Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Осушение земель лесного фонда

Петрозаводский государственный университет

Кафедра лесного хозяйства

Курс: Гидротехнические мелиорации

Вариант 11

Контрольная работа

Осушение земель лесного фонда

Выполнил: студентка Киприянова А.В.

группы №635

Руководитель: Харитонов А.Н.

г. Петрозаводск

2011 г.

Работа № 1.

Определить направление, уклон, скорость и расход грунтового потока.

Расчетное задание:

Отметки поверхности, м	22,45	18,35	21,65
Уровень грунтовых вод, м	1,00	1,05	0,90

Средняя глубина грунтового потока (Н) – 1,5 м

Ширина грунтового потока (В) – 200 м

Коэффициент фильтрации – 0,03 см/сутки

Расчетная часть:

Условно принимаем: Скважины устраиваем по углам равностороннего треугольника на расстоянии 1 км друг от друга. На плане их вычерчиваем в масштабе 1 : 10000

1. Для определения уровня грунтовых вод, находим разницу между отметками поверхности и уровнем грунтовых вод.

22,45 - 1,00 = 21,45 м

21,65 – 0,90 = 20,75 м

18,35 – 1,05 = 17,30 м

2. Находим превышение т. А над т. С

21,45 – 17,30 = 4,15 м

4,15 распределяем на 10 см, превышение будет на 0,45 см – Х

4,15 – 10

0,45 – Х Х = 1,08 см

3. Находим превышение т. В над т. С

20,75 – 17,30 = 3,45 м

3,45 распределяем на 10 см, превышение будет на 0,7 см – Х

3,45 – 10

0,7 – Х Х = 2,03 см

4. Находим превышение т. А над т. В

21,45 – 20,75 = 0,7 м

0,7 распределяем на 10 см, превышение будет на 0,45 см – Х

0,7 – 10

0,45 – Х Х = 6,4см

5. Для определения величины уклона грунтовых вод надо провести линию перпендикулярно гидроизогипсам.

i = h : L , (1)

где:

i – уклон почвенно- грунтовых вод;

h – превышение (разность отметок у концов линий), м, h = 1 м;

L – длина линии, м.

i = 1 : 230 = 0,0043 (230-это отрезок NF на рисунке)

6. Движение подземных вод измеряется по закону Дарси:

υ = K_ф × i (2)

где:

υ – скорость движения почвенно- грунтовых вод, м/с;

K_ф – коэффициент фильтрации, см/с;

i - уклон почвенно- грунтовых вод.

υ = 0,03 × 0,0043 = 0,000129 см/с = 1,29×10^-6 м/с

7. Расход грунтового потока вычисляется по формуле:

Q = υ × F (3)

где:

Q – расход грунтового потока, м³/с;

υ – скорость движения почвенно- грунтовых вод, м/с;

F – площадь поперечного сечения грунтового потока, м².

F = В * Н (4)

где:

F – площадь поперечного сечения грунтового потока, м²;

В – ширина грунтового потока, м;

Н – средняя глубина грунтового потока, м.

F = 200 × 1,5 = 300 м²

Q = 1,29×10^-6 × 300 = 0,0004 м³/с

Контрольные вопросы:

1. Подземные воды являются источником питания рек и широко используются в хозяйственных целях.

2. Для определения уклона и направления движения подземных вод на местности закладывают три скважины по углам равностороннего треугольника. Затем скважины нивелируют и замеряют уровень воды. Разность отметки скважины и расстояния от поверхности почвы до воды дает отметку уровня воды. По отметкам уровней воды в скважинах проводят гидроизогипсы – линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками ненапорных почвенно-грунтовых вод. Почвенно-грунтовые воды движутся в направлении, перпендикулярном гидроизогипсам.

3. Для определения величины уклона почвенно-грунтовых вод надо провести линию, перпендикулярную гидроизогибсам. Измерить ее длину и, исходя из масштаба, определить ее истинную длину. Уклон будет равен отношению превышения между крайними точками участка потока к его длине:

i = h : L,

где:

i – уклон почвенно-грунтовых вод;

h – превышение (разность отметок у концов линии), м;

L – длина линии, м.

4. Коэффициент фильтрации – основной показатель водопроницаемости грунтов. В минеральных почво-грунтах он зависит от гранулометрического состава, в органических – от ботанического состава и степени разложения торфов.

Коэффициент фильтрации численно равен скорости движения грунтовых вод при гидравлическом уклоне, равном единице.

5. Водопроницаемость – свойство почвы и грунта проводить воду. Зависит от величины порозности и размера пор. Водопроницаемость почвы состоит из двух явлений: впитывания и филтрации.

Работа № 2.

Определить количественные характеристики стока.

Расчетное задание:

Расход воды за расчетный период (Q) – 0,70 м³/сутки

Площадь водосбора (F) – 150 га

Слой осадков (h_ос) – 22 мм

Время расчетного периода (t) – 18 суток

Расчетная часть:

1. Объем стока:

, (4)

где:

Wc – объем стока, м³;

Q – расход воды, м³/сутки;

t - время расчетного периода, сутки.

Wс = 0,70 × 18 = 12,6 м³

2. Модуль стока:

, (5)

где:

q – модуль стока, м³/сутки с 1 га;

Q – расход воды, м³/сутки;

F – площадь водосбора, га.

м³/сутки с 1 га

3. Слой стока:

, (6)

где:

hс – слой стока, мм;

Wс - объем стока, м³;

F – площадь водосбора, м².

мм

4. Коэффициент стока:

σ, (7)

где:

σ – коэффициент стока;

C – величина стока;

O – величина осадков;

hс – слой стока;

hо – слой осадков.

Контрольные вопросы:

1. Стоком называется процесс перемещения воды в форме стекания по земной поверхности (поверхностный сток) или в толщине почвогрунтов (подземный, внутрипочвенный или грунтовый).

2. Поверхностный сток делится на склоновый и русловый. Склоновый сток – это движение воды по склонам местности. Он имеет обычно небольшую протяженность и в конечном счете переходит в русловый или подземный.

Подземный сток формируется из водных масс, просочившихся в грунт. В зависимости от рельефа и свойств грунтов этот сток имеет различное протяжение, а также служит источником питания рек.

3. На величину стока влияют естественные и искусственные факторы. К естественным факторам относятся: климат (осадки, испарение, температура и т.д.), почвы и грунты (водопроницаемость и влагоемкость), рельеф поверхности, растительность, величина и форма водосбора, озерность, заболоченность. К искусственным факторам, влияющим на величину стока, относятся: гидротехнические сооружения (водохранилища, пруды, лиманы и т.д.), лесные мелиорации (искусственные насаждения: полезащитные, водорегулирующие и т.д.), агротехнические мероприятия (обработка почв, снегозадержание), осушение.

4. Характерными периодами формирования стока являются половодье, паводки и межень.

Половодье – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, вызываемая таянием снегов и характеризующаяся наибольшей водностью.

Паводок – это фаза водного режима, многократно повторяющаяся в различные сезоны года, вызываемая дождями или снеготаянием во время оттепелей и характеризующаяся интенсивным, обычно коротковременным увеличением расходов и уровней воды.

Межень – фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низких уровней и возникающая вследствие уменьшения водного питания. Водное питание уменьшается летом и зимой, поэтому различают летнюю и зимнюю межень.

5. Модуль стока – количество воды, стекающее с единицы площади водосбора в единицу времени:

где:

q – модуль стока, л/с с 1 га, м³/с с км² и т.д.;

Q – расход воды, м³/с;

F – площадь водосбора, га, км² и т.д.

Объем стока – это количество воды, стекающее с единицы площади водосбора в единицу времени:

где:

Wc – объем стока, м³;

Q – расход воды, м³/сутки;

t - время расчетного периода, сутки.

Слой стока – количество воды, стекающей с водосбора за определенное время, равное величине слоя воды, равномерно распределенной по площади этого водосбора:

где:

hс – слой стока, мм;

Wс - объем стока, м³;

F – площадь водосбора, м².

Коэффициент стока – это отношение величины стока к количеству выпавших на водосбор осадков:

где:

σ – коэффициент стока;

C – величина стока;

O – величина осадков;

hс – слой стока;

hо – слой осадков.

Модульный коэффициент – это отношение величины стока за какой-то период к среднему многолетнему:

где:

K – модульный коэффициент;

Q_i, W_i, q_i, h_i, - характеристики стока за определенный период;

Q₀, W₀, q₀, h₀ – среднемноголетние характеристики стока;

Норма стока – средняя многолетняя величина стока.

Работа № 3.

Измерить скорость течения и определить расход воды в реках с помощью поплавков.

Расчетное задание:

Расстояние между крайними створами – 23 м

Время прохождения, брошенных в воду 10 поплавков:

Номер поплавка	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Время, с.	39	40	48	46	44	40	45	44	43	40

Промеры живых сечений:

Верхний створ:

Расстояние от берега, м	0	1	2	3	4	5	5,5
Глубина воды, м	0	0,20	0,45	0,71	0,41	0,15	0

Средний створ:

Расстояние от берега, м	0	1	2	3	4	5	5,6
Глубина воды, м	0	0,23	0,40	0,69	0,35	0,20	0

Нижний створ:

Расстояние от берега, м	0	1	2	3	4	5	5,4
Глубина воды, м	0	0,30	0,43	0,65	0,40	0,20	0

Расчетная часть:

1.Определяем скорости двух поплавков, которые затратили наименьшее время:

, (8)

где:

V_1,2 – наибольшие скорости двух из десяти поплавков, м/сек.;

L – пройденное поплавками расстояние, м;

t_1,2 – наименьшее время, затраченное на прохождение двумя из десяти поплавков расстояния L, с.

м/с

2. Находим среднюю скорость, которая принимается как максимальная поверхностная скорость потока:

(9)

м/с

3. Промер живых сечений:

Верхний створ:

0 1 2 3 4 5 5,5

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²

Wв = 0,1 + 0,037 + 0,325 + 0,58 + 0,56 + 0,28 = 1,88 м²

Средний створ:

0 1 2 3 4 5 5,6

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²

Wср = 0,115 + 0,06 + 0,315 + 0,545 + 0,52 + 0,275 = 1,83 м²

Нижний створ:

0 1 2 3 4 5 5,4

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²

Wн = 0,15 + 0,04 +0,365 + 0,54 + 0,525 + 0,3 =1,92 м²

Площадь среднего створа находим по формуле:

Wср = (Wв + 2 Wср + Wн) : 4 (10)

Wср = (1,88 + 2 × 1,83 + 1,92) : 4 = 1,87 м²

Сумма отрезков дна:

Верхний створ:

С1 =м

С2 =м

С3 =м

С4 =м

С5 =м

Осушение земель лесного фонда

Курс: Гидротехнические мелиорации

Контрольная работа

Осушение земель лесного фонда

Выполнил: студентка Киприянова А.В.

Руководитель: Харитонов А.Н.

Определить направление, уклон, скорость и расход грунтового потока.

Wc – объем стока, м3;

Wc – объем стока, м3;

Sтр1 = м2

Sтр2 = м2

Sпр1 = м2

Sпр2 = м2

Sпр3 = м2

Sпр4 = м2

Sтр1 = м2

Sтр2 = м2

Sпр1 = м2

Sпр2 = м2

Sпр3 = м2

Sпр4 = м2

Sтр1 = м2

Sтр2 = м2

Sпр1 = м2

Sпр2 = м2

Sпр3 = м2

Sпр4 = м2

Wc – объем стока, м³;

Wc – объем стока, м³;

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²

Sтр1 = м²

Sтр2 = м²

Sпр1 = м²

Sпр2 = м²

Sпр3 = м²

Sпр4 = м²