Мелиорация и рекультивация земель

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Мелиорация - глубокая, прочная, длительная, коренное изменение компонентов природы, для повышения потребительской стоимости и полезности земель, приводящие к длительному фундаментальному применению природных условий, сохраняющему десятки и сотни лет.

Рекультивация - комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоемов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось.

Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.



1. Типы и виды мелиорации

мелиоративный плодородие земля рекультивационный

Гидромелиорация земель

Гидромелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель, состояние которых зависит от воздействия воды.

Гидромелиорация земель направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях посредством осуществления мер по подъему, подаче, распределению и отводу вод с помощью мелиоративных систем, а также отдельно расположенных гидротехнических сооружений.

К этому типу мелиорации земель относятся оросительная, осушительная, противопаводковая, противоселевая, противоэрозионная, противооползневая и другие виды гидромелиорации земель.

Агролесомелиорация земель

Агролесомелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение земель посредством использования почвозащитных, водорегулирующих и иных свойств защитных лесных насаждений.

К этому типу мелиорации земель относятся следующие виды мелиорации земель:

противоэрозионная - защита земель от эрозии путем создания лесных насаждений на оврагах, балках, песках, берегах рек и других территориях;

полезащитная - защита земель от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения путем создания защитных лесных насаждений по границам земель сельскохозяйственного назначения;

пастбищезащитная - предотвращение деградации земель пастбищ путем создания защитных лесных насаждений.

Культуртехническая мелиорация земель

Культуртехническая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по коренному улучшению земель.

Этот тип мелиорации земель подразделяется на следующие виды мелиорации земель:

расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха;

расчистка мелиорируемых земель от камней и иных предметов;

мелиоративная обработка солонцов;

рыхление, пескование, глинование, землевание, плантаж и первичная обработка почвы;

проведение иных культуртехнических работ.

Химическая мелиорация земель

Химическая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по улучшению химических и физических свойств почв. Химическая мелиорация земель включает в себя известкование почв, фосфоритование почв и гипсование почв.

2. Исходные данные по объекту проектирования

Мелиорируемый объект расположен в Нечерноземной зоне РФ на территории землепользования сельскохозяйственного предприятия Тверской области. Почвы объекта минеральные, избыточно увлажненные вследствие застаивания снеговых и дождевых вод, слабой водопроницаемости, малых уклонов поверхности, имеющихся понижений.



Таблица 1 Характеристика земельного фонда

№	Виды угодий	Площадь, га	Современное использование земель
			Чистые	Закустаренные	Закамененные	Микрорельеф	Древесная растительность	Пни	Кочки
1	Многолетние насаждения	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Пашня	124.5	124.5	-	-	-	-	-	-
3	Сенокосы	46.8	46.8	-	-	-	-	-	-
4	Пастбища	-	-	-	-	-	-	-	-
5	Залежь	-	-	-	-	-	-	-	-
6	Итого с.-х. угодий	-	-	-	-	-	-	-	-
7	Леса	-	-	-	-	-	-	-	-
8	Кустарники	3.8	-	-	-	-	3	0.8	-
9	Болота	-	-	-	-	-	-	-	-
10	Прочие земли	-	-	-	-	-	-	-	-
	Итого не с.-х. угодий	-	-	-	-	-	-	-	-
	Всего земли мелиоративного объекта	175.1	171.3	-	-	-	3	0.8	-

Таблица 2 Проектное использование земельного фонда

№ контура	Проектное использование	Состав культур	Проектная урожайность, т/га
11,14-18	Пашня	Овощные культуры	10.5
1-3,5,7,8	Пашня	Ячмень	1.2
4,6,9-10,19,12-13	Сенокос	Многолетние травы	1.4

3. Климатическая характеристика объекта проектирования

Климат Тверской области умеренно-континентальный, в северо-западной части области более влажный. Годовое количество осадков от 550 до 750 мм в год. Их распределение по всей территории области несколько неравномерно: на западе и северо-западе осадков выпадает больше.

Средняя температура января - минус 9, (бывает несколько дней в году, с температурой -25 єС и ниже) ,июля +18, +20 градусов. Лето теплое. Вегетационный период около 190 дней. Влажность воздуха весной и осенью составляет 75-80 %, летом снижается до 65-70%, а зимой повышается до 85-90%. Континентальный воздух умеренных широт определяет летом теплую погоду с температурами +15, + 20°С 2 (днем до +20, +25°С), с переменной кучевой облачностью, с небольшими скоростями ветра, которые к ночи снижаются до штиля.

Зима довольно продолжительна: начинается в середине ноября и продолжается до конца марта/ начала апреля. Весна длится около двух месяцев. Лето теплое, начинается в начале июня и продолжается 3 месяца. Средняя температура в июле колеблется на отметки 17-19 градусов. Влажность опускается до 65-75 процентов. Погода, в целом, изменчивая. Осень Довольно дождливая, начинается в конце августа -- начале сентября. Устойчивый снежный покров устанавливается в конце ноября-начале декабря, продолжительность периода со снежным покровом 140 - 150 дней, со средней глубиной 40 - 60 см, (часто до 80 см). Конец зимы приходится только на последние числа марта - начало апреля.

В Тверской области в день зимнего солнцестояния максимальная высота солнца над горизонтом колеблется от 7 на севере до 12 на юге. Летом угол падения солнечных лучей увеличивается к 22 июня до 54--58°. Продолжительность дня также меняется от 6,5 часов до 18 часов. В таких условиях за год к земной поверхности приходит 3518 МДж 1 энергии на каждый квадратный метр. В сравнении с количеством радиации, приходящей от Солнца в других пунктах нашей страны, Тверская область получает умеренное количество тепла. Это тепло поступает на землю весьма неравномерно. Зимой, в декабре, в течение месяца приходит лишь 29 МДж/кв. м, а летом, в июне, приток радиации возрастает до 620 МДж/кв. м. Нетрудно подсчитать, что в зимние месяцы от Солнца приходит энергии почти в 20 раз меньше, чем летом.

Начало и конец вегетационного периода для большинства растений - даты перехода средней суточной температуры через +50С в Тверской области приходятся соответственно на 20 - 25 апреля и 5 - 13 октября. Продолжительность вегетационного периода - 165 - 175 дней. Даты перехода средней суточной температуры через +10°С (активные температуры) приходятся на 5 - 15 мая и середину сентября. На этот период приходится активный рост большинства сельскохозяйственных культур. Сумма активных температур изменяется от 1 700°С на севере до 1 950°С на западе области. Период со среднесуточной температурой выше +15°С длится 50 - 70 дней.

В среднем в области в течение года наблюдается 25 дней с грозами, от 20 до 60 дней с туманами.

Среднее значение гидротермического коэффициента Селянинова составляет 1,6.

Таблица 3 Сумма осадков за декады (мм)

Количество осадков по декадам, мм	Сумма осадков, мм
Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
1	2	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
15	48	8	12	27	30	15	53	38	8	27	50	19	8	12	23	4	349

Таблица 4 Сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха по декадам за средний год (мб)

Среднесуточный дефицит влажности воздуха, мб	Сумма, мб
Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
1	2	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
36	45	55	60	65	68	70	72	72	70	68	65	60	55	50	42	34	987



Показатель увлажненности К =0.35, следовательно зона слабо засушливая.

Вывод: Исходя из таких показателей как сумма осадков за декады, сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за год, водный баланс необходимо применять осушительные мелиоративные мероприятия.

4. Почвенно-мелиоративные условия объекта проектирования

Таблица 5 Характеристика почвенного покрова

№ контура	Площадь, га	Тип, подтип почвы	Механический состав почвы	Технические особенности поверхности
				Характеристика увлажненности	Степень эродированности
1	1.8	Дерново среднеподзолистая	Легкосуглинистая	Избыточная увлажнённость	отсутствует
2	11
3	9.5
4	21.4
5	37.9
6	0.7
7	17.6
8	0.8
9	1
10	10.1
11	2
12	1
13	0.2
14	3.8
15	14.1
16	2.2
17	2.6
18	3.1
19	24.4



5. Гидрологическая характеристика объекта проектирования

На территории землепользования находятся: одна крупная река (Шегринка), несколько безымянных ручьев небольших по протяженности, мелиоративный канал, а также крупное болото площадью 77 гектар. В качестве водоприемника в проекте можно использовать один из ручьёв протяжённостью около двух километров. Глубина залегания грунтовых вод на территории данного землепользования составляет 0,9 метра. Также на участке находится один мост, через ручей Чёрный, находится в хорошем состоянии и полностью пригоден к дальнейшему использованию.

Таблица 6 Характеристика водоприемника

Название реки, ручья	Ширина, м	Глубина, м	Скорость течения, м\сек	Длина, м
ручей	4.1	1.40	5	265

Вывод: Водоприемник не требует регулирования.

6. Проектирование осушительной сети

Типы водного питания на данном участке: грунтовый и атмосферный. Причина заболачивания состоит в том что, данный участок землепользования находится внизу склона, и поступающая вода со склона и из атмосферы скапливается на поверхности этого участка.

Рис. 1 Профиль почвы на объекте проектирования

Таблица 7 Характеристика мелиоративных районов в составе земельного фонда

Мелиоративный район	Площадь, га	Тип водного питания	Причина переувлажнения земель	Источники поступления избыточных вод на территорию	Проектное использование территории
С, (Сг )	175.1	Грунтовый	-Высокий УГВ -Атмосферные осадки -Склоновое питание	грунтовые и атмосферные воды	Пашня, сенокос

Расчет водного баланса корнеобитаемого слоя почвы

Таблица 8 Проектное использование и продуктивность участков

№ контура	Проектное использование	Состав культур	Проектная урожайность, т/га
11,14-18	Пашня	Овощные культуры	10.5
1-3,5,7,8	Пашня	Ячмень	1.2
4,6,9-10,19,12-13	Сенокос	Многолетние травы	1.4

I.Определяем величину водопотребления для с/х культур:

Овощные культуры:

2.Ячмень:

3.Многолетние травы:

II. Средняя влажность расчетного слоя почвы на начало вегетационного периода

III. Определяем запас продуктивной влаги для культур:

1.Овощные культуры:

2.Ячмень:

3.Многолетние травы:

IV. Расчёт водного баланса корнеобитаемого слоя почвы:

1.Овощные культуры:

2.Ячмень:

3.Многолетние травы:



Таблица 9 Результаты расчета водного баланса корнеобитаемого слоя почвы

Проектное использование земель	Водопотребление, м3/га	Запасы продуктивной влаги, м3/га	Сумма осадков, мм	Сумма дефицитов влажности воздуха ?d,мб	Водный баланс	Избыток, недостаток влаги, м3/га	Метод гидротехнической мелиорации
Пашня	2569.68	1408.35	349	987	+	1456.2	осушительная
Пашня	3687.95	1173.63			+	103.18
Сенокос	2317.43	704.18			+	1004.25

Методы и способы осушения избыточно - увлажненных земель

Таблица 10 Проектные метод и способы гидротехнической осушительной мелиорации

№ контура	Метод осушения	Способы осушения
1-19	1.Понижение уровня грунтовых вод	1.Устройство каналов осушителей 2. Закрытые дренажи,
	2.Перехват потока грунтовых вод	1. Устройство ловчих каналов и дрен

Установление основных параметров мелиоративной сети

Таблица 11 Нормы осушения участков землепользования

№ контура	Проектное использование	Норма осушения, см
11,14-18	Пашня	130
1-3,5,7,8	Пашня	120
4,6,9-10,19,12-13	сенокос	70

Расчет расстояния между дренами

I. Находим значение коэффициента водоотдачи:



II. Расстояние между дренами В (по номограмме) = 14.5 метров

УГВ = 0,9м дрены закладываются на глубину 0,9+0,1=1метр

III. Определяем интенсивность поступления воды из поверхностного слоя (м/сут)

IV.Определяем х

V. Определяем расчётный срок ухода избыточной воды в сутках:

Вывод: Расчётный срок ухода избыточной воды = 0,36 сут, что ниже оптимальных параметров.

Гидравлический расчет проводящих каналов осушительной сети

I. Расчёт модуля стока:

1. Модуль стока для весеннего паводка:

Модуль стока доя высоких летних вод

Модуль бытового стока:

II.Расчёт расходов воды:

III. Принимаем необходимый коэффициент заложения откосов в соответствии со

СНИП - 2.06.03-85

m=1.25

IV. Расчёт площади поперечного «живого» сечения канала:

Для проведения расчётов задаём различную глубину воды в канале в точке пикет0, а именно h=0.75;1;1,25;1,5;2 метра, ширина канала по дну и b=1,5метра.

V.Расчет смоченного периметра сечения канала:



VI. Расчет гидравлического радиуса:

VII. Расчет скоростного коэффициента:

VIII.Гидравлический расчёт расхода канала:

IХ. Определение глубины воды в канале (графоаналитическим методом):

Таблица 12 Результаты гидравлических расчетов проводящего магистрального канала

№ п/п	в, м	h,м	м2	X, м	R, м	C, м	K, м3/с
1	1,5	0,75	1,828	3,901	0,469	34,329	42,876
2	1,5	1	2,75	4,702	0,585	35,837	74,431
3	1,5	1,25	3,828	5,502	0,696	37,136	118,596
4	1,5	1,5	5,0625	6,302	0,803	38,241	173,481
5	1,5	2	8	7,903	1,012	40,147	323,097
6	1,5	1.5					161.947



Х. Для полученного значения рассчитываем гидравлические характеристики канала:

ХI. Определение фактического уклона дна канала:

Полученное значение сравниваем с условием

ХII. Определение фактической скорости движения воды в канале:

Вывод: В соответствии со СНИП - 2.06.03-85 не размывная скорость движения воды в канале должна быть равной 0,7. В результате расчетов фактическая скорость движения воды в канале в критический весенний паводковый период = 0,7, следовательно дно канала подвергаться линейной эрозии не будет.

ХIII. Проверка канала на заиление:

Для установившегося уровня рассчитываем гидравлические характеристики канала:

Проверяем выполнения условия:

0.811 > 0.2

Вывод: В соответствии со СНИП - 2.06.03-85 не заиляющая скорость движения воды в канале должна быть равной 0,2. В результате расчетов скорость движения воды в канале при бытовом стоке = 0,811 , следовательно дно канала подвергаться заилению не будет.

ХIV. Определение полной глубины канала.

ХV. Определение глубины канала в средней части:

ХVI. Определение ширины канала поверху:

ХVII. Определение пропускной способности канала:

ХVIII. Полученное значение сравниваем с фактическим расходом :

Должно выполняться условие:<1.4 , условие не выполнено.

Вывод: Для обеспечения необходимой пропускной способности магистрального канала в период весеннего паводка необходимо прокладывать второй магистральный канал.

Организация и производство строительных работ. Определение объемов земляных работ

I.Объем выемки канала:

Таблица 13 Ведомость подсчета объема земляных работ по магистральному каналу

Глубина канала, м	Ширина канала	Площадь поперечного сечения, м2	Общая длина канала, м	Объем выемки, м3	Коэффициент откоса
	По дну, м	По верху, м
2.15	1,5	6.875	4,8	800	3601.26	1,25

II.Объем работ по планировке откосов:

1.Площадь планировки:

Таблица 14 Ведомость планировки откосов каналов

Канал	Длина, м	Размеры поперечных сечений	Длина двух откосов, м	Площадь планировки, м2
		Коэффициент откоса	Средняя глубина, м
Магистральный	800	1,25	1.53	1600

Проектирование осушительной сети на плане

Проектирование осушительной сети показано на плане.

7. Первичное освоение осушаемых земель. Культуртехнические работы

Таблица 15 Проектный состав культуртехнических работ на осушаемой территории

№ контура	Площадь, га	Состояние на год проектирования	Проектное использование	Перечень культуртехнических работ	Условия и сроки проведения
11,14-18, 1-3,5,7,8	124.5	пашня	пашня	-Запашка кустарника -Дискование пласта -Прикатывание почвы	Весна-осень
4,6,9-10,19,12-13	46.8	Пашня, Сенокос, Сенокос закустаренный	Сенокос	-Запашка кустарника -Дисковние пласта -Прикатывание почвы -Фрезерование почвы на глубину пахотного слоя и заделка удобрений	Весна-осень

Таблица 16 Проектный состав работ по первичному окультуриванию участков

№ п/п	Технологическая операция	Состав агрегата	Единицы измерения	Объем работ	Норма времени на 1га	Сменная производительность	Кол-во нормосмен в объеме работ, нормосмен	Машиноемкость технологической операции, маш-ч
1	Посев однолетних трав	МТЗ-82 СЗ-3,6	га	128.3	0,71	11,2

8. Охрана окружающей природной среды при проведении гидромелиоративных и культуртехнических работ

Избыточно увлажненные и заболоченные территории с присущей им растительностью и животным миром после осушения существенно изменяются. Поверхностные воды с территории осушения в результате мелиоративных работ сбрасываются в водоприемники, уровни грунтовых вод понижаются, анаэробные процессы в почве заменяются на аэробные, закисные соединения переходят в окисные, значительно улучшаются условия для произрастания высших растений. Изменяется животный мир, водоплавающая и болотная дичь уступает место полевой.

Осушение земель вызывает общее понижение грунтовых вод, в том числе и на прилегающих территориях, что приводит к изменению растительного покрова, а также снижению уровней воды в колодцах.

Разработка мероприятий по охране природы и внешней среды в курсовом проекте сводится к краткому перечню важнейших лесозащитных мероприятий и методов борьбы с эрозией почвенного покрова, их характеристике и прогнозе эффективности на данной территории.

К обязательным мероприятиям системы лесозащитных мероприятий относятся: организация лесопатологического мониторинга и надзора за появлением и массовым распространением вредителей и болезней; мероприятия по повышению биологической устойчивости насаждений; активные методы защиты растений от вредителей и болезней, включающие все способы использования средств защиты растений; экологическая и экономическая оценка результатов мероприятий до и после их применения. Повышение биологической устойчивости насаждений достигается созданием условий, благоприятных для размножения и существования полезных организмов в лесах, повышением резистентности древостоев отбором устойчивых видов и форм деревьев и кустарников, созданием смешанных насаждений с участием древесных пород, не повреждаемых или устойчивых к повреждениям вредителями и болезнями видов.

9. Эксплуатация мелиоративной системы и использование мелиорируемых земель

В комплекс эксплуатационных мероприятий входят охрана, надзор и уход за мелиоративными системами. Необходимо охранять систему от всевозможных повреждений, от расхищения отдельных частей сооружений и от возникновения пожаров; содержать все элементы системы в рабочем состоянии.

К основным мероприятиям по надзору за работой осушительных систем относятся:

наблюдение за работой системы и выявление причин, вызывающих нарушение нормальной работы отдельных каналов, сооружений или их частей;

регулирование горизонтов воды в каналах посредством водоподпорных и других сооружений;

выявление начинающихся деформаций и мест обвалов па каналах;

надзор за соблюдением противопожарных мер на осушаемых болотах и организация тушения возникающих пожаров.

К уходу за системой следует отнести:

подготовку осушительных систем к пропуску половодий

и паводков;

осмотр системы после прохода паводка;

очистку каналов, берм и кавальеров от растительности в течение всего вегетационного периода;

уничтожение всех возникающих препятствий движению воды в каналах и реках;

промывку и прочистку закрытых коллекторов, дрен, устьев, смотровых колодцев, а также ликвидацию промоин и подмывов возле сооружений.



Заключение

В курсовом проекте мы спроектировали осушительную сеть, определили тип водного питания объекта и причины его заболачивания. Так же провели расчеты водного баланса корнеобитаемого слоя почвы, расчет основных параметров материалов горизонтального дренажа, гидравлический расчет проводящих каналов осушительной сети и рассчитали объем земляных работ. Определили методы и способы осушения избыточно-увлажненных земель. Составили проект культуртехнических мероприятий и определили основные показатели такие как:

I.Производительность:

III.Количество нормы смен в объеме работ:

IV.Машиноемкость:

II.Сменная производительность:

V.Время выполнения технической операции:

Размещено на Allbest.ru

...