному районированию Беларуси, леса лесничества относятся к подзоне широколиственно-сосновых лесов Полесско-Приднепровского комплекса лесных массивов.

Территория Приборского лесничества находится в умеренной зоне, так называемой, Атлантико-континентальной климатической области (по Б.П. Алисову). Климатические условия этой зоны создаются, в основном, под влиянием морского и континентального воздуха умеренных широт. Климат района теплый, неустойчиво влажный. Среднегодовая температура составляет 6,7°С, абсолютно максимальная 37°С, абсолютно минимальная - 35°С. Последние заморозки весной приходятся на 25-30 апреля, первые заморозки осенью - на 26 октября. Вегетационный период в районе расположения лесничества продолжается 193-199 дней, период активной вегетации - 152-153 дня.

Характерной особенностью климата района является высокая теплообеспеченность: сумма положительных температур за вегетационный период составляет 2730°- 2740°, тетротерма по Майру (средняя температура за май - август) равна 16,6°С, в сочетании с незначительным для Беларуси количеством выпадающих осадков. Вследствие этого, коэффициент увлажнения, по Иванову, за теплый период колеблется в пределах 0,85 - 0,90, т.е. испарение превышает сумму выпадающих осадков. Совокупность этих факторов усугубляет опасность возникновения пожаров в лесу. Преобладающими ветрами в зимнее время являются юго-западные, северо-западные и западные - летом. Наибольшая скорость ветра приходится на январь - март.

В районе довольно часты сильные ветра, около 20 дней в году скорость ветра достигает 15 м/сек и выше - максимальный показатель для Беларуси. Устойчивый снежный покров лежит 100 - 110 дней, средняя мощность его около 23 см. Максимальная средняя глубина промерзания почвы в поле - свыше 70 см, в лесу значительно меньше. Средняя продолжительность снеготаяния около 20 дней. Снег начинает таять в конце февраля, начале марта, но иногда лежит до конца этого месяца. Реки вскрываются в начале апреля, а начало ледостава - 1 декабря, но иногда отклонение от средних дат достигает 25 - 30 дней. Продолжительность безморозного периода составляет 150-160 дней. На поверхность почвы последние весенние заморозки в среднем приходятся на 7 - 12 мая, а первые осенние на 25 - 27 сентября. Открытая супесчаная почва прогревается до 5° на глубину 10 см в конце первой декады апреля. Сумма осадков за год находится в пределах 530 - 610 мм, из них на теплый период (апрель - октябрь) приходится 375 - 435 мм. Засушливая погода с относительной влажностью воздуха менее 30% наиболее часто наблюдается в мае, апреле (4-6 дней в месяц).

Изложенная характеристика климатических условий свидетельствует, что климат территории лесничества имеет переходные черты между климатом лесной и лесостепной зон.

Леса Приборского лесничества занимают северную часть Приднепровской низменности, характеризующейся слабоволнистым рельефом, с местными превышениями в 5-10 м, а в отдельных местах до 20 м. Высота над уровнем моря составляет 120-140 м.

Подстилающими породами на данной территории являются песок и морена. Морена редко представлена красно-бурыми супесями и суглинком.

В районе Приборского лесничества протекает несудоходная река Уза, также сельскохозяйственные земли, граничащие с лесничеством имеют гидромелиоративную осушительную систему, магистральные каналы которой впадают в данную реку.

В целом природно-климатические условия района расположения Приборского лесничества вполне благоприятные для успешного произрастания сосны, твердолиственных (дуба, ясеня) и мягколиственных (березы, осины, ольхи черной). Это подтверждает преобладание насаждений Iа-Ш классов бонитета, причем высокопродуктивные леса (Iа-II классы бонитета) занимают 97,8% лесопокрытых лесом земель, в том числе по хвойным 99,3%, твердолиственными 94,6% и мягколиственными 97,3%. Площадь объекта осушения составляет 400 га, а водосборная площадь магистрального канала - 2600 га. Модуль летнее-осенних паводков 25% обеспеченности составляет 0,47 л/с·га. Водоприемником является река. Тип водного питания -грунтовый. Поверхностная порода почвы - торф древесно-осоковый, плотный, степень разложения 40%, мощность горизонта составляет 1,7 м, зольность 11%. Подстилающая порода - суглинок легкий. Тип заболачивания - низинный. На объекте осушения произрастает ель, возраст 50 лет, класс бонитета IV, средняя высота составляет 9,9 м, диаметр - 9,8 см, полнота насаждения - 0,8. Число деревьев на 1 га площади - 2700.

Для улучшения условий произрастания насаждения, увеличения класса бонитета и годичного прироста древесины, а также в целях улучшения санитарно-гигиенических условий на объекте необходимо спроектировать и создать открытую осушительную сеть.

Элементы открытой осушительной сети

Прежде чем приступить к проектированию открытой осушительной сети следует установить тип болота, причины заболачивания, характер подстилающих пород. Также нужно изучить произрастающие там насаждения, травянистую растительность, проанализировать уклон осушаемого участка, характер водоприемника, куда будет собираться вода.

Осушение лесных земель проводится преимущественно сетью открытых осушительных каналов. Развитая открытая осушительная сеть состоит из следующих элементов:

- регулирующая сеть (осушители - Ос, тальвеговые каналы - Т, борозды), которая принимает поверхностные и грунтовые воды и отводит их в транспортирующие собиратели, откуда вода поступает в магистральный канал и далее в водоприемники;

- проводящая сеть (транспортирующие собиратели - Тс, магистральный канал - Мк), которая транспортирует воду по собирателям и магистральному каналу в водоприемник;

- ограждающая сеть (нагорные каналы - Н, ловчие - Л, защитные - З), которая служит для защиты осушенных земель от поверхностных вод и разрастания болота;

- водоприемники (реки, крупные ручьи, озера и т.п.), которые принимают и отводят всю воду, которая сбрасывается осушительной сетью;

- гидротехнические сооружения на регулирующей, проводящей и ограждающей сетях (мосты, трубопереезды, шлюзы-регуляторы);

- дорожная сеть с транспортными сооружениями, обеспечивающими беспрепятственный въезд и выезд транспорта на осушаемые земли;

- противопожарные и природоохранные устройства, служащие для предотвращения возникновения пожаров и охраны окружающей среды;

осушаемые земли.

Каналы регулирующей сети и основные требования при их проектировании

Регулирующая сеть служит для регулирования водного режима территории. Расположение регулирующей сети должно обеспечивать поступление в каналы талых вод в максимальном количестве и по кратчайшему пути. При проектировании каналов регулирующей сети необходимо учитывать следующие условия:

1) проводить под острым углом к горизонталям поверхности, что позволяет более полно перехватывать водные потоки, при этом необходимо сохранять необходимый продольный уклон дна каналов; на участках со слабопроницаемыми грунтами при уклонах поверхности 0,005 и менее допускается искусственное увеличение глубины русла к устью (при длине до 500м);

2) допускается располагать осушительную сеть вдоль склона:

а) на участках со слабопроницаемыми грунтами с уклоном поверхности 0,0005 и менее при условии ограждения заболоченных площадей нагорными каналами;

б) при дополнении постоянной регулирующей сети водоотводными бороздами;

в) на участках с легководопроницаемыми грунтами при уклонах поверхности до 0,0005;

г) на глубоких торфяниках, где происходит неравномерная и большая осадка торфа на межканальной полосе;

3) трассы осушителей обычно проводятся параллельно друг другу и просекам; мелиоративные каналы, по возможности, прокладываются вдоль рек и дорог с нагорной стороны, что защищает последние от притока воды и позволяет использовать вынимаемый при рытье грунт под полотно дороги, что уменьшает число мостов, труб, переходов;

4) трассы осушителей проводятся прямолинейными;

5) на оторфованных площадях стремятся прокладывать каналы по местам с равномерной глубиной торфа, чтобы избежать неравномерности просадки торфа;

6) осушители вводятся в собиратели как с одной, так и с двух сторон, сопрягаются при этом в плане под углом 60-90°;

7) во избежание пересечения квартальных просек необходимо стремиться проектировать осушители в пределах лесного квартала, длина их, как правило, от 500 до 1500 м, в зависимости от рельефа и расстояний между собирателями;

8) при осушении заболоченных пойм осушители проектируются параллельно потоку паводковых вод, а собиратели - под углом к приемнику.

9) на открытых или малолесных территориях (гари, пустыри), где не требуются трассоподготовительные работы, целесообразно при лесокультурных работах между осушителями проводить по уклону на расстоянии от 3-4 до 10-15 м проточные борозды глубиной 30-60 см;

10) для заезда на межканальные полосы между верховьями осушительных каналов и смежным проводящим собирателям необходимо проектировать разрыв, равный половине расстояний между осушителями;

11) тальвеговые каналы располагаются по самым низким местам -низинам.

Каналы проводящей сети и основные требования при их проектировании

Проводящая сеть служит для своевременного и по кратчайшему пути отвода воды с осушаемых участков без затопления их в вегетационный период и пропуска расчетных расходов воды на 0,4 м ниже бровки берега. При проектировании проводящих каналов необходимо руководствоваться некоторыми основными требованиями:

1) проводящая сеть должна отводить воду самотеком и на участках с плавным уклоном без выраженных тальвегов и лощин, не мешать расположению регулирующей сети;

2) трасса проводящих каналов должна приближаться к прямой линии, иметь минимальную длину, т.е. обеспечивать удаление воды с территории участка в кротчайшие сроки;

3) необходимо проектировать с незначительным числом поворотов канала, а если они есть, то должны быть незначительны, угол поворота должен быть не менее 120°. При более острых углах нужно проектировать закругления, при этом радиус закругления должен быть не менее 10-кратной ширины канала по верху в размывных и 5-кратной в минеральных грунтах;

4) проводящие каналы проектируются по более пониженным местам рельефа (лощинам, тальвегам), желательно перпендикулярно горизонталям;

5) трассы проводящих каналов, если торф разной мощности, должны проводить там, где торф наиболее мощный;

6) следует стремиться к возможному сокращению числа проводящих каналов, что достигается двусторонним введением собирателей в магистральный канал;

7) пересечение проводящих каналов с дорогами, трубопроводами проектируются под прямым или близким к нему углом;

8) магистральный канал сопрягается с водоприемником под углом 45-60о;

9) сопряжение собирателей с магистральным каналом следует проводить под углом 60-80о. При сопряжении собирателей под углом 90о, следует проектировать закругление радиусом 10В, где В - ширина канала по верху.

Каналы ограждающей сети и основные требования при их проектировании

Ограждающая сеть в мелиоративных системах чаще всего представлена нагорными и ловчими каналами.

Нагорные каналы проводят по границам осушаемых участков перпендикулярно потоку стекающей с поверхности воды с введением в ближайший проводящий канал или водоприемник; при однородном рельефе водосбора, когда на осушаемую площадь вода поступает сплошным потоком, нагорный канал проектируется сплошным по границам участка; при поступлении воды с водосбора на осушаемую площадь отдельными потоками нагорные каналы устраивают прерывистыми, чтобы каждый из них перехватывал отдельный поток, и вводится в ближайший проводящий канал.

Ловчие каналы проектируются вдоль линии вклинивания грунтового потока при заболачивании территории напорными водами, они проходят вдоль линии наивысших пьезометрических напоров, на болотах - по воронкам минерального дна. Ловчие каналы применяются, если коэффициент фильтрации верхнего метрового слоя равен, или превышает 0,5 м/сутки.

Трассы ловчих каналов должны проходить в устойчивых грунтах и иметь плавный уклон. Различают совершенные ловчие каналы, когда канал прорезает всю толщину водоносного слоя, и несовершенные (висячие), когда дно канала не достигает водоупора.

В отдельных случаях осушение участка может достигаться устройством только ловчих или нагорных каналов или их системой. Последние проектируются при малых водосборах, когда грунтовые воды проходят близко к поверхности, и представляют собой совмещение нагорных и ловчих каналов. Они одновременно перехватывают поверхностные и грунтовые воды. При питании территории напорными водами нагорно-ловчие каналы проектируются по линиям максимальных напоров. Они бывают сплошные и прерывистые.

Защитные каналы могут служить как противопожарные.

Нумерация каналов на осушительной сети

При нанесении на план осушительной сети нумерацию каналов начинают с устья принимающих каналов (водоприемников). При этом каналы, которые впадают справа по течению нумеруются четными, а слева - нечетными числами. Например, осушитель имеет индекс и нумерацию О-2-1. это означает, что осушитель впадает с левой стороны первым по счету от устья в транспортирующий собиратель (ТС-2).

Проектирование осушительной сети. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка

Для установления среднего уклона осушаемого участка тщательно изучается план этого участка в горизонталях.

На плане нужно определить на глаз не менее трех участков с разными наклонами, это значит с разными расстояниями между горизонталями и на каждом участке провести перпендикулярно горизонталям линии. По каждой линии определяют уклон:

Данные сводим в таблицу 3.1, вычисляем уклон по каждой линии и средний уклон местности. Он используется в дальнейшем при проектировании расстояния между осушителями.

Таблица 3.1- Расчет уклона

Линия 1

Линия 2

Линия 3

Превышение

h, м

Длина линии,

м

Превышение

h, м

Длина линии,

м

Превышение

h, м

Длина линии,

м

5,5

1670

5,0

1990

5,5

2190

i .1

0,003

i.2

0,003

i.3

0,003

i сред.

0,003

Проектирование глубины каналов

Глубина каналов зависит от многих факторов. Важнейшие из них: назначение канала, норма осушения, почвенно-грунтовые и гидрологические условия, типы машин и механизмов, используемые для устройства канала, и другие. Отсюда и зависимость от глубины каналов расстояний между осушителями, объема выемки, стоимости строительства, эффективности произрастания леса на самом объекте мелиорации и на примыкающих территориях.

Существуют глубины: установленные (рабочие) и проектные.

Проектные глубины обычно большие установленных на глубину осадки торфа. В нашем случае минимальная рабочая глубина осушителей равняется 1,2 м, так как глубина торфа - 1,7 м. Вычисление проектной глубины (Нпр) производится по формуле: Нпр= Нр · Ко с учетом коэффициента осадки (Ко) и установленной глубины (Нр).

В нашем случае, так как торф плотный, а тип заболачивания низинный, коэффициент осадки торфа равен 1,2.

Отсюда:

Нпр= 1,2?1,2 = 1,44 м.

Глубина транспортирующих собирателей обычно принимается на 0,1- 0,2 м более, чем глубина впадающих осушителей, а глубина магистрального канала на 0,2 - 0,3 м более чем глубина транспортирующих собирателей.

Рабочая глубина транспортного собирателя:

Нуст=1,2+ 0,10=1,3 м

Нпр=1,3?1,2=1,56м;

Рабочая глубина магистрального канала:

Нуст=1,3+ 0,2=1,5 м

1,7/1,2=1,42

1,5-1,42=0,08

Нпр=1,7*0,08=1,78м.

Определение расстояния между осушителями

Цена и эффективность мелиорации лесных земель в значительной степени зависит от расстояния между каналами. Выбор расстояний между осушителями зависит от многих факторов: цели осушения, характера климата, почвогрунтов, глубины залегания водоупоров, глубины каналов, уклона поверхности, толщины торфа и т.д. Определение расстояний проводят гидрологическим, технико-экономическим и лесоводственным методами.

При определении расстояния между каналами целесообразно пользоваться практическими данными, полученными на основании заложения пробных площадей и выявления действия мелиорационной сети на рост леса и окружающую среду. Руководством по осушению лесных земель (ч.2 «Проектирование») расстояние между осушителями вычисляется по базовому варианту с учетом почвенно-грунтовых, лесорастительных и гидрологических условий с введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Так как на осушаемой территории произрастает ельник осоковый, мощность торфяного горизонта составляет 1,7 м, расстояние между осушителями должно находиться в пределах от 75 до 150 м.

При проектировании учитываем поправочные коэффициенты:

- зональный (для Гомельской области составляет 1,12);

- с учетом почвогрунтов и установленной глубины каналов (для рабочей глубины 1,2 м с низинным торфом составляет 1,14);

- с учетом среднего уклона местности (для уклона 0,003 составляет 1,02).

Базовые расстояния, поправочные коэффициенты и другие расчетные величины заносим в таблицу 3.2 .

Таблица 3.2

Группа типов леса

Установленная

глубина Ос, м

Уклон

поверхности

Базовое расстояние между Ос, при мах продуктивности

Поправочные коэффициенты на

Принятое расстояние, м

зону (Кзон)

глубину Ос

тип водного питания

уклон поверхности

общий

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ельник осоковый

1,2

0,003

75

1,12

1,14

-

1,02

1,28

96

Из таблицы видно, что оптимальное расстояние между осушителями принято проектировать 96 м.

При проектировании магистральный канал будет проходить параллельно квартальной просеке на расстоянии 10м от нее. Также при проектировании расстояния между осушителями учитывалось, что магистральный канал и транспортные собиратели также будут выполнять функцию осушителей.

Длина каналов и степень канализации

Длина канала зависит от их назначения, условий рельефа, расстояния между осушителями, хозяйственно-эксплуатационных условий. Осушители целесообразно проектировать в пределах квартала (500-1000м), чтобы они не пересекали просек. В сложных условиях рельефа и на территориях без уклона, длина допускается в пределах 200-500м, а на площадях с достаточным уклоном - до 1500м.

Длина проводящей сети зависит от размеров и рельефа осушаемой территории, а также длины регулирующей сети и местонахождения водоприемника. Собиратели проектируются длиной 1-2км, а магистральные каналы - в зависимости от отдаленности водоприемника от осушаемого участка. Длина борозд, дополняющих осушительную сеть, проектируются в зависимости от уклона и расстояний между осушителями в пределах 100-200м.

На плане каналы номеруются в соответствии с номенклатурой. Затем подсчитывают длину всей осушительной сети, а также площадь осушаемого участка. На основании этих подсчетов высчитывается степень канализации.

На нашем участке находится 40 осушителей, каждый из которых имеет длину 952 м, исходя из этого, общая длина осушителей составляет 38000 м.

Четыре транспортирующих собирателя имеют длину 4000 м. Длина магистрального канала составляет 2200 м.

Полученные данные заносятся в Таблицу 3.3

Таблица 3.3

Длина каналов, м

Степень канализации, км/га

осушителей

транспортирующих

магистрального

регулирующей сети

проводящей сети

общая участка

38000

4000

2200

0,095

0,015

0,111

Общая длина всей осушительной сети составляет 44200 м, степень канализации 0,111 км/га.

Поперечный профиль каналов

Мелиоративный канал чаще всего проектируется трапецеидальной формы и характеризуется следующими исходными величинами: проектной глубиной, шириной канала по дну, коэффициентом откоса.

Рис.3.1 Мелиоративный канал трапецеидальной формы

Ширину канала по верху находим по формуле:

В=b + 2тН, где

В - ширина канала по верху, м;

b - ширина канала по дну, м;

т - коэффициент откоса;

Н - проектная глубина канала, м.

По этой формуле находим ширину каналов-осушителей и транспортных собирателей. Ширину магистрального канала находим после его гидравлического расчета (п.3.10).

Для каналов-осушителей проектная глубина составляет 1,44 м, ширина по дну канала - 0,40м, коэффициент откосов берем из таблицы и принимаем равным 1,00. Исходя из этого находим ширину каналов по верху:

В=0,4 + 2•1•1,44=3,28м

Для транспортирующих собирателей проектная глубина составляет 1,56м, ширина по дну канала - 0,40м, коэффициент откосов берем из таблицы и принимаем равным 1,50. Исходя из этого, находим ширину каналов по верху:

В=0,4 + 2•1,5•1,56=5,08м

Для магистрального канала проектная глубина составляет 1,78 м, ширина по дну канала - 0,40м, коэффициент откосов берем из таблицы и принимаем равным 1,50. Исходя из этого находим ширину каналов по верху:

В=0,4 + 2•1,5•1,78=5,84м

Вынутый при строительстве грунт разравнивают слоем до 15-20см (в лесах лесопарковой зоны, на лесокультурных площадях), или отсыпают постоянные кавальеры - дамбы, либо разравнивают под дорожные насыпи. Земляную насыпь под дорогу строят по типовым проектам. Расстояние между бровкой канала и подошвой кавальера (насыпи) называется бермой. Ширина бермы - 1,5м, но не меньше глубины канала. Для пропуска поверхностных вод в отвалах выпускного канала грунта устраиваются открытые или закрытые водосточные воронки. Сточные воронки устраиваются обычно в натуральных понижениях, или выровненных территориях через 30-50м, воронки прорезают отвал, врезаются в целинный грунт на 0,2-0,4м. Ширина сточных воронок по дну 0,3-0,4м, заложение откоса - по грунту. Когда вынутый грунт разбрасывают по поверхности, то воронки не устраивают. Отвалы грунта для дорог, как правило, располагаются на более низком боку каналов. В отвалах, которые используются под полотно дороги, устраивают сточные воронки закрытого типа (бетонные, керамические и т. д.).

В данном проекте предусмотрено отсыпание постоянных кавальеров и устройство открытые водосточные воронки через 50м.

Откосы каналов и их укрепление

Открытый мелиоративный канал в зависимости от характера грунтов и величин пропускаемого расхода воды чаще всего проектируется трапецеидальной поперечной формы. Крупные каналы с площадью водосбора более чем 150 км2 в неустойчивых грунтах имеют трапециидально-параболическую или параболическую форму поперечного сечения.

При проектировании каналов трапецеидальной формы сечения учитывают устойчивость грунтов и наличие механизмов, с помощью которых строят каналы. Обычно каналы в поперечном сечении имеют форму равнобокой трапеции. Боковые стенки или откосы трапеций делают наклоненными. Отношение проекции L/Н называется крутизной или заложением откоса и выражаются коэффициентом m.

Коэффициент устойчивых откосов, который рекомендуется управлением по осушению лесных земель, зависит от вида грунта, категории каналов и их глубины.

В нашем случае для древесно-осокового плотного хорошо-разложившегося торфа мощностью 1,7м коэффициент устойчивого откоса составляет для:

- осушителей - 1,00;

- транспортного собирателя - 1,50;

- магистрального канала - 1,50.

В малоустойчивых грунтах в зависимости от технико-экономических условий можно проектировать или более пологие откосы (лучше всего), или укрепление дна и откосов. Укрепление откосов целесообразно проектировать в местах впадения Тс в МК и МК в водоприемник. Укрепление откосов предусматривается также в малоустойчивых грунтах, когда в целях экономии земляных работ проектируется более крутой откос, чем это принято для данного грунта, или когда на участке наблюдаются размывающие скорости. Учитывая слабую механизацию и дороговизну, работ по устройству укрепления откосов следует избегать. Для укрепления откосов используют разные материалы: жерди, доски, дерн, камни, ж/б плиты и т.д. Высота укрепления принимается равной глубине наполнения при расчетном расходе плюс запас 0,2 - 0,3м.

В данном проекте приняты коэффициенты устойчивости откосов такие, при которых не будет происходить размывание каналов. В связи с этим укрепление откосов не предусмотрено.

Продольный профиль каналов

Основой для построения продольных профилей служит план участка в горизонталях. Проектирование начинается с осушителей, затем составляется профиль собирателя, на котором отмечаются места впадения осушителей и положение их дна, и заканчивается проектированием профиля магистрального канала.

Для построения продольных профилей необходимо знать проектную глубину, допустимые уклоны, отметки поверхности и глубину торфа по линии оси канала, план трассы канала с указанием ситуации и закругления, данные по характеристике грунта и т.д.

Построение профилей начинается после того, как в плане уже запроектирована осушительная сеть.

Сначала строят продольный профиль поверхности по оси канала. Затем, приняв во внимание проектную глубину канала и допустимые уклоны, приступают к проектированию линии дна канала. Нужно избегать уменьшения уклонов вниз по течению. Для рассчитываемого магистрального канала уклоны должны быть в пределах допустимых. Линия дна проектируемого канала должна соответствовать условиям сопряжения младших каналов со старшими.

При вычерчивании продольного профиля каналов проектируемые величины заполняют и вычерчивают красным цветом, воду - синим, а остальное - черным.

Уклоны каналов

При проектировании осушительной сети всегда учитывается, что канал должен иметь такой продольный профиль, чтобы не было ни размыва дна и откосов канала, ни отложения на дне наносов. Уклоны регулирующих каналов должны иметь и быть близкими к уклону поверхности, но не менее 0,003.

Максимально допустимый уклон устанавливается так, чтобы скорость течения воды при пропуске расходов весеннего половодья и летне-осенних паводков расчетной обеспеченности не вызвала размыва русла. При незначительных площадях водосбора максимальный уклон можно повышать до 0,01.

Для проводящих каналов уклоны дна следует выбирать так, чтобы они были плавными по всей длине, чтобы обеспечить равномерную скорость течения воды по длине канала или небольшое ее возрастание по направлению к устью. Место вогнутого перелома уклона желательно делать в местах впадения в канал ближайшего крупного притока. Если такое совмещение невозможно или если уменьшается скорость водного течения на 15-20% и более, то необходимо проектировать отстойники.

В проводящих каналах уклон поверхности воды при прохождении максимального расчетного расхода принимают равным или близким к уклону местности, но он не должен превышать максимально допустимого (imax), который вычисляется по формуле:

imax=Vg 2 /C2•R, где

Vg - допустимая неразмывающая скорость, м/с;

C - коэффициент Шези;

R - гидравлический радиус сечения канала при его полном наполнении.

В нашем случае гидравлический радиус сечения канала при его полном наполнении равен 0,48, коэффициент Шези - 26,69, допустимая неразмывающая скорость равна (по таблице) - 0,35. Имея исходные данные находим уклон поверхности воды для гидравлически рассчитанного магистрального канала:

imax=0,352 /26,692•0,48=0,0004

Гидрологический расчет осушительных каналов

В осушительную сеть с заболоченного участка поступает избыточная вода. Нагрузку по ее отводу с осушительной площади несут осушители, транспортные собиратели и, особенно, магистральные каналы. Для того, чтобы магистральный канал успешно функционировал, то есть вовремя отводил поступающую по нему воду в водоприемник, необходимо провести его гидрологический расчет, основной задачей которого является определение расчетного и поверочного модулей стока. Расчетный модуль стока зависит от гидрологических условий и характера использования осушаемой территории. По расчетным расходам определяются размеры поперечных сечений каналов. А по проверочным расходам воды определяется устойчивость русел против размыва и разрушения сооружений, затопления территории.

В зависимости от значения канала, они рассчитываются на пропуск канала, паводков определенной обеспеченности.

Проверка каналов на устойчивость русел на размыв производится на весенних паводках 25% обеспеченности.

При расчете нагорно-ловчих и ловчих каналов к основному расчетному расходу прибавляют расход поступающих в канал грунтовых вод: 15% при безнапорном и 20% при напорном питании от основного расчетного расхода.

Высота крепления русел в неустойчивых грунтах, условия неподтопления устьев каналов и минимальные скорости для проверки каналов на заиление определяют по меженным расходам.

В нашем случае каналы будем рассчитывать на пропуск летне-осенних паводков 25% обеспеченности.

Расчетный расход находится по формуле:

Qp - qp F, где

qp - расчетный модуль стока, л/с•га;

F - водосборная площадь канала, га.

В нашем случае расчетный модуль стока составляет 0,47л/с•га, а водосборная площадь магистрального канала - 2600га

Имея эти данные находим расчетный расход:

Qp = 0,47•2600=1222 л/с или 1,222 м3/с.

Гидравлический расчет магистрального канала

После вычисления расчетного расхода с учетом уклонов и допустимой скорости течения проводится гидравлический расчет, суть которого заключается в определении размеров поперечного сечения каналов и его пропускной способности или расхода (Qn) воды в канале. Пропускная способность через канал не должна превышать расчетных расходов (Qp) более чем на 5% или быть меньше его на 2%. Гидравлический расчет для магистрального канала ведется для его устья. При этом находятся следующие параметры:

1. Расстояние расчетного горизонта воды от бровки или глубину понижения (h1)

2. Ширину канала по дну (b), зависящую от уклона дна, коэффициента откоса (т) и коэффициента шероховатости (n).

При расчете на пропуск летне-осенних паводков расчетный горизонт воды (h1) в лесах лесохозяйственного назначения принимается ниже бровки канала на 0,4-0,5м .

Гидравлический расчет магистрального канала, в соответствии с расчетным расходом воды, начинают с определения путем подбора ширины его по дну (b). При этом выбирают такое значение (b), при котором пропускная способность канала (Qn) равна или приблизительно равна расчетному расходу воды (Qp).

Дано: глубина канала установленная - 1,5м; уклон дна канала i =0,00045; коэффициент откоса т = 1,50; коэффициент шероховатости п = 0,03. Расчетный модуль стока летне-паводковых вод 0,47 л/с•га, площадь водосбора F = 2600га. В этом случае гидравлический расход воды с водосборной площади равен Qp=1222л/c или 1,222 м3/с. Учитывая, что разбежка величин Qp и Qn допускается в пределах 5-2 %, то в нашем случае необходимо подобрать такое сечение, чтобы его пропускная способность была в пределах 1,161 - 1,198 м3/с.

Для дальнейшего расчета составляем Таблицу 3.4, в которую входят основные показатели гидравлического расчета.

Таблица 4.10

hp

b

щ

х

R

C

CvR

К0

К

1

0,4

1,9

4

0,48

26,69

18,87

35,28

35,32

Рабочая глубина МК рассчитывается по формуле:

hp=H-h1=, где

H - установленная глубина канала, м;

h1 - расчетное расстояние от зеркала воды до бровки канала (0,4-0,5м).

Отсюда находим рабочую глубину МК:

hp =1,5-0,5=1м.

Ширину канала по дну (b) сначала берем наименьшую - 0,4м. Площадь живого сечения (щ) определяется по формуле:

щ =(b + m•hp)hp

при т = 1,50, b=0,4м, hp=1м имеем: щ =(0,4 + 1,50•1) •1=1,9м2.

Смоченный периметр (х) рассчитывается по формуле:

х = b + 2hp v(l+m2)

при т = 1,5, b=0,4м, hp=1м имеем: x= 0,4+ 2•1•v (1+1,52) = 4м.

Гидравлический радиус R = щ /х

R= 1,9/4 = 0,48

Скоростной коэффициент С и модуль скорости CvR определяются по таблице и берутся в зависимости от величины гидравлического радиуса и коэффициента шероховатости. В нашем случае гидравлический радиус - 0,48, а коэффициент шероховатости п, который берется из таблицы, будет равен 0,03. Устанавливаем, что С = 26,69 и СvR = 18,87.

Расходная характеристика Ко представляет собой отношение расчетного расхода Qp к корню квадратному уклона дна.

К0 = QP/vi = 1,222/v 0,0012 = 35,28

К = щ•CvR = 1,9•18,87 =35,85

Qn = К•vi = 35,85•v 0,0012 = 1,242 м31с - входит в расчетные пределы (1,197 - 1,283 м3/с).

Таким образом, гидравлический расчет МК закончен.

Объем земляных работ на каналах

Объем земляных работ (w) на рытье каналов находится по формуле:

W= ((Wn-1+Wn)/2). л

Wn , w n-1 - площадь поперечных сечений каналов на двух соседних пикетах;

л- расстояние между пикетами

Площадь поперечного сечения на каждом пикете подсчитывается по формуле:

w = (В+b)Н/2

В - ширина канала по верху (В = b+2тН) b - ширина по низу Н- проектная глубина канала

После вычисления объема выемки грунта между парой смежных пикетов определяется объем выемки по каналу.

Таблица 3.11.1 -Ведомость объема земляных работ по магистральному каналу

Номер ПК и промеж. пунктов

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикет., м.

Объем выемки, м3

Заложение откосов

Глубина канала Н,м.

Ширина

Площадь попереч. сечения, м2

Средняя площадь попереч. сечения, м2

По Дну, м.

По верху, м.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1,50

2,00

0,4

6,40

6,80

--

--

--

1

1,50

2,16

0,4

6,88

7,86

7,33

100

733

2

1,50

2,00

0,4

6,40

6,80

7,33

100

733

3

1,50

1,92

0,4

6,16

6,30

6,55

100

655

4

1,50

1,81

0,4

5,83

5,64

5,97

100

597

5

1,50

1,71

0,4

5,53

5,07

5,36

100

536

6

1,50

1,65

0,4

5,35

4,74

4,91

100

491

7

1,50

1,84

0,4

5,92

5,80

5,27

100

527

8

1,50

2,00

0,4

6,40

6,80

6,3

100

630

9

1,50

2,14

0,4

6,82

7,72

7,26

100

726

10

1,50

2,17

0,4

7,12

8,42

8,07

100

807

11

1,50

2,21

0,4

7,03

8,21

8,32

100

832

12

1,50

2,11

0,4

6,73

7,52

7,86

100

786

13

1,50

2,03

0,4

6,49

6,99

7,26

100

726

14

1,50

1,98

0,4

6,34

6,67

6,83

100

683

15

1,50

2,02

0,4

6,46

6,93

6,80

100

680

16

1,50

2,05

0,4

6,55

7,12

7,03

100

703

17

1,50

2,08

0,4

6,64

7,32

7,22

100

722

18

1,50

2,02

0,4

6,46

6,93

7,13

100

713

19

1,50

1,99

0,4

6,37

6,74

6,84

100

684

20

2,04

0,4

6,52

7,06

6,90

80

690

21

22

всего

1980

13654

Объём выемки на 1 п.м3

6,90

Таблица 3.11.2-Ведомость объема земляных работ по транспортирующему каналу

Номер ПКи промежуточных пунктов

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикетами, м.

Объем выемки, м3

Заложе -ние откосов

Глубина канала Н,м.

Ширина канала, м

Площадь попереч. сечения, м2

Средняя площадь попереч. сечения, м2

По Дну, м.

По верху, м.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1,50

1,56

0,4

5,08

4,27

--

--

1

1,50

1,55

0,4

5,05

4,22

4,25

100

425

2

1,50

1,56

0,4

5,08

4,27

4,25

100

425

3

1,50

1,54

0,4

5,02

4,17

4,22

100

422

4

1,50

1,54

0,4

5,02

4,17

4,17

100

417

5

1,50

1,56

0,4

5,08

4,27

4,22

100

422

6

1,50

1,57

0,4

5,11

4,33

4,30

100

430

7

1,50

1,56

0,4

5,08

4,27

4,30

100

430

8

1,50

1,56

0,4

5,08

4,27

4,27

100

427

всего

800

3398

Объём выемки на 1п.м3

4,25

Таблица 3.11.3-Ведомость объема земляных работ по осушительному каналу

Номер ПК и промежут. пунктов

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикетами, м.

Объем выемки, м3

Заложение откосов

Глубина канала Н,м.

Ширина канала, м

Площадь попереч. сечения, м2

Средняя площадь попереч. сечения, м2

По дну, м.

По верх,м.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1,00

1,40

0,40

3,20

2,52

--

--

1

1,00

1,50

0,40

3,40

2,85

2,69

100

269

2

1,00

1,56

0,40

3,52

3,05

2,95

100

295

3

1,00

1,56

0,40

3,52

3,05

3,05

100

305

4

1,00

1,56

0,40

3,52

3,05

3,05

100

305

5

1,00

1,58

0,40

3,56

3,12

3,09

100

309

6

1,00

1,56

0,40

3,52

3,05

3,09

100

309

7

1,00

1,57

0,40

3,54

3,09

3,07

100

307

8

1,00

1,54

0,40

3,48

2,98

3,04

100

304

9

1,00

1,51

0,40

3,42

2,88

2,93

100

293

9+50

0,50

1,50

0,40

3,40

2,85

2,87

50

143

Всего

950

2839

Объём выемки на 1 п.м3

2,99

Таблица 3.11.4- Объема земельных работ по осушительной сети

Каналы

Длина канала, м.

Ширина канала, м

Площадь поперечного сечения, м2

Объем выемки ,м3

Коэффициент откоса

По Дну

По верху

1

2

3

4

5

6

7

МК

2200

0,4

6,5

6,83

13654

1,50

ТС-1

800

0,4

5,07

4,25

3398

1,50

ТС-2

1200

0,4

5,07

4,25

5102

1,50

ТС-3

800

0,4

5,07

4,25

3398

1,50

ТС-4

1200

0,4

5,07

4,25

5102

1,50

Ос-1-2

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-4

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-6

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-8

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-10

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-12

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-14

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-1-16

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-2-1

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-2-3

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-2-5

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-2-7

950

0,4

3,5

2,98

2839

1,00

Ос-2-9

950

0,4

3,5

2,98

2839

1...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены