Проектирование осушительных систем избыточно увлажненных земель

Глава 8.docx

Сооружения в сети и дорожная сеть
Осушительная система должна быть оборудована достаточным количеством различных сооружений и устройств предназначенных для проведении эксплуатационных работ на системе. На открытой проводящей сети запроектированы шлюзы-регуляторы предназначенные для регулирования уровней воды в каналах с целью использования ее в засушливые периоды для увлажнения корнеобитаемого слоя почвы путем шлюзования: для защиты от возможного затопления со стороны водоприемника для борьбы с пожарами при осушении болот.
В местах впадения закрытых коллекторов в каналы предусмотрены устьевые сооружения типовых конструкций.
На коллекторах имеются смотровые колодцы которые устанавливаются в истоках в местах сопряжения закрытых коллекторов различных порядков в местах поворота трасс и изменения уклона дна. В других случаях они устанавливаются не реже чем через -400-500 метров. Смотровые колодцы служат для контроля над работой закрытой регулирующей сети для очистки и ремонта коллекторов устройства запорной арматура.
Для наблюдения за грунтовыми водами на системе устраиваются скважины расположенные равномерно по территории из расчета одна скважина на 100-150.га.
Для контроля за расходами воды и каналах у шлюзов-регуляторов имеются гидрометрические посты.
О целях нормальной эксплуатации осушительной системы заездов на поля запроектирована дорожная сеть. Вдоль магистрального канала дороги выполнены с твердым покрытием. В остальных случаях предусмотрены полевые дороги с песчано-гравийным покрытием. В местах пересечения дорог с каналами устраиваются мосты и трубчатые переезды.

Глава 6.docx

Проектирование осушительной сети в плане и вертикальной плоскости
Проектирование в плане
Проектирование осушительной сети в плане начинается с трассы магистрального канала впадающего в водоприемник. МК должен проходить кратчайшим путем по наиболее пониженной местности осушаемой территории и иметь минимальное число поворотов. На без уклонной местности - проходить по середине участка. Длина не ограничена. Уклон МК минимальный 0003. Расположение в плане открытых и закрытых коллекторов зависит от схемы расположения элементов регулирующей сети.
Существуют 2 схемы расположения:
- Продольная применяется на уклонах меньше i=0005
- Поперечная применяется на уклонах i>0005
В нашем случае при грунтовом типе водного питания применяется продольная схема.
Проектирование в вертикальной плоскости.
Цель: определить проектные глубины и уклоны элементов осушительной сети. ЭОС рассматриваются в вертикальной плоскости таким образом чтобы осуществить сброс избыточных вод с осушаемых земель без подпора. Она проводится путем сопоставления продольных профилей по каждому из ЭОС находящихся во взаимосвязи друг с другом. Работа проводится в направлении от младших элементов к старшим. Выбирается вариант с самыми невыгодными условиями к которым относятся:
-малые уклоны поверхности земли.
-наибольшая длина элемента.
-наибольшая удаленность от водоприемника.
Таким вариантом в виде расчетной цепочки принят:

Глава 2.docx

Почвенно-климатическая характеристика объекта.
Определение причин заболачивания и типа водного питания.
Коми АССР Расположена на Русский равнине поэтому для большей части республики характерен равнинный слегка всхолмленный рельеф. Лишь па востоке возвышаются плоские отроги и предгорья Урала а с севере запада па того-по сток территорию республики рассекает невысокий сильно разрушенный Тиманский кряж а между ними расположена обширная Печора Низменность заполненная мощными четвертичными отложениями. Климат суровый континентальный. В Усть-Цильме среднегодовая темпера тура —20° С среднемесячная января —181е С июль + 144°С; в Сыктывкаре соответственно +01° С —10° С +168° С. На севере республики — вечная мерзлота. В летние месяцы часто наблюдаются заморозки. Вегетационный период длится 75дней на северо-западе около 120 дней на юге. Годовое количество осадков около 745 мм из них 2з выпадает и теплую половину года.
На большей части территории республики типичными почвами являются глеево-подзолистые подзолистые торфяные а в тундре — торфянисто-глеевые и торфяно-глеевые Наиболее плодородные дерновые ночвы распространены на крайнем юге республики и на речных террасах.
На крайнем северо-востоке в зоне тундры преобладают полярная береза ивы богульник. На севере (лесотундра) встречаются ель береза лиственница. И лесной зоне (тайга) 7л площади занимают ель и сосна Лиственные породы (береза осина) составляют около 1(5% всей площади лесов и поймах рек — наросли ольхи черемухи рябины ним. Широко распространены разнотравные луга а по заболоченным низинам – осоковые. Долины рек изобилуют заливными лугами.
Республика имеет густую речную сеть. Крупнейшие реки: Печора Уса Ижма Вычегда Вымь Мезень Вашка. Болота занимают около 13% территории республики

Глава 7.docx

Гидрологический расчет элементов проводящей сети
Гидрологические расчёты. Целью гидрологических расчетов является определение расчетных расходов проводящей сети осушительной системы за критические периоды которые принимаются за расчётные и устанавливаются в зависимости от характера использования осушаемых земель.
Для полевого севооборота расчётным расходом будет предпосевной обеспеченностью 10%. Условия пропуска расхода - с запасом от бровок канала не менее 05-06 м. Так как площадь осушения меньше 2 тыс. га расчёт осушительной сета проводим на пропуск расходов 10 % обеспеченности. Для всех видов пользования - бытовой поливочный расход 505-ой обеспеченности.
Расчётный расход изменяется по длине проводящих каналов увеличиваясь от истока к устью следовательно должны изменять размеры поперечного сечения канала. Для определения расчётных расходов по длине каналов назначают расчётные створы: в устье канала выше впадения каждого гидравлически рассчитываемого канала в местах изменения уклонов дна на участках с постоянными уклонами при изменении площади водосбора более чем на 20%.
Каждому расчётному створу соответствует площадь водосбора.
В целях сокращения объема работ в данном проекте в качестве примера выполним расчёты только для створа расположенного нулевом пикете магистрального канала.
Определение максимального расхода предпосевного периода определяется по формуле:
F- площадь водосбора м2;
Fnn=16-Foc= 3749880м2 Отсюда: F = 37498805м2
дпп - модуль стока предпосевного периода определяется по зависимости:
к- коэффициент редукции (уменьшения) максимального расхода весеннего половодья для водосбора с преобладанием глинистых почв определяется по следующей формуле:
Т- допустимая продолжительность весеннего затопления для полевого севооборота равна 5-10 суток определяется по таблице 9 методических указаний;
qmax- максимальный модуль стока весеннего половодья определяется по зависимости:
ко-коэффициент характеризующий дружность половодья для лесной зоны с плоскими низменностями равен 0006 (таблица 6 методические указания);
hp — расчётный слой суммарного весеннего стока вероятностью превышающей 10% мм;
f п - показатель степени редукции для тундры равен 017;
- коэффициент учитывающий снижение максимального расхода воды рек зарегулированных озёрами и водохранилищами
- коэффициент учитывающий снижение максимального расхода воды в залесённых и заболоченных бассейнах;
F-площадь водосбора км2.
hp определяется в зависимости от среднемноголегнего слоя стока коэффициента вариации слоя Cv и коэффициента асимметрии С.
Величины и Cv принимаются по картам приложения СниП 2.10.14-83 таким образом С=05 h = 100мм (таблица 15 методические указания)
При площади водосбора менее 200 км2 вводится поправочный коэффициент для С»
равный 125. Для перехода от k к kp обеспеченности Р=Ш% вводится модульный коэффициент перехода К зависящий от Р% и С.?. Для условий нечернозёмной зоны Cs = 2 Cv и к = 167 (по таблице 8 методических указаний).
Тогда hp будет равно:
hp - 1Л5-h-k-125-100.167 = 20875лш
S( = 1 так как на территории водохранилищ нет. S = St
С — параметр зависящий от h равен 02;
- заозёрность территории (таблица 7 методические указания).
= тп ^ - ' - ; = 078
определяется по выражению: S2 =l-08-lg-(005- +01.* +1 Таким образом получаем: ?2 = 1 - 08 Ig- (005 - 38 + 01 - 5 +1) = 057
06 209 - 088л in' з 2
дда = 045 039 = 018л*3с- ?да2 бпп = 018-627 = 11 Зл3 сек
Бытовые расходы - расходы наибольшей повторяемости в течение сельскохозяйственных работ. Бытовые расходы формируются главным образом за счёт поступления грунтовых вод.
Независимо от площади водосбора модуль бытового стока изменяется в пределах от 0002 до 0005 м3сек*км2.
Принимаем: q6 = 0005.и3(с-км2
Отсюда: Q6 = qe -F = 0005-627 = 003.м3с
Гидрологический расчет закрытого коллектора К-8-3. Расчёт сводится к определению расхода воды поступающей в коллектор из дрен или из открытых собирателей.
Расход в устье коллектора равен: Q =7-^>где
q - расчетный модуль дренажного стока для дрен 9=06-1 лсек*га; FK - водосборная площадь закрытого коллектора м2.
Согласно плану водосборная площадь закрытого коллектора К-8-3 составляет 786 га тогда расход воды в устье К-8-3 составит 55 лс.
Гидравлические расчёты. С помощью гидравлических расчётов определяются размеры элементов осушительной сети глубины и скорость которые должна быть в пределах допустимых значений. Расчёт проводится для тех же элементов проводящей сети для которых определяются расходы и построены продольные профили. Форма и размеры поперечного сечения канала должна обеспечивать устойчивостью канала против деформации а также бесперебойную работу впадающих элементов осушительной сети и своевременный отвод воды в водоприемник. Условия пропуска расходов для полевого севооборота представленв в таблице 6 методических указаний. Средняя глубина канала на рассматриваемом участке между створами и продольные уклоны дна принимаются с продольных профилей. При средней глубине канала 261 м заложение откоса равно 15. Коэффициент шероховатости для вновь стоящихся каналов я=003. Скорости течения воды должны быть не менее 02 мс из условия заиления и не более допустимой скорости на размыв равной 11 мс для среднего суглинка (таблица 10 методические указания)..
Гидравлический расчёт МК. Проводится с помощью линейки Пояркова. Задаёмся шириной по дну равной 05 и по линейке определяем параметр Д затем глубину площадь поперечного сечения и скорость.
Гидравлический расчет закрытого коллектора К-8-3.
Расчёт сводится к определению диаметра труб и длины участков с различными диаметрами. Расчёт проводится графическим способом с использованием таблицы 11 методических указаний. В истоке минимальный расход воды коллектора соответственно принимаем минимальный диаметр труб но не менее 75 см. В направлении к устью расход увеличивается в связи с чем диаметр труб также увеличивается. Полагаем что изменение расхода по длине происходит линейно.
Исходные данные: длина коллектора - 400м расход в устье 55 лс уклон проектного дна 0003.
На рис.8.1. По вертикали откладываем расход а по горизонтали - длину коллектора.
По таблице при заданном уклоне принимаем ближайший больший расход и отмечаем его горизонтальной линией этому расходу соответствует диаметр 125 см а скорость течения воды — 046 мс. Следующий стандартный диаметр равен 10 см ему соответствует расход воды 308 лс и скорость 0.39 мс. В результате получаем 3 участка закрытого коллектора которым соответствуют диаметры труб 125; 10 и 75 см которым соответствуют длина участков 1775; 1175 и 105 м что в сумме равно 400 м то есть длине коллектора.

Глава 4.docx

Установление типов водного питания (ТВП)
Тип водного питания (ТВП) - под типом водного питания понимают комплексную характеристику взаимосвязи природных условий определяющих формирование водного режима объекта осушения. Водный режим переувлажненного или заболоченного участка определяется соотношением атмосферных осадок и испарением влажности инфильтрацией и капиллярным подпитыванием поступлением и стоком поверхностных и грунтовых вод. В свою очередь соотношение приходных и расходных составляющих ВБ зависит от местоположения участка рельефа поверхности земли геологического строения толщи грунтов до регионального водоупора гидрологических условий.
Различают 4 основных ТВП:
подтип А - приток ГВ с водосбора
подтип Б - бассейн и ГВ
подтип В - приток ГВ изрек водохранилищ.
ТВП участка определяется двумя методами:
Из-за недостатка необходимых данных в курсовой работе применяем качественный метод. Для этого строим гидрогеологический разрез по створу А-А. Анализируя гидрогеологические топографические данные а также основные элементы общего водного баланса (таблица №1) и используя рекомендации в работе делаю вывод что на данном объекте имеет место грунтовый тип питания (т.к. грунты хорошо проницаемые — пески известен водоупор рельеф плоский - с малыми уклонами УГВ расположен близко к поверхности земли среднемноголетняя сумма осадков за год 745м.).

Глава 3.docx

Мелиоративный режим осушаемых земель.
Осушение сельскохозяйственных земель должно обеспечивать мелиоративный режим осушаемых земель т.е. выполнение совокупностей требований к управляемым факторам почвообразования которое обеспечивает расширенное воспроизводство плодородия почв и получение высоких урожаев.
Показатели мелиоративного режима:
-Пределы изменения влажности корнеобитаемого слоя.
-Осушительная система должна быть запроектирована так чтобы обеспечить наиболее благоприятный водно-воздушный режим почв необходимый для роста и развития растений.
Водно-воздушный режим почвы характеризуется влажностью и аэрацией почвы.
Оптимальное значение влажности и аэрации для сельскохозяйственных культур.
Влажность % от пористости
Аэрация % от пористости
Оптимальное значение W меняется за вегетацию.
При различных ТВП способы достижения оптимальной влажности различны:
) При хорошо проницаемых грунтах когда избыточная влажность образуется в результате высокого уровня грунтовых вод его необходимо уменьшить на величину называемую нормой осушения
Норма осушения - минимальное расстояние от поверхности земли до уровня грунтовых вод при котором обеспечивается оптимальная влажность корнеобитаемого слоя почвы.
Так как Wopt меняется в течение вегетации то и норма осушения также меняется.
Ориентировочные значения нормы осушения
) При слабо проницаемых грунтах когда избыточная влага образуется в результате застаивания поверхностных воя их необходимо отвести за определенный промежуток времени.
Ориентировочные сроки отвода избыточной влаги с поверхности почвы и из пахотного слоя приведены в таблице №4.

Оглавление.docx

Осушение избыточно увлажненных земель
Исходные данные по участку
Почвенно-климатическая характеристика объекта
Мелиоративный режим осушаемых земель
Установление типа водного питания
Выбор метода и схемы осушения
Проектирование осушительной сети в плане и вертикальной плоскости
Гидрологический расчет элементов проводящей сети
Сооружения в сети и дорожная сеть
Первичное освоение осушаемых земель
Организация строительства и сметная стоимость осушительной системы
Экономическая эффективность запроектированных мероприятий
Гидрологический разрез
План осушительной системы 1:10000
Продольный профиль закрытого коллектора К-1-1
Продольный профиль закрытого коллектора К-1
Продольный профиль магистрального коллектора МК

Глава 10.docx

Организация строительства и сметная стоимость осушительной системы
Строительство осушительной системы рассчитано на один год. На второй год намечено первичное сельскохозяйственное освоение осушенных земель. Строительство проводится в направлении от крупных каналов к мелким т.е. снизу вверх что обеспечивает быстрый сброс воды с осушаемой территории и отвод ее от забоя землеройной машины. Параллельно проводятся культуротехнические работы по очистке трасс каналов и других элементов осушительной сети. Вынутый из канала грунт разравнивается вдоль трасс и используется для устройства дорог вдоль каналов.

Глава 9.docx

Первичное освоение осушаемых земель
Культурно-технические работы проводятся с целью подготовки осушаемых земель к их сельскохозяйственному освоению. С этой целью проводится расчистка площади от древесной и кустарниковой растительности пней камней кочек моховою очеса и старой дернины. Затем проводится планировка поверхности с засыпкой ям и срезкой бугров
Дальнейшие работы на осушаемых землях направлены на окультуривание земель т.е. на улучшение вводно-физических биологических агрохимических и тепловых свойств почвы на повышение ее плодородия с помощью первичной и последующих обработок внесения извести на кислых почвах и гипсования засоленных почв. В итоге почвенных покров должен обладать нейтральной или близкой к ней реакцией почвенной среды не иметь на поверхности или в пахотном слое включений препятствующих работе сельскохозяйственной техники.
На торфяных почвах под пропашные и другие культуры с более глубокой корневой системой выполняется отвальная вспашка на глубину 30-35 см на минеральных - на глубину гумусового слоя что составляет не менее 18 см.
На минеральных почвах с маломощным гумусовым слоем проводится припахивание подстилающего горизонта с обязательным внесением органических удобрений повышенными нормами.
При пахоте маломощных торфяников происходит перемешивание торфа с подстилающим минеральным фунтом что улучшает воздухообмен в корнеобитаемом слое почвы На сильно задерненных участках или с наличием кочек под все сельскохозяйственные культуры обязательно применяется фрезерование или дискование целины перед вспашкой что улучшает качество пахоты и разделки пласта.
В зависимости от местных условий и специализации хозяйств вводятся полевые кормовые овощные и лугопастбищные севообороты. Для посева используются районированные высокоурожайные сорта сельскохозяйственных культур.

Глава 5.docx

Выбор метода и схемы осушения
Метод осушения характеризует основной принцип воздействия на неблагоприятный водный режим земель (почв) с целью преобразования его в оптимальный.
Метод осушения зависит от ТВП. В настоящее время при различных ТВП применяют следующие методы осушения:
Ускорение поверхностного стока
Понижение УГВ перехват поверхностных и грунтовых вод со стороны водосброса
Ограждение от поступления поверхностных вод с водосбора или реки
Эти схемы могут применяться отдельно или вместе если ТВП смешанный.
Схемы осушения - расположение элементов осушительной сети в плане и вертикальной плоскости
Осушительная система состоит из следующих элементов:
Регулирующая сеть в виде дренажа (закрытого открытого) или собирателей (закрытых открытых).
Проводящая сеть в виде коллекторов (закрытых открытых) и магистрального канала.
Ограждающая сеть (нагорная или ловчие каналы).
ГТС дороги лесополосы.
Выбор схемы осушения заключается в установлении типа регулирующей и проводящей сети водоприемника.
Так как в данной курсовой работе грунтовый тип питания в качестве метода осушения принимаем понижение УГВ в качестве водоприемника принимаем реку.
По условию водоприемник находящийся в удовлетворительном состоянии т.е. способен без подпора принять дренажную воду.
Применяются следующие виды регулирующей сети:
все кроме лугов и пастбищ
В соответствии с принятым методом осушения (понижение УГВ) и сх использования осушаемых земель в качестве полевого севооборота мы выберем качестве регулирующей сети закрытый вертикальный дренаж задачей которого является регулирование УГВ и отвод воды в проводящую сеть.

Титульный лист.docx

Московский Государственный Университет Природообустройства
Кафедра мелиорации и рекультивации земель
«Проектирование осушительных систем избыточно увлажненных земель»

plan.dwg

Отметки поверхности грунтовых вод
Гидрологический разрез
M 1:5000 M 1:100 M 1:100
- болотно-подзолистая почва
Отметки поверхности земли
Отметки проектного дна
Продольный профиль закрытого коллектора К-1-1
Продольный профиль закрытой дрены Д-1
Продольный профиль открытого коллектора К-1
Продольный профиль магистрального канала МК-0
График для определения диаметров и длин участков труб закрытого коллектора К-1-1
Должность Фамилия Дата
План осушительной системы М 1:10 000
Условные обозначения:

Глава 11.docx

Экономическая эффективность запроектированных мероприятий
Стоимость продукции