Гидротехнические мелиорации как средство создания зеленых зон. Определение масштаба эскизного плана и среднего уклона поверхности. Назначение и требования к каналам осушительной сети. Гидрологический расчет. Механизация работ. Эффективность осушения.
Вдоль дорог и просек каналы нужно располагать с верхней стороны, чтобы не допустить притока воды на просеки и дороги, а вынимаемый при рытье каналов грунт можно использовать для улучшения полотна дороги. Эти каналы устраиваются или сплошными, или прерывистыми, в зависимости от характера поступления воды с водосбора (сплошной или отдельные потоки) и условий заезда на осушаемую площадь. 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. 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 воды в нем не превышал расчетного горизонта. При гидрологическом расчете нужно решить: на какие воды производить расчет (так как в течение года и в отдельные годы меняется количество притекающей в канал воды); как определить расчетные модули стока; каким принять положение расчетного горизонта воды в канале.В курсовой работе был разработан проект осушительной сети в Ярославской области, который включает в себя план осушаемого участка, а также поперечный и продольный профили магистрального канала.
Введение
Гидротехнические мелиорации являются действенным средством повышения производительности лесов и создания зеленых зон, поэтому необходимо умение правильно планировать и организовывать мелиоративные работы в лесах. Создание осушительной сети - это именно то мероприятие, при проведении которого удается повысить качественные показатели почвы и избежать ее заболачивания. Участок, на территории которого необходимо запроектировать осушительную сеть находится на территории Ярославской области. Он представляет собой низменность, в которой постоянно скапливаются осадки, присутствие которых приводит к уменьшению объема воздуха и, соответственно, кислорода в капиллярных и некапиллярных порах почвы. В результате этого, в почве начинаются анаэробные процессы и обильно выделяется углекислота. При повышенной кислотности и недостатке воздуха многие растения приостанавливают свой вегетационный рост и в дальнейшем могут погибнуть. Постепенно территория становится практически непригодной для ведения хозяйственной деятельности.
1. Определение масштаба эскизного плана и среднего уклона поверхности
Для перевода плана осушаемого участка в топографический план местности необходимо определить линейный масштаб. Расчетная формула: М = , (1.1) где Fв - площадь осушаемого участка;
Fu - площадь плана
Масштаб примем равным 1: 10000
Превышение между горизонталями = 1 м.
Для того, чтобы определить уклоны, необходимо найти на плане участка самое широкое, самое малое и среднее (т. е. наиболее часто встречающееся) расстояния между горизонталями. Уклон вычисляем по формуле: i = , (1.2) где ?h - разница высот точек;
L - расстояние между точками, м. i1 = = = 0,0022 i2 = = = 0,01 i3 = = = 0,005
Средний уклон рассчитываем по формуле: іср = (1.3) іср = = 0,0057
2. Назначение и требования к каналам осушительной сети
Каналы регулирующей сети непосредственно принимают грунтовые и поверхностные воды с осушаемого участка. При методе осушения, основанном на понижении грунтовых вод, регулирующие каналы называются осушителями. Если проектируется отвод только поверхностных вод, регулирующие каналы называют гидрологическими собирателями.
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 и др.
Регулирующую сеть каналов следует располагать под острым углом к горизонтали (чем больше уклон поверхности, тем острее угол). При таком расположении каналами будут лучше перехватываться как грунтовые, так и поверхностные воды.
Осушительные каналы надо правильно сочетать с расположением просек и дорог. Вдоль дорог и просек каналы нужно располагать с верхней стороны, чтобы не допустить притока воды на просеки и дороги, а вынимаемый при рытье каналов грунт можно использовать для улучшения полотна дороги. Нельзя пересекать каналами просеки и дороги, так как при этом пришлось бы устраивать мосты и трубы для переездов. Для заездов на межканальные полосы можно проектировать прерывистые каналы.
Каналы проводящей сети предназначены для транспортировки воды, поступающей из регулирующих каналов, в водоприемники. Проводящая сеть состоит из магистральных каналов и транспортирующих собирателей. В качестве водоприемников служат реки, ручьи, озера, овраги и др.
Проводящие каналы должны располагаться по наиболее низким местам осушаемого участка, магистральные каналы - по основным лощинам, транспортирующие собиратели - по второстепенным. Если на осушаемом участке нет ясно выраженных лощин, проводящие каналы располагают в зависимости от удобства расположения осушителей.
Магистральные каналы должны проводиться по наибольшим глубинам торфа, в этом случае после осадки торфа они займут наиболее низкое положение. Следует стремиться располагать каналы так, чтобы глубина торфа по линии каналов была одинаковой или увеличивалась бы к устью. Крупные каналы надо стремиться прокладывать в наиболее прочных грунтах, расположение этих каналов должно правильно сочетаться с дорожной и квартальной сетью. Проводящая сеть должна быть по возможности короткой и без холостых участков.
Транспортирующие собиратели целесообразно проектировать при соответствующем рельефе двусторонними, чтобы осушители впадали в проводящие каналы с двух сторон. При этом осушители могут впадать как один напротив другого, так и в разных местах. Транспортирующие собиратели впадают в водоприемник под углом около 60°.
Повороты в плане регулирующей сети могут быть под тупым и прямым углами, а проводящий - под углом 100-120° с минимальным радиусом закруглений 10В, где В - ширина канала по верху.
Длина проводящих каналов зависит от рельефа и размера осушаемых площадей. Максимальная длина осушителей принимается равной 1,0 км, минимальную длину следует проектировать не менее 600 м. при одностороннем и 300 м. при двустороннем впадении осушителей в собиратели. При меньшей длине осушительных каналов требуется большая длина проводящей сети, в результате чего стоимость осушения увеличится.
Нагорные каналы проводятся приблизительно по границам осушаемого участка, чтобы перехватить поверхностные воды, стекающие с вышележащей водосборной площади. Эти каналы устраиваются или сплошными, или прерывистыми, в зависимости от характера поступления воды с водосбора (сплошной или отдельные потоки) и условий заезда на осушаемую площадь.
Ловчие каналы проводятся с целью перехвата выклинивающихся грунтовых вод; направление их должно быть перпендикулярно движению грунтовых вод. Следует стремиться перехватить ловчим каналам весь поток грунтовых вод, доведя его дно до водоупора. При большой мощности водоносного слоя (более 2-3 м.) устраиваются скважины (глубиной до водоупора), заполненные фильтрующим материалом. Ловчие каналы иногда совмещаются с нагорными.
Одновременно с проектированием осушительной сети намечается расположение дорог и сооружений (мостов, труб и др.)
В зависимости от величины осушаемой площади, гидрологических условий и причин избыточного увлажнения могут выпадать некоторые элементы осушительной системы. Если позволяют условия рельефа, следует стремиться проектировать менее разветвленную осушительную сеть.
В нашем курсовом проекте питание болота - атмосферное. Источник избыточного увлажнения - атмосферные осадки.
Метод осушения: ускорение поверхностного стока, посредством создания осушительной сети.
3. Глубина осушительных каналов и проводящей сети осушение мелиорация канал гидрологический
В результате осадки торфа, при осушении, приходится увеличивать глубину каналов. Осушая небольшие торфяники, подстилаемые минеральными водопроницаемыми грунтами, врезаем дно в эти грунты на 10-15 см, чтобы грунтовая вода поступала и через дно каналов, что усилит действие сети.
По условиям задания, средняя глубина торфа ТТ = 0,5 м, следовательно глубину осушительного канала после осадки торфа Т0 можно принять = 0,9м. Глубина торфа меньше глубины канала, поэтому проектная глубина канала рассчитывается следующим образом: 1) Определяется мощность торфа: Т"т = , (3.1) где m - коэффициент (учитывая то, что болото низинное, а торф менее плотный m =1,25)
Т"т = =0,4
Н0 = Тт-Т"т (3.2)
Н0 = 0,5-0,4 = 0,1
3) Определяется проектная глубина осушителя: Тпр = Т0 Н0, (3.3)
Тпр = 0,9 0,1 = 1
Глубина транспортирующих собирателей проектируется на 0,2 м. больше глубины осушителей.
Тпртс = 1 0,2=1,2 м.
Глубина магистральных каналов проектируется на 0,3 м. больше глубины транспортирующих собирателей.
Тпрмк = 1,2 0,3=1,5 м.
4. Определение расстояния между осушителями
На территории проектируемого участка необходимо понизить уровень грунтовых вод соответственно требуемой норме осушения, а для этого требуется правильно определить расстояние между осушителями и глубины каналов.
Глубину магистрального канала и расстояние между осушителями относим к основным параметрам лесоосушительной сети.
В настоящее время имеются три метода определения расстояний между осушителями: гидрологический, лесоводственный, экономический.
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.
В курсовой работе, с учетом того, что тип болота низинный, почва представляет собой тяжелый суглинок, а глубина торфа = 0,5 м, расстояние между осушителями (loc) примем равным 170 м. Это расстояние следует умножить на зональный коэффициент, который для Ярославской области составляет 0,89. loc = 170*0,89 = 151,3 м.
5. Гидрологический и гидравлический расчеты
Гидрологический и гидравлический расчеты проводят с целью определения ширины по дну крупных проводящих каналов. Для небольших собирателей, водосборная площадь которых менее 500 га, ширину по дну можно принимать без расчетов = 0,4 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 воды в нем не превышал расчетного горизонта. Следовательно, расход воды с водосборной площади в этот период должен быть равен расходу воды по каналу (пропускной способности канала). На осушенной площади в расчетный период корнеобитаемый слой почв не должен подтопляться.
5.1 Гидрологический расчет
При гидрологическом расчете нужно решить: на какие воды производить расчет (так как в течение года и в отдельные годы меняется количество притекающей в канал воды); как определить расчетные модули стока; каким принять положение расчетного горизонта воды в канале.
Для создания на осушенных землях оптимального для древесных растений водно-воздушного режима важнейшими требованиями являются освобождение от гравитационной влаги корнеобитаемой зоны почв к началу роста корней древостоя и предотвращение даже кратковременного затопления этой зоны на протяжении всего периода вегетации. Чтобы выполнить такие требования, расчетный модуль стока должен быть больше самого высокого значения его, возможного в данный период.
При осушении лесных земель расчеты следует проводить на послепаводковые воды, а в качестве расчетного периода принимать весну.
Расчетные модули стока при осушении лесных земель принимаются 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 этом случае каналы могут не справиться с количеством поступающей воды и, на площадях, может быть 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.
Расчетный модуль стока средневысоких летних вод qp (средний по наблюдениям за многолетний период модуль стока самых высоких летних паводков), определяется по формуле А. А. Дубаха: qp = * * , (5.1) где F = 7000 га - площадь водосбора, га;
i = 0,0057 - средний уклон для рассчитываемого канала;
К = 1,6 - коэффициент прихода/расхода влаги;
qp = * * = 0,337 л/с
По найденному модулю стока и площади водосбора определяем количество воды, поступающей в магистральный канал: QB = q*F (5.2)
QB = 0,337*7000 = 2359 л/с = 2,36 м3/с
5.2 Гидравлический расчет
Гидравлический расчет заключается в определении поперечных размеров магистрального канала. Магистральный канал имеет трапецеидальную форму, для которой существует зависимость, определяющая некоторые его размеры.
Подбор ширины по дну b начинают обычно с минимального значения - 0,4 м. При этой ширине определяют скорость течения и расход воды, для чего находят следующие величины: 1) Площадь живого сечения ?, м2: ? = (b m*hp)*hp, (5.3) где b = ширина по дну канала;
m = 1,25 - коэффициент;
hp - расчетная глубина воды в канале.
2) Смоченный периметр x, м: х = b 2*hp* (5.4)
3) Гидравлический радиус R, м: R = (5.5)
4) Скоростной коэффициент С по формуле Н. Н. Павловского: С = * RY, (5.6)
Где n - коэффициент шероховатости русла, равный 0,03;
y - переменный показатель степени у = 1,5 при R<1 м, 5) Скорость течения воды U, м/с, по формуле Шези: ? = C , (5.7) где i - уклон дна в рассчитываемом сечении.
6) Расход воды по каналу, м3/с: Qk = * ? (5.8)
По вышеприведенным формулам произведем гидравлический расчет при значении h = 1 и 1,5 м.
Ширина канала по верху рассчитывается по формуле: B = b 2*m*Tnpmk (5.9)
B = 0,4 2*1,25*1,5 = 4,15 м.
Расчет ширины канала по воде B? находится по формуле: B? = b 2*m*hp (5.10)
B? = 0,4 2*1,25*1,15 = 3,28 м.
6. Построение продольного профиля магистрального канала
При построении продольного профиля магистрального канала, впадающего в водоприемник, необходимо учитывать проектную глубину каналов, допустимые и оптимальные продольные уклоны дна каналов и определить отметки поверхности по оси каналов.
Горизонтальный масштаб принимается как 1:10000, вертикальный - 1:100.
При осушении лесных земель придерживаются уклонов дна магистральных каналов от 0,005 до 0,0002.
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 от устья канала. Далее по отметкам горизонталей вычисляют отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м.
Когда профиль поверхности готов, проектируется 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.
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. Полученные значения записывают в соответствующую графу с точностью до 0,01 м. (рисунок 3).
7. Определение объемов земляных работ
Объем выемки грунта V, м3, вычисляют между каждой парой соседних пикетов по формуле: V = *L, (7.1) где F1 и F2 - площади поперечных сечений канавы на соседних пикетах, м2;
L - расстояние между пикетами, м.
Вычисленный объем земляных работ по магистральному каналу приведен в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - Ведомость объема земляных работ по магистральному каналу
№ пикета Глубина канала, м Ширина канала, м Площадь поперечного сечения, м2 Средняя площадь поперечного сечения, м2 Расстояние между пикетами, м Объем выемки, м3 Коэффициент откоса
По дну По верху
0 1,50 0,4 4,15 3,41 1,25
1 1,50 0,4 4,15 3,41 3,41 100 341,25 1,25
2 1,50 0,4 4,15 3,41 3,41 100 341,25 1,25
3 1,50 0,4 4,15 3,41 3,41 100 341,25 1,25
4 1,51 0,4 4,18 3,45 3,43 100 343,33 1,25
5 1,51 0,4 4,18 3,45 3,45 100 345,41 1,25
6 1,51 0,4 4,18 3,45 3,45 100 345,41 1,25
7 1,51 0,4 4,18 3,45 3,45 100 345,41 1,25
8 1,50 0,4 4,15 3,41 3,43 100 343,33 1,25
9 1,73 0,4 4,73 4,43 3,92 100 392,28 1,25
10 1,64 0,4 4,50 4,02 4,23 100 422,56 1,25
50 1,50 0,4 4,15 3,41 3,72 100 371,53 1,25
Итого 3933,01
Площади поперечных сечений на каждом пикете вычисляют как площади трапеции: Fn = *Т, (7.2) где В - ширина канала по верху на данном пикете, м;
b - ширина канала по дну, м;
Т - глубина канала, м.
Сводная ведомость объема земляных работ по всей осушительной сети приведена ив таблице 7.2.
Таблица 7.2 - Сводная ведомость объема земляных работ по всей осушительной сети
№ канала Наименование каналов Длина канала, м Глубина канала, м Ширина Площадь поперечногосечения, м2 Объем выемки, м3 Коэффициентоткоса
После построения продольного профиля становится очевидным, на каких участках канала дно имеет максимальный и минимальный уклоны. Установив их, необходимо выполнить расчет на устойчивость откосов и дна канала.
Устойчивость канала к размыву определяется по формулам, рассчитываемым в гидрологическом расчете, используя параметры, отвечающие максимальному значению пропускной способности Q, найденному графическим путем, и максимальный уклон imax = 0,0066.
Графическим методом определено, что hp = 1,15 м. ? = (0,4 1,25*1,15)*1,15 = 2,11 м2 х = 0,4 2*1,15 = 4,08 м.
R = = 0,52 м. у = 1,5 = 0,26
С = * = 28,12
U = 28,12 = 1,65 м/с.
Полученные значения скорости оказались больше допустимого, поэтому существует необходимость крепления откосов и дна канала на осушаемом участке.
9. Гидротехнические сооружения
При осушении переувлажненных земель одновременно строится сеть служебно-эксплуатационных дорог и проездов. Дороги необходимы в первую очередь для выполнения текущего, капитального ремонта и реконструкции осушительных систем, а также для проведения различных лесохозяйственных мероприятий. Проезды необходимы для эпизодического перемещения строительных, эксплуатационных машин и механизмов по возможности кратчайшим путем в намеченный пункт осушенного лесного массива.
Из гидротехнических сооружений в данной курсовой работе используются трубы-переезды, изготавливаемые из железобетона. В курсовой работе проектируем 3 трубы-переезда в местах пересечения дороги и каналов. Схема трубы-переезда представлена на рисунке 4.
Рисунок 9.1 - Труба-переезд под дорогой
10. Технология и механизация работ
В состав работ по осушению лесных земель входят трассоподготовительные и земляные работы, строительство сооружений, дорог и противопожарных водоемов.
Одновременно с основными земляными работами устраивают противопожарные водоемы. Сооружения на осушительной сети строят одновременно с проведением земляных работ или после окончания их, но не позднее чем через год. Дорожное строительство вдоль каналов ведется через год после их устройства. Весь комплекс строительных работ выполняется лесными машинно-мелиоративными станциями (ЛММС).
Осушительные работы приходится проводить в трудных условиях. Удельное давление на грунт допустимо в пределах до 0,25*105 Па. В этих условиях возможно применение тракторов ДТ-55А, ДТ-75Б, экскаваторов Э-352А, Т-ЗМ, канавокопателей ЛКН-600, МК-1,2, ПКНУ-0,6, КФН-1200 и кустореза К-3,2А, КБ-4А.
Для того чтобы обеспечить условия транспортного освоения строительства, перед производством работ по лесоосушению устраивают подъездные пути к объекту строительства для доставки техники, подвоза строительных материалов, конструкций и горючего. При этом ремонтируют существующие и строят новые дороги и сооружения на них.
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, сопрегающих 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., (10.1) где В1 = 2 м. - ширина бермы с верховой стороны канала от бровки до стены леса;
В2 = 1 м. - ширина бермы между каналом и дорогой или кавальером;
Вк - ширина канала по верху, м;
Вд - ширина полосы дороги или кавальера, м.
Втр = 2 1 4,15 2 = 9,15 м.
Длина дорог на участке = 11925 м.
9,15 * 6850 = 62677,5 м2 = 6,27 га.
Разрубка трасс трелевка леса в насаждениях с товарной древесиной выполняют обычными способами, принятыми при лесозаготовках. Валка леса при этом производится с помощью бензопилы «дружба», а трелевка или кавальера - тракторами по специально подготовленному волоку на расстояние до 300 м. к специальным местам раскряжевки и укладки древесины, располагаемым вблизи путей транспорта. Основные трелевочные машины - ТРАКТОРАТДТ-55 и ТТ-4.
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.
Таблица 10.1- Техническая характеристика кусторезов и корчевателей
Машина Область применения Базовый трактор Техническая характеристика
Кусторез КБ-4А На болотах и торфяных почвах Т-100МБГС (Т-130Б) Производительность 0,72 га/ч
Корчеватель Д-695А На торфяных и заболоченных минеральных почвах Т-100МБГС Производительность 59 пней/ч или 0,11-0,2 га/ч
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 10.2 - Техническая характеристика экскаваторов и бульдозеров
Машина Область применения Техническая характеристика
Экскаватор одноковшовый торфяной на умеренно-удлиненном гусеничном ходу ТЭ-ЗМ Разработка торфа, рытье каналов мелиоративной сети в грунтах I - II категорий Производительность до 90 м3/ч
Бульдозер -кавальероразравнива-тельна тракторе Т-100 МГС (Т-130БТ) Для разравнивания кавальеров и планировочных работ на переувлажненных грунтах Ширина отвала 4м; удельное давление 37 КПА; масса навесного оборудования 4,72т; управление отвалом - гидравлическое
Работы по регулированию водоприемников заключаются в углублении, расширении и очистке русла. Выемка грунта при этом производится экскаваторами с оборудованием «драглайн» или «обратная лопата» ТЭ-ЗМ, Э-304 В, ЭО-4221 (МТП-71), Э-302Б (Э-352). 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.
Плужные каналокопатели предназначены для прокладки неглубоких, до 0,8 м. каналов осушительной сети в устойчивых, не подверженных деформации и опсыпанию грунтах.
Механизм Область применения Техническая характеристика
Каналокопатель фрезерный навесной с гидравлическим управлением КНФ-1200А Предназначен для прокладывания осушительных каналов в торфяных грунтах. Параметры каналов: глубина до 1,2 м; ширина по дну 0,25 м. Производительность 250 м3/ч
Экскаватор-канавокопатель ЭТР-172 Предназначен для прокладывания за один проход осушительных каналов глубиной до 1,7м. с шириной по дну 0,25 м. и заложением откосов 1:1 в торфяных и минеральных грунтах Производительность до 300 м3/ч
Унифицированный плужный каналокопатель МК-13-1 Предназначен для прокладки осушительных каналов глубиной до 1,0 м. с шириной по дну 0,2 м; заложение откосов 1:1. Производительность До 2,3 км/ч
Каналокопатели плужного типа КМ-1200, КМ-1400, ЛКА-2М, ПКЛН-500, ЛКН-600 и др. Предназначены для прокладки неглубокой 0,5-0,8 м. регулирующей сети в устойчивых грунтах. В практике лесного осушения применяются редко. Производительность 1-5 км/ч
Строительство труб-переездов, шлюзов-регуляторов и других сооружений ведут одновременно с устройством каналов в месте их установки при минимальных расходах воды в канале.
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. Глубина водоема должна быть 2-3 м, ширина по дну 4-5 м, а горизонт воды ниже поверхности - не менее 0,5 м. 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 0,5-0,6 м глубже. На дне каналов через каждые 100 м нужно оставлять перемычки длиной 3-5 м, высотой 0,5 м. С целью увеличения запасов воды эти каналы можно устраивать более широкими.
Таблица 10.4 - Ведомость затрат на устройство осушительной сети
Наименование работ Ед. изм. Колво Стоимость Стоимость объема
1. Трассоподготовительные работы: Разрубка террас м3 410 190 77900
Трелевка м3 410 60 24600
Корчевка пней м3 410 150 61500
2. Земляные работы на устройстве: Магистрали м3 7843 20 156860
Собирателей м3 4423 20 88460
Нагорные каналы м3 3300 5 16500
Ловчие каналы м3 6534 5 32670
Осушителей м3 36828 5 184140
Дорожные работы км 6,27 150000 940500
Прочие работы % 10 - 150523
Итого 1733653
11. Определение эффективности 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 результатам исследований 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 (Бабиков, 2005).
На болотах и заболоченных землях создаются неблагоприятные условия для лесовозобновления и роста молодняка. Отрицательное влияние на всхожесть семян оказывают такие факторы, как мощность 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 появления 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 низинных болотах возобновляются ольха, дуб, ясень, ель, клен, береза и др. На осушенных 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.
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 только при условии правильного использования осушенных земель и содержания осушительных систем в исправном состояние, т. е. при условии надлежащего и своевременного проведения ухода, текущего и капитального ремонтов.
Кроме количественного увеличения прироста после осушения, увеличивается выход деловых сортиментов и их количество вследствие улучшения условий роста и сокращения срока выращивания древесины.
Площадь участка, занятая лесом = 390 га. Тип леса: ельник-долгомошник.
Расчет эффективности осушения осуществляется по следующей форме: Таблица 11.1 - Вычисление эффективности осушения для ельников-долгомошников
Периоды Текущий годичный прирост, м3/га после осушения без осушения добавочный за год общий дополнительный на 1 га на всем осушаемом участке
За I десятилетие 2,7 2,1 0,6 6 2340
За II десятилетие 4,0 2,1 1,9 19 7410
За III десятилетие 4,0 2,1 1,9 19 7410
Итого: 17160
При стоимости 1 м3 = 500 р, общий доход будет составлять: 17160 * 500 = 8580000 р.
Вывод
В курсовой работе был разработан проект осушительной сети в Ярославской области, который включает в себя план осушаемого участка, а также поперечный и продольный профили магистрального канала.
Для данного проекта рассчитан объем земляных работ и экономическая выгода от его осуществления, также в нем изложено описание подготовительных работ, основных осушительных мероприятий, перечень задействованных машин и механизмов.
Осушительные мероприятия выгодны с экономической точки зрения.
Список литературы
1. Алексеев В. Г., Малинин Л. И., Мороз Е. Б. Использование и охрана водных ресурсов в лесном комплексе. Осушение лесных земель. - Красноярск, 2004. - 108 с.
2. Бабиков, Б. В. Гидротехнические мелиорации: Учебник для вузов. 4-е изд., стер. - СПБ: Изд-во «Лань», 2005. - 304 с.
3. Гидротехнические мелиорации лесных земель: Методические указания к выполнению курсового проекта. - Красноярск: СИБГТУ, 2006. - 56 с.
4. Машины, механизмы и оборудование лесного хозяйства: справочник/ В. Н. Винокуров, В. Е. Демкин, В. Т. Маркин, В. Т. Шаталов, Л. Д. Шаталов. - М.: МГУЛ, 2002. - 439 с.
5. Писарьков Х. А., Тимофеев А. Ф., Бабиков Б. В. Гидротехнические мелиорации лесных земель. - М., «Лесная промышленность», 1978. - 248 с.
6. Сабо Е. Д., Иванов Ю. Н., Шатилло Д. А. Справочник гидролесомелиоратора / под ред. канд. техн. наук Е. Д. Сабо. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 200 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
