Проектирование мелиоративных мероприятий, организации территории и использование осушаемых земель

В зависимости, какими техническими средствами и сооружениями осуществляется осушение, выделяют два наиболее распространённых способа осушения:

1. Открытый способ осушения – применяется, когда вся переувлажнённая территория покрывается сетью открытых каналов. Этот способ самый древний и применяется в основном при осушение тяжёлых переувлажнённых почв, где основным источником водного питания являются атмосферные осадки.

Достоинства: дешевле, чем закрытый способ и особенно эффективный при осушение сенокосов.

Недостатки: открытые каналы занимают много полезной площади; снижение производства сельскохозяйственной техники, в связи с малым размером полей; открытые каналы часто разрушаются и требуют много средств на их эксплуатацию.

2. Закрытый способ осушения, при котором на определённой глубине поверхности (не менее 1 м) закладываются водопроводящие полости, которые обладают не только водоприёмной способностью, но и водопропускной. Водопроводящими полостями называются дрены. Закрытый способ осушения более эффективен при осушение хорошо проницаемых почв (песчаные, субпесчаные, легкосуглинистые и реже среднесуглинистые). Этот способ эффективен при грунтовом и грунтовонапорном водопитание.

Преимущества: при этом способе самый высокий коэффициент земельного использования; меньше требуется средств на эксплуатацию; эффективен при осушении земли под пашню или пастбище.

Недостатки: затраты на строительство закрытых осушителей значительно дороже, чем при открытом способе осушения; этот способ мало эффективен при осушении тяжёлосуглинистых и глинистых почв.

 

 

Специальные способы осушения:

При осушение кормовых угодий с тяжело переувлажнёнными почвами  и наличием лощинообразных понижений применяется осушение выложенными лощинами, глубиной 35-40 см, для отвода поверхностных вод. При наличие от поверхности почвы мощных водоносных горизонтов применяется вертикальный дренаж. Для этой цели закладываются асбетоцементные трубы диаметром 20 см, забой которых должен лежать на водоупорном горизонте, а воду отсасывают из водоносного горизонта насосами. Те трубы располагаются в линейном или шахматном порядке. каждая труба может осушать от 100-180 га. Обычно воду откачивают в осенне-весенний период в пруды- накопители.

 

2.2 Основные элементы  открытой осушаемой сети и их расположение в планах.

   1) Водоприёмник предназначен  для приёма воды с осушаемой  территории. Представлен рекой, ручьём, озером или любым другим водоёмом, способным принимать воду с  осушаемой территории.

На осушаемом участке водоприемником служит ручей Быстрый.

  2)Проводящая сеть предназначена  для отвода воды с осушаемой  территории к водоприёмнику. Представлен  магистральными каналами (МК) и транспортными  собирателями (ТС), длина которых  не ограничена. В плане МК проектируют  по самым низким участкам осушаемой  территории. МК впадают в водоприёмник  под острым углом. ТС впадают  в магистральные каналы под  прямым углом или углом равным 60 градусам. В плане их проектируют  по второстепенным ложбинам или  при условии лучшего расположения открытых осушителей.

На осушаемом участке запроектировано 2 МК общей длиной 6260 м.

На осушаемом участке запроектировано 6 ТС общей длиной 2100 м.

  3)Оградительная сеть предназначена  для перехвата грунтовых и  поверхностных вод с прилегающих  склонов местности. Представлена  нагорно-ловчими каналами (НЛК), которые  перехватывают и грунтовый и  поверхностный сток воды. На плане  НЛК проектируют впадающие в  проводящую сеть под прямым углом или углом равным 60 градусам. Длина НЛК не ограничена.

На осушаемом участке запроектировано 2 НЛК общей длиной 1150 м.

  4)Регулирующая сеть предназначена  для непосредственного регулирования  водно-воздушного режима почв  осушаемой территории. Представлена  открытыми осушителями, которые  перехватывают поверхностный и  грунтовый сток воды. Открытые  осушители в плане проектируются  под острым углом или близким  к прямому. Расстояние между открытыми  осушителями принимают 100 м. Открытые  осушители проектируются параллельно  друг к другу. Длина открытых  осушителей ограничена от 400 до 1500 м (оптимальная длина 800-1200 м).

На осушаемом участке запроектировано 76 открытых осушителей общей длиной 53720 м.

  5)Дорожная сеть обеспечивает эксплуатационное обслуживание осушительной сети, сооружения на ней и нормальное хозяйственное использование осушаемой территории. Проектируется по линии водораздела. Дороги по возможности не должны пересекаться открытыми каналами.

На осушаемой территории запроектирована дорога 3000 м.

  6)Гидротехнические сооружения  поддерживают заданный режим  работы в осушительной системе. Представлена мостами, трубопереездами, перепадами, быстротоками, креплениями  откосов и дна канала с точными  колонками.

На осушаемой территории запроектировано 2 трубопереезда и 1 мост.

  7)Лесополосы улучшают микроклимат  осушаемой территории, защищают  от водной эрозии. Лесополосы  проектируются относительно осушаемой сети. В плане лесополосы проектируются по открытым осушителям по 400-700 м.

На осушаемом участке запроектированы лесополосы общей длиной 15540 м.

 

2.3 Построение продольного профиля.

Продольный профиль канала представляет собой выполненный на миллиметровой бумаге чертёж, на котором изображено положение поверхности земли по оси и его дно. Следовательно, продольный профиль показывает также глубину канала в различных точках по его длине и величину продольного уклона дна.

При построение продольного профиля горизонтальные и вертикальные масштабы принимают разными. Горизонтальный масштаб принимают равный масштабу плана 1:10000, а вертикальный 1:100.

 Продольные уклоны осушителей  проектируют в пределах 0,0005-0,01, лучшие  – 0,001-0,003.

Глубина канала зависит от метода осушения, расстояния между осушителями и от почвы. Принимаем проектную глубину открытого осушителя 1,0 м (по приложению 2 методического указания), так как осушаемая территория после мелиорационного строительства будет использоваться как кормовой севооборот, а почвы участка как минеральные.

Построение продольного профиля проводят в следующей последовательности:

• Вычерчивание основания профиля
• Определение положения поверхности по оси канала
• Проектирование дна канала
• Определение уклона и отметок  дна канала, глубина канала.

При проектировании дна канала руководствуются следующими указаниями: уклон по дну канала должен быть по возможности одинаковым по всей длине канала и находиться в допустимых пределах; глубина канала в различных точках сечения по возможности должна соответствовать проектной.

2.4 Вычисления объёма земельных работ.

1)В поперечном сечении каналам обычно придаётся форма трапеции (исключение составляют крупные каналы, выполняемые экскаваторами). Для трапецеидального сечения канала характерны три величины: глубина – Н, ширина – b и крутизна откоса, выражаемая через коэффициент откоса – m. Коэффициент откоса характеризует крутизну откоса и показывает на сколько устойчив откос.

Откосы принимают различной крутизны в зависимости от рода почвогрунтовых особенностей его строения, глубины назначения канала и некоторых других факторов.

 В

 

 Н=1м

 

b=0,2 м

Рис. – Поперечное сечение открытого осушителя на ПК0.

Принимаем величину коэффициента откоса m=1 м (приложение 3 методических указаний).

2)Вычисление объёма выемки по отдельным каналам удобно проводить в ведомостях специальной формы.

 

Табл.1: Ведомость объёма выемки по устройству открытого осушителя             №3 ТС-1.2 МК-1

Номера пикетов	Глубина, м. Н	Ширина, м		Площадь поперечного сечения, F	Средняя площадь поперечного сечения, Fср	Расстояние между пикетами, м,L	Объём выемки, V	Коэффициент откоса, м
		По дну, b	По верху, В
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	1,0	0,2	2,2	1,2	1,25	100	125	1
1	1,05	0,2	2,3	1,31
					1,31	100	131	1
2	1,05	0,2	2,3	1,31
					1,33	100	133	1
3	1,07	0,2	2,34	1,35
					1,33	100	133	1
4	1,05	0,2	2,3	1,31
					1,29	100	129	1
5	1,04	0,2	2,28	1,28
					1,26	100	126	1
6	1,02	0,2	2,24	1,24
					1,23	100	123	1
7	1,01	0,2	2,22	1,22
					1,22	100	122	1
8	1,02	0,2	2,24	1,23
					1,22	100	122	1
9	1,01	0,2	2,22	1,22
					1,21	100	121	1
10	1,0	0,2	2,2	1,2
						1000	1265
Итого

 

 

Для открытой сети В=b+2*м*Н

Площади выемки на каждом пикете для открытой сети вычисляют как площади трапеции: *Н

Средняя площадь выемки рассчитывается между каждой парой соседних пикетов по формуле:

Объём выемки каждого пикета: V=Fср*L

Вычисления для открытой сети В=b+2*м*Н

В0=0,2+2*1*1=2,2

В1=0,2+2*1*1,05=2,3

В2=0,2+2*1*1,05=2,3

В3=0,2+2*1*0,07=2,34

В4=0,2+2*1*1,05=2,3

В5=0,2+2*1*1,04=2,28

В6=0,2+2*1*1,02=2,24

В7=0,2+2*1*1,01=2,22

В8=0,2+2*1*1,02=2,24

В9=0,2+2*1*1,01=2,22

В10=0,2+2*1*1=2,2

Площадь выемки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя площадь выемки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объём выемки каждого пикета: V=Fср*L

V0,1=1,25*100=125

V1,2=1,31*100=131

V2,3=1,33*100=133

V3,4=1,33*100=133

V4,5=1,29*100=129

V5,6=1,26*100=126

V6,7=1,23*100=123

V7,8=1,22*100=122

V8,9=1,22*100=122

V9,10=1,21*100=121

 

Табл.2: Ведомость объёма выемки по устройству открытого осушителя              №1 ТС-1.4 МК-1.

Номера пикетов	Глубина, м. Н	Ширина, м		Площадь поперечного сечения, F	Средняя площадь поперечного сечения, Fср	Расстояние между пикетами, м,L	Объём выемки, V	Коэффициент откоса, м
		По дну, b	По верху, В
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	1,0	0,2	2,2	1,2	1,13	100	113	1
1	0,94	0,2	2,08	1,07
					1,08	100	108	1
2	0,95	0,2	2,1	1,09
					1,04	100	104	1
3	0,9	0,2	2	0,99
					0,98	100	98	1
4	0,89	0,2	1,98	0,97
					1,0	100	100	1
5	0,92	0,2	2,04	1,03
					1,09	100	109	1
6	0,98	0,2	2,16	1,15
					1,17	100	117	1
7	1,0	0,2	2,2	1,2
					1,25	100	125	1
8	1,05	0,2	2,3	1,31
					1,26	100	126	1
9	1,01	0,2	2,22	1,22
					1,21	100	121	1
10	1,0	0,2	2,2	1,2
						1000	1121
Итого

 

 

Объём выемки по всей осушительной сети определяют как сумму объёмов по всем каналам, так как в курсовом объекте продольные профили построены не на все каналы, то общий объём выемки можно вычислить на основании удельных объёмов, т.е объёмов выемки в м3 на 1 погонный метр длины канала:

Vуд= ;                  Vуд2= ;        

Vуд1=;                  Vуд ср=.

Удельные объёмы канала выемки определяются отдельно для осушителей, магистральных каналов, транспортирующих собирателей и нагорно-ловчих каналов. В курсовой работе удельный объём осушителей определяется как средний по двум осушителям, на которых построены продольные профили. Удельный объём магистральных каналов увеличивается по сравнению со средним в 1,5 раза, а для ТС и НЛК – в 1,3 раза.

Для МК Vуд= Vуд ср*1,5

Для ТС Vуд= Vуд ср*1,3

Суммарная длина каналов элементов осушительной сети выписывается из пункта 2,2 курсовой работы  «Основные элементы осушительной сети и их расположение на плане».

Объём выемки по всей осушительной сети определяется как сумма объёмов всех запроектированных на плане каналов: V=L* Vуд м3

Табл. 3 – Свободная ведомость объёма выемки по всей длине осушительной сети.

Наименование элементов сети	Суммарная длина, м L	Удельный объём, м3/п.м, Vуд	Общий объём, м3 V
1	2	3	4
Проводящая сеть Магистральные каналы Транспортирующие собиратели	6260   2100	1,8   1,56	11268   3276
Регулирующая сеть Открытые осушители	53720	1,2	64464
Оградительная сеть Нагорно-ловчие каналы	1150	1,56	1794
Итог			∑=80802

Vуд1=;    МК Vуд=1,2*1,5=1,8;      НЛК=1,2*1,3=1,56;

Vуд2=;     ТС Vуд=1,2*1,3=1,56;   Vуд ср= ;     

Откр. осуш. =Vуд ср=1,2 .

2.5 Гидрологический и  гидравлический  расчёт открытых каналов.

Гидрологический расчёт открытых каналов.