Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Осушительная сеть на территории Гомельского лесхоза

Осушительная сеть на территории Гомельского лесхоза

Характеристика природных условий Кореневской экспериментальной базы. Элементы открытой осушительной сети. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка. Проектирование глубины каналов. Организация и проведение гидролесомелиративных работ.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.12.2016
Размер файла 410,2 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//

Размещено на http://www.allbest.ru//

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, культурно-технические, 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.

Культурно-технические 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.

1. Краткая характеристика природных условий Кореневской экспериментальной базы

"Коренёвская экспериментальная лесная база" ? хозяйство Института леса Национальной Академии Наук Беларуси ? расположена в юго-восточной части Беларуси на территории Гомельского (95 %) и Добруш-ского (5 %) административных районов.

Протяжённость экспериментальной базы с севера на юг составляет 15 км, с востока на запад 25 км.

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

Территория экспериментальной лесной базы находится в умеренной зоне, так называемой, Атлантико-континентальной климатической области (по Б.П. Алисову). Климатические условия этой зоны создаются, в основном, под влиянием морского, континентального воздуха умеренных широт. Климат района теплый, неустойчиво влажный.

Вегетационный период в районе расположения экспериментальной лесной базы продолжается 193-199 дней, период активной вегетации 152-153 дня. Характерной особенностью климата района является высокая теплообес-печенность: сумма положительных температур за вегетационный период составляет 2730°- 2740°, тетротерма по Майру (средняя температура за май - август) равна 16,6°, 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. Средний дефицит влажности воздуха за май ? июль составляет 7,2-7,5 мб. 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 - 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, хотя, иногда, отклонение от средних дат достигает 25-30 дней.

Последние заморозки весной приходятся на 25-30 апреля, первые заморозки осенью на последние дни сентября ? начало октября. Продолжительность безморозного периода составляет 150-160 дней. От поздних заморозков не гарантирован весь май и даже начало июня (10- 11.06. 1982 г.), но иногда заморозки прекращаются в начале апреля. 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).

В отдельные годы поздние весенние и ранние осенние заморозки, сухие северо-восточное и восточные ветра весной, недостаточное количество осадков в мае отрицательно влияют на рост и развитие лесных культур и затрудняют процесс естественного лесовосстановления ценных пород на вырубках. Эти факторы будем учитывать при создании лесосеменной плантации. Создавать ее будем ранней весной, сразу же после исчезновения снежного покрова в целях максимального использования влаги в почве.

Изложенная характеристика климатических условий свидетельствует, что климат территории экспериментальной базы имеет переходные черты между климатом лесной и лесостепной зон. Превышение испаряемости над выпадающими осадками, дефицит влажности воздуха являются барьером для широкого распространения в условиях ЭБ древостоев ели. С другой стороны климатические условия благоприятствуют успешному росту широкого ассортимента древесно-кустарниковых пород, характерных для геоботанической подзоны грабовых дубрав (сосна, дуб, клен, ясень, ильм, липа).

В целом климат района расположения экспериментальной базы вполне благоприятен для успешного произрастания сосны, твердолиственных (дуба, ясеня) и мягколиственных (березы, осины, ольхи черной). Это подтверждает преобладание насаждений Iа - III бонитетов (99, 9 %), причем высокопродуктивные леса (Iа - II бонитет) занимают 97,8 % лесопокрытых лесом земель, в том числе по хвойным 99,3 %, твердолиственными 94,6 % и мягколиственными 97,3 %.

Леса экспериментальной базы 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.

Несмотря на сравнительно невысокую пересеченность рельефа, лесной массив отличается большой пестротой почвенных разностей.

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

2. Элементы открытой осушительной сети

Прежде чем приступить к проектированию открытой осушительной сети следует установить тип болота, причины заболачивания, характер подстилающих пород, а также травянистую растительность, изучить уклон осушаемого участка, водоприемник, куда будит собираться вода.

Осушение лесных земель проводится преимущественно сетью открытых каналов.

Развитая открытая осушительная сеть состоит из следующих элементов:

регулирующей сети (осушитель - О или Ос, тальвеговые каналы - Т, борозды), которые принимают поверхностные и грунтовые воды и отводят их в транспортирующие собиратели, откуда вода поступает в магистральный канал и дальше в водоприемник;

проводящей сети (транспортирующие собиратели - ТС, магистральные каналы - МК), которые транспортируют воду по собирателям и магистральным каналам в водоприемник;

оградительной сети (нагорные каналы - Н, ловчие - Л, защитные или пограничные (ЗК), которые служат для ограничения разрастания болота в стороны суходольных лесов;

водоприемников (реки, большие ручьи, озера и т.д.), которые принимают и отводят всю воду;

гидротехнических сооружений на регулирующей, проводящей сети (мосты, трубы-переезды, шлюзы-регуляторы, закрепление откосов, перепады, быстротоки и т.д.);

дорожной сети с транспортными сооружениями, которые обеспечивают беспрепятственный выезд и въезд транспорта на осушенные земли;

противопожарных и природоохранных мероприятий, служащих для предотвращения возникновения пожаров и охраны окружающей среды;

осушенных земель.

2.1 Каналы регулирующей сети

Регулирующая сеть служит для регулирования водного режима территории. В зависимости от типа водного питания регулирующая сеть может быть представлена осушителями при грунтовом или грунтово-напорном питании или собирателями при атмосферном типе питания. Она может быть открытой или закрытой (дренаж).

При проектировании открытых осушителей на лесных землях в плане необходимо руководствоваться следующими основными положениями:

трассы осушителей необходимо проводить под острым углом к горизонталям поверхности, что позволяет более полно перехватывать водные потоки, при этом, чем больше уклон поверхности, тем под более острым углом проектируются осушители, соблюдая необходимый продольный уклон для канала и избегая резкого уменьшения его к устью;

на участках со слабоводопроницаемыми грунтами, при уклонах поверхности 0,0005 и менее, допускается располагать осушители вдоль склона с ограждением верховьев заболоченных площадей нагорными каналами или предусматривать искусственное увеличение уклонов их дна (при длине осушителей не более 500 м), путем увеличения глубины к устью, а также дополнением регулирующей сети водоотводными бороздами, кротовым или щелевым дренажом;

при осушении пойм, затапливаемых паводками, осушители следует располагать параллельно потоку паводковых вод, а собиратели - под углом к водоприемнику;

трассы осушителей обычно проводятся параллельно одна другой и просекам;

мелиоративные каналы по возможности прокладывают вдоль просек и дорог с нагорной стороны, что защищает последние от притока воды и позволяет использовать вынутый при рытье грунт под полотно дороги, а также уменьшить количество мостов, труб, переездов;

осушители проводятся прямолинейными (при значительных уклонах, а также с учетом просек и дорог допускаются их изломы до 900 и по местам с возможным увеличением глубины торфа к их устью);

между верховьем осушителей и смежным проводящим каналом проектируется разрыв не менее половины расстояния между осушителями, в связи с тем, что осушители не должны препятствовать заезду на межканальные полосы;

на оторфованных площадях стремятся прокладывать каналы в местах с равномерной глубиной торфа, чтобы избежать неравномерной просадки торфа на дне канала;

осушители вводятся в собиратели как с одной стороны, так и (предпочтительнее) с двух сторон, сопрягаясь при этом в плане под углом 60-900;

чтобы избежать пересечения квартальных просек, необходимо стремиться проектировать осушители в границах лесного квартала, длина их, как правило, от 500 до 1500м, в зависимости от рельефа, расстояния между собирателями;

на открытых или малолесных территориях (гари, пустыри, вырубки и редины), 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 30-60см;

тальвеговые каналы проводятся по самым низким местам - низинам, лощинам.

2.2 Каналы проводящей сети

Проводящая сеть служит для своевременного и по кратчайшему пути отвода без затопления их в вегетационный период и пропуска расчетных расходов воды на 0,4 м и ниже бровки берега. Проводящая сеть должна отводить воду самотеком и не мешать расположению осушительной сети.

Трасса проводящих каналов должна приближаться к прямой линии и иметь минимальную длину, особенно в холостой части, обеспечивая выведение воды с территории участка по кратчайшему пути.

Каналы необходимо проектировать на землях одного лесхоза с незначительным числом поворотов, пересечений с существующими и проектируемыми дорогами, просеками и другими объектами; внутренний угол поворота должен быть не менее 1200, при более крутых поворотах проектируется закругление радиусом не менее 10-кратной ширины канала по верху в размываемых и 5-кратной - в минеральных тяжело размываемых грунтах.

Проводящие каналы проектируются по наиболее пониженным местам рельефа (лощинам, тальвегам) перпендикулярно к горизонталям поверхности. Проводящую сеть на болотах необходимо размещать на участках с максимальной глубиной торфа, которая должна возрастать к устью канала, где наблюдается наибольшая осадка торфа.

При трассировании проводящей сети следует стремиться к сокращению количества проводящих каналов, что достигается двусторонним впадением собирателей в магистральный канал и каналов старших порядков.

Пересечение проводящих каналов с дорогами, трубопроводами необходимо проектировать по возможности под прямым или близким к нему углом, трассы проводящих каналов целесообразно проводить в обход водоемов, используя последние в противопожарных целях или для обратного регулирования водного режима территорий путем шлюзования или орошения.

Сопряжение магистрального канала с водоприемником в плане проектируют под углом 45-600 к оси потока на выпуклом участке водоприемника; берега в местах впадения МК должны быть устойчивыми, без прослоек плывуна и торфа. Не допускается ввод магистрали на узких местах водоприемника и непосредственно выше мостов и других сооружений, создающих подпор; водоприемник не должен подпирать горизонты воды в магистральном канале.

Ввод транспортирующих собирателей в магистральный канал в плане проводят под углом 60-800, при вводе под углом 900 необходимо проектировать закругление радиусом 10В, где В - ширина канала поверху.

2.3 Каналы ограждающей сети

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

нагорные каналы проводят по границам осушаемых участков (нулевой залежи торфа) перпендикулярно к потоку стекающей с поверхности воды с вводом в ближайший водопроводный канал или водоприемник;

при однородном рельефе водосбора, когда на осушаемую площадь вода поступает сплошным потоком, нагорный канал проектируют сплошным;

при поступлении воды из водосбора на осушаемую площадь отдельными потоками нагорные каналы устраивают прерывистыми, V-образного расположения в плане, чтобы каждый из них перехватывал отдельный поток, и вводится в ближайший водопроводный канал;

нагорные каналы проектируются в местах с устойчивым грунтом и имеют плавный, без резких переломов продольный уклон (не менее 0,0005).

Нагорные каналы проектируются в тех случаях, если расход воды, который прибывает с внешнего водосбора, больше расчетного расхода регулирующей сети.

Ловчие каналы проектируются вдоль линии выклинивания грунтового потока, при заболачивании территории напорными водами они проходят вдоль линии наивысших пьезометрических напоров, на болотах - по воронкам минерального дна. Ловчие каналы применяются в тех случаях, если коэффициент фильтрации верхнего метрового слоя почвы будет равным или более 0,5 м/сут. Трассы ловчих каналов должны проходить в устойчивых грунтах и иметь плавный продольный уклон. Различают совершенные ловчие каналы, когда канал прорезает всю толщу водоносного слоя, и несовершенные (висячие), когда дно канала не достигает водоупора.

В отдельных случаях осушение участка может достигаться строительством только ловчих или нагорных каналов или их системой (нагорно-ловчие каналы). Последние практикуются при малых водосборах, когда грунтовые воды подходят близко к поверхности и представляют собой совмещение нагорных и ловчих каналов. Они одновременно перехватывают поверхностные и грунтовые воды. При переувлажнении территории напорными водами нагорно-ловчие каналы проектируются по линии максимальных напоров. Они бывают сплошные и прерывистые. Оградительные каналы могут служить как противопожарные..

2.4 Нумерация каналов на осушительной сети

При нанесении на план осушительной сети необходимо пользоваться сокращенными обозначениями каналов. Нумерация каналов начинается с устья принимающего канала (водоприемника). При этом все каналы младшего порядка, впадающие в принимающий канал (канал старшего порядка) справа по течению нумеруются четными, а слева - нечетными цифрами. Например, осушитель имеет индекс О-2-1. Это значит, что осушитель впадает с левой стороны первым по счету от устья в транспортирующий собиратель (ТС-2).

3. Проектирование осушительной сети

3.1 Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка

С этой целью на плане требуется определить на глаз не менее трех участков с разными уклонами, это значит с разными расстояниями между горизонталями, и на каждом участке провести перпендикулярно горизонталям линии. По каждой линии определяют уклон:

(1)

где h - превышение (разность отметок у концов линии);

l- длина линии, перпендикулярной горизонталям.

После этого рассчитывается средний уклон как среднеарифметическая величина всех уклонов. Определенный таким образом средний уклон поверхности осушаемого участка учитывается в дальнейшем при определении расстояния между осушителями.

3.2 Проектирование глубины каналов

Глубина каналов зависит от многих факторов, среди которых важнейшими являются назначение каналов, норма осушения, почвенно-грунтовые и гидрологические условия.

Различают глубины установленные (рабочие) и проектные. Проектные глубины на болотах обычно больше установленных на величину усадки торфа.

При проектировании глубины осушителей учитывается осадка торфа. Вычисление проектной (Нпр) глубины производится по формуле с учетом коэффициента осадки (Кос) рабочей или установленной глубины (Нр):

Нпр. = Нр. • Кос, м (2)

Коэффициент осадки (Кос) зависит от плотности торфа и типа болот, для данных условий (низинное болото, торф плотный, хорошо разложившийся) коэффициент осадки будет равен 1,2. Минимальная глубина осушителей после проведения осушения для участка с мощностью торфа 1,3 метра должна составлять 1,0 м.

Необходимо определить проектную глубину каналов.

Мощность торфа по условию равна 1,3 м, коэффициент осадки торфа равен 1,2.

Нр. ос. = 1,0 м

Проектная глубина осушителя равна:

Нпр. ос.= 1,0• 1,2= 1,2 м

Глубина проводящих каналов на мелиоративных каналах определяется условиями соединения с дном регулирующих каналов других порядков. Обычно глубина транспортирующих собирателей принимается на 0,1 - 0,2 м больше, чем глубина впадающих осушителей, а глубина магистрального канала на 0,2 - 0,3 м больше, чем глубина транспортирующих собирателей.

Проектная глубина транспортирующего собирателя составит:

Нр. ТС = 1,0 + 0,1 = 1,1 м

Нпр. ТС = 1,1 • 1,2 = 1,32 м

Нр. МК = 1,1 + 0,2 = 1,3 м

Рассчитать проектную глубину транспортирующего собирателя и магистрального канала по этой же формуле не получится, так как произведение рабочей глубины и коэффициента осадки даст глубину, превышающую мощность торфа. Минеральный грунт осадкине дает, поэтому необходимо узнать мощность торфа после осадки:

Н торфа осадки = Н торфа/Кос = 1,3 / 1,2= 1,08 м (3)

Таким образом, для нахождения рабочей глубины канала необходимо углубиться в минеральный грунт на:

Н минер.грунт= Нр. МК - Н торфа осадки =1,3 - 1,08 = 0,22 м (4)

Проектная глубина магистрального канала будет равна:

Нпр. МК = 1,3 + 0,22 = 1,52 м

3.3 Определение расстояния между осушителями

Стоимость и эффективность мелиорации лесных земель в значительной степени зависит от расстояния между каналами. В лесомелиоративной науке определение расстояния между осушителями проводят гидрологическим, технико-экономическим и лесоводственным методами.

Так как на осушаемой территории произрастает ельник осоково-сфагновый, мощность торфяного горизонта составляет 1,3 м и почва - песок связный, то расстояние между осушителями должно находиться в пределах от 75 до 150 м.

При установлении расстояния между осушителями следует учитывать:

1) При установлении расстояния между осушителями поправочные зональные коэффициенты в зависимости от района равен 1,12.

2) Расстояния между осушителями определены для установленных глубин осушителей, равных 1,0 м.

3) Поправочный коэффициент для учета наклона принимаем 1,03.

Вычисление оптимального расстояния между осушителями заносится в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Вычисление оптимального расстояния между осушителями

Группа типов леса

Установленная глубина Ос, м

Уклон

поверхности

Базовое расстояние Ос, м

Поправочные

коэффициенты на

Принятое расстояние

при максимальной рентабельности

при максимальной продуктивности

зону

глубину Ос

тип водного питания

уклон поверх

общий

Ельник осок.- сфагнов.

1,0

0,0029

150

75

1,12

1,0

Грунтовое,

безнапорное

1,02

1,14

171

Таким образом, оптимальное расстояние между осушителями составляет 171 м.

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

3.4 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 (500-1000 м), чтобы они не пересекали просек. В сложных условиях рельефа и на территориях без уклона, длина допускается в пределах 200-500 м, а на площадях с достаточным уклоном - до 1500 м.

Длина проводящей сети зависит от размеров и рельефа осушаемой территории, а также длины регулирующей сети и местонахождения водоприемника. Собиратели проектируются длиной 1-2 км, 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 100-200 м. 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 22 осушителя длинной 930 м. Общая длина осушительной сети составляет 20460 м.

Два собирателя общая длина составляет 3900 м.

Магистральный канал составляет 2160 метров.

Степень канализации - это отношение длинны каналов к осушаемой площади. Полученные данные заносятся в таблицу 3.2.

Таблица 3. 2 - Длина каналов и степень канализации

Осушители

Транспортирующие собиратели

Магистральный канал

Длина канала, м

Степень канализации, км/га

Длина канала,м

Степень канализации, км/га

Длина канала,м

Степень канализации, км/га

20460

0,052

3900

0,009

2 160

0,0056

Общая длина всей мелиоративной сети составляет 26520 м, степень канализации 0,056 км/га.

3.5 Поперечный профиль каналов

Открытый лесомелиоративный канал обычно имеет трапецеидальную форму (рисунок 1) и характеризуется следующими исходными величинами: проектной глубиной Нпр., шириной канала по дну b, коэффициентом откоса m.

Рисунок 1 - Мелиоративный канал трапецеидальной формы

Коэффициент откоса для конкретных условий указывается в методическом руководстве. Ширина канала по дну b зависит от категории канала, землеройного механизма и объема пропускаемой через канал воды. У каналов регулирующей сети ширина по дну берется конструктивно 0,40 м; для каналов гидравлически нерассчитанных, ограждающей и проводящей сетей - 0,40-0,60 м; для гидравлически рассчитываемых каналов (площадь водосбора 500 га и более) - по расчету. В каждом конкретном случае ширина канала по дну увязывается с габаритами землеройного механизма.

Ширина канала по верху (В) находят по формуле:

В = b + 2 m Н, (7)

где В - ширина канала по верху, м;

b - ширина канала по дну, м;

m - коэффициент откоса;

Н - глубина канала, м;

Для осушителей проектная глубина составляет 1,2 м, ширина по дну 0,4 м, коэффициент откоса для древесно-разнотравный хорошоразложившегося торфа принимаем 1,00. Ширина по верху канала будет:

В = 0,4 + 2 · 1,0 · 1,2= 2,60 м

Для транспортных собирателей проектная глубина составляет 1,32 м, ширина по дну 0,4 м, коэффициент откоса - 1,25, ширина по верху будет равна:

В =0,4 + 2 · 1,25 · 1,32 = 3,70 м

Для магистрального канала проектная глубина составляет 1,52 м, ширина по дну 0,4 м, коэффициент откоса - 1,50, ширина по верху будет равна:

В = 0,4 + 2 · 1,50 · 1,52 = 4,96 м

Вынутый при строительстве каналов грунт или разбрасывают слоем до 15 - 20 см (в лесах лесопарковой зоны, на лесокультурных площадях и в питомниках), или отсыпают постоянные кавальеры - дамбы, или разравнивают под дорожные насыпи. Земляную насыпь под дорогу обычно строят по типовым проектам.

Расстояние между бровкой канала и подошвой кавальера (насыпи) называется бермой. Ширина бермы не менее глубины канала. Для попуска поверхностных вод в отвалах вынутого из канала грунта устраивают открытые или закрытые водосточные воронки. Водосточные воронки обычно устаивают в натуральных понижениях, или выровненных территориях через 30 - 50 м. Они прорезают целинный грунт на 20 - 40см и крепятся дерном. Ширина сточных воронок по дну 30 - 40 см, заложение откосов - по грунту.

Когда вынутый грунт разбрасывается по поверхности, то воронки не устраивают. Отвалы грунта для дорог, как правило, размещаются на низовой стороне каналов. В другом случае каналы могут иметь и двухсторонние отвалы. В каналах с двухсторонними отвалами на уклонах стоковые воронки устраивают только с верховой (нагорной) его стороны, а на ровной местности - с двух сторон. В кавальерах, используемых под полотно дороги, воронки устраивают закрытого типа (бетонные, керамические, фашинные и т.д.).

3.6 Откосы каналов и их укрепление

Открытый мелиоративный канал в зависимости от характера грунтов и величины пропускаемого расхода воды чаще всего проектируется трапецеидальной поперечной формы. Крупные каналы с площадью водосбора более 150 км2 в неустойчивых грунтах имеют трапецеидально-параболическую или параболическую форму 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 равносторонней трапеции. Боковые стенки или откосы трапеций делают наклонными.Отношение горизонтальной проекции откоса канала к его вертикальной проекции () называется крутизной или заложением откосов и выражается коэффициентом откоса .Коэффициент устойчивости откосов, который рекомендуется руководством по осушению лесных земель, зависит от вида грунта, категории каналов и их глубины.

При комплексной механизации земляных работ коэффициент откоса выбирается в зависимости от применяемых механизмов:

а) при экскаваторных работах допускается увеличение откосов на 0,25 - 0,50;

б) при устройстве борозд и неглубоких осушителях (глубиной до 0,50 - 0,70м) плужными каналокопателями в песчаных грунтах допускается уменьшение коэффициента откоса до 0,75 - 0,70;

в) при устройстве каналов фрезерным каналокопателем в торфяных грунтах допускается со степенью разложения до 40 - 45% допускается уменьшение коэффициента откоса до 0,25.

Доля нагорных каналов коэффициент заложения верхового откоса принимается равным 2,0 - 3,0, а в местах концентрации стока до 5,0 с устройством впускных каналов (стоковых воронок: при треугольной форме поперечного сечения заложение верхового откоса 5,0 - 10,0, а нижнего - 1,5 - 2,0.Для каналов лесопарковой зоны коэффициент заложения откоса принимается по наибольшему значению.

При прорезании каналом разнородных грунтов, из которых нижний является неустойчивым, рекомендуется проектировать сложный откос, у которого нижняя часть (в слабом грунте) пологая, а верхняя - крутая. Для мелких каналов регулирующей сети при толщине торфа более 50% глубины канала допускается проектирование откосов по торфяному грунту, а при мощности торфа до 50% - по минеральному грунту (за исключением песчаных грунтов, где откосы проектируются по песчаному грунту при заглублении в него канала более 25 - 30 см).

В малоустойчивых грунтах в зависимости от технико-экономических условий можно проектировать или более покатые откосы (предпочтительно), или проектировать 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, если в целях экономии земляных работ проектируется более крутой откос, чем принято для данного грунта, или если на участке наблюдается размывающие скорости.

Учитывая слабую механизацию и дороговизну, работы по устройству укрепления откосов следует избегать. Для укрепления откосов применяют различный материал: жерди, доски, дерн, камень, железобетонные плиты и т.д. Высота укрепления принимается равной глубине наполнения при расчетном расходе плюс запас 0,2 - 0,3 м.

3.7 Продольный профиль каналов

Продольные профили в производственных (рабочих) проектах создаются для всех каналов осушительной сети. В курсовом проекте продольный профиль производится для магистрального канала, одного типичного транспортирующего собирателя и одного осушителя, который впадает в этот собиратель.

Основой для построения продольных профилей служит план участка в горизонталях. Проектирование профилей начинается с осушителя, затем проектируется профиль собирателя, на котором отмечается место впадения осушителей и положение их дна и, наконец, заканчивается проектированием профиля магистрального канала.Построение продольных профилей целесообразно вести одновременно с гидрологическим и гидравлическим расчетами магистрального канала. Для построения продольного профиля необходимо знать проектную глубину, допустимые для них оптимальные уклоны, отметки поверхности и глубину торфа по линии оси канала (из задания), план трассы канала с указанием ситуации и закругления, данные по характеристике грунта и т.д. К построению продольных профилей приступают после того, как запроектируют осушительную сеть в плане.

На трех каналах (МК, ТС, Ос) начиная от их устья (с пикета 0), разбивают пикеты через 100м (1 см на плане) намечают дополнительные точки на характерных элементах рельефа. Далее по отметкам горизонталей плана (по перпендикулярным линиям к горизонталям) интерполяцией вычисляют для каждого пикета отметки поверхности (с точностью до 0,01 м). Желательно попикетное вычисление отметок занести в таблицу. По данным таблицы вычерчивают на миллиметровой бумаге продольные профили (МК, ТС, Ос). Масштаб профиля горизонтальный 1:10000 (1см - 100м), вертикальный 1:100 (1см - 1м). Для небольших каналов горизонтальный масштаб увеличивают до 1:5000 (в 1см - 50м), а вертикальный до 1:50 (В 1 см0,5 м). Чертеж профилей состоит из двух частей. В верхней части вычерчивают профиль канала с падением его справа налево, а в нижней (под профилем) - сетку из ряда граф шириной 0,5 - 2,0 см.

В левой половине сетки приводят названия граф. Построение продольного профиля начинают с заполнения граф сетки. Вначале в графы заносят существующие данные: номера пикетов, расстояния между ними, отметки поверхности земли, глубину торфа и подстилающий грунт. Затем строят верхнюю часть чертежа. Для этого против каждого пикета и промежуточных точек в выбранном вертикальном масштабе откладывают (накалывают) отметки поверхности, стремясь, чтобы ордината нулевого пикета (в устье канала) имела длину 4 - 6 см. После накалывания отметок все точки соединяют прямыми линиями и получают профиль поверхности. Затем через точки попикетно проводят ординаты с учетом с учетом осадки поверхности торфяной залежи объекта.

На профиле поверхности транспортирующего собирателя и магистрального канала показывают места впадения младших каналов при помощи флажков с вертикальной линией, длина которой под профилем соответствует глубине впадающих каналов, а поворот флажка (влево или вправо) - с какой стороны по течению они впадают. В местах сопряжения каналов на профиле показывают половину сечения старшего канала.

Условными знаками на профиль наносят существующие и проектируемые мосты, трубы, крепление русла, глубину торфа и т.д.Построив продольный профиль поверхности по оси канала и приняв во внимание проектную глубину канала и допустимые оптимальные уклоны, приступают к проектированию линии дна канала. Вначале с учетом проектной глубины и следуя по возможности уклонам поверхности земли, приблизительно наносят линию дна канала. При этом линия дна проектируемого канала должна соответствовать условиям сопряжения младшего канала со старшим. Кроме того, следует стремиться избегать уменьшения уклонов вниз по течению. Запроектированная линия дна канала может быть сглажена за счет уменьшения глубины, и по ней определяют уклоны дна каналов.

Для рассчитываемого магистрального канала уклоны должны соответствовать гидравлическому расчету и допустимой скорости течения.

После окончательного проведения проектной линии дна каналов приступают к заполнению сетки с проектными графами:

1) уклоны и расстояния;

2) отметки дна;

3) глубина выемки;

4) заложение откосов;

5) ширина каналов по дну и по верху;

6) площадь поперечного сечения;

7) объем земляных работ.

Заканчивается сетка нанесением плана трассы и километража. План канала вычерчивают в виде прямой линии, по обеим сторонам которой наносят ситуацию, места поворотов трассы направо и налево показывают окружностью на соответствующей стороне линии с указанием внутреннего угла поворота. Заполнение сетки с проектными данными начинают с графы «Отметки дна». Для этого от отметок поверхности в переломных точках (устье и исток канала) вычитают запроектированную глубину канала и получают отметку дна в этих точках. Отметки вычисляют с точностью до 0,01 м.

При вычерчивании продольного профиля каналов проектируемые величины заполняются и вычерчиваются красной тушью, вода - синей, а все остальные - черной. В приложении Б приводятся продольные и поперечные профили 3-х каналов (осушителя, транспортирующего собирателя и магистрального канала).

3.8 Уклоны каналов

При осушении лесных земель каналы должны иметь такой продольный профиль, чтобы не было размыва дна и откосов канала и отложения в нем наносов. Уклоны дна регулирующих каналов должны быть близкими к уклону поверхности, но не менее 0,0003. Максимально допустимый уклон следует устанавливать исходя из условий, чтобы скорость течения воды при пропуске расхода летне-осенних паводков разной обеспеченности не вызывала размыва русла. Допускается повышение максимальных уклонов до 0,01 (при незначительных площадях водосборов) и до 0,02 - при незначительных площадях водосбора на морене.

Для проводящих каналов уклоны дна следует выбирать таким образом, чтобы они были плавными по всей длине с целью обеспечить равномерную скорость течения воды по длине канала или небольшое увеличение по направлению к устью.

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

imax=Vg2/C2•R (8)

где Vg - допустимая неразмывающая скорость, 0,35 м/сек;

R - гидравлический радиус сечения канала при его полном наполнении 0,44 м;

С - коэффициент Шези, принимаем 26,7.

imax=0,352 /26,72•0,44=v0,00039=0,019.

В гидравлически нерассчитываемых проводящих каналах минимальный уклон дна принимается не менее 0,0003. Когда копаются проводящие каналы механизмами фрезерного типа, минимальный допустимый уклон поверхности земли должен быть не менее 0,001.

3.9 Гидрологический расчет осушительных каналов

Главной задачей гидрологического расчета является определение расчетного и проверочного модулей или расходов воды. Выбор расчетного модуля стока зависит от гидрологических условий и характера использования осушаемой территории. По расчетным расходам определяются размеры поперечных сечений каналов и сооружений.

По поверочным расходам воды определяют устойчивость русел против размыва и заиливания, затопления территории и т.д.Руководством по осушению лесных земель при проектировании лесоосушительных систем гидрологические расчеты проводятся по данным фактических наблюдений или наблюдений на реках-аналогах, в крайнем случае, по эмпирическим формулам. Расчет проводится в соответствии с СН 435-72 «Указания по определению расчетных гидрологических характеристик» на следующие периоды стока:

а) весеннего паводка;

б) летне-осенних паводков; промежуточного периода.

Каналы в лесах хозяйственного значения и при осушении лугов с сохранением естественного травостоя рассчитываются на пропуск летне-осенних паводков 25% обеспеченности.

Каналы в зеленых зонах городов, а также дренажные системы на окультуренных сенокосах проектируются с учетом летне-осенних паводков 10% обеспеченности.

Каналы открытых и закрытых систем в лесопарках строятся на пропуск весенних паводков 25% обеспеченности. На такие же воды рассчитываются сооружения на каналах лесоосушительной сети, кроме мостов и тру под дорогами.

Проверка всех не рассчитываемых каналов на устойчивость русел на размыв проводится на весенних паводках 25% обеспеченности; каналы лесоосушительной сети на сельскохозяйственных землях рассчитывают по нормам сельскохозяйственных земель.

При расчетах нагорно-ловчих и ловчих каналов к основному расходу добавляют расход грунтовых вод, которые поступают в канал в границах 15% (при безнапорном) и 20% (при напорном питании) основного расчетного расхода.

Условия не подтопления устьев каналов, а также высота укрепления русел в неустойчивых грунтах и минимальные скорости для проверки каналов на заиливание определяют меженным расходам 25% обеспеченности (для сельскохозяйственных угодий и лесопарков) и 50% обеспеченности. Расчетные меженные модули стока при отсутствии фактических данных принимают в размере от 0,01 до 0,05 л/сек с 1 га.

Определив вид расчетного и поверочного модуля стока и процент его обеспеченности в соответствии с указаниями по определению расчетных гидрологических характеристик, вычисляют расчетные (Мрилиqр) и проверочные модули стока. В учебных целях эти модули стока могут быть даны в исходном задании.

На основе расчетного модуля стока (qр) и водосборной площади (исходное задание) находят расчетный расход (Qр).

Qр = qr• F л/сек (9)

где qr - модуль стока, 0,49 л/с на 1 га;

F - водосборная площадь магистрального канала, 3100 га.

л/сек или 1,519 м3/сек.

3.10 Гидравлический расчет каналов

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. Гидравлический расчет для магистрального канала ведется для его устья. При этом находятся следующие параметры:

а) расстояние (или глубину понижения) расчетного горизонта воды от бровки канала (h1);

б) ширину канала по дну (b) при известной глубине канала, уклоне дна, коэффициенте откоса (m) и коэффициенте шероховатости (n).

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

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 1,3 м; уклон дна канала i = 0,0029, коэффициент откоса m = 1,50, коэффициент шероховатости n = 0,03. Расчетный модуль стока летне-паводковых вод 25 % обеспеченности 0,49 л/сек га, площадь водосбора F = 3100 га. В этом случае гидравлический расход воды с водосборной площади равен: Qp=1519 л/c или 1,519 м3/с. Учитывая, что разбежка величин Qp и Qn допускается в пределах 2-5 % (1,488-1,594).

Для дальнейшего расчета составляем таблицу 3.3, в которую входят основные показатели гидравлического расчета.

Таблица 3.3 - Нахождение ширины магистрального канала по дну

hp

B

щ

Ч

R

C

CvR

К0

К

0,9

0,4

1,61

3,64

0,44

26,7

17,89

28,8

21,0

Рабочая глубина магистрального канала рассчитывается по формуле:

hр = H - h, м (10)

где H - установленная глубина канала, 1,3 м;

h - рассчитываемое расстояние от поверхности воды до бровки канала, 0,4м.

hр =1,3 - 0,4 = 0,9 м.

Ширину канало по дну (b) берем 0,4 м.

Площадь живого сечения (щ) рассчитываем по формуле:

щ = (b + mhр) hр, м2 (11)

щ = (0,4 + 1,50 • 0,9) 0,9 = 1,61 м2

Смоченый периметр (ч) определяем по формуле:

, м (12)

x= 0,4+ 2•0,9• v (1+1,502) =3,64 м.

Гидравлический радиус: R = щ / ч = 1,61/3,64 = 0,44

Скоростнойкоэффициент С и модуль скорости определяются по таблице академика М. М. Поплавского и берется в зависимости от величины гидравлического радиуса и коэффициента шуршавости. В данном случае гидравлический радиус 0,44 м, коэффициент шероховатости 0,03. По таблице С = 26,7, CvR = 17,89.

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

К0 = QP/vi = 1,519/0,053 = 77,1

К = щ?C?R = 1,61·17,89 =28,8,

Qn = К•vi = 28,8• 0,053 = 1,526 м3/с.

Полученное значение входит в расчетные границы (1,488-1,594). В дальнейших расчетах мы будем принимать минимальную ширину канала по дну 0,4 м.

3.11 Объемы земляных работ на каналах

Объем земляных работ (W) на рытье каналов подсчитывают по формуле:

W = , (13)

Где и площади поперечных сечений каналов на двух соседних пикетах;

- расстояние между пикетами.

Площадь поперечных сечений на каждом пикете рассчитывается по формуле:

w = (В + b) • Н / 2, (14)

где В - ширина канала по верху;

b - ширина канала по дну;

Н - проектная глубина канала (берется с продольного профиля канала).

После вычисления объема выемки грунта между парой смежных пикетов определяется объем выемки по каналу. Данные заносятся в ведомости по каждому каналу, для которых проектировался продольный профиль. Объем выемки для каналов, продольный профиль которых не проектировался, равен объему выемки на 1 м соответствующего канала, умноженному на длину канала.

Ведомость объема земляных работ по магистральному каналу представлена в таблице 3.5. Ведомости объемов земляных работ по транспортирующему собирателю ТС-1 и осушителю Ос-1-2 представлены в таблицах 3.5 и 3.4 соответственно. В таблице 3.7 представлены объемы земельных работ по осушительной сети.

Таблица 3.4 - Ведомость объема земляных работ по осушительному

каналу Ос - 1 -2

№ ПК и промежуточных точек

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикетами, м

Объем выемки, м3

Заложение откосов

глубина канала, Н, м

ширина

канала, м

площадь поперечного сечения, м2

Средняя площадь поперечного сечения, м2

по дну

по верху

0

1,00

1,20

0,4

2,60

1,80

-

-

-

1

1,00

1,22

2,62

1,84

1,82

100

182

2

1,00

1,24

2,64

1,88

1,86

100

186

3

1,00

1,26

2,62

1,90

1,89

100

189

4

1,00

1,24

2,64

1,88

1,89

100

189

5

1,00

1,22

2,62

1,84

1,86

100

186

6

1,00

1,20

2,60

1,80

1,82

100

182

7

1,00

1,26

2,62

1,90

1,85

100

185

8

1,00

1,24

2,60

1,86

1,88

100

188

9

1,00

1,22

2,64

1,85

1,85

100

185

9+30

1,00

1,24

2,60

1,86

1,85

30

56

Всего

930

1728

Объём выемки на 1 погонный метр

1,8

Таблица 3.5 - Ведомость земляных работ на транспортирующему собирателю ТС - 1

№ ПК и промежуточных точек

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикетами, м

Объем выемки, м3

Заложение откосов

глубина канала, Н, м

ширина

канала, м

площадь поперечного сечения, м2

Средняя площадь поперечного сечения, м2

по дну

по верху

0

1,25

1,32

0,4

3,70

2,70

-

-

-

1

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

2

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

3

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

4

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

5

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

6

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

7

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

8

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

9

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

10

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

11

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

12

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

13

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

14

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

15

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

16

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

17

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

100

282

18

1,25

1,32

3,70

2,70

2,78

100

278

19

1,25

1,34

3,76

2,78

2,74

100

274

19+50

1,25

1,36

3,82

2,86

2,82

50

141

Всего

1950

5419

Объем выемки на 1 погонный метр

2,8

Таблица 3.5 - Ведомость объёма земляных работ на магистральном каналу

№ ПК и промежуточных точек

Проектные размеры каналов

Расстояние между пикетами, м

Объем выемки, м3

заложение откосов

глубина канала, Н, м

ширина

канала, м

площадь поперечного сечения, м2

средняя площадь поперечного сечения, м2

по дну

по верху

0

1,50

1,52

0,4

4,96

4,07

-

-

-

1

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

2

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

3

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

4

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

5

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

6

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

7

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

8

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

9

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

10

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

11

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

12

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

13

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

14

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

15

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

16

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

17

1,50

1,56

5,08

4,27

4,22

100

422

18

1,50

1,52

4,96

4,07

4,17

100

417

19

1,50

1,54

5,02

4,17

4,12

100

412

20

1,50

1,56

 <...

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