Осушение земель лесного фонда

При впадении одного канала в другой в младшем канале не должно быть подпора воды. Для этого старший  канал должен быть глубже, чем младший, на величину межженого горизонта воды в первом. Для гидравлически рассчитываемых каналов глубина бытового наполнения определяется расчетом. Для гидравлически не рассчитываемых каналов глубина собирателей принимается на5-10 см больше глубины осушителей, а глубина магистральных каналов на 10-25 см больше собирателей.

 Нагорные каналы  проектируются не глубже 1.3 м,  в целях исключения отрицательного  влияния на водный режим окружающих  суходолов.

 Глубина ловчих  каналов зависит от положения  водоупора. Их следует прокладывать  там, где грунтовые воды подходят ближе к поверхности земли. В природоохранных целях глубину ловчих каналов проектируют не более 2.0 м.

 В нашем случае  глубина осушителей после усадки  торфа должна быть 1метр. Глубина  торфа 0.8м и он является плотным, то есть усядет на 10%, следовательно, станет 0.72м. Чтобы получить, глубина канала в 1 метр, нужно углубится в минеральный грунт на 0.28 метра и прибавить глубину торфа (0.8 метра) получим рабочую глубину 1.08м. Глубина осушителей просто увеличивается на 7 см и получается 1.15м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
  5.2 Коэффициенты откосов

 В целях обеспечения  устойчивости боковых стенок  каналов их делают наклонными. Крутизна откосов выражается  коэффициентом – m.

 Крутизну откосов  проектируют в зависимости от  вида грунта, категории и глубины каналов(табл.4).

 Коэффициенты откосов  зависят от способа производства  работ и применяемых механизмов. При устройстве каналов экскаваторами  нарушается связь грунтов и  поэтому проектируются более пологие откосы (с увеличением на 0.25-0.50). При строительстве каналов фрезерными каналокопателями в торфяных грунтах со степенью разложения до 40-45% допускается уменьшение коэффициента откоса до 0.25. При устройстве борозд и неглубоких осушителей (глубиной до 0.7 м)  плужными каналокопателями в песчаных грунтах допускается уменьшение откоса до 0.75-1.00.

 В случае  прорезания  каналом разнородных грунтов  проектируют сложный откос, где  нижняя часть пологая, а верхняя  – крутая. Для регулирующей сети  при слое торфа более половины  глубины канала можно проектировать откос по торфяному грунту, а при слое торфа менее половины по минеральному грунту. Исключение составляют песчаные грунты, где откосы проектируются по нижнему грунту при заглублении в него канала более чем на 0,25м.

 Нагорные каналы  устраиваются с более пологими верховым откосами (2,0 – 3,0 а в местах концентрации стока до 5,0).

 Коэффициенты откосов  принято устраивать кратными  – 0,25.

 

Таблица 4

Вид  грунта	Коэффициенты откосов
	для осушителей	для  собирателей глубиной 0,8-1,5 метров
Глина	0,75-1,00	1,00-1,25
Суглинки: легкий	1,25-1,50	1,50
средний	1,00-1,25	1,25
тяжелый	1,00	1,00-1,25
Супеси	1,50	1,50
Песок мелкозернистый, насыщенный водой, плавун	необходимо крепление  подводной части  с коэф.                      откосов в верхней части                 2,00                                2,00-2,50
Песок среднезернистый	1,00	1,50-1,75
Песок крупнозернистый	1,25-1,50	-
Торф осоковый: слабо  разложившийся	0,50	0,50-0,75
хорошо разложившийся	0,75	0,75-1,00
Торф сфагновый: слабо  разложившийся	0,50	0,50-0,75
хорошо разложившийся	0,75	0,75-1,00
Торф древесный: слабо  разложившийся	1,00	1,00
хорошо разложившийся	1,00-1,25	1,25-1,50

Для нашего тпа торфа  коэффициент откоса равен – 0.75(осоковый, хорошо разложившийся)

Для супеси- 1.5

 

 

 

 

5.3 Уклоны дна каналов

 Скорости движения  воды в канале должны быть  такими, чтобы не происходило  ни размыва ни заиления русла. Такие скорости обеспечиваются определенными уклонами дна каналов от 0,0003 до 0,005. При проектировании более крутых уклонов надо предусматривать крепление дна и откосов каналов.

5.4 Построение продольного  профиля

 В рабочих проектах  составляют продольные профили на все каналы осушительной сети. Нам можно ограничится построением двух продольных профилей: одного собирателя  и одного осушителя.

 Проектирование продольных  профилей надо начинать с младших  каналов. Затем составляют профили  старших каналов, на которых отмечают места впадения младших каналов и положение их дна. При подтоплении проводящих каналов их проектируют первыми.

 Продольные профили  строят на миллиметровой бумаге. Горизонтальный масштаб принимают  равный масштабу плана осушительной сети 1:5000 или 1:10000, вертикальный соответственно 1:50 или 1:100.

 Продольный чертеж  состоит из двух частей: вверху  – чертеж, внизу – таблица.

Построение продольного  профиля производят в следующей  последовательности. Вначале из пикетажного  журнала в таблицу заносят номера пикетов, плюсовые точки, глубину торфа, характеристику почвогрунтов. Из нивелировочного журнала выписывают отметки поверхности земли. Для этого отметки пикетов и плюсовых точек откладывают в выбранном масштабе против пикетов и плюсовых точек от верхней линии таблицы, которая одновременно является и условным горизонтом. На профиле обозначается граница минерального и органического грунта. Так как при изыскании ведется измерение глубины торфа до 3 метров, то линия поверхности земли должна быть не ближе 4 см от верхней графы таблицы при вертикальном масштабе 1:100 и не ближе 8 см – при вертикальном масштабе 1:50. На чертеже также указывается имя, точка сопряжения и положение дна старшего канала или название водоприемника и положение горизонта воды в нем.

 С учетом всей  информации, обозначенной на профиле,  проектируют дно канала. Для этого  сначала по ординатам от точек  поверхности земли откладывают  расстояния, равные проектной глубине  канала, т.е. дублируют линию поверхности  земли на проектной глубине, а затем сглаживают эту линию за счет незначительного уменьшения или увеличения глубины на отдельных участках. Дно проводящего канала проектируют с учетом глубины каналов, которые впадают в него. Положение дна каждого младшего канала на местах сопряжений должно быть выше старшего канала на величину меженного горизонта воды в последнем.

После проведение линии  дна заполняют остальные графы  таблицы. Уклоны дна равны отношению разности отметок дна канала в точках перелома проектной линии и расстояния между этими точками. Отметки дна в переломных точках определяют графическим способом. На остальных пикетах и плюсовых точках они рассчитываются. Для этого величину уклона дна умножают на соответствующее расстояние и полученную величину превышения приплюсовывают к отметке на предыдущем пикете. Отметки определяют с точностью до 0.01м, уклоны дна – до двух значащих цифр.

 Глубина каналов  высчитывается как разность отметок  поверхности земли и дна канала.

 Каналы осушительной  сети обычно строят трапецеидальной формы. Ширину такого канала рассчитывают по формуле :

В=в+2mT

Где В -  ширина канала по верху,м;

в – ширина канала по дну, м;

m – коэффициент откоса;

T – проектная глубина  канала, м;

В нашем случае ширину каналов нужно рассчитать только для одного осушителя и собирателя. Так как у нас глубина торфа 0.8 м то получается, что нужно вкапываться в минеральный грунт на некоторую глубину, а для разных грунтов коэффициенты откосов разные по этому строение нашего канала является сложным.

 Для собирателя:

в'=в+2mT=0.4+2*1.5*0.35=1.45 м ширина канала на границу торф-минеральный горизонт.

B=1.45^’+2*0.75*0.8=2.65 ширина канала по верху.

Коэффициенты откосов  берутся из таблицы 4 по исходным данным.

 Для осушителя:

в^’=0.4+2*1.5*0.28=1.24м ширина канала на границе торф – минеральный горизонт.

В=1.24+2*0.75*08=2.44м ширина канала по верху.

5.5 Построение поперечного  профиля канала

 Форма поперечного  сечения мелиоративного канала  зависит от грунта и величины  пропускаемого расхода воды. Чаще всего применяются трапецеидальная и сложная форма. Первая – в однородных грунтах, вторая – в сложных. Крупные каналы строят с поперечным сечением, близким к параболическому.

 В нашей работе  нужно выполнить чертежи для  собирателя и осушителя. На  профилях указывают все элементы и параметры каналов. Вычерчивают профиль с масштабе 1:50.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 6

 

Гидрологические расчеты

 

 

 Гидрологическими  расчетами определяют количество  воды, стекающее с водосборной  площади. При проектировании лесоосушительных систем их проводят для следующих периодов стока:

а) весеннего половодья;

б) летне – осенних  паводков;

в) меженного периода.

 

Для нас наибольший интерес  представляет период летне – осенних  паводков т.к этот период приходится на вегетационный период древесных  растений.

 

 Гидрологические расчеты производят:

а) по данных фактических  наблюдений;

б) по аналогии с изученными водосборами;

в) по эмпирическим формулам.

 

Данные непосредственных наблюдений можно использовать при  их продолжительности не менее 10 лет – для расчета каналов, и не менее 20 лет – для расчета крупных гидротехнических сооружений.

 

Если на расчетном  водосборе нет достаточного количества гидрологических наблюдений, то можно  использовать аналогичный изученный  бассейн, находящийся в одной  природной зоне с расчетным водосбором. Площадь бассейна-аналога может отличаться от площади расчетного водосбора не более чем в 5 раз при водосборе более 1000  и в 10 раз при водосборе менее 1000.

 

 Гидрологический расчет  по эмпирическим формулам , по  методу А.Д.Дубаха для средневысоких летних вод ( в современной терминологии это летнее-осенние паводки).

Q1=q*F

 

Q-количество воды стекающее  с водосборной площади;

q- модуль стока;

F-площадь водосбора;

 

q=3/ √F * √i/0.0003 * k /1.55

 

 

i=h/l

iсред.=0.0021

 

 

q=  0.172л/сек/га

 

i-уклон поверхности;

K-коэффициент прихода/расхода  влаги.

В таежной зоне К=1.2-2.0, у нас К=1.5

Определим уклон по плану  мелиоративной системы он равен 0.0018;0.0018;0.0020

Найдем средний, и получим  что i=0.0021.

 

 

Подставим в формулу   q=  0.172л/сек/га 

                                

 

Q1=0.172*700=120.4литров/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 7

 

Гидравлические  расчеты

  

Гидравлические расчеты  проводят для определения: поперечных размеров каналов, дрен, водоприемников и водопропускных отверстий гидросооружений; минимальных и максимальных скоростей течения воды в каналах; глубины  их бытового наполнения и высоты  крепления русел.

Для расчета расхода  воды в каналах применяется формула  равномерного движения:

                                                Q₂ = W × Vcp,

 

где     Q₂ – количество воды, м3/сек;

        W – Площадь живого сечения,  м2;

        Vcp – средняя скорость потока, м/сек.

                                           

 

h_р.в= h_р- h_рн

 

h_н= 1.15-0.8=0.35

 

h_рв=  0.67-0.35=0.32

 

 

Sн.тр= 0.4+B’/2 *hн.тр=0.4+1.45/2 * 0.35= 0.323

 

 

W = (b +m × h_р.)  × h_р.

 

W=((1.45+0.75+0.32)*0.32=0.22м²

где     h_р. – расчетная глубина воды в канале, м

                                              

h_p.=h_пр.-OT-0.4

 

h_{p .}=1.15-0.08-0.4=0.67 м

Скорость течения воды рассчитывается по формуле Шези:

 

                                                 V = C × √R × i

 

                                                 V =

 

V=0.236м/с

где      V - скорость течения воды, м/сек;

            C - Скоростной коэффициент;

            R - Гидравлический радиус, м;

            i - уклон дна водотока.

Скоростной коэффициент  можно определить по формуле Базена:

 

 

                                                С =87/1 + γ/ √R

 

 

С=20.47

где  γ – коэффициент  шероховатости русла.