Мелиорация РГР-1x (30.21 кб) (2015.11.11)

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕНОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФИСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПРИМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕНАЯ
СЕЛЬСОХОЗЯЙСТВЕНАЯ АКАДЕНМИЯ
Инженерно-технологический институт
Кафедра водоснабжения и водоотведения
Расчётно – графическая работа №1
По дисциплине «мелиорация водосборов»
Выполнила: студент 741 гр.
Проверил: доцент, к.г.н.
Децик В.Н.
Уссурийск 2015
Содержание
Исходные данные
Введение
1. Природные условия
1.1 Почвенно – мелиоративные условия
1.2 Рельеф участка
2. План осушительно – увлажнительной системы
2.1 Организация территории
2.2 Методы и способы осушения
2.3 Осушительная сеть в плане
2.4 Оросительная сеть в плане
2.4.1Выбор дождевальной техники.
2.4.2 Оросительная сеть
2.5 Дорожная сеть
2.6 Гидротехнические сооружения
Литература
Введение
В сложных природно-климатических условиях Дальнего Востока
важным фактором интенсификации сельскохозяйственного производства
являются
комплексные
мелиоративные
работы
и
совершенствование
дорожной сети. Основные задачи мелиорации земель в Приамурье и
Приморье заключаются в ликвидации избыточного увлажнения почв во
второй половине лета и осенью и восполнении дефицита влаги в почве
весной и в первой половине лета. Это позволяет в короткие сроки вводить в
сельскохозяйственный оборот целинные земли, повышать плодородие почв,
обеспечивать рациональное использование земельных и водных ресурсов. С
учётом
требований
сельскохозяйственного
производства
сельскохозяйственных культур к водному режимы почв эти задачи для
осушительных мелиораций конкретизируются в следующие требования:
исключить или уменьшить до допустимого предела избыточное увлажнение
почв в период вегетации растений; обеспечить своевременное проведение
всех полевых работ.
1. Природные условия.
1.1. Почвенно-мелиоративные условия.
Водный режим участка и степень его переувлажнения зависит: от
величины и характера распределения атмосферных осадков, их соотношения
с суммарным испарением, геоморфологии, гидрогеологических и условий
водно–физических свойств почвы.
Почвы лугово-бурые
Эти почвы выделены в Восточной буроземно-лесной области, в Приморском
крае. Они развиты под остепненными разнотравно-злаковыми и осоковозлаковыми лугами, часто с зарослями кустарников, на слаборасчлененных
поверхностях высоких надпойменных террас и на пологих шлейфах увалов,
на почвообразующих породах, представленных щебнисто-суглинистыми
отложениями и тяжелыми суглинками и глинами. Муссонный характер
атмосферных
осадков
преобладания
пород
в
условиях
тяжелого
слаборасчлененного
механического
состава
рельефа
и
обусловили
поверхностное переувлажнение почв и оглеение почвенного профиля. Почвы
резко дифференцированы на генетические горизонты.
Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:
A1 — гумусовый горизонт мощностью 20-40 см, темно-серый, суглинистый
или более тяжелый по механическому составу, комковато-порошистой
структуры, слабо уплотнен, пронизан корнями растений;
A2g — оподзоленный, оглеенный горизонт мощностью около 10 см, развит
не всегда, пепельный или серовато-пепельный с сизоватыми и ржавыми
пятнышками оглеения, суглинистый, пластинчатой структуры, содержит
много ортштейнов; может быть замещен переходным буровато-серым
горизонтом A1B;
Bg — иллювиальный горизонт мощностью 35-50 см, серо-бурый или
сизовато-бурый, суглинистый или более тяжелый по механическому составу,
иногда хрящеватый, комковато-остроребристой структуры; иногда обилие
мелких охристых пятнышек и точек;
Cg — плотная порода мощностью 65-100 см, суглинистая или глинистая,
иногда хрящеватая, оглеенная.
Содержание гумуса в горизонте A1 колеблется от 4,0 до 20%; реакция почв
— в диапазоне от кислой до слабокислой (pHKCl 3,7-5,7); емкость обмена
сравнительно высокая (20-40 мг-экв на 100 г почвы); поглощающий
комплекс
насыщен
основаниями.
Почвы
характеризуются
низким
содержанием подвижных соединений азота и фосфора.
Они
очень широко
используются в
сельском
хозяйстве.
Эти
почвы
нуждаются в минеральных, фосфорных и азотных удобрениях на фоне
органических удобрений.
1.2 Рельеф участка.
На данной системе выделяем один участок. Также необходимо
определить средний уклон всего участка.
Уклон поверхности земли высчитывается по формуле:
𝑖𝑛 =
𝑖=
𝐻2 − 𝐻1
𝑙1−2
105 − 100
= 0.00345
1450
𝑖ср = 0.00345
2 План осушительно-увлажнительной системы
2.1 Организация территории.
На моем участке расположен овощной 5-польный севооборот.
Дадим краткую характеристику культурам севооборота и требованиям к
водному режиму почвы: таблица 1.
Таблица 1. Характеристика культур полевого 8-польного севооборот.
Культура
Число
Предполивная
Период
Норма
Допустимые сроки
полей
влажность
вегетации
осушения
отвода избыточной
гравитационной
влаги, сут
Овёс
1
0,7
21.04 – 31.07
–
1,5 – 2,5
Кукуруза
4
0,7
21.05 – 20.08
–
1.5 – 1,5
Соя
2
0,75
21.05-20.09
–
1.5 - 2.5
Многолетние
1
0,7
21.04-20.09
–
1.5 – 2.5
травы
Площадь мелиоративной системы характеризуется площадью – нетто и
площадью брутто. Площадь брутто – это общая площадь земельного участка,
занимаемая мелиоративной системой. Площадь – нетто – это полезная
(посевная площадь) системы. Она меньше площади – брутто на величину
площадей под каналами, дорогами, гидротехническими сооружениями и т.п.
Площадь-брутто системы определяется по топографическому плану нашего
участка:
бр
𝐹𝑐 =
𝑏+𝑐
31,2 + 30,6
∙𝑎 =
∙ 53,6 = 1656,24 см² = 414,06 га
2
2
Площадь – брутто одного поля севооборота равна:
бр
𝐹𝑛
бр
𝐹𝑐
1656,24
=
=
= 207,03 см² = 51,75 га
𝑁
8
где 𝑁 - число полей.
Площадь – нетто определяются с помощью коэффициента земельного
пользования:
бр
𝐹𝑐нт = 𝐹𝑐 ∙ 𝜂 = 414,06 ∙ 0,9 = 372,654 га
бр
𝐹𝑛нт = 𝐹𝑛 ∙ 𝜂 = 51,75 ∙ 0,9 = 46,575 га
где 𝜂 - коэффициент земельного использования, 𝜂 = 0,9.
2.2 Методы и способы осушения.
1)Устанавливаем причины переувлажнения участка:
А) приток поверхностных вод с выше лежащего склона.
Б) Поверхностные воды реки.
Почвы
моего
участка
лугово-бурые
относятся
к
тяжелым
оструктуренным почвам
В) атмосферные осадки, так как глинистые почвы относятся к тяжелым
слабопроницаемым.
2)Устанавливаем тип водного питания участка.
У нас 3 источника переувлажнения, тип водного питания смешанный:
1-Склоновый тип водного питания;
2-Намывной тип водного питания;
3-Фтмосферный тип водного питания.
В нашем случае тип водного питания – атмосферно- склоново намывной.
Устанавливаем методы и способы осушения участка:
Для защиты участка от притока поверхностных склоновых вод
принимаем метод осушения – перехват на границе участка поверхностного
стока и отводим его в сторону.
Способ – строительство нагорных каналов.
Для защиты участка от затоплении поверхностными водами реки:
принимаем
метод
–
защита
территории
от
затопления;
способ
–
строительство дамб обвалования.
Для защиты почв участка от переувлажнения атмосферными осадками:
принимаем меры:
1-особенности
водного
режима
почв:
длительное
стояние
гравитационных подпертых вод во всем верхнем метровом слое почвы.
2-задачи
осушения
ликвидация
застойных
поверхностных
вод,
удаления избыточных вод, удаление избыточных гравитационных вод из
пахотного слоя, понижение уровня почвенных вод на глубине 65-75 см.
3-методы осушения: 1) ускорение стока по поверхности почвы и
пахотному слою;
2) ускорение просачивания воды через слабопроницаемый подпахотный
слой;
3)
ускорение
стока
по
иллювиальному
горизонту
повышенной
водопроницаемости.
4-способы осушения: 1) открытые каналы через 400-500метров;
2) мелиоративное рыхление на глубину 0,6 метра.
2.3 Осушительная сеть в плане.
Параметры закрытого дренажа.
Закрытый дренаж рассматривается как наиболее совершенный способ
осушения почв Дальнего Востока.
Определяем максимально допустимое расстояние между
транспортирующими собирателями:
Lg=400 м
Iср=0,0035
Расстояние между каналами при iср=0,002- 0,005 составляет 400 метров.
в= 53,6/2=26,8
бр
𝐹𝑛
207,03
𝑎=
=
= 7,725см = 386, 25 м
в
26,8
а=386,25м< lg=400 м, т.е. полученное расстояние не превышает допустимое,
расстояние между каналами принимаем 386,25 м и принимаем одно поле
севооборота.
Принятое расстояние откладываем по обеим сторонам и проводим
линии собирателей.
2.3.1Проектирование регулирующей осушительной сети.
1)Глубина заложения дрен = 1,0 м- минимальное, 1,3 м – максимальное.
2)Междренное расстояние = 14м, так как 𝑖ср = 0,0035
4)Схема расположения дренажа в плане.
Закрытые собиратели проектируются по обычной поперечной схеме.
5)Обычная коллекторная схема.
6)Длина не более 300 м, минимальная длина 50 м.
Так как почва тяжёлая оструктуренная, присутствует атмосферный ТВП, и
средний уклон нее 0,005 (𝑖ср = 0,0035), то закрытые собиратели применяют
поперечные и продольные.
2.3.2 Проводящая осушительная сеть.
При осушении тяжёлых почв закрытым дренажём сбор и отвод
поверхностного
стока
осуществляют
открытые
транспортирующие
собиратели, которые в этом случае должны располагать под острым углом к
горизонталям. В этой связи проектирование осушительной сети следует
начинать
с
транспортирующих
собирателей.
После
этого
уточняют
конструкцию закрытого пластмассового дренажа и проектируется в плане
магистральный канал.
При проектировании транспортирующих собирателей необходимо
придерживаться следующих основных правил:
- канал должен располагаться к горизонталям таким образом, чтобы уклон
земной поверхности на его трассе был направлен к ГД,
- желательно, чтобы каналы были параллельны между собой, а форма полей
была близка к прямоугольной с соотношением сторон 1 : 1 до 1 : 4,
- расстояние между каналами должно составлять: при уклоне поверхности
земли менее 0,002 – не более 300 м, при уклонах от 0,002 до 0,005 – не более
400 и при уклонах более 0,005 - не более 500 м,
- сеть открытых каналов должна разбивать орошаемую площадь на участки
кратные площади одного поля севооборота, т.е. на участке между соседними
каналами должно вместиться целое число полей. Поля одного севооборота не
должны отличаться по площади от среднего более чем на 10%.
При этом необходимо увязать расположение открытой осушительной сети с
параметрами принятой дождевальной техники и элементами оросительной
сети.
Трасса магистрального осушительного канала должна обеспечивать приём
воды из транспортирующих собирателей и оградительных каналов и
проходить по понижениям массива.
2.3.3. Ограждающая осушительная сеть.
Оградительная сеть в плане проектируется так, чтобы предотвратить
поступление на территорию мелиорируемого участка поверхностных и
грунтовых вод с вышележащих склонов и со стороны водоприемника. При
проектировании сети нагорных каналов предпочтение следует отдавать
коротким каналам, впадающим в открытую проводящую осушительную сеть.
При этом уклон земной поверхности по трассе нагорного канала по
возможности должен быть однообразный.
Число
и
протяжённость
результате анализа
нагорных
каналов
устанавливается
в
топографического плана местности, прилегающей к
осушаемому массиву.
Дамбы обвалования необходимо располагать по границе осушаемого
массива со стороны реки в пределах зоны затопления расчётными уровнями
паводковых вод реки. При этом дамба должна идти параллельно
проводящему осушительному каналу, совмещающего функцию береговой
дрены и резерва для отсыпки насыпи дамбы.
2.4.
Оросительная сеть в плане.
2.4.1 Выбор дождевальной техники.
Данный вопрос разрабатывается после проектирования в первом
приближении осушительной сети. При этом необходимо выбрать тип и
модификацию
дождевального
устройства,
привести
основные
его
характеристики и конструкцию оросительной сети.
Дождевальную фронтальную машину ДФ-120 „Днепр" применяют для
полива всех сельскохозяйственных культур, включая высокостебельные, на
одном или двух участках вдоль распределительного трубопровода. Ее можно
буксировать.
Технические данные: вода поступает в машину от гидрантов закрытой
напорной оросительной сети, размещенных на расстоянии 54 м один от
другого; расстояние между оросительными трубопроводами 920 м; длина
трубопровода базовой модели машины 448 м, он уложен на 17 опорных
тележках.
На первой и последних фермах дождевальной машины располагают
дождевальные аппараты с механизмами секторного полива и соплами
диаметрами 7; 7 и 4 мм. Угол поворота ствола дождевального аппарата и его
ориентацию выбирают в зависимости от направления ветра. На всех
промежуточных
фермах
устанавливают
дождевальные
аппараты
без
механизма секторного полива с соплами диаметрами 7; 11 и 4 мм. При
скорости ветра более 3 м/с все сопла диаметром 4 мм закрывают резиновыми
заглушками.
Геоморфологические условия. Применимость дождевальной техники
по этому факту производится путем сравнения уклонов орошаемого участка
с допустимым максимальным уклоном для рассматриваемой дождевальной
машины.
ДФ12-04 применяется, так как средний уклон 𝑖ср = 0,0035, а допустимый
уклон 𝑖доп ≤ 0,02.
Агротехнические условия. Важное значение при выборе дождевальной
техники имеет соответствие её параметров биологическим характеристикам
и технологии выращивания культур севооборота. Из биологических
характеристик при этом первостепенное значение имеет высота с/х культур,
так как многие машины имеют по этому фактору ограничения.
Технология
возделывания
препятствовать
движению
Известно,
овощи
что
и
орошаемых
широкозахватных
картофель
в
культур
не
должна
дождевальных
машин.
условиях
Дальнего
Востока
возделывается на грядах и гребнях, которые нарезаются перпендикулярно
транспортирующим собирателям.
Данная дождевальная машина применяется, так как допустимая высота
с/х культур составляет 2,1 м и машина способна поливать поля с грядами и
гребнями.
Согласование техники дождевания с впитывающей способностью
почвы. Важное условие качественного полива дождеванием заключается в
том, чтобы при поливе не образовался сток, приводящий к размыву почвы и
смыву гумуса. В этой связи для орошения тяжёлых минеральных почв
Дальнего Востока, отличающихся слабой впитывающей способностью,
предпочтение следует отдавать дождевальным машинам с низкой средней
интенсивностью дождя.
Таблица 2. Оценка технической применимости дождевальной техники.
Факторы применимости
1. Уклон земной
поверхности
2. Высота орошаемых
культур, м
3. Наличие гряд и гребней
4. Согласование с сетью
осушительных каналов
Характеристика орошаемого
участка
0,0035
Дождевальная техника
(ДШ-30)
i≤ 0,02
2,0
2,1
отсутствуют
𝐿𝐾 = 386,25
Может работать
Обеспечит полив
ДФ - 12 – 04
L= 352 м
Таблица 3. Технические характеристики модификации машины ДФ-12-04
«Днепр».
Показатели
Ширина захвата машины, м
Расход машины, л/с
Свободный напор на гидранте, м
Расстояние между гидрантами, м
ДФ-12-04
352
92
45
54
2.4.3. Оросительная сеть в плане.
В соответствии с типом принятой дождевальной техники, сетью
осушительных
каналов
и
природных
условий
орошаемого
участка
проектируется в плане оросительная сеть. Выбор схемы расположения сети в
плане зависит от осушительных каналов и водоисточника, параметров и
условий работы дождевальных агрегатов. При этом необходимо стремится к
снижению
общей
максимальному
протяжённости
использованию
закрытой
оросительной
сети,
подачи
оросительной
воды
для
осушительных каналов. Распределительные напорные трубопроводы следует
проектировать вдоль дороги с низкой стороны осушительных каналов. На
участках, вытянутых вдоль реки, магистральный напорный трубопровод
целесообразно
проектировать
по
центру
системы
с
двусторонним
расположением трубопроводов младшего порядка. Сначала проектируется в
плане оросительная сеть в пределах полей, а затем – магистральный
напорный трубопровод.
В
зависимости
от
конкретных
природных
условий
и
вида
дождевальной техники выбирается тип и конструкция оросительной сети:
стационарная, комбинированная или передвижная; открытая или закрытая и
т.д. Для закрытой оросительной сети определяется её вид: низконапорная или
высоконапорная.
Расположение
оросительной
сети
в
условиях
осушительно-
увлажнительной системы в немалой степени зависит от результатов
проектирования в плане осушительной сети. В этой связи необходимо
увязать расположение в плане оросительной и осушительной сети. Только
после достижения оптимального варианта расположения элементов сети её
наносят на план и производят нумерацию всех каналов и трубопроводов.
2.5.
Дорожная сеть.
На системе необходимо запроектировать эксплуатационные дороги с
низовой
стороны
каждого
открытого
Внутрихозяйственные дороги связывают
осушительного
канала.
мелиоративную систему с
поселком и предприятиями по хранению и переработке продукции. Ширина
проезжей части этих дорог принимается обычно равной 6м., при ширине
земляного полотна 6,5 м. При необходимости эксплуатационные
дороги
проектируются вдоль проводящих оросительных трубопроводов.
Полевые дороги предназначены для подъезда к отдельным полям и
севооборотам. Ширина дорожного полотна полевых дорог обычно равна 3 м.
2.6.
Гидротехнические сооружения.
Гидротехнические сооружения обеспечивают заданный режим работы
всех элементов осушительно-увлажнительной системы. Они включают
гидротехнические сооружения на открытой сети и арматуру на закрытой
оросительной сети. К сооружениям первой группы относятся трубчатые
переезды и мосты, подпорные сооружения, сопрягающие сооружения и т.д.
На закрытой оросительной сети устанавливаются водовыпуски, регуляторы
давления, вантузы, гидранты, предохраняющие устройства и т.п.
Изучив гидротехнические сооружения и арматуру, необходимо расставить их
на плане оросительной и осушительной сети с помощью соответствующих
условных обозначений.
Список литературы.
1. Ерхов Н.С., Ильин Н.И., Мисенев В.С. Мелиорация земель./ Н.С. Ерохов и
др. – М.: Агропромиздат, 1991.-320 с.
2. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. – М.: Колос, 1981.-357
с.
3. Практикум по сельскохозяйственным гидротехническим мелиорациям. – М.:
Агропромиздат, 1986.-368 с.
4. Механизация полива: справочник. – М.: Агропромиздат, 1990.-336 с.
5. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер К.В. Справочник по мелиорации./ Б.С.
Маслов и др. – М.: Росагропромиздат, 1989.-384 с.
6. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения. – М.: 1986.-60 с.
7. Степанов А.Н. Осушение земель Дальнего Востока./ А.Н. Степанов. – М.:
Колос, 1976.-240 с.
8. Агроклиматические ресурсы Приморского края. – Л.: Гидрометеоиздат,
1973.-148 с.
9. Проектирование мелиоративных систем на Дальнем Востоке. – Владивосток,
1984.-94 с.
10.Методические указания по проектированию осушительных систем с
использованием ЭВМ при курсовом и дипломном проектировании для
студентов факультетов водного хозяйства и мелиорации и землеустройства./
Приморский с.х. институт; Сост. В.Н. Децик. – Уссурийск, 1995.-29 с.
11.Синельников Э.П., Охнобихин В.И., Шелест Л.Г. Пойменные почвы юга
Дальнего Востока и их сельскохозяйственное использование./ Э.П.
Синельников и др. – Уссурийск, 1991.-47 с.
12.Методические указания к курсовому проекту на тему «Орошение
дождеванием участка сельскохозяйственных земель» для студентов
гидромелиоративного факультета./ Приморский с.х. институт; Сост. В.Н.
Децик. – Уссурийск, 1984.-82 с.
13.Проектирование стационарных автоматизированных систем орошения
малыми поливными нормами: Методические указания./ Приморский с.х.
институт; Сост. В.Н. Децик. – Уссурийск, 1989.-23 с.