Бонитировка древостоев на осушенных землях.

Определение класса бонитета на осушенных землях имеет свои особенности. Применение обычной бонтивочной методики здесь возможно только для древостоем возникших после гидромелиорации. В большинстве случаев гидромелиорацию проводят на участках, заняты лесом. Древостой, произраставшие здесь до осушения, были задержаны в росте вследствие избытка влаги. Поэтом, определять класс бонитета общепринятым в таксации методом по высоте и возрасту невозможно. В настоящие время используют различные приемы бонитирования насаждений на осушенных землях. Оценку результатов осушения по классу текущего бонитета можно проводить на основе таблиц А. В. Тюрина путем сопоставления за 5 и 10 лет общей средней высоты и среднего периодического прироста в высоту за рассматриваемый период. Зная таксационные показатели в момент таксации насаждения и закономерность изменения класса текущего бонитета, можно вычислить ожидаемый прирост в высоту.

3. Колодцы. Их типы. Устройство шахтных колодцев. Шахтные колодцы устраивают при заборе воды с глубины не более 10-20, реже 30 м. Шахтный колодец состоит из трех частей: оголовка, шахты, или ствола, и водоприемника. Основной частью колодца является шахта, которая может иметь квадратное сечение размером примерно 1 ,5х 1,5 (2,0х2,0) м или круглоедиаметром 0,9-1,2 м. Стенки шахты крепят деревянным срубом или железобетонными кольцами толщиной 8 см. При устройстве неглубоких (до 10 м) колодцев в легких грунтах шахту строят ручным способом. В этом случае на выбранном месте выравнивают площадку и на ней устанавливают железобетонное кольцо. Внутри кольца и под его стенками вынимают грунт. Кольцо под действием собственной тяжести опускается. После погружения кольца на него устанавливают новое, и так постепенно колодец погружается на необходимую глубину. Глубокие колодцы (до 30-40 м) с диаметром шахты до 1300 мм устраивают специальными копателями КШК-30А и КШС-40. Водоприемную часть колодца заглубляют в водоносный слой. По степени заглубления колодцев в водоносный слой они подразделяются на совершенные (полные) и несовершенные (неполные). Совершенным является колодец, прорезающий весь водоносный слой до водоупора. Если колодец прорезает только верхнюю часть водоносного горизонта, его называют несовершенным. В стенках водоприемной части колодца делают отверстия для поступления воды. Для защиты от заполнения грунтом из водоносного горизонта дно колодца засыпают крупнозернистым песком, а сверху – гравием и мелким камнем слоем 0,3-0,4 м. Иногда на дно колодца укладывают сборную железобетонную решетку. Для защиты от проникновения в колодец поверхностных вод вокруг верхней части шахты прокладывают траншеи глубиной 1,5 и шириной 1 м, заполняя их грунтом из хорошо утрамбованной жирной глины. Верхнюю часть шахты закрывают оголовком, выступающим над поверхностью земли, и крышкой. Поверхность грунта вокруг колодца покрывают бетоном или асфальтом с уклоном 0,1 в сторону от колодца, обеспечивающим отток воды от его оголовка. Один колодец рассчитан на обеспечение водой не более 100-150 чел. при доставке воды от колодца не далее 100 м.

·Билет № 29

1) . Водосборная площадь и способы ее определения.Водосборная площадь - это площадь, с которой стекает вода в водоток (реку, ручей, осушительный канал). Определение водосборной площади рек, ручьев, каналов, озер, балок и других понижений местности необходимо для гидрологический и других расчетов. Водосборные площади для водотока или части его определяются по картам (планам) с горизонталями или без горизонталей. Границей водосборной площади служит водораздельная линия (водораздел), проходящая по наивысшим точкам местности. Для определения водосборной площади надо на плане или карте найти положение водораздельной линии. Наиболее точно можно определить по топографическим картам, имеющим горизонтали. Менее точно водосборная площадь определяется по картам, на которых указана гидро-графическая сеть, в этом случае водораздельная линия располагается посередине между соседними

водостоками. Для приближенного установления водосборной площади можно использовать физические карты, где высотное положение местности отмечено различным цветом. Если на карте рельеф не изображен, то при проведении водораздельной линии можно руководствоваться косвенными признаками: расположением дорог, населенных пунктов, верховых болот и др. Названные ориентиры обычно располагаются на водоразделах. При отсутствии и таких признаков, водоразднльная линия проводится посередине между водотоками, оврагами.

2) Особенности создания лесных культур на осушаемых землях.

Подготовка территории. Избыток влаги на болотных почвах затрудняет аэрацию. Здесь постоянно отмечается недостаток кислорода.

Для обеспечения нормальной микробиологической активности и улучшений других почвенных процессов, а следовательно, и роста растений необходимо регулирование водного режима избыточно увлаженных болотных почв. Для этого необходимо устройство осушительной сети в виде открытых каналов. Обработку почвы на болотах проводят с целью создания микроповышений в виде пластов, используемых для посадки или посева культур. Целесообразность создания на болотах искусственных микроповышений пластов обоснована многочисленными исследованиями. Пласты необходимо создавать на низинных, переходных и кустарниково-сфагновых верховых болотах. Образующиеся при этом борозды (канавки) можно использовать для дополнительного дренирования почвы, если вывести их в осушительную сеть. Культуры, созданные по пластам, почти не требуют прополок, так как травянистая растительность появляется медленно.

Уровень грунтовых вод регулируют и лесокультурные борозды. Установлено, что на переходном торфянике при отсутствии осадков борозды глубиной 35-40 см, проведенные через 4 м и выведенные в канаву, могут понижать верховодку на 5-6 см в сутки.

Ухода за культурами на переходных и верховых торфяниках не требуются. Травянистая растительность на пластах обычно появляется не ранее чем через 2-4 года. За это время культуры сосны достигают 0,5-0,7 ы.

Следовательно, при создании лесных культур на торфяниках борозды в осушительную сеть необходимо обязательно выводить и проводить рубки ухода, культуры, созданные по пластам, развивают корни преимущественно вдоль пластов. На участках с выводом борозд в каналы корни развиваются почти равномерно во всех направлениях, ветровал не отмечен. Ураганом 30 июня 1999 г. на участке с выведенными бороздами на отдельных участках сломано (бурелом) до 50-70% деревьев. Ветровальных деревьев не имеется.

3. Приток воды в колодцы. Дебит колодца. При отборе воды из колодцев уровень грунтовых вод вокруг него понижается и образуется депрессионная воронка. Чем больше разность между зеркалом грунтовых вод (статический уровень) и уровнем воды в колодце (динамический уровень), тем больше приток воды в него. В совершенном колодце при безнапорном водоносном горизонте приток воды (дебит колодца) определяют по формуле: Q=1.36K𝐻2−ℎ2𝑙𝑔𝑅/𝑟где Q - приток воды в колодец, м3/с; К- коэффициент фильтрации водоносного слоя, м/с; Н - мощность водоносного слоя, м; h - глубина пониженного уровня воды у стенок колодца, приближенно равна глубине воды в колодце; R - радиус воронки понижения от центра колодца, м; r - радиус внешней окружности трубы колодца, м. Радиус воронки понижения, или радиус действия, можно определить по эмпирической формуле: R = 300(Н - h)√К. Для приближенных расчетов величину радиуса действия на 1 м понижения (откачки) воды в колодце можно изменять: для мелкозернистых песков в

пределах 50-100 м, среднезернистых - 100-300 М, крупнозернистых - 300-400 м, гравелистых - 400-600 м. При большой мощности водоносного слоя поступление воды ограничено верхней (активной) зоной, равной приближенно (по Паркеру) 4/3 глубины воды в неполном колодце до откачки воды. В этом случае Н и Т следует определять от нижней границы активной зоны. Дебит колодца можно увеличить созданием вакуума внутри него. Для этого колодец герметически перекрывают и через перекрытие пропускают трубу насоса. При откачке в колодце возникает вакуум и приток воды к колодцу увеличивается в 2-3 раза.

Билет №30

1) . Дренаж. Общие понятия, виды дренажа. Дренаж бывает гончарным, пластмассовым, деревянным трубчатым, жердяным, фашинным, каменным. Устраивают также кротовый и щелевой дренаж, не требующий строительных материалов. Наибольшее распространение получил гончарный и пластмассовый дренаж. При строительстве дренажа роют траншеи определенной глубины для укладки дренажного материала (рис. 46). Вода в дрены, так же как и в открытые каналы, поступает за счет напора, создаваемого разностью уровней воды в дренах и грунтовой воды между дренами (см. рис. 31). Дренажная система состоит из дрен разного назначения. Регулирование водного режима осушаемой территории достигается дренами-осушителями. Для поступления воды из дреносушителей служат коллекторы, из которых вода поступает в главные коллекторы, а затем в водоприемники. Главные коллекторы, а иногда и простые коллекторы устраивают в виде открытых каналов. Для обеспечения стока воды дрены всех назначений должны иметь определенный уклон. При осушении значительных по площади переувлажненных территорий необходима система дрен (систематический дренаж), включающих дрены-осушители и коллекторы. Осушение отдельных понижений достигается выборочным дренажем, иногда состоящим из отдельных одиночных дрен-осушителей.

2. Особенности действия осушительных каналов в условиях внешнего и внутреннего водного питания. После осушения почвенно-грунтовые воды почти постоянно находятся ниже поверхности почвы, особенно возле осушительных каналов. Поскольку с ближайших к осушителям участков грунтовая вода проходит меньший путь при движении к каналам, чем с удаленных, и встречает меньше сопротивления движению благодаря большим уклонам, то вблизи осушительного канала наблюдается большее понижение грунтовых вод с постепенным повышением их по мере удаления от канала. На участках, осушенных системой параллельных каналов, формируются кривые депрессии уровней грунтовых вод. Наличие уклона в сторону каналов создает впечатление, что движение грунтовой воды происходит в соответствии с уклоном кривой депрессии. Фактически движение воды подчиняется более сложным законам. Исследованиями Н.Е. Жуковского установлено, что грунтовая вода может поступать в каналы по всему поперечному профилю ниже уровня грунтовых вод, включая и дно канала. Это движение происходит под действием давления, создаваемого разностью уровней грунтовой воды на полосе между каналами и воды в канале, определяемого величиной напора Н. Теоретически понижение грунтовых вод может распространяться на очень большие расстояния от каналов. Однако сопротивления, встречаемые движущейся водой в грунте, уменьшают, согласно закону Дарси, скорость фильтрации, ограничивают действие каналов определенными, довольно небольшими расстояниями. Скорость движения и количество грунтовой воды, поступающей в каналы, следовательно; и режим грунтовых вод зависят от величины напора и изменения водопроницаемости грунта с глубиной, а на торфяных почвах - и от глубины залегания водоупора. На мелких торфяниках водоупором является минеральный грунт, подстилающий торф. На болотах с большой глуби ной торфа водоупором может оказаться хорошо разложившийся плотный торфяный горизонт. Верхний слой залежи выполняет функции деятельного горизонта и торфяник приобретает двухслойный характер. Наблюдения показали, что на маломощных однослойных торфяниках действие каналов распространяется на всю полосу между каналами. При расстоянии между каналами 128 м посередине между ними отмечено понижение грунтовых вод до 60 см. В таких условиях формируется полноценная сомкнутая кривая депрессии уровней грунтовых вод. На двухслойных торфяниках при том же . расстоянии между каналами грунтовые воды понизились только до 22 см, а практически действие каналов прекращалось на расстоянии 30-40 м. Уровни грунтовых вод образуют не кривую депрессии, а только кривые спада уровней. Еще меньше влияние каналов на мелких торфяниках, залегающих на тяжелых грунтах. В таких условиях их действие прекращалось на расстоянии 15-20 м от каналов. По исследованиям проф. Х.А.Писарькова, в условиях, где формируется кривая депрессии, обеспечивается более устойчивое осушение. Каналы отводят всю воду с полосы между ними. Дополнительного подтока со стороны нет. Каналы действуют в условиях сформированного внутреннего водного питания. В тех случаях, когда формируются только кривые спада и уровни грунтовых вод понижаются до определенного расстояния от каналов, а далее остаются на той же глубине, как и до

осушения, имеется постоянный приток воды со стороны. Каналы действуют в условиях внешнего водного питания. Возможность притока воды со стороны уменьшает расстояние действия каналов. Подавляющая масса воды перемещается выше водоупора. При залегании его ниже дна каналов нет особых препятствий для поступления воды по всему профилю канала, включая и дно. Линии отекания грунтовых вод при глубоком залегании водоупора приведены на рис. 32, а. В этом случае действие осушительных каналов проявляется сильнее и их можно располагать на большем расстоянии друг от друга, определяемом характером грунта и глубиной каналов. При близком залегании водоупора поступление воды в каналы затруднено водоупорным горизонтом, коэффициент фильтрации которого ничтожно мал. В этом случае вода в каналы поступает в основном только через откосы каналов выше водоупора. Исследованиями К.П.Лундина установлено, что увеличение степени разложения' на 10 % уменьшает коэффициент фильтрации примерно в 10 раз. В наших исследованиях на слоистых торфяниках, где верхний слой торфа со степенью разложения 5-10% подстилался торфом со степенью разложения 30-40%, коэффициент фильтрации верхнего слоя был равен 0,028 см/с, а нижнего подстилающего 0,0026 см/с. Действие каналов на мелких торфяниках с водонепроницаемым ложем и на слоистых торфяниках снижается. Для обеспечения необходимой величины понижения почвенно-грунтовых вод необходимо уменьшение расстояний между каналами. При осушении мелких торфяников на песках возможно увеличение расстояний между каналами, если имеется отвод воды из песчаного горизонта, во избежание иссушения торфа.

3. Устройство трубчатых колодцев. Трубчатые колодцы устраивают, как правило, при заборе воды с глубины 50-100 м и более. Такие колодцы состоят из трех основных частей: эксплуатационной скважины диаметром 100-250 мм, водоприемной части и устья с оголовком. Колодцы располагают за пределами территорий, затопляемых половодьями. Бурение неглубоких (до 8-10 м) скважин диаметром до 100 мм производят без применения буровых вышек. Для бурения глубоких скважин применяют самоходные буровые установки УРБ-3АМ, УРБ-2А и БА-15В (последняя наиболее совершенна). Ствол скважины закрепляют стальными обсадными трубами (при глубине скважин до 10-15 м можно использовать асбоцементные трубы). При неглубоком залегании водоносного слоя используют обсадную трубу одного диаметра на всю глубину. При глубоком залегании водоносного горизонта при бурении до глубины 10-15 м опускают обсадную трубу большего диаметра, Далее опускают вторую трубу меньшего диаметра, при необходимости третью трубу и т.д. до заглубления нижней трубы в водоносный горизонт. Затем поднимают нижнюю трубу и на ее место опускают фильтр с над фильтровой трубой и отстойником, образующими водоприемную часть колодца. Все соединения в трубах уплотняют сальниками. Вода в трубчатый колодец ПОС1Упает через сетчатый фильтр, представляющий собой спирально намотанную на стержневой или трубчатый карю1с проволоку с шагом намотки 5-1 О мм. Проволока покрыта латунной сеткой или сеткой из нержавеющей стали. Для сопряжения фильтра с обсадной трубой служит над фильтровая труба. Ниже рабочих частей фильтра располагают отстойник, выполненный в виде отрезка трубы длиной 1-10 м и предназначенный для осаждения песка и ила. Фильтр и отстойник по мере необходимости извлекают из колодца для очистки и ремонта. В верхней части колодца возводят шахту круглого или квадратного сечения с оголовком. Стенки и дно шахты бетонируют, предохраняя колодец от притока верховодки. В шахте монтируют водоподъемное оборудование. Шахту утепляют, предохраняя воду при ее подъеме от замерзания. Разновидностью трубчатого колодца являются забивные, или абиссинские, колодцы. Диаметр такого колодца 25-100 мм (чаще 30 мм). Колодец устраивают путем забивки не менее чем на глубину 3 м заостренной трубы. Максимальная глубина забивки - 10-15 м. Конец трубы оборудуют фильтром. Насос монтируют в верхней части трубы. Для обеспечения усадьбы лесхоза или лесничества водой достаточно одного колодца.