4801

МИНИСТЕРТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г. Ф. МОРОЗОВА»

Кафедра лесных культур, селекции и лесомелиорации

Татьяна Евгеньевна Галдина

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СОРУЖЕНИЯ В ЛЕСНОМ ДЕЛЕ

Методические указания к выполнению курсовой работы

для студентов по направлению подготовки 35.04.01– Лесное дело

Воронеж 2018

2

УДК 630*237 Галдина, Т.Е. Гидротехнические сооружения в лесном деле

[Электронный ресурс]: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 35.04.01 – Лесное дело / Т. Е. Галдина, П. Ф. Андрющенко, Т. П. Деденко; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 44 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО

«ВГЛТУ» (протокол № 1 от « 17» сентября 2018 г.)

Рецензент доц. кафедры градостроительства ФГБОУ ВО ВГТУ,

кандидат с.-х. наук Гурьева Е.И.

Ответственный редактор заведующий кафедрой лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» д-р с.-х. наук В. И. Михин

3

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Гидротехнические сооружения в лесном деле» ставит целью дать необходимые знания по рациональному использованию водных ресурсов при благоустройстве всех видов территорий и объектов: жилых, промышленных и оперативных, лечебных и оздоровительных, парков, лесопарков и других зон ландшафтного строительства для создания элемента ноосферы, соответствующей нашему обществу.

Специалистам, работающим на предприятиях, занимающихся озеленением в городах и населенных пунктах, в лесопарковых зонах, приходится участвовать в разработке проектов мелиорации объектов ландшафтного строительства, производиться строительство, участвовать в приемке строящихся сооружений, а также их эксплуатации. Для выполнения всех этих работ необходимы соответствующие знания, которые студент получает во время выполнения курсовой работы и лабораторно-практических занятий.

Методические указания написаны в соответствии с государственным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 35.04.01 – Лесное дело.

4

Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова

Кафедра лесных культур, селекции и лесомелиорации

Задание Гидротехнические мелиорации объектов ландшафтного строительства

Проектирование водоёма

Выдано студенту______________________________________________

Исходные данные

1.Область ___________________________________________

2.Топографический план М 1 : 5000

3.Почвогрунты, балки _________________________________

4.Водоупорный грунт на глубине _______ м

5.Водосборная площадь __________ км2

6.Плотина строится из (камня, глины, тяжелого суглинка, среднего

суглинка, супеси, песка)

7.Фильтрация и испарение _______%

8.Водосборное сооружение ____________________________

9.Берегозащитные мероприятия ________________________

10.Использование воды:

тушение пожара ________; полив улиц ________ т/м2; полив сада ______га;

орошение лесопитомника _______ га; число поливов ______;

почва _______________________;

11.Географические координаты:

ш__________

д __________

Руководитель

5

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ

1.Задание

2.Краткая пояснительная записка.

Введение. Природные условия участка строительства. Основные показатели проекта. Необходимые изыскания. Выбор места под плотину. Гидрологический расчет. Водохозяйственный расчет. Расчет и проектирование плотины. Расчет параметров водосбросного сооружения. Производство работ при строительстве плотины. Определение ориентировочной стоимости плотины.

3. Рабочие чертежи. План балки. Батиграфические характеристики. Проверка поперечного сечения: по условиям фильтрации. Поперечный и продольный профили плотины. План водоема и плотины. Водосбросное сооружение. Схема берегозащитных мероприятий.

1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА ВОДОЕМА

Водоем или пруд: его назначение для орошения, создания запаса воды на случай пожара, место для отдыха, спортивных соревнований, рыборазведения и т.д. Площадь зеркала водоема при уровне мертвого объема (УМО); нормально подпорном уровне (НПУ); объем при НПУ; полезный объем; максимальная глубина; отметка УМО, НПУ, ФПУ (форсированного подпорного уровня); площадь водосбора; площадь мелководья при отметке НПУ (с глубиной меньше 1 м); возможный полезный объем воды.

Земляная плотина: тип (однородная, ядровая), проезжая, ширина гребня, коэффициент заложения откосов, противофильтрационные устройства (замок, ядро, понур, экран, зуб), материал крепления откосов: мокрого, сухого.

Водосброс: тип, максимальный сбросной расход, диаметр трубы, число ниток, ширина водослива, высота водослива, напор на пороге водослива, длина водоската и т.д.

Мелиорация ложа водоема: раскорчевка мелколесья и кустарника по ложу, га; устройство набережной, создание зеленых насаждений и озеленение водоема.

Объемы основных работ: объем тела плотины; площадь крепления откосов и гребня плотины, другие работы.

Стоимость строительства, всего, в том числе1 земляной плотины, водосброса, водовыпуска, подготовка ложа пруда, крепления откосов,

6

создания зеленых насаждений.

2. НЕОБХОДИМЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

Если, исходя из хозяйственных соображений, создание искусственного водоема признано необходимым, то прежде чем приступить к проектированию и строительству, необходимо провести соответствующие комплексные изыскания, чтобы выбрать место для будущего пруда.

2.1. Хозяйственно-экономические

Задача этих изысканий сводится к установлению экономической целесообразности строительства и выявлению наличия местных строительных материалов (глин, суглинков, камня и т.д.) и рабочей силы.

2.2.Топографические

Для проектирования водоема необходимо иметь план участка в масштабе не менее 1:5000 с горизонталями через 1,0 м, а также карту водосборной площади в масштабе 1:25000 или 1:50000.

2.3. Гидрогеологические

Проводятся с целью получения данных о мощности и составе пород, слагающих ложе и склоны балки, намеченной под строительство водоема, а также о степени водопроницаемости этих пород. Разведка производится путем закладки шурфов и бурения скважин по ряду поперечных створов.

Место для водоема может считаться пригодным, если ложе и склоны банки сложены водоупорными породами (глинами, тяжелыми суглинками) с коэффициентом фильтрации Кф< 0,01 л/сутки. Мощность залегания этих пород должна быть достаточной, т.е. не менее 3-4 м.

В том случае, если Кф > 0,01 л/сутки, необходимо проведение специальных антифильтрационных мероприятий (экранирование, кольматация, солонцеванне, уплотнение, укладка полиэтиленовой пленки и т.д.). Однако, следует иметь ввиду, что срок службы большинства антифильтрационных покрытий не превышает 5-10 лет, а производство этих работ является довольно сложным и дорогим.

7

2.4. Гидрологические

Эти изыскания проводятся с целью установления гидрологического режима водотока. Особенности гидрологического режима влияют не только на выбор типа регулирования стока, но и на способы производства строительных работ, конструкцию и размеры частей сооружений, технологию пропуска паводковых расходов воды.

При гидрологических изысканиях устанавливаются отметки уровней высоких вод, ведутся промерные работы, изучается режим водотока, определяются зоны затопления в период половодья. Измеряются расходы воды во время весеннего половодья, наносов и т.д. Устанавливаются объемы стока с водосборной площади.

3. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РАСЧЕТ

3.1.Выбор места под плотину

Выбор места под плотину определяется хозяйственно-экономическими соображениями, величиной водосборной площади и стоком с нее, топографией местности, геологическими условиями, а также ландшафтноэстетическим восприятием будущего водоема.

Створ плотины выбирается с учетом следующих соображений:

1.Его желательно располагать в наиболее узком месте балки, где объем земляных работ при строительстве Плотины будет наименьшим. Берега балки в этом месте должны быть не особенно крутыми и не размытыми.

2.Грунт в основании плотины должен быть достаточно прочным и слабоводопроницаемым.

3.При наличиии родников плотину располагают несколько ниже их

выхода;

4.Продольный уклон балки выше плотины не должен превышать

0,005.

5.Действующие участки оврагов должны быть защищены.

6.Ось плотины должна быть перпендикулярна берегам.

7.Объем стока, поступающего с водосборной площади должен обеспечивать наполнение водоема до расчетных отметок.

8.Устройство водосбросного сооружения должно обеспечивать устойчивый сброс излишков воды и соответствовать замыслу проектировщика по воздействию динамического состояния воды на человека во время отдыха.

8

Подвижная вода стимулирует в человеке энергию, эмоциональность, внимание. Диапазон звуков может быть самый обширный: от настоящего рева, грохота до звуковой капели или нежного шороха.

3.2. Гидрологический расчет

Объем стока, поступающего с водосборной площади должен обеспечивать наполнение пруда до расчетных отметок. Излишек стока пропускается через водосбросное сооружение с подводящим (обводным) ?, сопрягающим ? (быстроток, перепад, трубчатый водоспуск водоотводящим

?).

В степных и лесостепных районах РФ наибольшая часть стока проходит весной (до 95%), поэтому расчет наполнения водоемов здесь обычно ведут из расчетной вероятности превышения стока 75-80%. Это значит, что 75-80 лет из 100 сток талых вод будет равен расчетному значению или больше его.

Годовой сток заданной 75% вероятности превышения определяется по

формуле

W75% = W∙K75%, м3,

где W – норма весеннего поверхностного стока, м3;

К75% - ордината кривой вероятности превышения, соответствующая Р-75%.

В свою очередь, норма весеннего поверхностного стока находится

W – 1000 ∙ Fh, м3,

где 1000 – коэффициент размерности для выражения объема стока, м3; F – площадь водосбора, км2 (задание);

h – норма весеннего поверхностного стока, мм водного столба, находится по карте (рис.1).

Максимальный расход воды весеннего половодья заданной обеспеченности Q75%, учитывая который проектируется водосбросное сооружение на пропуск воды Qобр = Q75%. Определяется по формуле

где 0,01 – коэффициент для выражения максимального расхода в м3/с; F – площадь водосбора, км2;

h75% - норма слоя стока мм весеннего половодья обеспеченностью Р %.

В свою очередь h75% определяется по формуле

h75% = Кр% ∙ h, мм

9

Рис. 1 – Карта нормы весеннего поверхностного стока, мм

10

Рис 2 – Коэффициент вариации весеннего поверхностного стока