Проектирование осушительной системы

Министерство образования Российской Федерации

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

Кафедра кадастра и землеустройства

Курсовая работа

Проектирование осушительной системы

выполнил:.

проверил:.

Тюмень

2004 г.

Содержание:

Введение

1. Исходные данные

2. Характеристика природных условий района проектирования

3. Обоснование метода и способа осушения

4. Проектирование осушительной сети в плане и организация осушаемой территории

5. Гидравлический расчет осушительной сети

6. Объем работ и экспликация земельного фонда

7. Капитальные затраты на строительство осушительной системы

Заключение

Список использованной литературы:

Таблица №1. Разновидности почв

Таблица №2. Тип водного питания

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Введение

Мелиорация – одна из древних областей человеческой деятельности, зародившаяся в Египте, Индии, Месопотамии в III – V вв. до н.э.

Мелиорация -  мероприятие, направленное на восстановление биологической продуктивности и народно – хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Существуют следующие виды мелиорации, подразделенные по принципу воздействия на природные факторы:

а) гидротехнические мелиорации;

б) культурно-технические мелиорации;

в) химические мелиорации;

г) биологические мелиорации;

д) рекультивация нарушенных земель.

Существуют также осушительные мелиорации (гидротехнология). Включают осушительные и оросительные.

Цель работы: приобретение навыков по проектированию простейших осушительных систем, ознакомление с их устройством и назначением, выполнение гидравлических расчетов и определение стоимости мелиоративных работ.

Осушительная система – комплекс инженерных сооружений и устройств, с помощью которых регулируется водный режим переувлажненных почв.

Осушительная система одностороннего действия включает: регулирующую сеть, транспортирующую сеть, водоприемник и другие элементы.

Задачи:

1)                          На основе анализа исходных данных требуется определить метод осушения и принять соответствующий ему способ при достаточном обосновании их.

Метод осушения – принцип воздействия на причину избыточного увлажнения, т.е. ликвидация причины.

Способ осушения – набор устройств, с помощью которых будет достигаться оптимальный водный режим, т.е. его регулирование.

2)                          Запроектировать осушительную сеть в плане.

Выполнить гидравлический расчет сети.

Составить экспликацию земельного фонда и рассчитать объемы работ.

Завершить расчеты определением капитальных затрат на строительство осушительных систем.

1. Исходные данные

В качестве исходных данных выдается топографический план земельного массива масштаба 1:5000.

На нем выбирается самостоятельно участок порядка 25 – 30га. земли для развития садоводческого общества.

На плане выделены отдельные контуры почв различной степени увлажнения. Дана характеристика (краткая) этих почв и тип водного питания этих почв. Даются также некие табличные и нормативные данные.

См. таблицу 1 на стр.

2. Характеристика природных условий района проектирования

2.1. Климат

Таблица 2.1. Температура наружного воздуха

Данная таблица характеризует среднюю температуру наружного воздуха города Тюмени.

Следующая таблица характеризует среднюю и максимальную суточную температуру воздуха:

Таблица 2.2. Средняя и максимальная суточная амплитуда температуры наружного воздуха

Таблица 2.3. Влажность наружного воздуха, осадки

Таблица 2.4. Направление и скорость ветра

Данные взяты из СНиП [2].

2.2. Почвы

На участках предполагаемого освоения представлены следующие типы почв:

I-                     дерново-подзолистые, супесчаные, формирующиеся за счет атмосферного типа водного питания

II-                   дерново-подзолистые, глеевые, супесчаные, подстилаемые (глубина 0,8 – 1м, трудно проницаемые суглинками, формирующиеся за счет атмосферного и склонового типов водного питания

III-                дерново-подзолистые, тяжело-суглинистые, заболоченные, формирующиеся за счет атмосферного, склонового и грунтового безнапорного типов водного питания

IV-                торф осоково-тростниковый, формирующийся за счет атмосферного, склонового и грунтово-напорного типов водного питания

На участке V плана существует постоянно – избыточное увлажнение, у него хороший уровень грунтовых вод, большим недостатком участка является грунтово-напорный тип водного питания.

См. таблицу 2 на стр.

3. Обоснование метода и способа осушения

Метод осушения – принцип воздействия на причины, вызывающие избыточное увлажнение территории.

Способ определяет выбор конструкции осушительной системы и расположение сети в плане или на местности.

Проанализировав исходные данные (план земельного участка, характеристику почв, тип водного питания, причины увлажнения), подбираем метод осушения и соответствующий ему способ согласно с нормативными данными (таблица 2).

Для почвенной разности №1 характерен атмосферный тип водного питания.

Для почвенной разности №2 есть поверхностные стоки.

Для почвенной разности №3 характерен смешанный (атмосферный и склоновый) тип водного питания.

Для почвенной разности №4 характерен атмосферный, склоновый, грунтово-безнапорный типы водного питания.

Для почвенной разности №5 характерен атмосферный и преобладает грунтово-напорный тип водного питания.

Следовательно, в зависимости от типов водного питания, рекомендуемых методов и способов осушения, представленных в таблице 2, выбираем такой метод и способ осушения, чтобы он соответствовал типу водного питания, и проектируемую осушительную систему, способную отводить поверхностный сток и понижать грунтовые воды, а также предусматриваем ограждающую сеть нагорных каналов, исключающих грунтовый и склоновый сток на осушаемой территории.

Для исключения затопления осушаемой территории паводковыми водами со стороны реки, устраиваем дамбу обвалования.

Для отвода избыточных дренажных вод выбираем надежный водоприемник, способный беспрепятственно принять воду с осушаемой территории; на данном участке таким водоприемником является река Голубая.

См. таблицу 2 на стр.

По периметру осушаемого участка проектируем ограждающую сеть, которая представлена нагорно-ловчими каналами и дамбой.

В качестве регулирующей сети принимается горизонтальный дренаж из пластиковых труб.

Регулирующая сеть служит для сбора и отвода избыточных поверхностных и грунтовых вод.

Проводящая сеть состоит из:

- магистрального канала

- закрытого коллектора

- открытых коллекторов

Эта сеть принимает воду из дрен регулирующей и ограждающей сети и отводит её в водоприемник.

4. Проектирование осушительной сети в плане и организация осушаемой территории

На плане осушительная сеть представлена одним закрытым коллектором, который проходит в центре массива, и двумя открытыми коллекторами, которые являются одновременно нагорно-ловчими каналами.

Закрытый коллектор имеет длину 450 метров, открытый коллектор №1 – 290 метров  и открытый коллектор №2 – 325 метров.

Расстояние между закрытым коллектором и открытыми коллекторами по 320 метров.

Осушение территории выполняется закрытым материальным дренажом из перфорированных пластмассовых труб.

Длина дрен составляет в среднем 150 метров.

Дренаж – это система подземных труб с уклонами 0,0003 – 0,003 для перехвата грунтовых вод и отвода их  в коллектора.

Расстояние между дренами и глубина их закладки рассчитывается в зависимости от осушаемых грунтов. (см. приложение 3)

Согласно вышеупомянутому приложению применяем расстояние равным 20 метрам.

Зона влияния магистрального канала составляет 25 метров.

Первая дрена находится на расстоянии 25 + 10 = 35 метров от магистрального канала.

Скорость движения воды в самотечных трубопроводах (дренах) согласно СНиП задаются в пределах 0,4 – 0,8 м/сек (для уклона 0,0003 – 0,003)

Минимальный диаметр дренажной трубы – 50 мм.

5. Гидравлический расчет осушительной сети

Определяем расход закрытого коллектора для устьевой части.

Определяем длину коллектора Lк с плана L(с плана)

Lк = L(с плана) + b/2 – А, b – расстояние между дренами.

b/2 = 20/2 = 10 метров

А – зона влияния магистрального канала, равная 25 метров.

Lк = 450 + 10 – 25 = 435 метров

Диаметр коллектора определяем по участкам, т.к. расход по нему постоянно увеличивается с увеличением числа дрен, впадающих в него от истока до устья.

В качестве нормативных данных используем модуль дренажного стока.

Максимальным модулем дренажного стока называют количество воды, которое может стекать с одного га (в литрах/сек.).

Многолетние исследования Западно-Сибирского филиала ВНИИГиМ на болотах Западной Сибири: средний модуль дренажного стока – 0,5 л/сек. с га (q).

Длина одной дрены составляет 150м.:

lдр= 150 м.

Зона действия дрены, распространяющаяся в две стороны, Вдр:

Вдр = 20 м.

Зона действия коллектора Вк:

Вк = 2 * lдр + 20 = 2* 150 + 20 = 320 метров.

Зона действия коллектора также распространения по обе стороны.

Расчетная водосборная площадь коллектора Wк:

Wк = Вк * Lк =  320 * 435 = 139200 м2

Вк – ширина зоны действия коллектора

Lк – длина зоны действия коллектора.

При максимальном модуле дренажного стока q, равным 0,5 л/сек, расход Qк, который будет пропускать коллектор устьевой части получим равным:

Qк = Wк *q = 13,9 * 0,5 = 7,0 л/сек.

В результате гидравлических расчетов труб определены зависимости расхода воды в трубах от диаметра труб и их уклона.

Согласно с этими расчетами существует приложение 4.

Гидравлический расчет коллектора

Lк = L(с плана) + b/2 – А = 450 + 20/2 – 25 = 435 метров

Площадь двух дрен:

f2д = 160 * 20 = 3200 м2 = 0,32 га

Зона влияния коллектора:

Wк = Вк * Lк =  320 * 435 = 139200 м2

Расход по коллектору:

Qк = Wк *q = 13,9 * 0,5 = 7,0 л/сек.

q – Площадь дренажного стока.

Принимаем уклон коллектора равным 0,003.

Принимаем диаметр трубопровода в устье d = 150мм, при этом он может принимать расход Qк = 9,15 л/сек.

Следующий участок трубопровода с d =  125м может пропускать расход 5,72 л/сек.

Вычислим, сколько дрен от истока могут давать этот расход.

Каждая дрена вдвоем обслуживает площадь 0,32га.

Расход 2х дрен Q2др = 0,5 * 0,32 = 0,16 л/сек.

Вычислим, сколько дрен от истока формирует расход 5,72 л/сек.

Итак, расчетный расход по коллектору Qк = 7,0 л/сек.

Максимальный диаметр коллектора устья 150мм.

Диаметр d = 125м с длиной трубы      м.

Диаметр d = 100м с длиной трубы     м.

Диаметр d = 75м с длиной трубы     м.

Общая длина коллектора =     м.

Длину магистрального канала, и его параметры принимаем по конструктивным соображениям из условий беспрепятственного приема стока каналов оградительной сети и коллектора совместно.

6. Объем работ и экспликация земельного фонда

Таблица 3. Экспликация земельного фонда

На плане земельного участка М 1:5000 представлены земли с различным техническим состоянием поверхности, закустаренные, засоренные камнями и пнями и различной степени, объединенные в отдельные контуры. Используя планиметр, определяем раздельно засоренные площади, требуемые определенно в га осушения. Засоренные кустарником земли составляют 6,7 , засоренные пнями – 4,61га, камнями – 9га. Требуется осушения – 18,8 га из возможных 25,1га общей площади (смотреть таблицу 3).

7. Капитальные затраты на строительство осушительной системы

Таблица 5. Капитальные затраты освоения осушаемых земель