Проектирование осушительной системы

Введение

Цели и задачи:

Спроектировать осушительно-оросительную систему для колхоза Новгородской области. Источником заболачивания являются грунтовые воды, а почвы участка представлены торфами мощностью 0.9 м. Подстилающие грунты представлены средним суглинком.

Коэффициент фильтрации (Кф) = 0,12 м/сут

Коэффициент водоотдачи = 0,10

Глубина залегания грунтовых вод весной = 0,25 м

Направление грунтового потока в сторону реки Карповка, которая является водоприемником.

В летний период глубина воды в водоприемнике 1,98 м.

Заданные годы 1968-1977

Расчетная поливная норма 298 м³/га

Межполивной период равен 9 суток

Мелиорация - комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий с целью повышения эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Мелиорация отличается от обычных агротехнических приёмов длительным и более интенсивным воздействием на объекты мелиорации.

В мелиорацию входит понятие мелиоративных систем, которые представляют из себя комплекс гидротехнических сооружений, связанных между собой. Под гидротехническими сооружениями и устройствами понимаются:

-Каналы

-Коллекторы

-Водохранилища

-Дамбы

-Трубопроводы

и т.д.

Мелиорация подразумевает под собой довольно разностороннее улучшение земель и не ограничивается лишь осушением или орошением, как может показаться на первый взгляд. Существуют различные типы мелиораций, каждый из которых применяется для разных ситуаций:

Химическая –представляет из себя комплекс мелиоративных приёмов (известкование, фосфорирование и гипсование почв).

Гидромелиорация– коренное улучшение за счёт регулированияводного, воздушного, теплового и других режимов почв путём распределения и отвод вод при помощи мелиоративных систем для излишне увлажненных почв (заболоченные, смытые, эродированные и т.д.).

Культуртехническая – в основном представляет собой расчистку земель от растительности (древесной, травяной, кочек, пней и мхов), камней и иных предметов. Так же включает в себя обработку солонцов (рыхление, пескование, глинование, плантаж и первичная обработка почвы).

Агролесомелиорация – комплекс мероприятий коренным образом, улучшающий земли с помощью защитных лесных насаждений (Противоэрозионная, полезащитная и пастбище защитная мелеорация).

Природно-климатические условия Новгородской области

Климат

Климат Новгородской области — умеренно-континентальный, близкий к морскому, характеризуется избыточной влажностью.

Летом дожди, как правило, бывают кратковременные (12-17 дней с дождями в месяц). Число ясных дней в месяц в среднем около 10, изредка до 19. В ночные часы и утром бывают туманы (5-8 дней с туманом в месяц). Осенью преобладает пасмурная погода с продолжительными туманами (12-14 дней с туманом в месяц). Осадки осенью выпадают в виде затяжных моросящих дождей, в ноябре часто в виде мокрого снега.Среднегодовая температура воздуха +4,9С. Наибольшая относительная влажность воздуха наблюдается в осенне-зимний период, достигая максимума в ноябре-декабре (88%). Наибольшее количество осадков - в летние месяцы, наименьшее - в январе-марте. Количество дней с осадками в среднем 184. Продолжительность вегетационного периода (с 16 апреля по 8 октября) - 175 дней. Средняя дата последних заморозков весной - 18 мая, первых заморозков осенью - 18 сентября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 143 дня.

За вегетационный период (175 дней) выпадает 400-430 мм осадков (60% годовой нормы). Наименьшая относительная влажность воздуха - май-июль, что является одной из причин повышенной пожарной опасности в это время. Лето (период с T выше 10оС) продолжается 140 дней. Устойчивый снежный покров обычно устанавливается 14 декабря (наиболее ранняя дата - 11 ноября) и сохраняется 110-120 дней. Средняя высота снежного покрова 20-25 см. Разрушение устойчивого снежного покрова начинается в марте и заканчивается к 25 апреля (самая поздняя дата). Максимальная глубина промерзания почв достигает 50 см, к 5 апреля почва в среднем оттаивает на глубину 10 см, к 17 апреля она оттаивает полностью.

Рельеф и гидрография

Область расположена на северо-западе Европейской части России. Большая часть территории — плоская, местами заболоченная Приильменская низменность, в центре которой — озеро Ильмень являющееся самым большим в области. Берега Ильменя изрезанные, часто низкие и заболоченные. В озеро впадают 52 реки, крупнейшие из них Мста, Шелонь и Ловать с Полистью, вытекает одна река — Волхов.

На юго-востоке — холмисто-моренная Валдайская возвышенность (высота до 299,6 м), на северо-востоке её продолжение — Тихвинская гряда. Здесь проходит главный водораздел Восточно-Европейской равнины, с западных склонов возвышенности реки бассейна Балтийского моря, а с восточного бассейна Каспийского моря. В этой части области расположено большое количество озёр, такие как Валдайское (самое глубоководное в области), Селигер (в пределы области входит только северный Полновский плёс озера), Ужин, Пирос, Меглино, Вельё и другие.Область расположена в лесной зоне (южная тайга и смешанные леса) и обладает подзолистыми и болотистыми (на северо-западе) почвами. Леса занимают более 60 % территории области.

Почвы

В почвенном покрове преобладают дерново-подзолистые почвы, часто в различной степени переувлажненные. Характерными признаками дерново-подзолистых почв являются небольшая мощность пахотного горизонта, повышенная кислотность, невысокое содержание элементов питания и низкое содержание гумуса.

Среднее содержание гумуса на пахотных землях составляет 2,5%, а 33,4% почв имеет содержание гумуса менее 2%. Из 578,8 тыс. га сельхозугодий сельскохозяйственных предприятий 85,2 тыс. га заболочены, 55,5 тыс. га переувлажнены, 293,1 тыс. га кислые, 123,2 тыс. га засорены камнями. На территории выявлены 376,4 тыс. га эрозионно-опасных и 69,6 тыс. га эродированных земель или соответственно 44,8% и 8,3% от площади всех сельскохозяйственных угодий области.

Проектирование осушительной системы

Исходя из типа водного питания, мы выбираем метод и способ осушения. Тип водного питания – характеристика поступления вод к естественной переувлажненной территории.

В нашем случае целесообразно будет выбрать двустороннюю осушительно-оросительную систему.

Чтобы спроектировать данную систему на нужно рассчитать обеспеченность для выбранных нами лет.

(P) Обеспеченность – вероятность повторения того или иного события.

Р=

где:

m – порядковый номер члена ряда

n – число членов

Таблица 1 – Расчет лет различной обеспеченности

Анализируя данные таблицы 1, выявлено, что среднестатистическим годом является – 1987, средневлажным – 1986, среднесухим – 1988.

Осушительную систему проектируют для данных влажного года с обеспеченностью Р = 5-10%. Таким образом для осушительной системы выбираем влажный 1980 год с обеспеченностью 9,1%. Q = 3,3 мм, t = 14,1° С (за третью декаду апреля).

Оросительную систему проектируют для засушливых лет с обеспеченностью Р = 85-90%. Для проектирования оросительной системы на участке проектирования выбираем самый засушливый 1983 год (Р = 91%)

Таблица 2 – Осадки и температура воздуха расчетного 1970 года

Техническим воплощением метода будет являться построением закрытого горизонтальным дренажем, так как данная система наиболее равномерно снижает уровень грунтовых вод, не препятствует техническим мероприятиям обработки почвы, способствует повышению землепользования.

Расположение осушительной и оросительной сети на плане с учетом заданного севооборота и природных условий

Основные элементы осушительной сети:

1. Осушаемая территория.

2. Водоприемник р. Карповка.

3. Регулирующая сеть- закрытые дрены.

4. Проводящая сеть – закрытые коллекторы и открытые магистральные каналы.

5. Ограждающая сеть – нагорные, ловчие, нагорно-ловчие каналы.

6. Гидротехнические сооружения – шлюзы-регуляторы, устьевые сооружения, смотровые колодцы и трубчатые переезды).

7. Дороги и дорожные сооружения.