ФГУ ВПО «Московский государственный

Министерство с/х РФ

ФГУ ВПО «Московский государственный

университет Природообустройства»

Кафедра мелиорации и рекультивации земель

Работа по дисциплине повышения качества земель

Выполнила студентка 413 группы:

Ксендзова Р.

Проверил:

Маматов А. А.

Москва

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3

Глава 1. Обоснование необходимости орошения……………………………....4

Глава 2. Обоснование необходимости осушения, типы водного питания…....7

Глава 3. Выбор метода и схемы осушения…………………………………….10

Глава 4. Очистка загрязненных земель от нефтепродуктов…………………12

Глава 5. Расчет нагнетательных скважин……………………………………...13

Глава 6. Завершающие работы и доочистка территории……………………..14

Глава 7. Защита городской территории от затопления и подтопления……...15

Глава 8. Проектирование дамбы обвалования………………………………...18

Введение.

Под качеством обустроенных объектов понимают ценностную характеристику функционального единства существенных её свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие от других объектов и сходство с другими.

Комплексное обустройство крупных генетически однородных территорий повышает качество, входящих в эти территории земель.

Перечень работ по комплексному обустройству включает:

1. Поддержание природного разнообразия, оптимальное сочетание земельных угодий.

2. Максимум растительного покрова.

3. Адаптивные природосохраняющие системы земледелия.

4. Экстенсивное, приспособительное использование части земель.

5. Ликвидация антропогенных пустошей, рекультивация, борьба с эрозией.

6. Организация охраняемых территорий, заповедников, природных парков.

7. Создание развитой экоструктуры.

8. Восстановление географической сети малых рек.

9. Оптимальная мелиоративная нагрузка.

10. Внешнее эстетическое благоустройство.

Комплексная мелиорация и рекультивация отдельных видов земель является базисным в комплексоном обустройстве территории. Для получения надлежащего эффекта необходимо совместное применение всех доступных видов и способов мелиорации и рекультивации, несмотря на их хозяйственное использование разными землепользователями.

Совместное применение агромелиоративных, культурнотехнических мелиораций, водных мероприятий (водосбережение, орошение, осушение), рассоление, улучшение теплового режима почв и микроклимата, улучшение физико-химических, механических свойств почвы, дает гораздо больший эффект, чем их разрозненное применение. Необходимо тесно увязывать эти мероприятия между собой и отслеживать их влияние на прилегающие территории, подземные воды и другие водные объекты. Это позволяет повысить экостабильность, оптимизировать тепло и влагообеспеченность, и приводить к росту биологической продуктивности земель. Это в свою очередь повышает устойчивость к негативным воздействиям, самоочищаемость и самовосстановление земель. На эффективность мелиорации сольно влияет обоснованность применяемых технологий. Плодородие, главным образом, тепловлагообеспеченность – это мерило качества обустроенного объекта.

Глава 1.

Обоснование необходимости орошения.

В засушливые годы на землях допускается недостаток влаги, что снижает продуктивность с/х культур. существенной причиной, подтверждающей необходимость орошений, является неравномерность выпадения осадков за период вегетации.

В настоящее время применяют следующие основные способы полива:

1. Поверхностное орошение.

2. Дождевание. Это распределение воды в виде дождя специальными аппаратами.

река

Рис 1. Схема полива ДМ «Фрегат»

Рис 2. Схема полива ДМ «Волжанка»

Рис 3. Схема полива ДМ «Днепр»

ПТ – поливной трубопровод, РТ – распределительный трубопровод, МТ – магистральный трубопровод.

3. Почвенное орошение. это подача воды по заложенным в земле трубам и увлажнение корнеобитаемого слоя почвы.

Положительные стороны:

a. нет больших потерь поливной воды.

b. увлажняется только корнеобитаемый слой, существует возможность автоматизировать полив.

c. экономия удобрения и воды при поливе.

d. возможность поливать малыми нормами.

Отрицательные стороны:

a) дороговизна системы

b) неудобство при обработке почвы, т к не видны поливные трубы, происходит засорение и система неразборная.

4. Капельное орошение. Это подача воды по трубам, находящихся на поверхности земли.

Расчет элементов техники полива.

К элементам техники полива дождеванием относят:

I. Средняя интенсивность дождя,

II. Время работы на позиции,

III. Производительность на поливе (часовая, сменная, суточная, сезонная)

IV. Число агрегатов, необходимых для полива.

V. Количество обслуживающего персонала

Для сопоставления средней интенсивности дождя и впитывающей способности почвы, строим график изменения скорости впитывания воды в почву, в зависимости от продолжительности полива

Рис 4. График изменения скорости впитывания воды в почву, в зависимости от продолжительности полива

Где – скорость впитывания в конце первого часа;

время впитывания

коэффициент характеризующий изменение скорости впитывания во времени и зависящий от водофизических свойств почвы

принимаем

коэффициент, учитывающий особенности впитывания воды от средней интенсивности дождя при дождевании;

Где расход, л/с

для «Волжанки» ; Для «Фрегата» ; для «Днепра» площадь охвата дождеванием с одной позиции. Площадь поля – 100 га, расстояние между гидрантами( ) ДМ «Волжанка»

t	0,25	0,5
	0,076	0,053	0,026	0,019	0,013
	0,06	0,043	0,021	0,015	0,01

Определим продолжительность полива на одной позиции по формуле:

Где поливная норма, принимаем равной 100 м³/л, (при 10 мм слоя)

Глава 2.

Обоснование необходимости осушения, типы водного питания

Тип водного питания – это комплексная, природно-климатическая характеристика, зависящая от климата, гидрогеологии, почвенного и растительного покрова, рельефа, места положения участка, относительно других элементов рельефа, и указывающее основную причину переувлажнения. Основные типы водного питания:

1. Атмосферный.

Избыточная влага образуется в результате застаивания атмосферных осадков на поверхности, величина которых превышает испарение

Рис.5

2. Грунтовый.

a) Приток грунтовых вод с водозабора.

Рис.6

Избыточная влага образуется в результате притока грунтовых вод со стороны внешнего водозабора, основной причиной заболачивания является близкое расположение грунтовых вод к поверхности земли

b) бассейн грунтовых вод

Рис.7

Избыточная влага образуется в результате подъема УГВ, вызванного инфильтрацией, выпадением не территории участка атмосферных осадков, величина которых превышает величину испарения, и слабой естественной дренированности, основная причина заболачивания – близкое расположение ГВ к поверхности земли.

c) приток грунтовых вод из рек, озер, водохранилищ.

Рис. 8

Избыточная влага образуется в результате инфильтрации воды из рек, озер, водохранилищ на прилегающие земли, пополнения грунтовых вод и подпирания их уровней.

3. Грунтово-напорный

a) Выклинивание подпорных вод

Рис. 9

Избыточная влага образуется в результате размыва верхней водонепроницаемой толщи, и выхода напорных вод на поверхность

b) капиллярное заболачивание

Рис. 10

Избыточная влага образуется в результате насыщения под давлением слабопроницаемых слоев.

4. Намывновной

a) Делювиальный

Рис 11

Избыточная влага образуется в результате поступления на участок по поверхности земли делювиальных вод, образованных атмосферными осадками, выпадающих на площади внешнего водосбора

b) Аллювиальный

Рис. 12

Избыточная влага образуется в результате затопления пойм внешними паводками, растянутыми во времени

Глава 3

Выбор метода и схемы осушения

Метод осушения – это принцип воздействия на фактор переувлажнения. он зависит от ТВП.

Различают следующие методы осушения:

1. Ускорение поверхностного стока (атмосферных ТВП)

Поперечная схема расположения дренажа.

река

Рис. 13

2.Понижение УГВ.

Рис 14

3.Ограждение от поступления или регулирование поступления ГВ с водосбора

Рис. 15

Ловчий канал устраивают по границам защищаемых территорий.

4. Ограждения от поступления делювиальных вод с водосбора

Рис. 16

Напорный канал проектируем по границам защищаемой территории. Он перехватывает поверхностный поток.

5. Защита от подтопления водами рек, озер, и водохранилищ. Для этого строим береговой дренаж

Рис. 17

Вывод: выбор схемы осушения заключается в установлении типа регулируемой сети, выбора водоприемника и предварительного расположения в плане основных элементов проводящей и ограждающей сети.

Глава 4.

Очистка загрязненных земель от нефтепродуктов.

Загрязнение – это природное или антропогенное увеличение содержания различных веществ в абиотических и биотических средах, обуславливающих негативные токсико-экологические последствия.

Загрязнению подвергаются все компоненты геосистемы. Одним из распространенных загрязнителей является загрязнение нефтью и нефтепродуктами при добыче, переработке, транспортировке и хранении. При попадании нефтепродуктов на поверхность почвы, часть из них загрязняет атмосферу, большая часть просачивается, загрязняя почву и грунты, и далее грунтовые воды. Затем происходит миграция в горизонтальном направлении. При очистке территории от нефтепродуктов используют четыре основных способа:

1. Механическая очистка.

2. Биологическая очистка при помощи штампов микроорганизмов, которые производят деструкцию нефти до СО₂ и Н₂О.

3. При помощи дренажа.

4. Гидравлическое вытеснение нефтепродуктов на поверхность.

Технологию удаления нефтепродуктов гидравлическим вытеснением с локализацией очага загрязнения применяют:

а) на недостроенной территории

б) на участках с малым уклоном поверхности земли

в) глубина залегания области скопления до 10 м

Суть технологии заключается в том, что территорию ограждают водонепроницаемой стеной в грунте во избежание загрязнения подземных и поверхностных вод. На огражденной территории бурятся скважины на всю мощность песчаного горизонта.

На спланированной поверхности устраивали, при помощи земляных валов, чеки, наподобие рисовых чеков. В скважинах накапливается вода, что приводит к повышению грунтовых вод на ограниченной территории. Это приводит к вытеснению нефтепродуктов на поверхность. В чеках создается небольшой слой воды для сбора нефтепродуктов с её поверхности.

На следующем этапе производим доочистку территории другими способами и рекультивируем почвенный покров.

Глава 5.

Расчет нагнетательных скважин.

Для расчета случая нагнетания воды в систему скважин используем формулу Дюпюи:

Где подача воды в одну скважину;

радиус влияния

коэффициент фильтрации воды в песчаном горизонте;

Мощность водоносного горизонта

Напор в скважине, м

радиус скважины с учетом фильтрации;

Задаваясь числом скважин n = 10, находим площадь влияния одной скважины, где F = 32 000 м² = 3,2 га

Схема системы очистки:

Глава 6.

Завершающие работы и доочистка территории.

После удаления нефтепродуктов понижаем уровень грунтовых вод на огражденной территории, для этого используем уже имеющиеся вертикальный дренаж, разравниваем валики, засыпаем канал и сборный бассейн. После этого проводим вспашку, чтобы загрязненный грунт освободился от нефтепродуктов. Затем рекультивируем почву, вносим органические и минеральные удобрения, высаживаем злаково-бобовую травосмесь, кроме этого вносим специальные микроорганизмы, разлагающие нефтепродукты. За два месяца возможно разложение до 50 % нефтепродуктов. Для биологической доочистке почвы создаем соответствующий режим (водный), влагоемкость в пределах от 0,7…0,9 ППВ. для этого во влажный период необходимо поддерживать уровень УГВ на глубине 1 м, используя вертикальные скважины как дренаж. Летом, в засушливый период, проводим поливы, используя имеющуюся сеть трубопроводов, насосную станцию и дождевальную технику.

Рис Схема системы очистки

Рис 18.

Условные обозначения

1 – граница зоны загрязнения, 2 – стена в грунте, 3 – часовые вышки, 4 – нагнетательные скважины, 5 – наблюдательные скважины, 6 – трубопровод.

Глава 7.

Защита городской территории от затопления и подтопления.

В результате повышения горизонта воды в реке при строительстве водохранилища создались условия для затопления городской территории.

Схема подтопления

Рис. 19

Рассчитаем расход потока подземных вод со стороны водораздела, переходящего на 1 м ширины его сечения.

коэффициент фильтрации водоносного горизонта

уклон поверхности грунтового потока

средняя мощность(поверхности грунта) водоносного потока

Рассчитаем среднесуточный расход питьевой и хозяйственной воды:

численность населения;

норма водопотребления

Общие утечки сети водоснабжения составляют

где удельные утечки из сети водоснабжения;

протяженность сетей;

Общие утечки из теплосетей

удельные утечки из теплосети;

общая протяженность теплосети;

Общие утечки из канализации

удельные утечки из канализационных сетей;

В расчетах водного баланса территорий учитывают потери воды из водонесущих коммуникаций во время аварий, равным 0,1 % от эксплуатационных потерь

Общие эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций составляют:

Основным источником водной аэрации и, следовательно, грунтовых вод являются атмосферные осадки, различные утечки и поливные воды величина инфильтрационного питания за год рассчитывается по следующему балансовому уравнению:

Где V – объем эксплуатационного питания грунтовых вод, м³/год

М – оросительная норма зеленных насаждений; М=2000 м³/га·год

площадь орошений;

атмосферные осадки за расчетный год;

площадь городской территории;

площадь проницаемой поверхности;

коэффициент стока с проницаемой поверхности;

площадь непроницаемой поверхности

коэффициент стока с непроницаемой поверхности;

коэффициент, учитывающий сток с непроницаемой поверхности в дождевую канализацию;

сумма испарений с проницаемой поверхности за год;

Для инженерной защиты территории необходимо принимать систему защитных мероприятий:

1. Обвалование оградительной дамбы территории со стороны водохранилища

2. Защита от притока поверхностных вод со стороны внешнего водозабора с помощью напорных водоканалов.

3. Сбор и быстрый отвод на самой территории с помощью дождевой канализации.

4. Устройство защитного дренажа вдоль береговой дамбы по ее внутренней стороне.

5. Перекачка поверхностных и дренажных вод за пределы городской территории.

Рис. 20

Условные обозначения:

1 – граница защищаемой территории, 2 – нагорный канал, 3 – дамба обвалования, 4 – береговой дренаж, 5 – насосная станция.

Рис. 21 Схема защитных сооружений.

Глава 8.

Проектирование дамбы обвалования

Для защиты территории от затопления водами водохранилища применяем схему общего обвалования, т е устраиваем дамбу, полностью отгораживающую территорию от водохранилища. Дамбу возводим путем отсыпки грунта и уплотнения его механизмами. Ширину дамбы по гребню назначаем 4,5 м из условия строительства дороги. Защиту откосов дамбы от разрушающего воздействия волн и льда, осуществляем путем устройства защитной одежды. Верховой откос защищаем каменным покрытием в виде наброса камней. Низовую часть укрепляем одерновкой.

Определяем превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды в водохранилище

Рис. 22 Схема дамбы

где h – высота поката ветровой волны

h_н = 0,82 м (расчет зависит от расчетной обеспеченности)

Δh – ветровой наклон, Δh = 1,3 м

а – конструктивный запас превышения гребня дамбы, а = 0,5 м

Заложение откосов дамбы m = 2,5.

Расчет элемента полива

Необходимая скорость впитывания воды в почву:

Vt=(K₁/t^α)*Kg (0,039)

K₁ – скорость впитывания воды в почву в конце 1 часа

K₁=0,049 м/ч

t – время впитывания

α – коэффициент учитывающий изменение скорости впитывания (0,5)

Kg- коэффициент учитывающий особенность впитывания при дождевании (0,8)

Средняя интенсивность дождя:

Рср=(3,6*Q)/W (0,016м/с)

W – площадь охвата дождевания

Q – расход воды

Определение продолжительности полива на одной позиции

tкр>tпоз=m/(10⁴*Рср) (5,8)

m – поливная норма (990)

Выбор метода осушения

Норма осушения - это минимальное расстояние от поверхности земли до уровня грунтовых вод при котором обеспечивается оптимальная влажность.

Метод осушения – это принцип воздействия на фактор переувлажнения он зависит от типа водного питания. Различают следующие методы:

1) Ускорение поверхностного стока (атмосферный ТВП). Поперечная схема расположения дренажа.

2) Понижения УГВ (грунтовый ТВП).

3) Ограждение от поступления грунтовых вод с водосбора. Это строительство ловчих каналов

4) Ограждение от поступления делювиальных вод. Строительство нагорного канала.

5) Защита от затопления водами рек озер и водохранилищ.

6) Защита от потопления водами. Строительство берегового дренажа.

Министерство с/х РФ

ФГУ ВПО «Московский государственный

университет Природообустройства»