Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика М. Ф. Решетнева»

Институт лесных технологий

Кафедра использования водных ресурсов

Курсовая работа

по дисциплине “Гидротехнические мелиорации лесных земель”

Пояснительная записка

(000000.021 ПЗ)

Руководитель:

_______________ Гудаева Е. А.

(подпись)

____________________________

(оценка, дата)

Разработал:

студент группы 32-1

__________________ Ермаков Н. А.

(подпись)

____________________________

(дата)

Красноярск, 2017

Реферат

Целью данной курсовой работы является освоение технологии проектирования осушительной сети в определенных условиях, а именно на территории Красноярского края.

Данная курсовая работа содержит пояснительную записку, состоящую из 29 страниц печатного текста, 9 таблиц, 17 формул и 4 рисунков. В том числе представлен план осушаемого участка, продольный и поперечный профили магистрального канала, гидрологический и гидравлический расчеты.

Ключевые слова: ВОДОПРИЕМНИК, МАГИСТРАЛЬНЫЙ КАНАЛ, ОСУШИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ, ТРАНСПОРТИРУЮЩАЯ СЕТЬ, ОГРАДИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ.

СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………..5

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСШТАБА ПЛАНА, УКЛОНОВ ПОВЕРХНОСТИ, ПРОЕКТНЫХ ГЛУБИН КАНАЛОВ

2. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

   1. Определение расчетного модуля стока

   2. Определение расхода воды с водосборной площади

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ В ПЛАНЕ

   1. Определение расстояния между осушителями

   2. Размещение осушительной сети в плане

   3. Продольный профиль магистрального канала

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

   1. Определение ширины канала по дну

   2. Определение устойчивости русла канала

   3. Поперечные профили каналов

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

5.1. Гидротехнические сооружения

5.2. Противопожарные и природоохранные мероприятия

5.3. Дорожная сеть

6. ПРОИЗВОДСТВО ГИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ РАБОТ

5.1. Гидролесомелиоративное производство

5.2. Расчет объема работ и составление сметы затрат

7. ОЦЕНКА ЛЕСОВОДСТВЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСУШЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В лесном фонде нашей страны имеются площади, занятые насаждениями низкой продуктивности или вообще не покрытые лесом. Среди этих площадей особое место занимают болота, заболоченные и избыточно увлажненные земли, которые объединяются под общим названием «гидролесомелиоративный фонд».

Лесоосушение - это лесохозяйственное мероприятие, направ­ленное на регулирование влажности заболоченных и избыточно ув­лажненных лесных почв с целью повышения продуктивности произpacтающих на них насаждениях. Осушение лесных площадей целесо­образно проводить лишь там, где пониженная продуктивность насаждений или даже отсутствие древесной растительности является следствием избытка влаги в почве.

Избыток влаги, а в результате этого недостаток кислорода и развитие анаэробных процессов, не позволяют древесным растениям использовать питательные вещества, находя­щиеся большей частью в недоступной форме, мешают развитию кор­невых систем и росту деревьев. Вследствие этого на болотах или со­всем отсутствует древесная растительность, или они покрыты отдель­ными чахлыми деревцами, не образующими сомкнутого полога, а на заболоченных и избыточно увлажненных площадях произрастают низкоплотные насаждения IV-Vб классов бонитета, характеризующиеся малыми запасами низкокачественной древесины.

После осушения прирост древостоев увеличивается в среднем на 2-3, а в некоторых случаях на 4-6м³/га, значительно улучшаются условия ведения лесного хозяйства и лесоэксплуатации, появляется возможность посева и посадки лесных культур на осушенных безлесных площадях, удобрения потенциально бедных почв, используемых для выращивания культур, проведения рубок ухода и реконструкции насаждений, удобрения приспевающих и спелых насаждений с целью ускоренного накопления эксплуатационного запаса к моменту рубки. В результате удаления избытка влаги, увеличения прироста и общей продуктивности древостоев улучшаются условия заготовки, трелевки и вывозки древесины, санитарное состояние местности, повышаются продуктивность и качество кормов на осушенных лесных сенокосах и пастбищах, гигиенические и эстетические свойства леса.

Осушительная сеть состоит из: водоприемника, проводящей, регулирующей, оградительной и дорожной сети.

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.

С учётом этих факторов при расположении осушительной сети нужно руководствоваться следующими основными указаниями:

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.

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.

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. При расположении проводящей сети необходимо учитывать потребности в осушении других площадей, например сельскохозяйственных. Крупные каналы надо стремиться прокладывать в наиболее прочных грунтах, расположение этих каналов должно правильно сочетаться с дорожной и квартальной сетью.

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.

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 и условий заезда на осушаемую площадь.

Ловчие каналы проводятся с целью перехвата выклинивающихся грунтовых вод; направление их должно быть перпендикулярно движению грунтовых вод. Защитные каналы служат для прекращения роста моховых болот в стороны. Они проводятся вокруг болота, вблизи его краев, под углом к горизонтали и выводятся в ближайший водоприемник.

1 Определение масштаба плана, уклонов поверхности, проектных глубин каналов

1.1 Определение масштаба эскизного плана и среднего уклона поверхности

Для перевода плана осушаемого участка в топографический план местности необходимо определить линейный масштаб, который определяем по формуле 2.1:

М = , (1.1)

где Fв – площадь осушаемого участка,м²;

Fn – площадь плана,м².

Исходя из данной формулы, получим:

Масштаб 1:10 000, в 1сантиметре 100 метров

Сечение горизонталей 0,5 м.

1.2 Определение уклонов осушаемого участка

Для определения среднего уклона поверхности, необходимо найти на плане участка самое узкое, самое широкое и среднее расстояния между горизонталями. Расчетная формулы:

i = , (1.2.1)

где Δh – разница высот точек;

l – расстояние между точками, м.

i₁ = = = 0,0033

i₂ = = = 0,0063

i₃ = = = 0,0016

Рассчитаем средний уклон:

i_ср = (1.2.2)

i_ср = = 0,0037

Средний уклон поверхности осушаемого участка = 0,0037

1.3 Определение глубины осушителей и каналов проводящей сети

В данной курсовой работе на осушаемом участке средняя глубина торфа Т_T = 0,97 м, следовательно средняя глубина канала Т₀ = 0,9 м.

В нашем случае глубина торфа больше глубины канала, поэтому проектная глубина канала рассчитывается по формуле:

Т_пр = m*Т₀, (1.3)

где m – коэффициент откоса;

Т₀ – глубина осушителя после осадки торфа,м.

Учитывая то, что болото низинное, а торф плотный m = 1,2;

Т_пр = 1,2*0,9= 1,08 м.

Глубину транспортирующих собирателей проектируем на 0,2м больше глубины осушителей:

Т_пртс = 1,08+0,2 = 1,28 м.

Глубину магистрального канала проектируем на 0,3м больше глубины транспортирующих собирателей:

Т_прмк = 1,28+0,3 = 1,58 м.

2 Гидрологические расчеты

2.1 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.

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 в них воды и на осушенных 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 q_р определяется по формуле А. А. Дубаха:

q_р = * * , (2.1)

где F_б – площадь водосбора, га;

i – средний уклон для рассчитываемого канала;

К – коэффициент прихода/расхода влаги;

F_б = 6300 га;

i = 0,0020;

К = 1,6.

q_р = * * = 0,171 л/га