Проект осушения лесных земель

В отдельных случаях  осушение участка может достигаться  устройством только ловчих или нагорных каналов или их системой. Последние  проектируются при малых водосборах, когда грунтовые воды подходят близко к поверхности, и представляют собой совмещение нагорных и ловчих каналов. Они одновременно перехватывают поверхностные и грунтовые воды. При питании территории напорными водами нагорно-ловчие каналы проектируются по линиям максимальных напоров. Они бывают сплошные и прерывистые.

Защитные или пограничные  каналы проводятся между суходолом  с произрастающим лесом и смежным болотом,  или окружается неосушенное болото, находящееся внутри осушаемой территории. Дно пограничного канала по возможности должно быть врезано в минеральный грунт. Защитные каналы могут служить как противопожарные.

 

2.4 Нумерация каналов на осушительной  сети

 

При нанесении на план осушительной сети нумерация каналов  начинается с устья принимающего канала (водоприемника).

При этом каналы, которые  впадают справа по течению нумеруются четными, а слева— нечетными. Например, осушитель имеет индекс и нумерацию А-2-1. Это значит, что осушитель впадает с левой стороны первым по счету от устья в транспортирующий собиратель (ТС-2).

 

 

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ  СЕТИ

 

3.1 Определение среднего уклона  поверхности осушаемого участка

 

Для установления среднего уклона осушаемого участка тщательно изучается  план этого участка в горизонталях.

На плане нужно определить на глаз не менее трех участков с разными наклонами, это значит с разными расстояниями между горизонталями и на каждом участке провести перпендикулярно горизонталям линии.

По каждой линии определяют уклон:

 

i =h/L ,

где:

     h - превышение, м;

     L- длина линии, м;

Вычисляем средний уклон по каждой линии и средний уклон местности. Он используется в дальнейшем при проектировании расстояния между осушителями.

 

i = 3,5/2270 =  0,0015

i = 2,5/2350 =  0,0011

i = 4,0/1940 =  0,0021

iср. =  0,0016=0,002

 

3.2. Проектирование глубины каналов.

 

Глубина каналов зависит  от многих факторов. Важнейшие из них: назначение канала, норма осушения, почвенно-грунтовые и гидрологические  условия, типы машин и механизмов, используемые для устройства канала, и другие.

Отсюда и зависимость  от глубины каналов расстояний между  осушителями, объема выемки, стоимости строительства, эффективности произрастания леса на самом объекте мелиорации и на примыкающих территориях.

Существуют глубины: установленные (рабочие) и проектные.

Проектные глубины обычно больше установленных на глубину осадки торфа. В моем случае минимальная рабочая глубина осушителей равняется 1м, так как глубина торфа – 0,9м.

Вычисление проектной  глубины (Н_пр) производится по формуле с учетом коэффициента осадки (К_о) и установленной глубины (Н_р).

В нашем случае, так  как торф рыхлый, а тип заболачивания переходный, коэффициент осадки торфа равен 1,58.

Толщина садки торфа  в моем случае 0,9 - 0,57 = 0,33м

Имея исходные данные, находим минимальную проектную глубину осушителя(Н_прос):

Н_р= 0,9/1,58 = 0,57м.

Глубина канала в минеральном  грунте: 1,0 – 0,57 = 0,43

Н_прос = 0.9 + 0,43 = 1,33м

 

Глубина транспортирующих собирателей обычно принимается на 0,1- 0,2м более, чем глубина впадающих осушителей, а глубина магистрального канала на 0,2 - 0,3м больше, чем глубина транспортирующих собирателей.

Отсюда проектная глубина  транспортирующего собирателя будет равна(Н_пртр):

Н_пртр= 1,33 + 0,1 = 1,43м;

Н_уст = 1,0 + 0,1 = 1,10м

 

Рабочая глубина будет  рассчитываться исходя из степени усадки торфяного горизонта с учетом мощности минерального горизонта под торфом, который находится из глубины проектной.

 

Проектная глубина магистрального канала составляет(Н_прм):

 

Н_прм=1,41 + 0,3 = 1,71м;

                                       Н_уст = 1,1 + 0,3 = 1,40м

 

3.3. Определение расстояния между осушителями.

 

Стоимость и эффективность мелиорации лесных земель в значительной степени зависит от расстояния между каналами. Выбор расстояний между осушителями зависит от многих факторов: цели осушения, характера климата, почвогрунтов, глубины залегания водоупоров, глубины каналов, уклона поверхности, толщины торфа и т.д. Определение расстояний проводят гидрологическим, ы заложения пробных площадей и выявления действия мелиорационной сети на рост леса и окружающую среду. Руководством по осушению лесных земель (ч.2 «Проектирование») расстояние между осушителями вычисляется по базовому варианту  с учетом почвенно-грунтовых, лесорастительных и гидрологических условий с введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Так как на осушаемой  территории сосняк багульниковый, мощность торфяного горизонта составляет 0,9м, расстояние между осушителями должно находиться  в пределах от 65 до 125м.

При проектировании учитываем  поправочные коэффициенты:

- зональный (для Гомельской области составляет 1,12);

- с учетом почвогрунтов  и установленной глубины каналов  (для рабочей глубины 1,0м с подстилающей породой супесь связная составляет 1,00;

- с учетом среднего  уклона местности (для уклона 0,002 составляет 1,00).

Базовые расстояния, поправочные коэффициенты и другие расчетные величины заносим в Таблицу 3.2 и выбираем оптимальное расстояние между осушителями.

 

 

Таблица 3.2 – Величина оптимального расстояния между осушителями.

 

Группа типов леса	Установленная глубина Ос, м	Уклон поверхности	Базовое расстояние между  Ос, м		Поправочные коэффициенты на					Принятое расстояние, м
			при мах рентабельности	при мах продуктивности	зону (Кзон)	глубину Ос	тип водного питания	уклон поверхности	общий
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Сосняк богульниковый	1,0	0,002	125	65	1,12	1,00	-	1,00	1,12	140

 

Из таблицы видно, что  оптимальное расстояние между осушителями  принято проектировать  140м.

При проектировании магистральный  канал будет проходить параллельно квартальной просеке на расстоянии 10м от нее. Также при проектировании расстояния между осушителями учитывалось, что магистральный канал и транспортные собиратели также будут выполнять функцию осушителей.

 

3.4. Длина каналов и степень  канализации.

 

Длина канала зависит  от их назначения, условий рельефа, расстояния между осушителями, хозяйственно-эксплуатационных условий. Осушители целесообразно проектировать в пределах квартала (500-1000м), чтобы они не пересекали просек. В сложных условиях рельефа и на территориях без уклона, длина допускается в пределах 200-500м, а на площадях с достаточным уклоном - до 1500м.

Длина проводящей сети зависит  от размеров и рельефа осушаемой  территории, а также длины регулирующей сети и местонахождения водоприемника. Собиратели проектируются длиной 1-2 км, а магистральные каналы - в зависимости от отдаленности водоприемника от осушаемого участка. Длина борозд, дополняющих осушительную сеть, проектируются в зависимости от уклона и расстояний между осушителями в пределах 100-200м.

На плане каналы номеруются в соответствии с номенклатурой. Затем подсчитывают длину всей осушительной сети, а также площадь осушаемого участка. На основании этих подсчетов высчитывается степень канализации.

На нашем участке  находится 32 осушителей, каждый из которых 28 имеет длину 930м,  2 длину 1000м и 2 имеют длину 200м и 430м, исходя из этого, общая длина осушителей составляет 28670м.

Четыре транспортирующих собирателя, два из которых имеют длину по1940м, исходя из этого, общая длина транспортирующих собирателей составляет 3880м.

Длина магистрального канала составляет 2440м. Полученные данные заносятся в Таблицу 3.3.

Таблица 3.3 Степень канализации осушительной сети

 

Длина каналов, м			Степень канализации, км/га
осушителей	транспортирующих	магистрального	Осушительной сети	Проводящей сети	Общая участка
28670	3880	2440	0,0060	0,013	0,073

Общая длина всей осушительной сети составляет 34990м, степень канализации 0,073 км/га.

 

3.5. Поперечный профиль каналов.

 

Мелиоративный канал чаще всего  проектируется трапециидальной  формы (рис.3.1) и характеризуется следующими исходными величинами: проектной глубиной, шириной канала по дну, коэффициентом откоса.

 

 

 

Рис.3.1 – Мелиоративный канал трапециидальной формы.

 

Ширину канала по верху  находим по формуле:

 

В=b + 2тН,

Где:

В - ширина канала по верху, м;

b - ширина канала по дну, м;

т - коэффициент откоса;

Н – проектная глубина канала, м.

По этой формуле находим  ширину каналов-осушителей и транспортных собирателей. Ширину магистрального канала находим после его гидравлического расчета (п.3.10).

Для каналов-осушителей проектная глубина составляет 1,33м, ширина по дну канала – 0,40м, коэффициент откосов берем из таблицы и принимаем равным 1,0. Исходя из этого, находим ширину каналов по верху (Вос):

 

Вос=0,4 + 2∙1,0∙1,33=3,06м

 

Для транспортирующих собирателей проектная глубина составляет 1,41м, ширина по дну канала – 0,40м, коэффициент откосов берем из таблицы и принимаем равным 1,5. Исходя из этого, находим ширину каналов по верху(Втр):

 

Втр=0,4 + 2∙1,5∙1,41=4,63 м

 

Вынутый при строительстве  грунт разравнивают слоем до 15-20см (в лесах лесопарковой зоны, на лесокультурных площадях), или отсыпают постоянные кавальеры – дамбы, либо разравнивают под дорожные насыпи. Земляную насыпь под дорогу строят по типовым проектам. Расстояние между бровкой канала и подошвой кавальера (насыпи) называется бермой. Ширина бермы – 1,5м, но не меньше глубины канала. Для пропуска поверхностных вод в отвалах выпускного канала грунта устраиваются открытые или закрытые водосточные воронки. Сточные воронки устраиваются обычно в натуральных понижениях, или выровненных территориях через 30-50м, воронки прорезают отвал, врезаются в целинный грунт на 0,2-0,4м. Ширина сточных воронок по дну 0,3-0,4м, заложение откоса – по грунту. Когда вынутый грунт разбрасывают по поверхности, то воронки не устраивают. Отвалы грунта для дорог, как правило, располагаются на более низком боку каналов. В отвалах, которые используются под полотно дороги, устраивают сточные воронки закрытого типа (бетонные, керамические и т. д.).

В данном проекте предусмотрено отсыпание постоянных кавальеров и устройство открытых водосточных воронок через 50м.

 

3.6. Откосы каналов и их укрепление.

 

Открытый мелиорaтивный канал в зависимости от характера  грунтов и величин пропускаемогo расхода воды чаще всего проектируется трапециидальной поперечной формы. Крупные каналы с площадью водосбора более чем 150 км² в неустойчивых грунтах имеют трапециидально-параболическую или параболическую форму поперечного сечения.

При проектировании каналов  трапециидальной формы сечения учитывают устойчивость грунтов и наличие механизмов, с помощью которых строят каналы. Обычно каналы в поперечном сечении имеют форму равнобокой трапеции. Боковые стенки или откосы трапеций делают наклоненными. Отношение проекции L/Н называется крутизной или заложением откоса, и выражаются коэффициентом m.

Коэффициент устойчивых откосов, который рекомендуется  управлением по осушению лесных земель, зависит от вида грунта, категории каналов и их глубины.

В нашем случае для  древесно-багульникового, рыхлого, средне разложившегося торфа мощностью 0,9м коэффициент устойчивого откоса составляет:

- осушителей – 1,0;

- транспортирующего собирателя - 1,5;