Природно-климатические условия объекта. Типы водного питания.
Введение
Мелиорация — это коренное улучшение компонентов природы, осуществляемое для повышения потребительской стоимости (полезности) земель.
Осушение — это отвод избыточных вод из корнеобитаемого слоя почвы, обеспечивающий требуемый водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы. Осушительные мелиорации проводятся во всех природных зонах нашей страны, но наиболее интенсивно в зоне избыточного увлажнения. Основная часть этих земель расположена в Северо-Западном и Центральном районах Нечерноземной зоны РФ, в Западной Сибири и на Дальнем Востоке. Интенсивное сельскохозяйственное использование возможно только при осушении земель.
Площади переувлажненных земель в РФ составляют около 157 млн. га, из них осушенных около 4,75 млн. га.
Курсовой проект посвящен осушению участка в Тверской области Нечерноземной зоны Российской Федерации.
Цель проекта осушения: повышение эффективности сельскохозяйственного производства на переувлажненных землях. После осушения участок будет использоваться в системе __________________ севооборота.
Природно-климатические условия объекта. Типы водного питания.
Осушаемый участок находится в Тверской области НЧЗ РФ.
Калининградская область - субъект Российской Федерации, входит в состав Северо-Западного федерального округа. Площадь - 15,1 тыс. км? тыс. кв. км (включая площади Калининградского и Куршского заливов). Протяженность c запада на восток - 205 км, с севера на юг - 108 км.
Географическое положение Расположен в центральной Европе, является самой западной областью России, является полу анклавом (не связан с остальной территорией страны и имеет выход к морю).
Границы На юге - с Европейским союзом (Польша), на севере и востоке: с Литвой. На западе Калининградская область омывается водами Балтийского моря.
Климат Климат является переходным от морского к умеренно-континентальному. Влияние Балтийского моря приводит к тому, что среднегодовые температуры увеличиваются с 6,5 °C на северо-востоке области до 7,5 °C на юго-западе. Максимальная разница среднемесячных температур наблюдается в январе-феврале (до двух градусов). Обычно самый холодный месяц - январь, но в феврале температура воздуха отличается от январской лишь на полградуса. Самый тёплый месяц - июль (август холоднее на полградуса). Максимальная температура воздуха летом составляет 22-26 °C, минимальная температура зимой: от -18 до -23 °C. Абсолютный минимум составлял в городах Советске и Нестерове -35 °C, абсолютный максимум (в Калининграде) - 37 °C. Годовое количество осадков колеблется по территории области от 600 до 740 мм. Дождь идет в среднем 185 дней в году, снег — 55 дней, 60 дней бывает пасмурно, 68 дней — солнечно.
Водные ресурсы Общая протяженность рек, ручьев и других водостоков - почти 13 тыс. км. Рек длиной более 10 км - 148, озер - 38, самое большое из них — Виштынецкое озеро (6,6 кв. км). На территории области насчитывается несколько сотен болот. Их общая площадь более 1000 кв.км.
Растительный и почвенный покров Леса в области вторичные — посаженные в XVIII—XIX веках после того, как широколиственные леса были вырублены. Лесистость области достигает 22 %.
Территория Калининградской области относится к зоне смешанных хвойно-широколиственных лесов. Лесистость области достигает 22 %. Леса, в основном вторичные: посаженные после вырубки широколиственных лесов в XVIII—XIX.
Полезные ископаемые Главным природным богатством области является янтарь, на территории области расположено более 90 % разведанных мировых запасов этого удивительного минерала
К увл = Ос/Ис =737/515=1,4
Вывод: так как коэффициент увлажнения Кувл =1,4, а индекс сухости меньше 0,4, то данная территория не сбалансирована по количеству тепла и влаги и нуждается в осушении.
Тип водного питания (ТВП) характеризует основной источник поступления воды, который при наличии соответствующих природных условий приводит к переувлажнению почвенного слоя. Это могут быть: атмосферные осадки, капиллярное подпитывание грунтовыми водами, вода, поступающая в паводок весной при разливе рек и т.д. При одних и тех же условиях земли могут быть переувлажнены или не переувлажнены в зависимости от типа почвы и существующего оттока.
Делаем вывод о том, что на данной территории преобладает атмосферный тип водного питания.
Требования сельскохозяйственного производства к водному режиму осушаемых земель
Для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур необходимо оптимальное сочетание влаги, тепла, воздуха, света и питательных веществ. Однако наличие в почве избыточной влаги отрицательно сказывается на урожаях сельскохозяйственных культур, даже если остальные факторы жизни растений находятся в оптимальных пределах.
В зоне избыточного увлажнения избыток влаги в почве приводит к недостатку воздуха, развитию анаэробных процессов, питательного режима, ухудшению физических и химических свойств почвы (снижается несущая способность почв, увеличивается липкость и связность минеральных почв).
Весной почва медленно оттаивает, что приводит к сокращению продолжительности вегетационного периода.
Оптимальное значение влажности в корнеобитаемом слое почвы зависит от вида культуры, фазы ее развития и свойств почвы. Для овощей, картофеля и корнеплодов - 60-80%, для зернововых культур 55- 75 пористости,для трав 65-80. Влажность почвы должна находиться в пределах от 0,6 до 1,0 ППВ (предельно-полевой влагоемкости). Такая влажность обеспечивает необходимый водно-воздушный режим почвы и получение высоких урожаев с/х культур.
С этой целью при близком залегании грунтовых вод к поверхности земли их необходимо понизить до оптимальной глубины, которая называется нормой осушения «а».
Для овоще-кормового севооборота принимают следующие нормы осушения в зависимости от периода развития культур: многолетние травы 50-60 см, зерновые 55-65 см, корнеплоды 75-80см. Допустимая продолжительность весеннего затопления осушаемых земель при использовании их в севооборотах устанавливается, исходя из обеспечения оптимальных сроков сева. Для овоще–кормовых культур затопление не допускается.
В период летне-осенних дождей отвод поверхностных вод с осушаемых земель должен обеспечиваться для овощей и корнеплодов за 5-8 часов, зерновые 8-12 часов, луга 1-1,5 часов.
Нормативные сроки отвода избыточных вод из пахотного слоя через 1,5 суток и корнеобитаемого - 5 суток в период выпадения летне-осенних осадков.
Затопление на более длительные сроки не допускается, поскольку это приводит к резкому угнетению растений из-за недостатка кислорода в почве и снижению урожаев.
Наряду с этим на осушаемых землях необходимо создать, условия для своевременного и качественного проведения сельскохозяйственных работ, правильной организации территории.
Несущая способность почвы, прежде всего весной к моменту начала полевых работ, должна быть не менее (1,4...1,5)10 Па, что считается достаточным при проведении механизированных работ с помощью гусеничных тракторов.
Несущая способность почвы обеспечивается и в период уборки урожая осенью, часто совпадающей с дождливой погодой.
Метод и схема осушения
Метод осушения - принцип воздействия на факторы переувлажнения корнеобитаемого слоя почвы с целью преобразования его в оптимальный для сельскохозяйственного использования.
На данном участке при атмосферном типе водного питания основным методом осушения является ускорение внутрипочвенного стока. В качестве дополнительного метода применяем перехват потока грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию со стороны внешнего водосбора.
Схемой осушения называется расположение и увязка элементов осушительной сети в плане и вертикальной плоскости.
Выбор схемы осушения заключается в установлении типа регулирующей сети, выборе водоприемника, расположение в плане основных элементов осушительной системы.
Осушительная сеть состоит из элементов, правильная работа которых должна обеспечивать оптимальный мелиоративный режим на участке проектирования. В состав осушительной сети входят:
1. Регулирующая сеть закрытые осушители.
2. Ограждающая сеть (ловчие каналы).
3. Проводящая сеть (открытые и закрытые коллектора и магистральный канал).
4. Водоприемник (местное понижение).
5. Гидротехнические сооружения (дороги, мосты, трубопереезды, устьевые сооружения и смотровые колодцы).
Регулирующая сеть.
Тип регулирующей сети зависит от типа водного питания, метода осушения и сельскохозяйственного использования осушаемых земель.
Поскольку на данном участке методом осушения является понижение УГВ и земли предполагается использовать под культуры овоще-кормого севооборота, то в качестве регулирующей сети принимаем закрытые осушители.
Рис 2. Схема работы закрытых осушителей
К1,К2-коэф.фильтрации растительного и подпочвенного горизонта м/сут,
q– среднесуточный приток воды к дрене м/сут,
В- расстояние между дренами м,
Т1,Т2- мощность растителного и подпочвенного горизонта м,
Нк- напор в дрене м.
Проводящая сеть.
В задачи проводящей сети входит приём воды из регулирующей сети и отвод её за пределы осушаемой территории в водоприемник. Проводящая сеть в курсовом проекте представлена: закрытыми и открытыми коллекторами и магистральным каналом.
Ограждающая сеть .
Ограждающая сеть необходимо для перехвата грунтовых вод поступающих с внешние водосбора, курсовой работе применяем ловчие каналы.
Водоприемник.
Водоприемником служит река, которая находится в удовлетворительном состоянии и принимает воду из осушительной сети без образования в ней подпора воды.
Проектирование осушительной сети в плане начинается с трассы магистрального канала, впадающего непосредственно в водоприемник.
Магистральный канал проходит кратчайшим путём по наиболее пониженным местам осушаемой территории и имеет минимальное число поворотов.
Расположение в плане закрытых коллекторов зависит от схемы расположения элементов регулирующей сети (собирателей).
Закрытые собиратели проектируются по поперечной схеме. Подключение регулирующей сети к закрытым коллекторам осуществляется внахлёстку. Угол сопряжения составляет 60°-90°. Длина элементов регулирующей сети не должна превышать 100 м.
Расчёт расстояния между закрытыми собирателями ведём по формуле С.Ф. Аверьянова: при условии, что отношение B/S ≥ 3.
,
,
К1, К2 - коэффициенты фильтрации пахотного и подпахотного горизонтов, м/сут,
- мощность пахотного и подпахотного горизонтов, м,
- интенсивность испарения влаги из пахотного слоя, м/сут,
- интенсивность поступления воды в закрытый собиратель из подпахотного слоя, м/сут.
5,
,
.
Так как время отвода Т >3 суток (нормативное время отвода воды из пахотного горизонта равно__________- сут), увеличиваем расстояние между ЗС и пересчитываем значение Т
План осушительной сети представлен на рис. 4
Гидравлический расчет
С помощью гидравлического расчета определяются размеры поперечных сечений элементов осушительной сети, глубина и скорость течения воды, которые должны находится в пределах допустимых значений. Расчет проводится для тех же элементов проводящей сети, для которых определены расходы и построены продольные профили.
Форма и размеры поперечного сечения каналов должны обеспечивать устойчивость каналов против деформации, а также бесподпорную работу впадающих элементов осушительной сети, своевременный отвод воды в водоприемник.
Средняя глубина канала на рассматриваемом участке (между створами) и продольные уклоны дна принимаются с продольных профилей. Коэффициент шероховатости для вновь строящихся каналов можно принять равным 0,03 .
Скорости течения воды в каналах не должны быть более 0,2м /с и менее 1,0 м/с. Гидравлический расчет проводится по формулам равномерного движения для каждого расчетного створа. Могут быть использованы различные способы, например способ П.И. Агроскина, линейка Пояркова, различные номограммы и графики.
,
,
,
,
Расход канала:
Площадь поперечного сечения: 
Смоченный периметр: 
Гидравлический радиус: 
Скоростной коэффициент: 
Расчеты сведем в таблицу:
Таблица 2.
| h,м |  |  | R | C |  | Q |
| 0,5 | ||||||
| 0,5 | 0,75 | 2,74 | 0,27 | 17,32 | 0,60 | 0,45 |
| 1,0 | 2,5 | 4,97 | 0,50 | 23,57 | 1,12 | 2,80 |
| 1,5 | 5,25 | 7,21 | 0,73 | 28,48 | 1,63 | 8,56 |
| 2,0 | 9,0 | 9,44 | 0,95 | 32,49 | 2,12 | 19,08 |
График зависимости h=f(Q) представлен на рис.10.
Проверка скоростей течения воды в канале:
| створы |  |  |  |  |  |  |  |  |
| ПК0 | 0,10 | 0,25 | 0,25 | 0,40 | 0,36 | 0,40 | 0,52 | 0,69 |
| ПК1+90 | 0,075 | 0,20 | 0,18 | 0,20 | 0,27 | 0,35 | 0,42 | 0,64 |
| ПК3+70 | 0,05 | 0,175 | 0,15 | 0,33 | 0,18 | 0,33 | 0,37 | 0,49 |
| ПК5+50 | 0,025 | 0,125 | 0,09 | 0,28 | 0,09 | 0,25 | 0,25 | 0,36 |
Значения скоростей течения воды не выходят за рамки допустимых 0,2.
Расположение дорожной сети в плане и сооружений на осушительной сети.
Осушительная система должна быть оборудована достаточным количеством различных сооружений и устройств, предназначенных для проведения эксплуатационных работ на системе. В местах впадения закрытых коллекторов в каналы предусмотрены устьевые сооружения типовых конструкций.
На коллекторах имеются смотровые колодцы, которые устанавливаются в истоках, местах сопряжения закрытых коллекторов различных порядков, в местах поворота трасс и изменения уклона дна. В других случаях они устанавливаются не реже, чем через 400 — 500м. Смотровые колодцы служат для контроля за работой закрытой регулирующей сети, для очистки и ремонта коллекторов, устройства запорной арматуры, осаждения взвешенных наносов и их удаления. Колодцы могут быть потайными (заглубленными в грунт) и открытыми.
В целях нормальной эксплуатации осушительной системы, заездов на поля запроектирована дорожная сеть, предусмотрены трубопереезды на открытых каналах. Вдоль магистрального канала дороги выполнены с твердым покрытием. В остальных случаях предусмотрены полевые дороги с песчано-гравийным покрытием.
Список используемой литературы.
Введение
Мелиорация — это коренное улучшение компонентов природы, осуществляемое для повышения потребительской стоимости (полезности) земель.
Осушение — это отвод избыточных вод из корнеобитаемого слоя почвы, обеспечивающий требуемый водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы. Осушительные мелиорации проводятся во всех природных зонах нашей страны, но наиболее интенсивно в зоне избыточного увлажнения. Основная часть этих земель расположена в Северо-Западном и Центральном районах Нечерноземной зоны РФ, в Западной Сибири и на Дальнем Востоке. Интенсивное сельскохозяйственное использование возможно только при осушении земель.
Площади переувлажненных земель в РФ составляют около 157 млн. га, из них осушенных около 4,75 млн. га.
Курсовой проект посвящен осушению участка в Тверской области Нечерноземной зоны Российской Федерации.
Цель проекта осушения: повышение эффективности сельскохозяйственного производства на переувлажненных землях. После осушения участок будет использоваться в системе __________________ севооборота.
Природно-климатические условия объекта. Типы водного питания.
Осушаемый участок находится в Тверской области НЧЗ РФ.
Калининградская область - субъект Российской Федерации, входит в состав Северо-Западного федерального округа. Площадь - 15,1 тыс. км? тыс. кв. км (включая площади Калининградского и Куршского заливов). Протяженность c запада на восток - 205 км, с севера на юг - 108 км.
Географическое положение Расположен в центральной Европе, является самой западной областью России, является полу анклавом (не связан с остальной территорией страны и имеет выход к морю).
Границы На юге - с Европейским союзом (Польша), на севере и востоке: с Литвой. На западе Калининградская область омывается водами Балтийского моря.
Климат Климат является переходным от морского к умеренно-континентальному. Влияние Балтийского моря приводит к тому, что среднегодовые температуры увеличиваются с 6,5 °C на северо-востоке области до 7,5 °C на юго-западе. Максимальная разница среднемесячных температур наблюдается в январе-феврале (до двух градусов). Обычно самый холодный месяц - январь, но в феврале температура воздуха отличается от январской лишь на полградуса. Самый тёплый месяц - июль (август холоднее на полградуса). Максимальная температура воздуха летом составляет 22-26 °C, минимальная температура зимой: от -18 до -23 °C. Абсолютный минимум составлял в городах Советске и Нестерове -35 °C, абсолютный максимум (в Калининграде) - 37 °C. Годовое количество осадков колеблется по территории области от 600 до 740 мм. Дождь идет в среднем 185 дней в году, снег — 55 дней, 60 дней бывает пасмурно, 68 дней — солнечно.
Водные ресурсы Общая протяженность рек, ручьев и других водостоков - почти 13 тыс. км. Рек длиной более 10 км - 148, озер - 38, самое большое из них — Виштынецкое озеро (6,6 кв. км). На территории области насчитывается несколько сотен болот. Их общая площадь более 1000 кв.км.
Растительный и почвенный покров Леса в области вторичные — посаженные в XVIII—XIX веках после того, как широколиственные леса были вырублены. Лесистость области достигает 22 %.
Территория Калининградской области относится к зоне смешанных хвойно-широколиственных лесов. Лесистость области достигает 22 %. Леса, в основном вторичные: посаженные после вырубки широколиственных лесов в XVIII—XIX.
Полезные ископаемые Главным природным богатством области является янтарь, на территории области расположено более 90 % разведанных мировых запасов этого удивительного минерала
К увл = Ос/Ис =737/515=1,4
Вывод: так как коэффициент увлажнения Кувл =1,4, а индекс сухости меньше 0,4, то данная территория не сбалансирована по количеству тепла и влаги и нуждается в осушении.
Тип водного питания (ТВП) характеризует основной источник поступления воды, который при наличии соответствующих природных условий приводит к переувлажнению почвенного слоя. Это могут быть: атмосферные осадки, капиллярное подпитывание грунтовыми водами, вода, поступающая в паводок весной при разливе рек и т.д. При одних и тех же условиях земли могут быть переувлажнены или не переувлажнены в зависимости от типа почвы и существующего оттока.