Пути повышения эффективности осушения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение масштаба плана, среднего уклона местности и проектной глубины каналов

2. Требования к осушительной сети и выбор расчетных параметров

3. Определение расстояний между осушителями

4. Гидрологический и гидравлический расчеты

4.1 Гидрологический расчет

4.2 Гидравлический расчет

4.3 Построение поперечного профиля магистрального канала

5. Построение продольного профиля магистрального канала

6. Определение объема земляных работ

7. Механизация работ при строительстве осушительной сети

8. Эффективность осушительных мероприятий

8.1 Время наступления действия осушения

8.2 Влияние осушения на лесовозобновление и рост молодняка

8.3 Другие положительные стороны осушения

8.4 Пути повышения эффективности осушения. Причины различной эффективности. Влияние возраста древостоев на эффективность

8.5 Расчет дохода от реализации

Заключение

Список используемой литературы

1. Определение масштаба плана, среднего уклона местности и проектной глубины канала

Определение масштаба плана:

М=; м2

Fб - площадь болота

Fn - площадь плана

Исходя из данной, формулы масштаб равен:

М=, м2

М=1:15000, т.е. в 1см 150м

Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка:

Сечение горизонтали: 0,5м

i = ,

где h-превышения между горизонталями;

l- расстояние между горизонталями.

l1 = 5 см

l2 = 1 см

l3 = 3 см

i1=

i2=

i3=

iср=

Определение проектной глубины канала

Т0 0С =0,95 м (глубина канала после осадки торфа)

После осушения болот происходит осадка торфа, поэтому проектную глубину канала рассчитывают Тпр ос определяют по формуле.

Тпр ос=m*Т0 0С

Глубина торфа больше глубины канала и равна 1,26м. Болото низинного типа. Торф менее плотный, m=1,25.

То ос=0,95м

Тпр ос=0,95*1,25=1,19м (для осушителя)

Глубины транспортирующих собирателей То ос и Тпр ос должны быть больше на 0,1-0,2 м больше глубин осушителей.

Т0 ос=0,95+0,15=1,1м

Тпр тс=1,1*1,25=1,14м

Глубины магистральных каналов на 0,2-0,3м больше глубин транспортирующих собирателей.

Т0 МК=1,1+0,2=1,3м

Тпр мк=1,3*1,25=1,63м

2. Требования к осушительной сети и выбор расчетных параметров

Лесоосушительной системой называется комплекс инженерных сооружений, устройств и мероприятий, которые обеспечивают создание оптимального режима переувлажненных земель с учетом выращиваемых пород и культур.

При осушении открытыми каналами осушительная система состоит из следующих элементов:

1)Водоприемник

2)Проводящая (транспортирующая) сеть

3)Регулирующая сеть

4)Оградительная сеть

5)Дорожная сеть

Проводящая сеть при любом типе водного питания служит для своевременного отвода всех избыточных вод и состоит из:

- магистрального канала

- транспортирующих собирателей

Сеть в основном прямолинейная, с минимальным числом поворотов. Проводят ее по минимальным отметкам местности с учетом минерального дна болота. Магистральный канал должен сопрягаться с водоприемником под углом около 60°. Также сопрягаются транспортирующие собиратели с магистральным каналом.

Регулирующая сеть (открытые осушители)- сеть параллельных каналов, расположенных поперек потока поверхностных и грунтовых вод или параллельно им. При методе осушения, основанном на понижении грунтовых вод, регулирующие каналы называются осушителями. Если проектируется отвод только поверхностных вод, регулирующие каналы называют гидрологическими собирателями. Расстояние между ними зависит от нормы осушения и района работ.

Ограждающая сеть включает в себя:

- нагорные каналы служат для перехвата поверхностных вод, стекающих с вышележащего водосбора.

- ловчие каналы устраивают для перехвата поступающих на осушаемую территорию грунтовых вод в зоне наиболее высокого их стояния. Дно и откосы обычно крепят.

- тальвеговые каналы устраиваются вдоль лощин (тальвегов) и других понижениях, имеющих локальный характер. Они должны далее соединяться с магистральным или транспортирующим собирателем.

- защитные каналы служат для прекращения роста моховых болот в стороны. Их проводят вокруг болот, вблизи его краев, под углом к горизонтали и выводят в ближайший водоприемник.

При расположении осушительной сети надо учитывать целый ряд факторов: рельеф поверхности, глубина торфа, причины избыточного увлажнения, цель осушения, наличие квартальных просек, существующих каналов, дорог, экономические и хозяйственные требования. Одновременно с проектированием осушительной сети намечают расположение дорог, сооружений (мосты, трубы), противопожарных объектов (водоемов, шлюзов).

3. Определение расстояний между осушителями

На осушаемой площади необходимо понизить уровень грунтовых вод соответственно требуемой норме осушения, а для этого требуется правильно определить расстояние между осушителями и глубины каналов.

Глубина магистрального канала и расстояние между осушителями относят к основным параметрам лесоосушительной сети.

В настоящее время имеются три метода определения расстояний между осушителями:

-гидрологический (теоретический)

-лесоводственный (фиталогический)

-экономический

При комплексном методе расстояние между осушителями устанавливается на основе исследований по влиянию осушения на рост леса. При этих исследованиях определяют, на какое расстояние простирается действие осушительных каналов. Эти расстояния удваивают и получают расстояние между осушителями. Однако расчеты показали, что затухание действия осушения по мере удаления от каналов происходит постепенно, поэтому трудно определить, где прекращается влияние канала. Кроме того, если принимать максимальные расстояния действия каналов, то древостои на полосе между каналами будут иметь разные бонитеты от I до V.

В настоящее время расстояние между осушителями принимают несколько меньше двойного расстояния действия каналов на рост леса, с тем, чтобы бонитеты насаждений у каналов и в середине между осушителями отличались бы не более чем на один класс.

Расстояние между осушителями - важный момент в расчетах осушительной сети, от этого зависит эффективность и стоимость осушительных работ. При определении расстояний между осушителями следует учитывать цель осушения, климатические и почвенно-грунтовые условия, тип леса, уклон местности и т.д.

Для определения расстояний между осушителями с учетом основных факторов, действующих на них, используются поправки. При низинном (евтрофном) типе заболачивания я выбрала тип леса - сосняк. Глубину торфа 1,26м. Подстилающий грунт я взяла - суглинок. Расстояние между осушителями 150м. Поправочный коэффициент Кос на расстояния между осушителями при осушении лесных земель Московской области равен 1,01.

Данное расстояние следует умножить на зональный коэффициент, для Московской области равный 1,01.

Лесоводственный метод

lос=lтЧKос

lос=1,01*150= 151,5м

4. Гидрологический и гидравлический расчеты

4.1 Гидрологический расчет

В гидрологическом расчете необходимо разрешить два вопроса:

1)на какие воды вести расчет (расчетный период, процентная обеспеченность), т.е. определить расчетный период, на какие воды проводить расчет и расчетную обеспеченность;

2)каков расчетный модуль стока и расход воды для принятого периода.

Для гидромелиоративных целей имеют значение следующие расходы воды: весенние максимальные, послепаводковые, летние и осенние паводковые, бытовые и среднегодовые.

При отсутствии фактических наблюдений расчетные модули стока могут быть определены по эмпирическим формулам.

Средневысокий модуль стока определяется по формуле А.А. Дубаха

q=,

где - площадь водосбора (га);

i - средний уклон для рассчитываемого канала;

Кпр - коэффициент прихода/расхода влаги (1,60);

=12430га;

iмк=h/l=(13-10)/4600=0,0007;

Кпр=1,55.

q=

По найденному модулю стока и площади водосбора определяем количество воды, поступающей с водосборной площади в магистральный канал.Qв= FЧ q ()

Qв=0,1607

Полученный объем воды должен пропускать магистральный канал и сбрасывать в водоприемник.

4.2 Гидравлический расчет

Гидравлический расчет заключается в определении поперечных размеров канала для построения поперечного профиля. Магистральный канал чаще всего имеет трапецеидальную форму поперечного сечения. Магистральный канал чаще всего имеет трапецеидальную форму, для которой существует зависимость, определяющая некоторые его размеры. Роется он лесным канавокопателем ПКНУ-0,6 в агрегатировании с тракторам ДТ-55А.

Площадь живого сечения щ, м2 (часть поперечного сечения канала, занятого водой)-вычисляется как площадь трапеции:

= (b+mhр)Чhр;

b=0,4м (ширина по дну)

m=1,25 (коэффициент откоса)

hp- расчетная глубина воды в канале

Смоченный периметр ч, м (подводная часть периметра поперечного сечения канала)

ч =b+2hр ;

Гидрологический радиус R, м

;

Скоростной коэффициент С (Н.Н. Павловского)

С;

n- коэффициент шероховатости русла, равный 0,030; y- переменный показатель степени (y=1,5 , при R<1 м )

Для предварительных расчетов С можно определять по таблице, при n=0,017-0,035. при окончательном расчете С следует вычислить по формуле.

Скорость течения воды V,м/с, по формуле равномерного движения воды в открытых водотоках (формула Шези)

V =;

Расход воды по каналу Q,

;

Таблица 4.1- Определение расчетного расхода воды

hр	b	V		ч	R	Q,
0,5	0,4	0,30	0,51	2	0,26	0,153
1,0	0,4	0,46	0,65	3,6	0,46	1,759
1,5	0,4	0,63	3,41	5,2	0,65	2,148

Площадь живого сечения щ, м2

1= (b1+mh1)Чh1

1= (0,4м+1,25Ч0,5м)Ч0,5м=0,51м2

2= (b2+mh2)Чh2

2= (0,4м+1,25Ч1,0м)Ч1,0м=1,65м2

3= (b3+mh3)Чh3

3= (0,4м+1,25Ч1,5м)Ч1,5м=3,41м2

Смоченный периметр ч, м

ч1= b1+2hр

ч1=2м

ч2=3,6м

ч3=5,2м

Гидрологический радиус R,м

R1=

R1=0,26м

R2=0,46м

R3=0,65м

Скоростной коэффициент С

С1=23,0 (из приложения А)

С2=27,1 (из приложения А)

С3=29,8 (из приложения А)

Скорость течения воды V,м/с,

V1 =

V1 =0,30

V2 =0,46

V3 =0,63

Расход воды по каналу Q,

Q1=щ1*V1

Q1=0,153

Q2=1,759

Q3=2,1483

В1=b1+2mhp (ширина канала по воде)

В1=b1+2mhp=0,4+2*1,25*0,5=1,65м

B2=b2+2mhp=0,4+2*1,25*1,0=2,90м

В3=0,4м+2Ч1,25Ч1,5м=4,15м

В1'=b1+2mTp (Тпр=hр+?hс.б.),

где ?hс.б=0,2 (ширина канала по верху)

B1'=b1+2mТp=0,4+2*1,25*(0,5+0,2)=2,15м

B2'=b2+2mТp=0,4+2+1,25*(1,0+0,2)=3,4м

В3'=0,4+2*1,25*1,7=4,65м

4.3 Построение поперечного профиля магистрального канала

Поперечный профиль вычерчивают для магистрального канала. На профиле показывают все элементы канала. Профиль вычерчивают для нулевого пикета, после проведения гидравлического расчета. Масштабы горизонтальный - в 1 см - 0,5 м, вертикальный - в 1 см - 0,3 м.

Канал трапециидальной формы. Элементы поперечного профиля магистрального канала показаны на рисунке 2, где Тпр мк - глубина канала равна 0,9 м, b - ширина по дну 0,4 м, Вґ- ширина по верху 2,65 м, В - ширина по воде 2,15 м, Дhc.б. - высота сухого борта 0,2 м, hp - расчетная глубина, (которую мы находим по рисунку 1) 0,7 м. Вынутый из канала грунт складывается в валы, называемые кавальерами. Линия пересечения поверхности земли с откосом называется бровкой, а полоса земли между кавальером и бровкой - бермой. Ширина берм равна 1 м.

5. Построение продольного профиля магистрального канала

При построении продольного профиля горизонтальный масштаб принимается равным масштабу плана 1:15000, а вертикальный - 1:150. Перед построение профиля необходимо установить проектную глубину канала, знать допустимые и оптимальные продольные уклоны дна канала и определить отметки поверхности по оси каналов. Продольные уклоны дна для магистрального канала принимают от 0,005 до 0,0005.

Если уклоны поверхности не позволяют запроектировать дно канала в указанных пределах, следует провести расчет на допустимую скорость. Желательно, чтобы продольные уклоны не уменьшались к устью.

Отметки поверхности по оси канала вычисляют по отметкам горизонталей. Для этого на плане по оси канала (для которого строится профиль) разбивают пикеты через 100 м, начиная всегда от устья канала. Дальше по отметкам горизонталей вычисляют отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м. Отметки пикетов, расположенных между горизонталями, вычисляют интерполяцией. Например, для определения отметки ПК-2 (смотри план осушаемого участка) следует провести через точку пикета линию, перпендикулярную горизонталям. Длина этой линии равна 1,7 см, а от пикета до точек А и В (до горизонталей) расстояние, соответственно, равны 0,3 и 1,4 см. Чтобы определить превышение на 1,4 см, нужно сечение горизонталей (0,5м) умножить на расстояние до горизонтали (1,4 см) и поделить на общее расстояние между горизонталями (1,7 мм), к отметки 12 прибавляем превышение, получаем отметку поверхности на каждом пикете ((0,5*1,4)/1,7)+12=12,19м. Построение продольного профиля начинается с вычерчивания на миллиметровой бумаге семи граф шириной 0,5-1,0 см каждая (рисунок 3). Название граф всегда помещают слева.

Вычисленные и записанные в графу 3 отметки поверхности откладывают в выбранном масштабе вверх от верхней графы (линии). Причем отметку этой линии принимают условно так, чтобы ординаты профиля имели высоту 6-12 см. После того, как отметки всех пикетов нанесены на поле продольного профиля, полученные точки соединяют прямыми линиями. Таким образом, строится продольный профиль поверхности по оси канала.

Затем проектируют дно канала, которое по возможности должно иметь по всей длине одинаковый уклон, то есть надо стремиться, как можно меньше менять уклон дна. В то же время важно, чтобы глубина на отдельных пикетах по возможности меньше отличалась от установленной глубины.

При наиболее простом случае проектирования дна уклон поверхности по оси канала более или менее одинаковый и находится в пределах допустимых уклонов дна. В этом случае вниз от линии поверхности откладывают проектную глубину осушителя в устье (нулевой пикет) канала, полученные точки соединяют прямой линией и определяют уклон дна.

При однообразном, но малом уклоне поверхности по оси дна канала глубину канала в устье увеличивают, а в верхнем конце канала несколько уменьшают по сравнению с проектной глубиной. Если профиль поверхности по оси канала резко изменяется по длине, то приходится разбить его на несколько частей, и для каждой выделенной части дно проектировать отдельно, то есть с разными уклонами. В моем случае (рисунок 3) на профиле магистрального канала выделено две части: от ПК-0 до ПК-5 и от ПК-5 до ПК-10.

После проведения линии дна вычисляют отметки и уклоны дна и записывают их в соответствующие графы. Отметки определяют с точностью до 0,01 м, уклоны - до двух значащих цифр. Отметки дна на крайних пикетах определяют, вычитая из отметок поверхности глубину канала. На остальных пикетах отметки дна вычисляются через уклон дна. Для этого его умножают на расстояние между пикетами, и полученное превышение прибавляют к отметке предыдущего пикета. Допустим, чтобы определить отметку дна на ПК-4, нужно уклон 0,0020 умножить на 100 и полученное превышение 0,20 м прибавить к отметке ПК-3 (0,20+11,70=11,90м). Полученные отметки записывают в соответствующую графу с точностью до 0,01 м.

По разности отметок поверхности земли и дна находится глубина магистрального канала на каждом сечении. Если при этом окажется, что на отдельных сечениях глубина канала будет меньше минимальной, то надо изменить положение линии дна с целью углубления канала. Если уклон больше допустимого, то следует уменьшить глубину в устье и несколько увеличить вверху. При построении собирателя на профиль наносят отметки дна устьев впадающих осушителей с соблюдением масштабов, а при проектировании дна магистрального канала - отметки дна устьев впадающих в него собирателей и осушителей. Линию дна проводят ниже показанных отметок дна устьев на указанные выше величины и с соблюдением допустимых уклонов. Далее определяют отметки и уклоны дна, глубины на пикетах, и все эти величины записывают в соответствующие графы профиля.

При очень больших уклонах поверхности земли по оси канала проектируют перепады в виде вертикальных стенок (уступов) высотою до 1 м или быстротоки в виде наклонных лотков с уклоном 0,1. Перепады и быстротоки укрепляются плетнем, жердями, досками, бетоном и другими.

6. Определение объема земляных работ

Объем выемки грунта V, м3 , вычисляют между каждой парой соседних пикетов по формуле

V=,

где fn и fn+1 - площади поперечных сечений канавы на двух соседних пикетах;

l - расстояние между этими пикетами.

Площади поперечных сечений на каждом пикете вычисляют как площади трапеции:

fn=,

где В - ширина канала по верху на данном пикете, м;

b - ширина канала по дну, м;

Т - глубина канала, м.

Вычисленный объем земляных работ по магистральному каналу занесен в таблицу 6.1

Таблица 6.1- Ведомость объема земляных работ по устройству магистрального канала

№ пмкета	Глубина канала, м	Ширина канала, м	Площадь поперечного сечения, м2	Средняя площадь поперечного сечения, м2	Расстояние между пикетами, м	Обьем выемки, м3	Коэффициент откоса
		По дну	По верху
0	0,90	0,4	2,65	1,37	-	-	-	-
1	0,89	0,4	2,62	1,34	1,35	100	135	1,25
2	0,91	0,4	2,68	1,40	1,37	100	137	1,25
3	0,95	0,4	2,78	1,51	1,46	100	146	1,25
4	0,94	0,4	2,75	1,48	1,49	100	149	1,25
5	0,92	0,4	2,70	1,43	1,46	100	146	1,25
6	0,86	0,4	2,55	1,27	1,35	100	135	1,25
7	0,98	0,4	2,85	1,59	1,43	100	143	1,25
8	0,99	0,4	2,88	1,62	1,61	100	161	1,25
9	0,98	0,4	2,85	1,59	1,61	100	161	1,25
10	0,94	0,4	2,75	1,48	1,53	100	153	1,25

Итого:1466

Таблица 6.2- Сводная ведомость объема земляных работ по всей сети

№ канала	Наименование каналов	Длина канала, м	Глубина канала, м	ширина	Площадь поперечного сечения, м2	Обьем выемки, м3	Коэфициен т откоса
				По дну	По верху
1	Магистральный канал	3525	0,9	0,4	2,65	1,37	4829	1,25
2	Собиратель № 1	4125	1,14	0,4	3,25	1,03	4249	0,75
3	Собиратель № 2	4035	1,14	0,4	3,25	1,03	4156	0,75
4	Нагорный канал № 1, 2	5610	-	-	-	1,37	7686	1,0
5	Оградительный канал № 1, 2	7725	-	-	-	1,51	11665	1,1
Итого по проводящей сети 32585
6	Осушители № 1 (300м-13шт)	3900	1,19	-	-	0,41	1599	0,3
7	Осушители № 2 (375м-8шт)	3000	1,19	-	-	0,41	1230	0,3
8	Осушители № 3 (450м-21шт)	9450	1,19	-	-	0,41	3874	0,3
9	Осушители № 4 (525м-9шт)	4725	1,19	-	-	0,41	1937	0,3
10	Осушители № 5 (600м-7шт)	4200	1,19	-	-	0,41	1722	0,3
11	Осушители № 6 (625м-10шт)	6750	1,19	-	-	0,41	2767	0,3
12	Осушитель № 7 (750м-13шт)	9750	1,19	-	-	0,41	3997	0,3
Итого по регулирующей сети 17126
Всего по проводящей и по регулирующей сети 49711
13	Переезды (ТП-150, 22шт)	-	-	-	-	389	8558	-
14	Пожарные водоемы (13шт)	-	-	-	-	200	2600	-
Всего по системе осушения 60869

Таблица 6.3- Основная характеристика типового трубчатого переезда из сборного железобетона (нагрузка на основание больше 150кПа)

Шифр сооружения	Диаметр трубы, см	Максимальный расход,, в режиме	Заложение откосов	Земляные работы, м3	Сборный железобетон, м3
		напорном	безна- порном		выемка	насыпь	блоки	плиты
ТП-150	150	5,1	3,7	1,5	389	220	15,1	5,0

Vобщ=Vмк.+ Vт.с+.Vн.к. Vо.к.+ Vос +Vпож.вод.+Vт.п.

Vобщ=4829+7686+11665+4249+4156+8558+2600+17126=60869м3

Итак, обьем земляных работ по созданию осушительной сети составляет 60869м3.

7. Механизация работ при строительстве осушительной сети

В составе работ по осушению лесных земель входят трассоподготовительные и земляные работы, строительство сооружений, дорог и противопожарных водоемов.

Строительство осушительной сети включает: подготовку территории к производству работ (разрубку трасс каналов, проездов, площадок под водоемы), земляные работы по устройству каналов и проездов, строительство искусственных сооружений (труб-переездов, мостов, сопрягающих сооружений). При устройстве каналов осушительной сети в первую очередь выполняют работы по регулированию водоприемников, затем прокладывают магистральные и проводящие каналы и в последнюю очередь, регулирующую сеть. Работы по устройству русел осушительных каналов, как правило, начинают от их устья, двигаясь снизу вверх. При регулировании водоприемников и реконструкции существующих каналов работы рекомендуется вести, начиная с их верхней части, двигаясь сверху вниз по течению с целью предотвращения заиления нижерасположенных участков при выполнении земляных работ экскаваторами.

Строительство искусственных сооружений - труб-переездов, мостов, пешеходных мостиков, сточных воронок и подобных объектов ведется обычными общестроительными методами и выполняется одновременно с земляными работами.

Основное назначение трассоподготовительных работ заключается в создании оптимальных условий для применения землеройных машин и механизмов. Трассоподготовительные работы выполняются после обозначения ширины трассы в натуре и отнесение пикетов и угловых столбов за край трассы. Ширина трасс Втр в лесах хозяйственного значения определяется по формуле

Втр=В1+В2+Вк+Вд, м

где В1 - ширина бермы с верховой стороны канала от бровки до стены леса (принимается равной 1-2м);

В2 - ширина бермы между каналом и дорогой (кавальером) (принимается равной 1-4м);

Вк - ширина канала по верху, м;

Вд - ширина полосы дороги или кавальера, м.

Разрубка трасс и трелевка леса в насаждениях с товарной древесиной выполняют обычными способами, принятыми при лесозаготовках. Валка леса при этом производится с помощью бензопилы, а трелевка - тракторами по специально подготовленному волоку на расстояние до 300м к специальным местам раскряжевки и укладки древесины, располагаемым вблизи путей транспорта. Основные трелевочные машины - трелевочные тракторы ТДТ-55 и ТТ-4.

Таблица 7.1- Техническая характеристика кусторезов и корчевателей

Машина	Область применения	Базовый трактор	Техническая характеристика
Кусторез КБ-4А	На болотах и торфяных почвах	Т-100 МБГС (Т-130Б)	Ширина захвата 3,9м; производительность 0,72; диаметр срезанного мелколесья и кустарника до 16см
Корчеватель-собиратель с гидравлическим управлением ДП-8А	На осваиваемых торфяниках и болотах	ДТ-75Б	Корчевка и сгребание пней-до 30см; производительность -27;производительность при корчевке кустарника-0,2га .
Корчеватель навесной Д-513А	На сухих минеральных почвах	Т-100 МТ	Корчевка пней диаметром до 35см; производительность 0,2-0,5
Корчеватель Д-695А	На торфяных и заболоченных минеральных почвах	Т-100 МБГС	Корчевка пней диаметром до 40см, кустарника и мелколесья; производительность 59 или 0,11-0,2га .

Порубочные остатки укладывают поперек полосы будущей дороги или кавальера и в местах намечаемых сточных воронок. Для передвижения мелиоративной техники с канала на канал дополнительно разрубают трассы шириной 5,0м по пути её следования.

Очистка трасс от мелколесья и кустарника, корчевка пней выполняются на торфяных почвах кусторезом КБ-4А. В качестве корчевательной техники наиболее широкое применение нашли корчеватели Д-695А, ДП-8А и навесной корчеватель Д-513А на базе трактора Т-100МТП. В процессе строительства лесоосушительных систем земляные работы выполняются при регулировании водоприемников, строительстве магистральных каналов и каналов проводящей сети, устройстве каналов регулирующей оградительной сети, а также дорог и проездов. Все эти работы выполняются экскаваторами одноковшовыми и многоковшовыми, а также бульдозерами, грейдерами и скреперами.

Таблица 7.2- Техническая характеристика экскаваторов и бульдозеров

Машина	Область применения	Техническая характеристика
Экскаватор одноковшовый торфяной на умеренно-удлиненном гусеничном ходу ТЭ-3М	Разработка торфа, рытье каналов мелиоративной сети в грунтах I-II категорий	Вместимость ковша 0,6м3; производительность до 90; двигатель 46кВт; оборудование- обратная лопата; удельное давление 18кПа; масса 19,8т
Экскаватор одноковшовый универсальный на гусеничном ходу Э-352	Земляные работы в грунтах I-II категорий при строительстве каналов мелиоративной сети.	Вместимость ковша 0,4м3; производительность 75; двигатель 27кВт; удельное давление 19кПа; масса 11,52т; оборудование - обратная лопата.
Бульдозер - кавальероразравниватель на тракторе Т-100 МГС (Т-130 БТ)	Для разравнивания кавальеров и планировочных работ на переувлажненных грунтах	Ширина отвала 4м; удельное давление 37кПа; масса навесного оборудования 4,72т; управление отвалом - гидравлическое
Бульдозер Д-607 с поворотным отвалом и гидравлическим управлением	Для разравнивания кавальеров и планировки трасс при строительстве каналов во всех зонах осушения	Ширина отвала 5,5м; масса 8,8т; Базовый трактор ДТ-75 Б

Работы по регулированию водоприемников заключаются в углублении, расширении и очистке русла. Выемка грунта при этом производится экскаваторами с оборудованием «драглайн» или «обратная лопата» (ТЭ-3М, Э-304 В, ЭО-4221, Э-302Б). Вследствие большой ширины водоприемников по верху экскаватор двигается сбоку по берегу, вынимая грунт поперечным черпанием. Работы ведут как снизу вверх - против течения, так и сверху вниз - по течению. В первом случае обеспечивается лучший отток воды, улучшаются условия производства земляных работ, однако при этом возможно отложение наносов на нижележащих участках водоприемника из частиц грунта, образующихся в обводненном забое.

При устройстве каналов систематической осушительной сети - осушителей - работы, как правило, выполняются экскаваторами Э-304В (Э-352) и Э-302Б методом продольной обработки, т.е. экскаватор, движется по оси канала в направлении снизу вверх против течения. Однако для устройства подобных мелких каналов в грунтах легкой и средней проходимости при неглубоком торфе хорошие результаты дает применение землеройных машин непрерывного действия - каналокопателей с пассивными и активными рабочими органами. К первым относятся каналокопатели плужного типа, ко вторым - каналокопатели фрезерные и роторные.

Таблица 7.3- Техническая характеристика землеройных механизмов

Механизм	Область применения	Техническая характеристика
Каналокопатель фрезерный навесной с гидравлическим управлением КНФ-1200 А	Предназначен для прокладывания осушительных каналов в торфяных грунтах. Параметры каналов: глубина до 1,2м; ширина по дну 0,25м, заложение 1:1. При топких грунтах и наличии в них древесины применение ограничено.	Производительность 250 смену; удельное давление 55кПа; агрегатируется с трактором Т-100 МБГС (Т-130Б); масса с трактором 19,84т.
Экскаватор-канавокопатель ЭТР-172	Предназначен для прокладывания за один проход осушительных каналов глубиной до 1,7м с шириной по дну 0,25м и заложением откосов 1:1 в торфяных, торфяно-минеральных и минеральных грунтах с каменистыми включениями.	Производительность до 300; удельное давление 26кПа; рабочий орган - две дисковые фрезы с рыхлителями, установленные под углом 450, и зачистной нож. Машина навешивается на самоходное гусеничное шасси с двигателем мощностью 177кВт; масса 27,2т.
Унифицированный плужный каналокопатель МК-13-1 (вариант для осушения)	Предназначен для прокладки осушительных каналов глубиной до 1,0м с шириной по дну 0,2м; заложение откосов 1:1.	Производительность до 2,3. Агрегатируется с одним или двумя тракторами Т-100 МТС (Т-130 Г) или Т-100 МБГС (Т-130 БГ); масса 5,91т.
Каналокопатели плужного типа КМ-1200, КМ-1400, ЛКА-2М, ПКЛН-500, ЛКН-600 и др.	Предназначены для прокладки неглубокой 0,5-0,8м регулирующей сети в устойчивых грунтах. В практике лесного осушения применяются редко.	Производительность 1-5. Агрегатируются с одним или двумя тракторами Т-100 удельное давление на минеральных грунтах до 40кПа; на торфяных - 25кПа.

Строительство труб-переездов, шлюзов-регуляторов и других сооружений ведут одновременно с устройством каналов в месте их установки при минимальных расходах воды в канале.

Одновременно с основными земляными работами устраивают противопожарные водоемы. Осушительные канавы можно использовать в качестве противопожарных разрывов, но, кроме того, на осушаемых площадях следует проектировать и специальные противопожарные каналы и водоемы.

Водоемы рекомендуется проектировать в местах наибольшей пожарной опасности и вблизи дорог и просек, располагая их в естественных западинах. Водоемы целесообразно устраивать проточные, подпитывая их водой из осушительных каналов. Глубина водоема должна быть 2,0-3,0м, ширина по дну 4-5м, а горизонт воды ниже поверхности - не менее 0,5м. Крутизну откосов следует устанавливать в зависимости от грунта. Запас воды в водоеме следует доводить до 100-180м3. Расстояние между водоемами рекомендуется принимать около 500м.

Противопожарные каналы можно совмещать с каналами осушительной сети. Однако их следует устраивать на 0,5-0,6м глубже. На дне каналов через каждые 100м нужно оставлять перемычки длиной 3-5м, высотой 0,5м. С целью увеличения запасов воды эти каналы можно устраивать более широкими. Для задержания воды в каналах в засушливые периоды устраивают шлюзы.

8. Эффективность осушительных мероприятий

Осушительные мероприятия в сочетании с лесоводственными и лесокультурными мероприятиями, улучшая водно-воздушный, а также частично пищевой и тепловой режимы почв, коренным образом изменяют лесорастительные условия, что приводит к повышению плодородия лесных почв и производительности древостоев.

Осушением можно поднять продуктивность лесов на 3-4 класса бонитета, увеличить текущий прирост ели на 3-4м2.

8.1 Время наступления действия осушения

В разных лесорастительных условиях различно и время, с которого начнет увеличиваться прирост древостоя. Если причина низкой производительности древостоев заключается только в избытке воды, а элементов питания в усвояемой форме в почве достаточно, то результат осушения может проявиться уже на следующий год после устройства осушительной сети. Если же плохой рост объясняется и недостатком пищи, то увеличение прироста может произойти через 3-5лет.

По исследованиям авторов учебника [2], на богатых переходных торфяниках в еловых древостоях прирост начал увеличиваться на второй год после осушения. В ельниках на бедных верховых болотах осушение в первые годы не увеличило, а снизило прирост вследствие иссушения верхового слоя торфа, где располагались корневые окончания. Через пять лет после осушения прирост восстановился до исходного. Значительное увеличение прироста было отмечено только через 8-10 лет после осушения, когда корни освоили более низкие, богатые влагой горизонты почвы.

8.2 Причины различной эффективности осушения и влияние возраста древостоев на эффективность осушения

Основная задача осушения - регулирование водного режима почв путем изменения уровня грунтовых вод. Если успешному росту леса на данном участке до осушения препятствовал только избыток воды, то осушение дает высокий эффект. Однако низкие результаты осушения могут быть вызваны и другими причинами.

Наиболее эффективно действует осушение на молодые и средневозрастные древостои. Однако и спелые древостои положительно реагируют на осушение (ель - до 200 лет, сосна - до 150 лет). Следовательно, возраст древостоя не является определяющим фактором при установлении очередности осушения. Все же осушение следует проводить в более молодых древостоях: это позволяет выращивать древесину с более однородными физико-механическими свойствами. При осушении приспевающих и спелых древостоев (с деревьями значительных диаметров) на древесину плотного сложения (до осушения) нарастает древесина рыхлого строения (после осушения) и качество древесины может несколько снижаться.

По мере удаления от каналов эффективность их действия уменьшается, что выражается в постепенном снижении класса бонитета. В разных лесорастительных условиях расстояние действия осушения различны. С верховой стороны межканавных полос действие каналов распространяется дальше, чем с низовой.

8.3 Влияние осушения на лесовозобновление и рост молодняка

На болотах и заболоченных землях создаются неблагоприятные условия для лесовозобновления и роста молодняка. Отрицательное влияние на всхожесть семян оказывают такие факторы, как мощность очёса и слаборазложившегося слоя торфа, сильное нарастание сфагнума в высоту, избыток воды и высокая кислотность среды.

Осушение ликвидирует эти неблагоприятные факторы или сильно уменьшает их отрицательное влияние, создавая тем самым более благоприятную среду для поражения семян и развития всходов. Поэтому при наличии источников на осушенных болотах и заболоченных землях количество молодняка увеличивается в 3-5 раз и более. Наибольшее количество самосева обычно бывает вблизи каналов; по мере удаления от каналов количество самосева в большинстве случаев уменьшается.

На осушенных болотах возобновляются ольха, дуб, ясень, ель, клен, береза. На переходных болотах хорошо возобновляются береза, сосна, ель, дуб и осина, а на верховых болотах - сосна, береза и ель.

Более значительное влияние осушение оказывает не на количество молодняка, а на его рост. Осушение торфяных и заболоченных почв создает благоприятные условия для роста молодняка как естественного, так и искусственного происхождения.

8.4 Другие положительные стороны осушения

Кроме повышения производительности лесных земель и сокращения сроков выращивания древесины, осушение имеет еще ряд других положительных сторон:

1) Осушение прекращает широко распространенное в лесах таежной зоны заболачивание сплошных вырубок и улучшает условия лесовозобновления

2) Осушение ликвидирует рост сфагновых болот в стороны, предотвращая заболачивание высокопроизводительных насаждений.

3) Осушение улучшает условия для проведения противопожарных мероприятий в лесу. Осушительные каналы могут служить противопожарными разрывами и питать специальные противопожарные водоемы.

4) Осушение уменьшает ветровальность древостоев, благодаря большему укоренению древесных пород на осушаемых землях.

5) Осушение улучшает состояние лесных сенокосов и пастбищ, повышает устойчивость трав на них.

6) Воду осушительной сети можно использовать для орошения лесных питомников и питания прудов.

7) На осушаемых землях представляется возможность расширения ассортимента выращиваемых древесно-кустарниковых пород и внедрения ценных технических и быстрорастущих пород (лиственницы, кедра, тополей и др.)

8) Осушительные мелиорации улучшают санитарно-гигиенические условия и повышают эстетические свойства лесных площадей, что особенно важно для зеленых зон вокруг населенных пунктов.

8.5 Пути повышения эффективности осушения

Работы по осушению лесных земель должны носить комплексный характер, направленный на использование всех положительных сторон осушения и на полное использование всех водных ресурсов лесхозов и лесничеств (для сплава леса, для орошения питомников, огородов, ягодников и др., водоснабжения противопожарных и других целей).

Так как положительные стороны осушения в разных лесорастительных условиях различны, то большое значение имеет правильный выбор объектов осушения и очередность проведения работ. При одинаковых хозяйственно-экономических условиях в первую очередь следует осушать те объекты, на которых можно получить наибольший прирост древесины в целом или определенного целевого сортимента.

Одновременно с осушением следует проводить строительство новых или улучшение старых дорог. В этом случае вынимаемый из канав грунт можно использовать для устройства полотна дороги.

Высокую эффективность осушения можно получить при условии правильного использования земель и содержание осушительных систем в исправном состояние.

8.6 Расчет дохода от реализации

В различных лесорастительных условиях эффект осушения различен. При проектировании осушения важно знать ожидаемую эффективность для установления очередности осушения лесных земель и экономического его обоснования.

Дополнительный прирост для данного болота (сосняки долгомошниково-сфагновые) составит:

Периоды	Текущий годичный прирост, м3/га
	После осушения	Без осушения	Добавочный за год	Общий дополнительный на 1 га	На всем осушаемом участке
За I десятелетие	1,9	1,4	0,5	3	3,5
За II десятелетие	2,9	1,3	1,6	3	4,6
ЗаIII десятелетие	2,8	1,4	1,4	3	4,4
Итого:					12,5

Объем=8673Ч12,5=108412,5м3

Доход, полученный от реализации объема древесины по цене 500, будет составлять:

108412,5м3Ч500=54 206 250 рублей

Заключение

В данной курсовой работе был разработан проект осушительной сети болота в Ивановской области.

Проект включает в себя поперечный и продольный профили магистрального канала; план осушенного участка.

Также для данного проекта вычислен объем земляных работ и экономическая выгода от его осуществления.

В главе «Механизация работ при строительстве осушительной сети» изложен порядок подготовки к работе, порядок их выполнения, машины и механизмы, необходимые для осуществления запроектированного мероприятия.

Список используемой литературы

1. Гидротехнические мелиорации лесных земель: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 31.12 всех форм обучения.- Красноярск: СТИ, 1992.- 20с.

2. Писарьков Х.А., Тимофеев А.Ф., Бабиков Б.В. Гидротехнические мелиорации лесных земель. Изд. 3-е, перераб.М., «Лесная промышленность», 1978

3. Малинин, Л.И. Гидротехнические мелиорации. Часть 2. (Текст)/Л.И. Малиним, Е.А. Гудаева, Е.Б. Мороз.- Красноярск: СибГТУ, 2004.- 174 с.

4. Алексеев, В.Г. Использование и охрана водных ресурсов в лесном комплексе. Осушение лесных земель (Текст)/ В.Г. Алексеев, Л.И. Малинин, Е.Б. Мороз. - Красноярск: СибГТУ, 2005. - 208 с.

Размещено на Allbest.ru

...