Проект гидромелиоративной системы на сельскохозяйственных землях зоны неустойчивого естественного увлажнения

 

Wнв, Wкв, Wпв были рассчитаны по следующей формуле [9]:

W=a+b*Pоб      (1.1)

Wмг, Wвз были рассчитаны по следующей формуле [9]:

W=a+b*Pуд      (1.2)

где  a,b – эмпирические коэффициенты,

Роб, Руд – соответственно, объёмный и удельный вес почвы.

 

Таблица 1.3 – Основные водно-физические свойства мелиорируемых земель

Тип почвы	Почвенный слой, см	Удельная масса, г/см3	Объёмная масса, г/см3	Порис-тость, %	Высота эффектив. капиляр. подъёма, см	Коэф-фициент фильтра-ции, м/сут	Водоотдача, %
Дерново-подзолистая супесчаная	0-30	2,61*	1,42*	46	-	1,1	-
	0-50	2,61*	1,46*	44	-	1,0	-
	0-100	2,63*	1,56*	41	19	0,8	8
Торфяно-болотная низинная	0-30	-	1,17*	-	-	1,3	-
	0-50	-	1,37*	-	-	1,1	-
	0-100	-	-	-	14	0,8	6

* - значения, взятые по  справочнику [7].

Для торфяно-болотной почвы:

тип – низинный,

подтип – лесотопяной,

группа – древесно-травяная,

вид – древесно-тростниковый.

Для данной почвы характерны: степень разложения – 30%; зольность сухого торфа – 69,2%; кислотность солевой вытяжки 4,0; теплота сгорания горючей массы – 5800 ккал/кг.

В пределах участка мелиоративного строительства в основном распространены травянистые растения. Большая часть  площади занята сосновыми лесами. Распространены также берёзовые и еловые леса.

 

1.5 Геологические и  гидрогеологические условия

 

Второй слой VQ_III порода аллювиального происхождения, верхней четвертичной эпохи. Представлена мелким песком, плотным, и твердым суглинком. Пески являются устойчивыми и надёжными основаниями для различных инженерных сооружений.

Третий слой аQ_II порода аллювиального происхождения, средней четвертичной эпохи. Представлена песком мелким, средней плотности, насыщенным водой. Является хорошим основанием для фундаментов строительных сооружений.

Четвертый слой fgQ_II порода ледниково-флювиоглляциального происхождения, средней четвертичной эпохи. Представлена глиной твердой; пластичность набухания и усадка, размокания, липкость являются отрицательными показателями при строительной оценке глинистых грунтов.

Пятый слой аQ_I порода аллювиального происхождения, ранней четвертичной эпохи. Представлен песком гравелистым, средней плотности, влажным. Пески считаются более устойчивыми к усадке, не набухают, что является благоприятным условием для строительства.

Шестой слой N2 – материнская порода образовалась эпоху неогенового периода, представлена мергелем. Мергель относится к осадочным породам. Он образовался из изверженных пород в результате их разрушения под действием ветра, температуры, воды, жизнедеятельности животных и растительных организмов.

В результате оценки геологических  условий были получены характеристики грунтов, приведенные в таблице 1.4

 

Таблица 1.4 – Сводная  таблица физико-механических характеристик  грунтов

Номер слоя	Наименование грунта	r г/м3 -- g, кН/м3	rs г/м3 -- g, кН/м3	rd г/м3 -- g, кН/м3	w %	wp %	wL %	Jp %	JL %	e	Sr	Cn кПа	jn град	R0 кПа	Е0 МПа	К	Мощность слоя
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	Торфяно-болотная почва (суглинок)	2,15 21.5	2,70 27.0	1,85 18.5	16	-	-	-	-	0,3	-	-	-	-	-	0.05	0.8 1.0
	Дерново-подзол. почва супесчаная	1,71 17.1	2,69 26.9	1,58 15.8	8	-	-	-	-	0,7	-	-	-	-	-	0.3	0.4 1.0
	Дерново-подзол. почва , супесчаная	1,6 16	2,3 23	1,55 15.5	3	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-	0.3	0.4 1.0
2	Суглинок твердый	2.09 20.9	2.68 26.8	1.88 18.8	8	8	17	916	-0.125	0.3	-	47	26	300	-	0.05	2 2,8
Продолжение таблицы 1.4
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
	Супесь пластичная	1.83 18.3	2.68 26.8	1.67 16.7	9	7	11	4	1	0.6	-	14	25	250	-	0.5	3 3,4
	пе песок  мелкий, насыщенный водой  .	2.03 20.3	2.66 26.6	1.66 16.6	22	-	-	-	-	0.6	0.98	3	34	200	33	0.8	4,2 7,8
3	Глина твердая	1.83 18.3	2.73 27.3	1.7 17	7	11	31	20	-0.2	0.6	-	81	21	500	-	0.001	7,4 12,4
4	Песок гравелистый, средней плотности, влажный	2.00 20.0	2.67 26.7	1.6 16	24	-	-	-	-	0.7	0.7	0	38	500	30	0.8	6 12,6
5	Песок гравелистый, средней  плотности, влажный	2.00 20.0	2.67 26.7	1.6 16	24	-	-	-	-	0.7	0.7	0	38	500	30	0.8	6 12,6

Для оценки описания геологических  условий  построен инженерно-геологический разрез.

По данным скважин  были оценены глубины залегания  вод. Средняя глубина залегания  воды составляет 0,33 м.

В результате оценки химического  анализа воды было выявлено, что  вода является пресной, умеренно-жесткой, щелочной. Вода пригодна для хозяйственно-питьевого водоснабжения, водопоя, как молодняка, так и взрослых животных (скота, свиней, лошадей и овец), орошения.

Используя данные химических анализов воды, была оценена ее агрессивность. Грунтовая вода неагрессивна по отношению к бетонам по общекислотной, выщелачивающей, сульфатной и магнезиальной агрессивности и агрессивна по отношению к бетону обычному в благоприятных условиях по углекислотной агрессивности.

По результатам гидрогеологической съемки были построены карты гидроизогипс и гидроизобат. На участке имеются радиально-расходящиеся потоки грунтовых вод. Так как потоки являются радиально-расходящимися, то грунтовые воды питаются за счет поверхностных.

Были определены скорости движения потока на характерных участках. Гидравлический градиент для участка, где линии гидроизогипс расположены наиболее густо, составляет 0,0004, а скорость движения потока – 0,00012м/сут. Гидравлический градиент для участка, где расстояние между изогипсами среднее, составляет 0,0003, а скорость движения потока – 0,000015м/сут. Гидравлический градиент для участка, где расстояние между изогипсами максимальное, составляет 0,0002, а скорость движения потока – 0,00006м/сут [8].

Для проведения различных  расчетов в мелиоративных целях  необходимо иметь средние многолетние значения уровней грунтовых вод и их внутригодовую динамику дифференцировано по элементам ландшафта и типам почв. Результаты оценки представлены в таблице 1.5.

 

Таблица 1.5 – Средние многолетние уровни грунтовых вод на участке мелиоративного строительства, см

Элемент ландшафта	Тип почвы	Месяцы												Год
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Долина	Торфяно-болотная низинная	0,40	0,15	0	0	0,10	0,20	0,35	0,45	0,40	0,30	0,45	0,40	0,38
Долина	Дерново-подзо-листая	0,50	0,35	0,10	0,05	0,15	0,35	0,60	0,70	0,50	0,30	0,55	0,40	0,27

 

1.6 Гидрологические условия

 

Объект мелиоративного строительства находится в долине реки Смолянка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – Схема водосборной площади реки Смолянка

Гидрографические характеристики представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Гидрографические характеристики реки Смолянка

№ по списку наблюдений	Река-пункт	Расстояние от истока реки, Li,км	Расстояние от наиболее удаленной точки речной системы, Li(max),км	Уклон реки %		Площадь водосбора Fi, кв. км	Средняя высота водосбора, Hср, м	Средний уклон водосбора Iв.ср.,м	Озерность, fоз, %	Болота, fб, %	Заболоченные земли, fз.з, %	Лес, fл		Общая заболоченность до начала массового осушения болот, fз., %	Коэффициент густоты русловой сети, р. Км/кв.км	Распаханность
				Средний, Ip.cp	Средневзвешенный  Ip.cp.взв.							Заболоченный, fз.л., %	Сухой, fс.л., %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Смолянка	21	21	0,31	0,21	84,0	191,0	-	3	3	15	2	52	-	1,62	25

 

1.7 Источники и типы водного питания земель

 

На участке мелиоративного строительства наблюдается два источника водного питания земель: атмосферный, грунтовый.

Атмосферное питание  характерно для апреля, июня, июля и  августа, где наблюдаются наибольшие значения атмосферных осадков. Коэффициент  увлажнения превышает единицу в апреле, августе и сентябре и равен единице в октябре. Это означает, что осадки все не испаряются.

Для объекта мелиоративного строительства характерно неглубокое залегание грунтовых вод. Грунтовая  составляющая имеет максимальные значения в апреле и мае. Согласно карте гидроизобат в центральной, северо-западной и северо-восточной части проектируемой мелиоративной системы грунтовые воды залегают наиболее близко к поверхности земли. Здесь глубина их залегания составляет 0.2 м.

Следовательно, тип питания  – смешанный. Преобладающий – грунтовый.

 

1.8 Хозяйственно-экономические  условия

 

Землепользователем проектируемой  мелиоративной системы является СПК «им. Мичурина». До проведения мелиоративных мероприятий земли участка использовались неэффективно, в качестве неокультуренного сенокоса и пашни. Урожайность на данных землях составляла: для люпина кормового на зерно – 4.9 ц/га, для картофеля – 75.2 ц/га, для сена многолетних трав – 20.95 ц/га, для кукурузы на силос и зеленый корм – 96.65 ц/га.

Так как специализация хозяйства молочно-овощная, то необходимо предусмотреть в составе севооборотов следующие культуры: озимые и яровые зерновые – 45%, многолетние травы – 25%, зернобобовые – 10%, картофель – 10%, лен – 10%.

Проектом предусмотрено  следующее использование мелиорируемых земель:

- в качестве культурного  сенокоса на торфяно-болотной  почве;

- под пашню на минеральной  и торфяно-болотной почвах.

Для поддержания сенокоса в культурном состоянии и повышения  его эффективности применяем  поверхностное улучшение. Культурный сенокос создаем на торфяно-болотной почве методом посева предварительных культур.

Примерные травосмеси и  нормы высева отдельных трав приведены  в таблице 1.7

 

Таблица 1.7 – Примерные  травосмеси и нормы высева  отдельных  трав (кг/га)

Травосмесь	Норма высева, кг/га
Клевер красный	4-5
Клевер розовый	3-4
Тимофеевка луговая	6-8
Костер безостый	10-12

Для использования земель под пашню на торфяно-болотной почве  запроектированы следующие культуры: озимые зерновые, яровые зерновые, многолетние  травы, лен; на минеральной: озимые и яровые зерновые, зернобобовые, картофель, лен. На торфяно-болотной почве проектируется шестипольный севооборот. В пределах данного севооборотного участка поля имеют прямоугольную форму. Площади полей находятся в пределах от 38.83 до 46.09 га. В составе севооборота на минеральной почве проектируется восемь полей. На минеральных почвах размеры полей увязываем с широкозахватной техникой «Фрегат» ДМУ-А199-28 радиусом 210 м. Соотношение сторон полей 1:2, площади полей находятся в пределах от 43.54 до 47.94 га.