Петрозаводский  государственный университет

Кафедра лесного хозяйства 
 

Курс: Гидротехнические мелиорации

Вариант 11 
 

Контрольная работа

Осушение  земель лесного фонда

                                                              Выполнил: студентка Киприянова А.В.

                                                                                                    группы №635

                                                              Руководитель: Харитонов А.Н.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Петрозаводск

2011 г. 
 
 
 
 
 

Работа № 1.

Определить  направление, уклон, скорость и расход грунтового потока.

 

Расчетное задание: 

 

Средняя глубина грунтового потока (Н) – 1,5 м

Ширина грунтового потока (В) – 200 м

Коэффициент фильтрации – 0,03 см/сутки 

Расчетная часть: 

Условно принимаем: Скважины устраиваем по углам равностороннего  треугольника на расстоянии 1 км друг от друга. На плане их вычерчиваем в масштабе 1 : 10000 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Для определения   уровня грунтовых вод, находим  разницу между отметками поверхности  и уровнем грунтовых вод.

22,45 - 1,00 = 21,45 м

21,65 – 0,90 = 20,75 м

18,35 – 1,05 = 17,30 м 

2. Находим превышение  т. А над т. С

21,45 – 17,30 = 4,15 м

4,15 распределяем на 10 см, превышение будет на 0,45 см – Х

4,15 – 10

0,45 – Х                Х = 1,08 см 

3.  Находим  превышение т. В над т. С

20,75 – 17,30 = 3,45 м

3,45 распределяем  на 10 см, превышение будет на 0,7 см – Х

3,45 – 10

0,7 – Х               Х = 2,03 см 

4. Находим превышение  т. А над т. В

21,45 – 20,75 = 0,7 м

0,7 распределяем  на 10 см, превышение будет на 0,45 см – Х

0,7 – 10

0,45 – Х                Х = 6,4см 

5. Для определения  величины уклона грунтовых вод  надо провести линию перпендикулярно гидроизогипсам.  

                                     i = h : L ,                                                                                     (1)

где:

i – уклон почвенно- грунтовых вод;

h – превышение (разность отметок у концов линий), м, h = 1 м;

L – длина линии, м. 

i = 1 : 230 = 0,0043                                        (230-это отрезок NF на рисунке) 

6. Движение подземных  вод измеряется по закону Дарси: 

                                     υ = K_ф × i                                                                                     (2)

где:

υ – скорость движения почвенно- грунтовых вод, м/с;

K_ф – коэффициент фильтрации, см/с;

 i -  уклон почвенно- грунтовых вод. 

υ = 0,03 × 0,0043 = 0,000129 см/с = 1,29×10^-6  м/с 
 
 
 
 
 

7. Расход грунтового потока вычисляется по формуле: 

                                     Q = υ × F                                                                                       (3)

где:

Q – расход грунтового потока, м³/с;

υ – скорость движения почвенно- грунтовых вод, м/с;

F – площадь поперечного сечения грунтового потока, м². 

                                    F = В * Н                                                                                       (4)

где:

F – площадь поперечного сечения грунтового потока, м²;

В – ширина грунтового потока, м;

Н – средняя глубина грунтового потока, м. 

F = 200 × 1,5 = 300 м²

Q = 1,29×10^-6  × 300 = 0,0004 м³/с

  

Контрольные вопросы: 

1.  Подземные воды являются источником питания рек и широко используются в хозяйственных целях.

 2.  Для определения уклона и направления движения подземных вод на местности закладывают три скважины по углам равностороннего треугольника. Затем скважины нивелируют и замеряют уровень воды. Разность отметки скважины и расстояния от поверхности почвы до воды дает отметку уровня воды. По отметкам уровней воды в скважинах проводят гидроизогипсы – линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками ненапорных почвенно-грунтовых вод. Почвенно-грунтовые воды движутся в направлении, перпендикулярном гидроизогипсам.

3.  Для определения величины уклона почвенно-грунтовых вод надо провести линию, перпендикулярную гидроизогибсам. Измерить ее длину и, исходя из масштаба, определить ее истинную длину. Уклон будет равен отношению превышения между крайними точками участка потока к его длине: 

i = h : L, 

где:

 i – уклон почвенно-грунтовых вод;

h – превышение (разность отметок у концов линии), м;

L – длина линии, м.

4.  Коэффициент фильтрации – основной показатель водопроницаемости грунтов. В минеральных почво-грунтах он зависит от гранулометрического состава, в органических – от ботанического состава и степени разложения торфов.

     Коэффициент фильтрации численно равен скорости движения грунтовых вод при гидравлическом уклоне, равном единице.

5.  Водопроницаемость – свойство почвы и грунта проводить воду. Зависит от величины порозности и размера пор. Водопроницаемость почвы состоит из двух явлений: впитывания и филтрации. 
 
 
 

Работа № 2. 

Определить  количественные характеристики стока. 

Расчетное задание: 

Расход воды за расчетный период (Q) – 0,70 м³/сутки

Площадь водосбора (F) – 150 га

Слой  осадков (h_ос) – 22 мм

Время расчетного периода (t) – 18 суток

                                   

Расчетная часть: 

1. Объем  стока:

                                     ,                                                                           (4)

где:

Wc – объем стока, м³;

Q – расход воды, м³/сутки;

 t   - время расчетного периода, сутки. 

Wс = 0,70 × 18 = 12,6 м³

2. Модуль  стока:

                                     ,                                                       (5)

где:

q – модуль стока, м³/сутки с 1 га;

Q – расход воды, м³/сутки;

F – площадь водосбора, га. 

м³/сутки с 1 га 

3. Слой  стока:

                                     ,                                                    (6)

где:

hс – слой стока, мм;

Wс  - объем стока, м³;

F – площадь водосбора, м². 

мм 

4. Коэффициент  стока:

                                       σ ,                                                              (7)                                                     

где:

σ – коэффициент стока;

C – величина стока;

O – величина осадков;

hс – слой стока;

hо – слой осадков. 

σ  

Контрольные вопросы: 

1. Стоком  называется процесс перемещения  воды в форме стекания по  земной поверхности (поверхностный  сток) или в толщине почвогрунтов (подземный, внутрипочвенный или грунтовый).

2. Поверхностный  сток делится на склоновый  и русловый. Склоновый сток –  это движение воды по склонам  местности. Он имеет обычно  небольшую  протяженность и  в конечном счете переходит  в русловый или подземный.

      Подземный сток формируется из  водных масс, просочившихся в  грунт. В зависимости от рельефа  и свойств грунтов этот сток  имеет различное протяжение, а  также служит источником питания  рек.

3.  На величину стока влияют естественные и искусственные факторы. К естественным факторам относятся: климат (осадки, испарение, температура и т.д.), почвы и грунты (водопроницаемость и влагоемкость), рельеф поверхности, растительность, величина и форма водосбора, озерность, заболоченность. К искусственным факторам, влияющим на величину стока, относятся: гидротехнические сооружения (водохранилища, пруды, лиманы и т.д.), лесные мелиорации (искусственные насаждения: полезащитные, водорегулирующие и т.д.), агротехнические мероприятия (обработка почв, снегозадержание), осушение.

4.  Характерными периодами формирования стока являются половодье, паводки и межень.

      Половодье – это фаза водного  режима, ежегодно повторяющаяся  в данных климатических условиях  в один и тот же сезон,  вызываемая таянием снегов и  характеризующаяся наибольшей водностью.

      Паводок – это фаза водного режима, многократно повторяющаяся в различные сезоны года, вызываемая дождями или снеготаянием во время оттепелей и характеризующаяся интенсивным, обычно коротковременным увеличением расходов и уровней воды.

       Межень – фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в одни  и те же сезоны, характеризующаяся  малой водностью, длительным стоянием  низких уровней и возникающая  вследствие уменьшения водного  питания. Водное питание уменьшается  летом и зимой, поэтому различают летнюю и зимнюю межень.