Курсовая работа по Гидротехнические мелиорации объектов ландшафтного строительства — копия

Министерство образования и науки РФ
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Воронежский государственный лесотехнический университет
им. Г. Ф. Морозова
Кафедра лесоводства, лесной таксации и лесоустройства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине:
Гидротехнические мелиорации объектов ландшафтного строительства
Выполнил: Онищук Ольга Александровна
группы ЛД (ЛА)-181-ДБ
(подпись)
Проверил:
(подпись)
Воронеж 2022
1
Задание по осушению (Н)
Лесопарковой территории
Область Ленинградская
2. Топографический план в горизонталях в масштабе 1:10000
3. Цель осушения - Повышение продуктивности
4. Тип леса (тип условий местопроизрастания) – Березняк торфянноболотный Почвогрунты. Глубина торфа 0,6 м, степень разложения довольно
рыхлый зольность торфа 2,5 %, ботанический состав торфа переходный,
подстилающий торф грунт суглинок.
5. Таксационная характеристика насаждений: состав 10 Б, класс бонитета VI,
полнота 0.4.
6. Водосборная площадь: 1550 га.
2
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................
1. Агроклиматическая характеристика Вологодской области ......................
2. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка.............
3. Определение расстояний между осушителями.........................................
4. Глубина осушительных каналов..............................................................
5. Проектирование осушительной системы на плане...................................
6. Продольные профили осушительных каналов.........................................
7. Коэффициенты откосов осушительных каналов .......................................
8. Поперечный профиль осушителя ................................................................
9. Гидрологический и гидравлический расчеты ............................................
10. Объёмы земляных работ............................................................................
11. Степень канализации ...................................................................................
12. Строительство осушительной сети ............................................................
13. Лесоводственная эффективность осушения...............................................
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..........................................
ПРИЛОЖЕНИЯ
4
ВВЕДЕНИЕ
Осушение - комплекс инженерных гидротехнических сооружений,
обеспечивающих создание оптимального водного режима на
переувлажненных землях ландшафтного комплекса. Понижение уровня
грунтовых и почвенных вод, а также сброс избыточных поверхностных вод
за пределы переувлажненных территорий в значительной степени повышают
природный потенциал, улучшают экологическую обстановку местности.
Удаление избыточной влаги осуществляется из корнеобитаемого слоя почвы
при помощи осушительных систем, основными элементами которых
являются регулирующая, проводящая и ограждающая сети, водоприемник,
гидротехнические сооружения, дорожная сеть и др. Осушительная система
бывает открытой и закрытой, постоянной и временной.
Открытая сеть состоит из осушителей - каналов борозд, ложбин.
Минимальная глубина осушителей должна быть близка к норме осушения и
практически колеблется от 0,7 до 1,3 м.
Норма осушения - глубина уровня грунтовых вод, при которой существуют
оптимальные условия для роста и развития определенных растений в тот или
иной период вегетации. Открытая осушительная сеть имеет ряд достоинств и
недостатков. Главным достоинством ее считается возможность применения
для первичного осушения, основным недостатком является значительная
потеря полезной площади, занятой каналами и кавальерами.
При осушении лесных питомников, парков, садов и скверов, приусадебных
участков, спортивных комплексов, бульваров и в некоторых других случаях
осушение целесообразно проводить дренажем - закрытая сеть. Дрены
выполняются в виде водопоглощаюших линейных трубчатых полостей,
располагающихся на определенной глубине с уклоном для отвода воды. В
тоже время, применение дренажа имеет свои особенности. После осушения
корни древесных растений, углублялись, могут врастать через стыки
дренажных трубок и закупоривать дрены.
5
1. Агроклиматическая характеристика Ленинградская области.
География.
Расположенный на северо-западе европейской части страны. Территория —
83 900 км², что составляет 0,5 % площади России. По этому показателю
область занимает 39-е место в стране. С запада на восток область
протянулась на 500 км, а наибольшая протяжённость с севера на юг
составляет 320 км.
Климат.
Области атлантико-континентальный. Морские воздушные массы
обусловливают сравнительно мягкую зиму с частыми оттепелями и
умеренно-тёплое, иногда прохладное лето. Средняя температура января −8…
−11 °C, июля +16…+18 °C. Абсолютный максимум температуры +37,8 °C,
абсолютный минимум −54,8 °C. Наиболее холодными являются восточные
районы, наиболее тёплыми — юго-западные.
Рельеф.
Область целиком расположена на территории Восточно-Европейской
(Русской) равнины. Этим объясняется равнинный характер рельефа с
незначительными абсолютными высотами (в основном, 50—150 метров над
уровнем моря). Территория Карельского перешейка (а особенно его северозападной части) отличается пересечённым рельефом, многочисленными
скальными выходами и большим количеством озёр. Карельский перешеек
является частью Балтийского кристаллического щита. Высочайшая точка
Карельского перешейка — гора Кивисюрья высотой 203 м над уровнем моря
(по данным финских довоенных топографов — 205 м), расположена
неподалеку от посёлка Новожилово, в урочище Каменная гора.
Низменности в основном расположены по берегам Финского залива и
Ладожского озера, а также в долинах крупных рек. Основными из них
являются Выборгская, Приозерская, Приладожская, Предглинтовая
(Приморская), Плюсская, Лужская, Волховская, Свирская и Тихвинская.
Крупнейшими возвышенностями являются Лемболовская, Ижорская,
Лодейнопольская, Вепсовская возвышенности и Тихвинская гряда[1].
Наивысшая точка области — гора Гапсельга (291 метр над уровнем моря) —
находится на Вепсовской возвышенности[2]. Интересным географическим
объектом является Балтийско-Ладожский уступ (глинт) — высокий (до 40—
60 метров) обрыв, протянувшийся более чем на 200 км с запада на восток
области. Он является берегом древнего моря.
6
Гидрография.
Территория Ленинградской, Новгородской и Псковской областей
характеризуется хорошо развитой гидрографической сетью. Речная сеть
развита по площади неравномерно (от 20 до 60 км на каждые 100 км2
площади), что объясняется неоднородностью рельефа, пестротой
растительного покрова и почв и климатическими особенностями в различных
частях региона.
Подземные воды.
Находится значительный запас ресурсов подземных пресных вод. Они
распространены почти повсеместно и широко используются для целей
водоснабжения. Всего в области добывает подземные воды около 1000
водопользователей, используя для этого более 3000 эксплуатационных
скважин.
Водные биоресурсы.
На рыбные запасы восточной части Финского залива отрицательное влияние
оказывает гидротехническое строительство на акватории Выборгского залива
и изменение стокового режима в Невской губе. Общий вылов рыбы в
восточной части Финского залива снизился в основном за счет сокращения
уловов корюшки и салаки, отмечается спад уловов рыб пресноводного
комплекса.
Это обусловлено сокращением площади нерестилищ в Выборгском заливе и
изменением путей миграции. В связи с намечаемыми гидротехническими
работами по строительству портов (города Усть-Луга, Высоцк, Приморск,
Ломоносов, бухта Батарейная, пос. Горская, ст.Бронка) предполагается
значительное сокращение нерестовых и нагульных площадей, что обусловит
существенное снижение рыбных запасов.
В большинстве пресноводных озер области, а также в Ладожском озере
уменьшаются запасы ценных сиговых рыб и увеличиваются запасы
карповых.
В Онежском озере сохранилась тенденция ухудшения качественного состава
ихтиофауны, вызванная негативными последствиями антропогенного
воздействия. До 90% уловов в Онежском озере составляет корюшка и
ряпушка. Запасы корюшки возрастают из-за снижения интенсивности
промысла, что связано с трудностями сбыта данной рыбы. Уловы ряпушки
также имеют тенденцию к росту. Сложились благоприятные условия как для
нагула, так и для нереста ряпушки.
7
Низки уловы сига и судака. Современные экологические условия водоема в
целом еще благоприятны для существования сигов, однако интенсивное
воздействие промысла, особенно со стороны любителей, не позволяет
ожидать увеличения их уловов в ближайшие годы. Популяция судака
подвержена напряженному использованию, которое привело к быстрому
снижению численности старших возрастных групп в уловах.
Запасы других крупночастиковых видов рыб (лещ, щука) находятся в
удовлетворительном состоянии. Несколько возросла численность налима.
Общий вылов по озеру на протяжении последних лет довольно стабилен и
составляет 1,1 - 1,2 тыс. т.
В результате влияния стоков Кондопожского ЦБК изменились
гидрохимические показатели в Кондопожской губе Онежского озера. Если до
1932 г. в Кондопожской губе ловили до 100 ц нерестовой ряпушки, заходили
для нагула лещ, сиг, судак и другие рыбы, то в настоящее время в
Кондопожскую губу заходят лишь единичные экземпляры рыб.
Под влиянием сточных вод Сегежского ЦБК потеряла свое
рыбохозяйственное значение северная часть Выгозера, где загрязнены
нагульные площади сига, нерестилища и зимовальные ямы леща,
вылавливаемая рыба имеет специфический запах.
В результате систематического сброса неочищенных сточных вод
Ляскельского целлюлозно-бумажного завода потеряла рыбохозяйственное
значение р. Яний-Йоки, где уничтожены нерестилища лосося.
Вылов лосося и сига в Ладожском и Онежском озере не превышает 60-75
ц/год.
Нерестово-выростной фонд лососевых рек бассейна Онежского озера
сократился в 2 раза. В районе Челмужской губы выведено из строя до 30%
нерестовых площадей судака, в районе Орав-губы произошла полная потеря
нерестилищ судака.
Численность редких видов животных: ладожская нерпа - 11,5-12,7 тыс.,
балтийская кольчатая нерпа - 4 тыс., серый тюлень - 1,2 тыс.
Растительность.
Территория области расположена в зоне тайги, а именно, в её средней (на
севере области) и южной подзонах (большая часть области). Отмечается
переход от хвойных лесов к смешанным на юге области. Густые хвойные и
смешанные лиственные леса, перемежающиеся болотами, покрывают почти
70 % территории области, служат важным сырьевым ресурсом региона и
изобилуют фауной, лесным «населением», которое весьма разнообразно. В
8
сырых местах встречаются леса из ольхи чёрной. На участках с
плодородными почвами в составе лесов иногда встречаются
широколиственные породы — клён остролистный, липа мелколистная, дуб
черешчатый, вязы шершавый и гладкий, ясень обыкновенный, а в подлеске
— лещина обыкновенная. Преимущественно в западной и южной частях
области изредка можно встретить даже небольшие рощицы из
широколиственных пород. В лесах области произрастают лекарственные
растения и ягоды: ландыш майский, толокнянка, черника, брусника, клюква,
малина, багульник, можжевельник, бессмертник песчаный, лапчатка
прямостоящая. Территории, прилегающие к Санкт-Петербургу, заняты под
сельское хозяйство (пашни, луга, кустарники).
Лесные ресурсы.
Общая площадь земель лесного фонда, всего, тыс. га - 5593,9 лесистость, % 56,0 общий запас древесины на корню, млн. м3 - 819,3
Доля гарей от общей площади лесов - 0,122%, доля вырубок от общей
площади лесов - 0,93%.
Область - одна из основных зон развития лесозаготовок, деревообработки и
лесного экспорта на северо-западе России. Площадь лесов региона в
эксплуатируемом использовании 3109,4 тыс. га.
Основу лесов составляют хвойные древостои, среди которых преобладают
сосняки, занимающие 40% покрытой лесом площади. Наиболее богат
хвойными лесами Карельский перешеек, где сосняки занимают более двух
третей лесного массива. Около трети лесов - ельники, четверть - березняки.
Средний возраст насаждений - чуть более 60 лет, а средний запас на 1 га
эксплуатационного фонда - 246 м3
В целом, состояние лесов региона характеризуется умеренной
положительной трансформацией лесных земель и беспокойства не вызывает.
Значительно страдают спелые насаждения, размещающиеся вблизи от
источников промышленных выбросов. По мере удаления от источников
потеря хвои не превышает естественный фон, в качестве которого можно
принять средние оценки этого показателя для Ленинградской области в
целом, т.е. 7-8%.
Общая площадь области составляет 8390.8 тыс.га. Распределение земельного
фонда по угодьям (тыс. га): сельскохозяйственные угодья, всего - 822,6;
земли под поверхностными водами - 1274,6; болота - 834,0; земли под лесами
и древесно-кустарниковой растительностью - 5188,1; другие угодья - 411,4.
9
Почвенный покров области отличается пестротой и мозаичностью
распространения. Преобладают подзолистые, дерново-подзолистые и
болотные почвы, нуждающиеся при освоении в известковании, внесении
достаточных доз органических и минеральных удобрений. Почти на всей
территории области почвы каменисты. Особенно высокая каменистость на
Карельском перешейке и в Свирской впадине, где на 1 га приходится в
среднем 200-500 м3 камней. Выявлена тенденция снижения плодородия
почв, особенно легких.
Около 25% изученной территории характеризуется допустимым уровнем
загрязнения, в то время, как территории с чрезвычайно опасным
загрязнением (128 участков) составляют менее 6%.
После аварии на ЧАЭС на площади Кингисеппского и Волосовского районов
почвы в виде пятен различной величины загрязнены цезием-137 в пределах
1-5 Ки/км2. Большая часть области относится к неблагополучным
территориям по ожидаемой величине концентрации радона в почвенном
воздух
10
2. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка
С этой целью просчитывается уклон по трем участкам с различными
уклонами:
i = h/L
где h - превышение;
L- длина линии (м).
L1 = 1,2 *100 = 120;
L2= 2,9*100 = 290;
L3= 1,0*100 = 100;
i1 = 1,0 /120 = 0,008
i2 = 2 /290 = 0,007
i3 = 1 /100 = 0,01
После этого рассчитывается средний уклон как среднеарифметическа я
величина из всех уклонов.
icp = (0,008+ 0,007+0,01) /3=0,018
Определенный таким образом средний уклон поверхности осушаемого
участка учитывается в дальнейшем при определении расстояния между
осушителями.
icp=0,018.
11
3. Определение расстояний между осушителями
При определении расстояний между осушителями следует учитывать цель
осушения, климатические и почвенногрунтовые условия, тип леса, уклон
поверхности, глубину залегания водоупора, глубину торфа и причины
избыточного увлажнения.
С учетом этих факторов расстояние между осушителями принимаются по
табл. 1 с поправкой к ней.
Таблица 1
Расстояние между осушителями на лесных землях
Группа типов леса
1
Ельники, сосняки и
березняки
торфяноболотные,
осокотростниковые,
осокодолгомошные
Глуби Подстилающий
на
грунт
торфа
,м
2
До 0,6
Ельники и сосняки
осокосфагноводолгомошны
е,
черничнодолгомошны
е
Сосняки сфагновые и
сосна по верховому
болоту
0,61,5
Расстояние между осушителями,
м
Тип заболачивания
Низинн Переходны Верхово
ый
й
й
4
5
6
130-180
120-150
80-110
3
Глина,
суглинок
Супесь,
180-220
мелкозернисты
й
песок
220-280
Средне- и
крупнозернист
ый
песок
180-220
Глина,
суглинок
200-250
Супесь,
мелкозернисты
й
песок
250-340
Средне- и
крупнозернист
ый
песок
210-230
Более 1,5 для
всех
грунтов
12
140-180
110-130
180-230
130-150
150-180
120-130
160-200
130-150
200-280
150-170
160-200
130-160
Исходя из задания тип леса (березняки торфяноболотные), глубины торфа
(0,6м) и подстилающего грунта (суглинок), пользуясь таблицей вычислили,
что расстояние между осушителями 180 м.
13
4. Глубина осушительных каналов
Глубина осушительного канала (после осадки торфа Т°) принимается в
зависимости от глубины торфа. Так как глубина торфа 0,6 м, то глубина
осушительных каналов равна 1,0 м.
Так как тип болота низинный плотность торфа рыхлая, то коэффициент m
составляет 1,42
После осушения болот происходит осадка торфа, поэтому проектную
глубину каналов Тпр определяем по формуле:
Тпр=mТ°=1,0*1,42=1,42
где Т - глубина канала после осадки торфа, м;
m - коэффициент.
Таблица 1
Значения установившейся и проектной глубины
осушителей (минимальные), м
Мощность торфа
Установившаяся глубина
Проектная глубина
0,10 − 0,50
От 0,5 до 1,3
Более 1,3 3
0,8-0,9
1,0
1,0–1,2
0,9-1,0
1,2
1,3
Коэффициент m зависит от плотности торфа и типа болота
Таблица 2
Значения величины коэффициентов (Т)
Тип болота
Низинный
Верховой
Переходный
Плотность торфа
Плотный
Менее плотный
Довольно
рыхлый
Рыхлый
1,2
1,3
1,25
1,25
1,4
1,32
1,35
1,5
1,42
1,5
1,65
1,58
Для собирателя: Т = 1,41+0,2 = 1,62 м.
Для магистрального канала: Т = 1,62+0,3 = 1,92 м.
14
5. Проектирование осушительной системы на плане
Прежде чем располагать осушительную сеть на плане, необходимо
тщательно изучить рельеф по горизонталям (лощины, водоразделы и пр.) и
уяснить правила расположения осушительной сети.
Осушительная система состоит из следующих элементов:
а) водоприемника;
б) проводящей (транспортирующей) сети;
в) регулирующей сети, непосредственно влияющей на водный режим
осушаемой площади;
г) оградительной сети, которая перехватывает приток поверхностных и
грунтовых вод с вышележащей части водосбора (бассейна);
д) сооружений на осушительной сети;
е) дорог.
В качестве водоприемников служат реки, ручьи, реже озера, овраги, иногда
подземные водоносные слои. Водоприемник может находиться как на
осушаемой территории, так и вне ее.
Проводящая сеть состоит из магистрального канала и транспортирующих
собирателей; последние могут быть нескольких порядков. К регулирующей
сети относятся осушители, принимающие грунтовые, а отчасти и
поверхностные воды, и тальвеговые каналы, которые служат для отвода в
основном поверхностной воды из отдельных небольших ложбин и западин. К
оградительной сети относятся нагорные, ловчие и защитные каналы, которые
располагаются по границам осушаемого участка и служат для перехвата
поверхностного (нагорные каналы) и грунтового стока (ловчие каналы) или
для прекращения роста болот в стороны (защитные каналы).
К сооружениям на сети относятся мосты, трубы-переезды, перепады,
быстротоки, крепления откосов и др. Осушение площади должно
сопровождаться также проектированием лесных дорог.
Направление осушительных (регулирующих) каналов зависит в основном от
рельефа, а также от расположения дорожной и квартальной сети, глубины
торфа и других факторов.
Осушители следует располагать под острым углом к горизонталям
поверхности, чтобы каналы более плотно перехватывали поток
поверхностных и грунтовых вод, а то же время имели естественный
продольный уклон поверхности по оси осушителей. Величина острого угла
между горизонталями и направлением осушителей зависит от величины
15
уклона поверхности и допустимого продольного уклона дна осушителей. Чем
больше уклон поверхности, тем под меньшим углом к горизонталям можно
проектировать осушители, сохраняя при этом требуемый продольный уклон
дна. Тальвеговые каналы располагают по дну отдельных ложбин, лощин и
западин (котловин).
Нагорные и ловчие каналы проектируют по границам осушаемого участка,
обычно под острым углом к горизонталям.
Проводящие каналы размещают по самым низким элементам рельефа:
магистральный канал - по основной лощине транспортирующие собиратели –
по второстепенным, или вдоль квартальной сети. Если ясно выраженных
лощин на участке мет, проводящие каналы проектируют так, чтобы удобнее
располагать осушители и дороги, а также с учетом других приводимых ниже
требований.
При размещении осушительной сети на болотах следует учитывать глубину
торфа. Желательно, чтобы трассы каналов, особенно проводящих, проходили
по местам с наибольшей глубиной торфа (где после осушения будет
наибольшая осадка) и чтобы глубина торфа не уменьшалась к устью каналов.
Размещение осушительной сети должно быть увязано с расположением
существующей и проектируемой квартальной и дорожной сети. При этом
надо учитывать следующее:
а) с целью более быстрого и лучшего осушения дорог и просек на осушаемом
участке целесообразно проектировать каналы вдоль дорог и просек, причем
располагать каналы надо с верховой стороны (по уклону поверхности) или с
двух сторон дороги (на дорогах с интенсивным движением);
б) новые дорога целесообразно проектировать вдоль каналов с низовой
стороны. В этом случае вынимаемый при рытье канала грунт используется
для полотна дороги;
в) каналы должны как можно меньше пересекать просеки и дороги в целях
уменьшения количества труб для переездов, мостов и переходов;
г) осушительные каналы должны как можно меньше препятствовать заездам
на межканальные полосы. С этой целью целесообразно, если позволяет
рельеф, вдоль дорог и просек проектировать прерывистые каналы.
Регулирующие каналы могут впадать в проводящий канал под прямым и
острым углом. Транспортирующие собиратели впадают, а магистральный
канал под острым углом (около 60-80°).
В зависимости от рельефа поверхности возможны и повороты каналов в
плане. Угол поворота крупных каналов должен быть не менее 120°. Для
16
осушителей допускаются повороты и при прямом угле, но с закруглением
при впадении в собиратель.
17
6. Продольные профили осушительных каналов
При построении продольных профилей горизонтальный масштаб
принимается равным масштабу плана 1:10000 или 1:5000, а вертикальный 1:100 или 1:50.
Построение продольных профилей надо начинать с осушителей, а затем
строить продольные профили собирателей и магистрального канала. В
курсовой работе можно ограничиться построением продольных профилей
одного осушителя и одного проводящего канала. Для построения профиля
следует выбирать осушитель, впадающий в проводящий канал, на который
составляется профиль.
Перед построением профилей надо установить проектную глубину каналов,
знать допустимые и оптимальные продольные уклоны дна каналов и
определить отметки поверхности по оси каналов. Порядок установления
глубины каналов приведен выше.
Продольные уклоны дна каналов принимают: для осушителей 0,0005-0,01
(лучшие уклоны 0,001-0,005), для магистральных каналов и крупных
транспортирующих собирателей - 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 100м, начиная всегда от устья канала. Дальше по отметкам
горизонталей вычисляют отметки поверхности на каждом пикете с
точностью до 0,01м. Отметки пикетов, расположенных между
горизонталями, вычисляют интерполяцией
После того, как отметки всех пикетов отложены, полученные точки
соединяют прямыми линиями. Таким образом строиться профиль
поверхности по оси канала.
Затем проектируют дно канала, которое по возможности должно иметь по
всей длине одинаковый уклон, т.е. надо стремиться как можно меньше
менять уклон дна. В то же время важно, чтобы глубины на отдельных
пикетах по возможности меньше отличались от установленной проектной
глубины.
18
При наиболее простом случае проектирования дна уклон поверхности по оси
канала более иди менее одинаковый и находится в пределах допустимых
уклонов дна. В этом случае вниз от линии поверхности откладывают
проектную глубину осушителя в устье (нулевой пикет) «вверху (на
последнем пикете) канала, полученные точки соединяют прямой линией и
определяют уклон дна.
Продольный профиль собирателя №8, №11 приведен в приложении 1.
19
7. Коэффициенты откосов осушительных каналов
Крутизну откосов каналов выражают через коэффициент откоса:
m=L/T,
где L - заложение откоса; Т - глубина канала.
L=m*T
L=1,0*1,42=1,42
m=1,42 /1,42=1
B=b+2mT=0,4+2*1*1,42 =3,24
Коэффициенты откосов зависят от почвогрунтов, глубины канала и других
факторов и принимаются обычно кратными 1-4.
При проектировании коэффициенты откосов принимают по табл. 3. Для
лесопарков коэффициенты откосов, приведенные в табл. 2, следует
увеличить на 0,25, а для парков - на 0,5 (с целью засева откосов травами и
придания им большей устойчивости).
Таблица 3
Коэффициенты откосов
Почвогрунты
Каналы
регулирующие
Водоприёмники
проводящие
1
2
3
4
Глина и тяжёлый
суглинок
Средний суглинок
Лёгкий суглинок и
супесь
Песок
крупнозернистый
Песок
среднезернистый
Песок
мелкозернистый
Торф осоковый
0,75-1
1-1,25
1,25-1,5
1-1,25
1,25-1,5
1,25-1,5
1,5-1,75
1,5-1,75,
1,75-2
1,50-1,75
1,75-2
2-2,25
1,25-1,5
1,5-2
2 2-2,25
1,5-2
1,75-2,5
2,5-3
0,5-0,75
0,75-1,25
1,25-1,5
0,5-0,75
0,75-1,25
0,75-1,25
1-1,75
1,25-1,5
1,25-1,75
Торф сфагновый
Торф древесный
20
8. Поперечный профиль осушителя
Поперечный профиль вычерчивают для осушителя. На профиле
показываютвсе элементы канала, включая и воронки. Профиль вычерчивают
для нулевого пикета, ширину по дну принять 0,3м. Ширина бермы при
устройстве канала экскаватором принимается равной глубине канала.
Масштабы: горизонтальный – в 1 см - 0,5 м; вертикальный - в 1 см - 0,25 м.
Рис.1. – Поперечный профиль осушителя:
1 – бровка; 2 – берма; 3 – кавальер.
Поперечный профиль осушителя приведен в приложении №2.
21
9. Гидрологический и гидравлический расчеты
Гидрологический и гидравлический расчеты проводят с целые определения
ширины по дну крупных проводящих каналов. Для небольших собирателей,
водосборная площадь которых менее 500 га, ширину по дну можно
принимать без расчетов равной 0,4 - 0,5 м.
Непосредственно ширина каналов по дну находится гидравлическим
расчетом. В этом расчете ширина канала по дну определяется подбором и
принимается такой, чтобы в расчетный период канал отводил всю,
поступающую в него воду и уровень волы в нем не превышал расчетного
горизонта. Следовательно, расход воды с водосборной площади Qe в этот
период должен быть равен расходу воды по каналу (пропускной способности
канала) Qк. На осушенной площади в расчетный период корнеобитаемый
слой почв не должен подтопляться.
Гидрологический расчёт
При гидрологическом расчете нужно решить три вопроса:
а) на какие воды производить расчет (так как в течение гола и в отдельные
годы меняется количество притекающей в канал воды), т.е. определить
расчетный период, па какие волы проводить расчет и расчетную
обеспеченность;
б) как определить расчетные модули стока;
в) каким принять положение расчетного горизонта воды в канале.
При осушении лесных земель важнейшим требованием является
освобождение от гравитационной влаги корнеобитаемой зоны почв к началу
роста корней древостоя. С учетом этого за расчетный период правильнее
принимать весну и расчет производить на послепаводковые воды. Расчетные
модули стока при осушении лесных земель принимают с обеспеченностью 25
%, при осушении лесопарков - 10 %. При такой обеспеченности модули
стока, равные расчетному или превышающие его, будут наблюдаться в
среднем соответственно 1 раз в 4 года и 1 раз в 10 лет. В этих случаях каналы
могут не справиться с пропуском поступающей в них воды и на осушенных
площадях возможно подтопление корнеобитаемого слоя почв.
Для упрощения в данной работе за расчетный период можно принять лето и
расчет произвести на средневысокие летние воды, модули стока и расходы
которых легко рассчитать.
22
Расчетный модуль стока средневысоких летних вод qp (средний по
наблюдениям за многолетний период модуль стока самых высоких летних
паводков) определяется по формуле А.Д. Дубаха.
𝑞𝑝 =
𝑞𝑝 = 3
3
𝑖
𝐾
√
∗
√𝐹 0,003 1,55
3
3
√
где F - площадь водосбора, га; равная 1550 га.
К - коэффициент прихода расхода влаги по областям принимается равным:
Архангельская - 1,66, Волгоградская - 1,51. Нижегородская - 1,10, Карелия 1,66, Тверская - 1,62, Кировская - 1,10, Ленинградская - 1,67, Московская 1,58, Новгородская -2,00, Пермская- 1,20, Псковская - 1,77.
i - средний уклон дна рассчитываемого канала.
Положение расчетного горизонта воды принимается ниже бровки канала
после осадки торфа при осушении лесных земель на 0,2 - 0,3 м, при
осушении лесопарков - на 0,3 - 0,4 м.
Гидравлический расчёт
Сначала начинаем подбор ширины по дну b. При этой ширине определяем
скорость течения и расход воды, для чего находят следующие величины в
такой последовательности:
Вычисляем для магистрального канала.
а) площадь живого сечения w (часть поперечного сечения канала, занятого
водой) - вычисляется как площадь трапеции:
W= (b+m hр) hр, м
где m - коэффициент откоса;
hр - расчетная глубина воды в канале.
W= (+*)*= м2
б) смоченный периметр X ( подводная часть периметра поперечного сечения
канала)
X=b+2hP √(1+m2) ,м
Х= ** √(+)= м
в) гидравлический радиус
23
R=w/X, м
R= /= м.
г) отсюда следует, что скоростной коэффициент С равен 22, 8 (из таблицы
«Значение коэффициента С по формуле акад. Н.Н. Павловского»)
д) скорость течения воды по формуле равномерного движения воды в
открытых водотоках (формула Шези)
V=C √Ri ,
где V - скорость течения воды, м/с;
R - Гидравлический радиус, м;
i - Уклон дна канала в рассчитываемом сечении.
V= 22, 8 0,25*0,025 =1,8 м/с.
е) расход воды по каналу по формуле
Qk = w*V, М3/С
Qk = *= м3/с* = л/с
Qв=qp*F, л/с
Qв = * = л/с
В нашем случае полученный расход Qk > Qв , поэтому ширина по дну
принята правильно.
24
10. Объёмы земляных работ
Объем выемки грунта вычисляют между каждой парой соседних пикетов по
формуле:
V=F1+F2/2*L,
где Fj и F2 соответственно площади поперечных сечений канала на двух
соседних пикетах, м;
L - Расстояние между этими пикетами, м;
V - Объем выемки между пикетами, м; Площадь поперечных сечений на
каждом пикете вычисляют как площадь трапеции:
F=b+B/2*T,
F= (+4.)/(*)=
где В - ширина канала по верху на данном пикете, м;
b - Ширина канала по дну, м;
T- Глубина канала, м.
Для определения общего объёма земляных работ для всего осушаемого
участка составляется сводная ведомость.
Таблица 4
Ведомость объема земляных работ по устройству собирателя № 8
Номер
пикета
Глубина
канавы, м
Ширина
канавы, м
По дну По
верху
S попер.
Сечения,
м2
S среднее
попер.
Сечения,
м2
Расстояние Объем
между
выемки, м3
пикетами,
м
1
2
3
5
6
7
4
0
1
2
3
25
8
4
5
Итого:
Общий объем выемки составил м .
Для определения общего объёма земляных работ для всего осушаемого
участка составляется сводная ведомость по образцу, приведённому в табл.5
Таблица 5
Сводная ведомость объёма земляных работ по всей осушительной сети.
К Наименование канала
А
Н
А
Л
1 Магистральный канал
2 Транспортирующий
собиратель №1
Транспортирующий
собиратель №2
Транспортирующий
собиратель №3
Транспортирующий
собиратель №4
Транспортирующий
собиратель №5
Транспортирующий
собиратель №6
Итого по проводящей сети
3 Осушитель №1
Осушитель №2
Осушитель №3
Осушитель №4
Осушитель №5
Осушитель №6
Осушитель №7
Осушитель №8
Осушитель №9
Осушитель №10
Осушитель №11
Осушитель №12
Осушитель №13
Осушитель №14
Длина
канала,
м
Площадь
поперечного
сечения, м
Объем
выемки, м3
1670,00
1270,00
Глубин Ширина канала,
а
м
канала,
м
По дну По
верху
1,92
0,90
5,39
1,62
0,60
5,09
2,21
2,00
3698,70
2544,47
1340,00
1,62
0,60
5,09
2,00
2684,72
1190,00
1,62
0,60
5,09
2,00
2384,19
650,00
1,62
0,60
5,09
2,00
1302,29
460,00
1,62
0,60
5,09
2,00
921,62
380,00
1,62
0,60
5,09
2,00
761,34
630,00
640,00
640,00
640,00
640,00
340,00
200,00
490,00
470,00
470,00
490,00
470,00
480,00
460,00
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
14297,32
1173,49
1192,11
1192,11
1192,11
1192,11
633,31
372,54
912,71
875,46
875,46
912,71
875,46
894,08
856,83
26
Осушитель №15
460,00
1,42
Осушитель №16
460,00
1,42
Осушитель №17
460,00
1,42
Осушитель №18
340,00
1,42
Осушитель №19
280,00
1,42
Осушитель №20
700,00
1,42
Осушитель №21
800,00
1,42
670,00
Осушитель №22
1,42
560,00
Осушитель №23
1,42
390,00
Осушитель №24
1,42
350,00
Осушитель №25
1,42
470,00
Осушитель №26
1,42
570,00
Осушитель №27
1,42
Осушитель №28
710,00
1,42
Осушитель №29
780,00
1,42
Осушитель №30
590,00
1,42
Осушитель №31
160,00
1,42
Осушитель №32
280,00
1,42
Осушитель №33
410,00
1,42
Осушитель №34
530,00
1,42
660,00
Осушитель №35
1,42
Осушитель №36
520,00
1,42
Осушитель №37
160,00
1,42
Осушитель №38
340,00
1,42
Осушитель №39
320,00
1,42
Осушитель №40
320,00
1,42
Осушитель №41
520,00
1,42
Осушитель №42
370,00
1,42
Осушитель №43
470,00
1,42
Осушитель №44
460,00
1,42
Осушитель №45
320,00
1,42
Осушитель №46
220,00
1,42
Осушитель №47
500,00
1,42
Осушитель №38
370,00
1,42
Итого по регулирующей сети
Всего по проводящей и регулирующей сети
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
0,40
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
4,89
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
1,86
856,83
856,83
856,83
633,31
521,55
1303,87
1490,14
1247,99
1043,10
726,44
651,94
875,46
1061,73
1322,50
1452,89
1098,98
298,03
521,55
763,70
987,22
1229,37
968,59
298,03
633,31
596,06
596,06
968,59
689,19
875,46
856,83
596,06
409,79
931,34
689,19
42059,23
56356,55
Объём выемки грунта на 1га осушаемой площади вычисляем отдельно по
проводящим и регулирующим каналам:
Vnp= / = м3/га.
Vper= / = м3/га.
И общий объём выемки с 1га: V = /= м3/га.
27
11. Степень канализации
Степень канализации вычисляем отдельно по проводящей и регулирующей
сетям, для чего делим протяженность каналов на осушаемую площадь.
Для проводящей сети:
L = / = м/га.
Для регулирующей сети:
L = / = м/га.
Всего по осушительной сети:
L = / = м/га.
28
12. Строительство осушительной сети
Строительство осушительной сети начинается с трассоподготовительных
работ, включающих разрубку трасс, трелевку древесины и корчевку трасс.
Ширину разрубки трасс будущих каналов для работы экскаваторов приняли
равной Юм, для каналокопателей -6м. Площадь корчевки под каналы
определяют умножением средней ширины каналов по верху на их длину.
При строительстве каналов экскаваторами ширина трассы принимается: для
регулирующей сети - от 9 до 13 м, для собирателей - от 10 до 15 м, для
магистральных каналов - от 15 до 20 м. Ширину трасс, по которым
прокладываются дороги, устанавливаются с учетом ширины дорожного
полотна.
На разрубке трасс в древостоях применяют бензопилы любой модицикации
или кусторезы КБ-4А, ДП-24 на базе трактора Т-100 болотной модификации.
Наилучшие результаты применение кусторезов дает осенью по мерзлому
грунту, особенно при подготовке трасс на участках с лиственными породами
при малом диаметре деревьев и подростка (в мелколесье).
На подготовке трасс можно использовать машины ЭСЛ-4 и МТП-43,
оборудованные поворотной стрелой с дисковой пилой (фрезой), которая при
повороте скашивает древесно-кустарниковую растительность, выносит за
границу трассы и укладывает в вал. Машины целесообразно применять при
диаметре деревьев до 30 см, высоте до 16 м. Расчетная сменная
производительность машины - до 400-500 м трассы.
Корчевку пней на заболоченных оторфованных землях производят
корчевателем Д-695 А, на минеральных почвах - корчевателем Д-513 А. При
строительстве каналов регулирующей сети целесообразней использовать
прицепные или навесные каналокопателей, а также экскаваторы типа Э-304, а
для проводящей сети - ТЭ-ЗМ. Экскаватор эффективно работает там, где на 1
м длины канала объем грунта составляет не менее семи емкостей ковша.
Экскаваторы при осушении лесных земель оснащают профильными ковшами
трапецеидальной формы и, как правило, оборудуют уширенными гусеницами.
В средних и тяжелых условиях работы применение уширенных гусениц
обязательно.
29
Производство земляных работ запроектированы механизированнымспособом.
При глубине торфа 0,3 для регулирующей сети целесообразно применять
каналокопатель ЛКА-2М, а для проводящей сети - Э-304.
Потребное число экскаваторов и каналокопателей определяется исходя из
условия выполнения работ за 1 год и из следующей производительности за
смену: Э-304 - 150 мЗ, ЛКА-2М - 700 мЗ. Количество дней работы в году 180200.
Таблица 6
Сводная ведомость затрат на устройство осушительной сети (по
укрупненным показателям)
Наименование работ
1
Ед. изм.
2
Кол-во ед.
3
Трассоподготовительные работы:
Валка леса бензопилой га
Корчевка пней
га
корчевателемсобирателем Д 210- Г
Земляные работы на устройстве:
Магистрали
М2
экскаватором Э-304
Собирателей
М2
экскаватором Э-304
Осушителей
М2
экскаватором Э-304
Всего по смете
Стоимость, руб.
Ед.
общая
4
5
1311
404
3,0
3,0
3,0
Сумма затрат на устройство осушительной системы составила рублей копеек
30
13. Лесоводственная эффективность осушения
Цель осушения - это регулирование водного режима верхнего
корнеобитаемого горизонта почвы.
После удаления избытка влаги улучшается общее состояние территории, что
приводит к улучшению эстетического состава лесных участков, обогащается
флора и фауна.
Такие изменения определяют понятие - общехозяйственная эффективность.
Происходит смена старого древостоя новым. Основная цель лесомелиорации
воздействие на древостой насаждения. Лесоводственная эффективность
влияет на состояние древесных пород.
Сложно прогнозировать лесоводственную эффективность при осушении
торфяных земель. Осушение на низинных болотах более эффективно.
В работах Кравченского показано, что при мощности торфа 0,8-1 м после
осушения получается хорошая лесоводственная эффективность, при
мощности торфа 2-3 м - эффективность ничтожна.
В отдельных случаях, когда в состав зольного элемента входит много железа,
то зольность торфа не является эффективной при росте леса.
Для прогнозирования очередности работ по лесоводственной эффективности
осушения нужно знать ожидаемую эффективность.
Выделяют 4 группы объектов осушения:
а) объекты с высокими результатами, после осушения можно выращивать
насаждения 1 и 2-ого классов бонитета;
б) участки, осушение которых обеспечивает рост леса по 2 и 3-ему классам
бонитета, зольность торфа от 3-5 %;
в) участки, где бонитет может повыситься до 4 класса бонитета, зольность
около 3 %;
г) проведение осушения мало эффективно, осушение проводят с целью
прекращения дальнейшего заболачивания, зольность меньше 2,5 %,
насаждения будут произрастать по 5 и 5а классам бонитета.
31
Пути повышения эффективности осушения. Два основных направления
хозяйственного освоения осушаемых земель:
а) формирование естественно возникших древостоев;
б) создание естественных насаждений посадкой или посевом.
В результате разрушения откосов, размывов, разрушения мостов, оползания
грунта система осушения изнашивается.
Надзор - контроль за соблюдением правил эксплуатации.
Уход - удаление из каналов посторонних вещей.
Текущий ремонт - крепление откосов и т.д.
Капитальный ремонт - восстановление до проектных отметок, проводится
через 11-20 лет
При правильном выполнении надзора и ухода капитальный ремонт можно
отодвинуть на 30 лет.
Увеличение текущего прироста под влиянием осушения вычислена
следующим образом. В результате повышения класса бонитета после
осушения увеличивается текущий прирост древостоев. Ожидаемый класс
бонитета после осушения можно определить по таблице 7.
Так как зональность торфа равна 2,5% по заданию, то следуя таблице можем
рассчитывать на V класс бонитета после проведения мероприятий по
осушению.
Увеличение прироста древесины производится по нижеприведённой форме.
Кроме количественного увеличения прироста после осушения, увеличивается
выход деловых сортиментов и их количество вследствие улучшения условий
роста и сокращения срока выращивания древесины.
32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы по осушению заболоченной
лесной и лесопарковой территории в области площадью гаполучили
следующие данные.
Общий объём выемки грунта на га осушаемой площади составил м/га.
Степень канализации по осушительной сети равна м3/га. Общая суммазатрат
на проведение всех запроектированных мероприятий рублей копеек.
33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Андрющенко, П.Ф. Гидротехнические сооружения в садово-парковом и
ландшафтном строительстве. Проектирование осушения лесной и
лесопарковой территории [Текст]: методические указания к курсовому
проекту для студентов специальности 250203 Садово-парковое и
ландшафтное строительство / П.Ф. Андрющенко, А.Н. Дюков; Фед. агентство
по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования,
Воронеж, гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2005. - 28 с.
2. Вабиков, Б.В. Гидротехнические мелиорации ГГекст]: учеб. / Б.В.Бабиков.
- СПб.: ЛТА, 2002. - 292 с.
3. Андрющенко, П.Ф. Гидротехнические мелиорации [Текст]: метод,
указания по курсовому проекту / П.Ф. Андрющенко, А.Н. Дюков, Б.В.
Бабиков ВГЛТА. - Воронеж. 2001. - 50 с.
4. Сабо, Е.Д. Справочник гидролесомелиоратора [Текст] / Е.Д. Сабо, Ю.Н.
Иванов, Д.А. Шатилов. - М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 200
34
ПРИЛОЖЕНИЯ
35
Приложение 1.
Продольный профиль транспортирующего собирателя №
36
Приложение 2.
Поперечный профиль транспортирующего собирателя №
37
Приложение 3.
Генплан осушительной сети на территории лесопарка №
38