Проектирование осушительной системы с открытой сетью канала

Министерство Сельского  Хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Приморская Государственная  Сельскохозяйственная Академия

Институт лесного и  лесопаркового хозяйства

«Проектирование осушительной системы с открытой сетью канала»

Выполнила: студентка 341 «а» группы

Анисимова М.Н.

Проверила: ст. преподаватель

Слободян Н.И.

Уссурийск, 2012

Исходные данные.

Вариант-67

Площадь водосбора реки – 197 км²

Тип водного питания –  грунтово- безнапорный

Тип заболачивания - низинный

Группа типов леса –  сосняки

Мощность и плотность  торфа – 0.7 плотный

Подстилающий грунт –  песок крупнозернистый 

Введение

Гидромелиорация (от гидро... и лат. melioratio — улучшение, совершенствование), система организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение гидрологических условий сельскохозяйственного производства, а также на общее улучшение окружающей среды. К гидромелиорации относятся: орошение, обводнение пастбищ, регулирование течения и поверхностного стока рек; промывка водой засоленных почв; устройство гидротехнических сооружений и валов для предотвращения эрозии почвы. Гидромелиорация может дать максимальный хозяйственный или природоохранный эффект только в сочетании с мелиоративными мероприятиями.

Мелиорация почв - вид рационального  природопользования; комплекс мер для  повышения плодородия земель или  общего оздоровления местности. Мелиорация может касаться всего ландшафта в целом или какой-либо его части: лугов, водоемов, почв и др. Различают:  
- гидротехническую мелиорацию: орошение, осушение, промывка засоленных почв;  
- химическую мелиорацию: известкование, гипсование, окисление;  
- физическую мелиорацию: пескование, глинование, Орошение земель - искусственное пополнение влаги в почве для повышения ее плодородия; один из основных видов мелиорации.

Осушение земель - гидромелиорация, состоящая в удалении избыточной влаги из почвы и/или с ее поверхности  в зонах избыточного увлажнения: на болотах и заболоченных землях.

При правильном проведении осушительной мелиорации достигается высокая  продуктивность сельскохозяйственных и лесных угодий. В этом и заключается основное значение гидромелиораций для сельского хозяйства.

1. Описание подстилающего грунта

Подстилающий грунт - естественный грунт с ненарушенной структурой, на котором сооружается осушительная система. Располагается непосредственно  под осушительной конструкцией на толщину  активной зоны, в которой практически  затухают напряжения и деформации от водной нагрузки.

Песчаные грунты — грунты, сыпучие в сухом состоянии, не обладающие пластичностью во влажном состоянии и содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм. виды в зависимости от крупности частиц и х количества: песок гравелистый, песок крупный, песок средней крупности, песок мелкий, песок пылеватый. песчаные грунты разделяются на плотные, средней плотности и рыхлые в зависимости от значений коэффициента (плотности) пористости. по влажности разделяются на маловлажные - при заполнении водой до 50% пор, очень влажные - от 50 до 80%, насыщенные - более 80%.

Природные пески в зависимости  от генезиса могут быть аллювиальными, делювиальными, морскими, озёрными, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков, имеют более  округлую, окатанную форму.

Крупнозернистый песок –  это песок, модуль крупности которого крутиться в пределах от 2.4 до 3мм.

Природные крупнозернистые  пески имеют следующие ключевые характеристики: 
• I класс радиоактивности; 
• любые органические прибавки/примеси отсутствуют; 
• повышение объёма от 0 до 14% при наполнении водой; 
• коэффициент фильтрации от приблизительно 3.5 до 8 метров в сутки; 
• наличие фракций не фракций 0.14 миллиметров (примерно от 3 до 11 миллиметров) 
• морозостойкость для I и II классов от 150 до 200; 
• плотность (г/см3) зёрен 2.0-2.8 
• насыпная объёмная масса (кг/м3) 1520-1610.

2. Описание типа леса

Тип леса — участок леса или их совокупность, характеризующиеся общим типом лесорастительных условий, одинаковым составом древесных пород, количеством ярусов, аналогичной фауной, требующие одних и тех же лесохозяйственных мероприятий при равных экономических условиях (определение В. Н. Сукачёва). Коренные типы леса развиваются в природе без влияния человека или природных катастроф. Производные типы леса сменяют коренные в результате воздействия этих факторов. Коренной и одноимённые производные типы образуют серию типов леса.

Сосны — вечнозелёные, богатые смолой деревья, обыкновенно очень крупные, реже мелкие, иногда почти кустарники.

Побеги у сосны, как и у кедров, лиственниц, лжелиственниц, двух типов: длинные и укороченные. Листья на длинных побегах бурые и чешуйчатые. Листья на укороченных побегах игольчатые, сидят пучками по 2—5 штук и окружены у основания плёнчатыми влагалищами. Соответственно количеству листьев в пучке виды сосен называются двухвойными, трёххвойными и пятихвойными. Так, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) и сосна приморская (Pinus pinaster) — двухвойные, сосна сибирская (Pinus sibirica) и японская белая сосна (Pinus parviflora) — пятихвойные, сосна Бунге (Pinus bungeana) — трёххвойная^[2]. Листья сохраняются на побегах в течение нескольких лет. Иногда, чаще всего в результате повреждений, наносимых насекомыми, на сосне развиваются розеточные побеги. Такие побеги чрезвычайно коротки и имеют пучки коротких и широких игл.

Мужские стробилы собраны колосом у основания молодых веточек. Пыльцевые мешочки раскрываются продольной трещиной. Женские стробилы в шишках, расположенных в верхней части дерева.

Шишки яйцевидные или продолговатые, обыкновенно поникшие, а при зрелости опадающие целиком. Они состоят  из черепитчато-сложенных плодовых чешуй, деревянистых или кожистых, утолщённых на конце в виде гранёного щитика. Эти чешуи сначала плотно сомкнуты, при полной же зрелости расходятся, обнажая семена, которые находятся  по 2 против каждой чешуи. Семена большей частью крылатые, реже без крыла, с твёрдой оболочкой в виде орешка. В зародыше может быть от 4 до 15 семядолей.

Из видов, растущих дико в  России и сопредельных странах, больше всего заслуживает внимания Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Это большое дерево до 40 м высоты с кроной — в юности пирамидальной, в старости же зонтикообразной. Иглы хвои сидят по 2 вместе, снизу тёмно-зелёного, сверху голубовато-зелёного цвета, большей частью 4—5 см длины. Кора красно-бурая. Шишки (молодые) конической формы, щиток их чешуй ромбической формы. Семена с длинным крылом.

Сосна чрезвычайно распространена по всему северу России и большей  части Сибири и образует как чистые леса, так и леса в смеси с елью и другими породами. Сосновые боры особенно типичны для песчаной почвы и скалистого субстрата. К югу от линии, проходящей через Киев, затем по реке Оке до устья реки Цны, затем через Казань и вдоль рек Камы и Белой до Уфы сосна встречается очень редко и спорадически, образуя небольшие рощи на известковых и меловых склонах, а также на песках. Предполагают, что в этой области некогда сосна была распространена более, чем теперь, но затем стала вымирать вследствие вековых изменений климата. К югу от Каменец-Подольска, Днепропетровска, Саратова и Оренбурга в степях сосна не встречается, но появляется вновь на Кавказе, где она растёт во многих пунктах. Она встречается спорадически также в северном Туркестане, в горах Кокшетау, Каркаралы и других, к востоку же по Сибири доходит почти до Тихого океана. В Красноярском крае сосна обыкновенная представлена тремя подвидами: кулундинским (Минусинские боры); сибирским (большинство районов края) и лапландским (севернее 62° с.ш.).

Другой вид сосны, распространённый главным образом в Сибири, — Сибирский кедр (Pinus sibirica Du Tour). В Амурской области появляется третий вид сосны, близкий к предыдущему, — Корейский кедр (Pinus koraiensis Siebold & Zucc.), с более вытянутыми шишками и семенами.

В Восточной Сибири, от Забайкалья до Камчатки и от Колымы до Амурской области, чрезвычайно распространён один мелкий вид сосны, представляющий как бы «кедр в миниатюре». Это Кедровый стланик (Pinus pumila Regel). Он очень близок к сибирскому кедру, но все его органы гораздо меньших размеров. Ростом он не выше метра. В популяции образует огромные заросли в горах и равнинах восточной Сибири и растёт так густо, что путешественники ходят и ездят на оленях по кронам этого деревца, сливающимся в одну плотную массу. В высокогорье Восточного Саяна и на Алтае встречается стланиковая форма кедра сибирского, которую часто путают с кедровым стлаником.

Один из южных видов  сосны — Сосна крымская (Pinus nigra J.F.Arnold), образующая рощи в горах Крыма и кое-где встречающаяся на Кавказе. В Крыму растёт только культурная сосна. Семена её употребляются в пищу как лакомство.

Итальянская пиния (Pinus pinea L.), очень своеобразная по форме своей кроны, обитает в области Средиземного моря от Мадейры до Кавказа.

Сосна горная (Pinus mugo Turra) растёт в субальпийской области гор от Пиренеев до Кавказа.

В Северной Америке очень распространена Сосна веймутова (Pinus strobus L.), похожая на сибирский кедр, но более стройная и с более нежной хвоей. Это дерево достигает 50 м в высоту. Оно произрастает от Канады до Аллеган.

Сосна Ламберта (Pinus lambertiana Douglas), отличающаяся огромными шишками, распространена в западной части Северной Америки. Смола этого вида богата сахаром, поэтому его называют в Америке сахарной сосной. Характерные виды Америки составляют также Сосна Культера (Pinus coulteri D.Don), Сосна серая (Pinus sabiniana Douglas), Сосна твёрдая (Pinus ponderosa Douglas) и другие.

Естественный ареал не только рода сосна, но и всего семейства  сосновых (включая ели, пихты, лиственницы, кедры, псевдолиственницы, тсуги, псевдотсуги) совершенно не захватывает Южную Америку и Австралию и занимает лишь сравнительно небольшую территорию на крайнем севере Африки. Поэтому в данных регионах мира сосны известны лишь в искусственных насаждениях. Например, очень много интродуцированных ещё в XIX веке лучистых сосен в Австралии и Новой Зеландии.

Имея огромную область  распространения, сосна образует большое  количество типов леса. В отличие  от еловых насажде-ний сосновые произрастают преимущественно на песчаных и супесчаных почвах, реже встречаются на суглинках. В основном типы сосновых насаждений представлены теми же группами, что и еловые, отличаясь лишь некоторыми условиями произрастания, составом и строением древостоев. Сосняки-беломошники. Занимают вершины дюнных всхолм-лений; почвы сухие, бедные, крупнопесчаные. Древостой III-IV классов бонитета, имеют неравномерную полноту, состоят из чистой сосны плохого роста с сильно сучковатыми стволами. Подлеска нет, иногда встречается редкий - из ракитника, дрока. Живой напочвенный покров сплошной - из лишайников, редко - трав (толокнянка, вейник, белоус, ов-сяница, вереск и др.). Сосняк лишайниковый, или бор-беломошник, -? наиболее часто встречающийся тип сосняков. Он устойчив, пос-ле рубки древостоя возобновляется сосной, но медленно; выруб-ки зарастают злаками (вейник наземный, белоус и др.), на севере и западе СССР-вереском, среди' которого сосна возобновляется лучше. Сосняки-зеленомошники. Занимают чаще склоны или неглу-бокие котловины между дюнами, встречаются также по более равнинным местам. Почвы песчаные, свежие, слабоподзолистые, довольно бедные, с заметно выраженным гумусным и подзоли-стым горизонтами. Поэтому сосняки этой группы названы све-жими кислопсрсгнойными борами. Древостой высокой производительности из чистой сосны или с единичной примесью березы, реже осины. Подлесок редкий, из ракитника, дрока, рябины, редко бересклета. Покров моховой, тррвяиой - редкий, из глушанок, плауна, часто орляка, ягодников. В зависимости от степени влажности и богатства почвы различают следующие основные типы: брусничник, кисличник и черничник. Вырубки в зеленомошных типах леса нередко зарастают злаками, часто заселяются березой, осиной с примесью сосны, создавая производные типы различной устойчивости. Б о р-б р у с и и ч н и к занимает суховатые, бедные песчаные почвы, на что указывает преобладание в покрове брусники. Древостой II класса бонитета. Это наиболее широко распрост-раненный тип сосняков. Бор-кисличник занимает более богатые почвы, харак-теризующиеся большим участием в г.окрове кислички. Древостой I класса бонитета. Сравнительно мало распространенный тип сосняков. Бор-черничник занимает более влажные почвы с приз-наками слабого заболачивания. Древостой II-III классов бонитета. В группе зеленомошников он широко распространен. Сосняки-долгомошники. Распространены в местах с менее выраженным рельефом, слабо дренированные; почвы влажные, заболачивающиеся, сильно оподзоленные, с выраженным подзолистым горизонтом. Древостой сосновый, III-IV классов бонитета, но (по сравнению с предыдущими группами) с более слабым ростом. Подлеска нет; редко встречаются крушина ломкая, ива, ольха. Живой напочвенный покров густой, моховой, из кукушкина льна, ягодников (черника). Вследствие однообразия условий насаждения этой группы мало различаются между собой и поэтому обозначаются одним основным типом - сосняк-долгомошник. Этот тип широко распространен на севере европейской части СССР. При сплошных рубках древостой сменяется березой, осиной (иногда елью) или смесыо этих пород. Сосняки сфагновые. Занимают дно котловин, пониженные места равнинного рельефа, без дренажа; почвы заболоченные, торфянистые. Древостой IV-V классов бонитета из сосны пло-хого роста. Подлеска нет. В живом напочвенном покрове пре-обладают сфагнум с участием багульника, на кочках - черника, брусника, зеленые мхи, голубика, клюква и др. Сосняки этой группы широко распространены на севере. Они представлены одним основным типом -сосняком сфагновым. Сосняки травяно-болотные. Занимают разнообразные местоположения; почвы достаточно богаты, хорошо увлажнены, но застаивания воды не наблюдается. Древостой хорошего роста. Подлесок редкий или отсутствует. Покров густой, травяной. Они являются производными от зеленомошников в результате воз-действия низовых пожаров, приводящих к смене мохового покрова травяным (орляк и др.). К этой группе относится припойменный бор. В этих типах на вырубках сосна часто вы-тесняется луговой флорой и сменяется лиственными породами - березой, осиной, ольхой и др. Сосняки сложные. Занимают хорошо дренированные места с наиболее богатыми почвами, близко подстилаемыми известня-ками и мергелями или же с прослойками суглинка. Древостой из сосны, часто с примесью дуба, липы и других пород во втором ярусе. Подлесок сплошной, хорошо развитый, состоит из бересклета, жимолости или липы, лещины и др. Живой на-почвенный покров из большого количества трав; мхи развиты слабо. В зависимости от степени богатства почвы и географического района различают сосняк липовый, лещиновый и дубовый. Сосняк липовый произрастает на сравнительно бедных почвах; сосна I класса бонитета, второго яруса нет; подлесок из липы, густой, покров травяной, редкий, часто с примесью мхов. Сосняк лещиновый занимает более богатые почвы; сосна 1 - 1а классов бонитета; подлесок из лещины, густой. Сосняк дубовый занимает наиболее плодородные для сосновых лесов почвы; сосна I-1а классов бонитета; второй ярус из дуба с плохим ростом; подлесок из бересклета, лещины и др., хорошо развит; травяной покров смешанный - из пред-ставителей боровых и широколиственных трав. Типы этой группы леса при рубке сосны легко сменяются производными из лиственных пород - осины, березы, нередко липы и др. Другие типы сосновых лесов. Широко распространены также сосновые древостой с еловым ярусом, находящиеся на разных стадиях смены сосны елью. Такая смена происходит во всех типах леса, где почвенные условия благоприятны для роста ели и она способна образовать сплошной ярус. Эта смена основана на различном отношении этих пород к свету и происходит быстрее на более влажных и богатых почвах. Происходящая в течение тысячелетий смена сосны елью уравновешивается гибелью еловых насаждений в результате лесных пожаров, которые приводят к восстановлению сосны. Наиболее легко сменяются елыо сосняки-зеленомошники, труднее - сосняки сложные, травяные и долгомошники. Таким образом, типы этих групп сосновых лесов являются скорее про- взводными из еловых в пределах ареала их совместного распространения. Но в условиях юго-востока, куда не заходит ель, сосняки-зеленомошники являются коренными. Типы сосновых лесов взаимосвязаны. Один ряд типов (сос-няк-черничник, сосняк-долгомошник и сосняк сфагновый) представляет смену, связанную с процессом заболачивания, который приводит к образованию торфяного болота; другой (сосняки липовый, лещиновый и дубовый) при еще большем улучшении почвенных условий ведет к смене сосняков широколиственными лесами. Соответственно изменяются состав, строение и производительность древостоев.

3. Гидрологический расчет осушительных каналов

Задача гидрологического расчета – определить расчетный  год 25% обеспеченности и модуль стока  за расчетный год.

Таблица 3.1

Расчет модульных коэффициентов

Таблица 3.2.

Расчет теоретической  кривой обеспеченности