Гидротехнические мелиорации (определение, связь с другими науками, роль ГМ интенсификации сельскохозяйственного производства), мелиоративный потенциал Беларуси.

В современном понятии мелиорация-это система мероприятий, направленных на улучшение водного режима территории в целях создания наиболее благоприятных условий для развития сельского хозяйства или общего оздоровления местности. Дисциплина СХМ (гидротехнические мелиорации) тесно связана с такими науками как: инженерная геодезия, мелиоративное почвоведение, основы земледелия, инженерная гидрология и регулирование стока, гидрогеология, гидравлика, изыскания мелиоративных и водохозяйственных объектов, ГТС и др. Одновременно СХМ явл. основой для изучения дисциплин: эксплуатация гидромелиоративных и водохозяйственных объектов, организация и планирование производства, технология гидромелиоративных работ и др. Объектом воздействий гидротехн. мелиораций служат почвы, средством воздействия–регулирование в оптимальных пределах водного и связанного с ним воздушного, теплового, гидротехнического и питательного режимов почв. В настоящее время и в будущем наиболее надёжным источником продуктов питания и сырья явл. с/х. Кроме с/х производства ряд продуктов питания производят лесное и рыбное хозяйство. Посредством с/х гидрот. мелиораций в настоящее время решается комплекс задач:1)увеличение валового объёма с/х продукции за счёт перевода в с/х угодья раннее неиспользованных земель (болотные массивы, земли и т.д), 2)увеличение объёма с/х производства за счёт интенсификации земледелия в хозяйствах, имеющих земли с низким плодородием почв (ликвидация временного переувлажнения понижения рельефа, проведение оросительных мероприятий на возвышенных элементах рельефа, проведение агромелиоративных мероприятий, коренное улучшение луго–пастбищных угодий), 3)создание условий для рационального использования с/х машин и орудий, а также технологий, обеспечивающих высокую отдачу на мелиорируемых землях (укрупнение параметров с/х полей, т.е. полей севооборота–форма, размеры сторон, углы, уклоны, однородность рельефа, почвы, УГВ и т.д., планировка поверхности полей, уборка камней и т.д). Оросительные мелирации получили интенсивное развитие после засух, неурожаев и голода 1880, 1891, 1892 годов (Северный Кавказ, Поволжье, Причерноморские страны и др.).Например в 1913 г. В Голодной степи построен канал для орошения 35000 га земель. Осушительные мелиорации стали прим-ся позже. Например сведения о водохозяйственных работах в массовом масштабе относится к 1873-1898 гг.(построено 4,5000 км мелиор. каналов с целью осушения сотен тысяч га естествен. Сенокосов и лесных угодий). На мелиоративные работы в Царской России за данный период было израсходовано–8,3 млн руб, в Англии 130 млн $. К 1913 году в России было мелиорировано 7,2 млн га земель (4 млн орошались, а 3,2 млн–осушались).

Охрана окружающей среды при мелиорации земель.

Осушение болот и заболоченных земель приводит к резкому изменению экологических условий и окружающей среды. Изменяется растительность, животный мир, прекращается рост торфа, снижаются горизонты воды на осушаемой и прилегающих территориях, вследствие чего в некоторых случаях погибает растительность. Поэтому задачи мелиорации сводятся к тому, чтобы все время улучшать физические и химические свойства осушенных почв. Главной задачей при разработке проектов новых и реконструкции существующих осушительных систем является улучшение существующих природных условий или их сохранение. Природоохранные мероприятия при осуществлении осушительных мелиорации подразделяются на пять групп: почвозащитные, водозащитные, лесозащитные, противоэрозионные и сохранение фауны. Почвозащитные мероприятия на торфяных почвах предусматривают сохранение органического вещества, что достигается правильным соотношением и чередованием культур в севооборотах. Для этого в полевых и кормовых севооборотах на болотных почвах до минимума сокращают пропашные культуры, при которых идет интенсивное разложение органического вещества и сработка торфяного слоя. Поэтому использование торфяных почв два года подряд под пропашными культурами недопустимо. В полевых и кормовых севооборотах на торфяных почвах под многолетними травами должно быть занято как минимум 3—4 поля, а на сильноминерализованных торфяниках 4—5.Маломощные торфяники используют главным образом для создания многолетних сенокосов и пастбищ. Песчаные рыхлые почвы, попадающие в контур осушения, лучше всего использовать под посадку лесокультур. Задача водозащитных мероприятий — защищать водные ресурсы от загрязнения и рационально их использовать. Вдоль водоприемников, магистральных и других крупных осушительных каналов предусматривают водоохранные лесные полосы шириной 9—12 м. При эксплуатации осушительной системы предусматривают систематический гидрохимический надзор за состоянием вод в каналах открытой сети. Во всех проектах осушительных систем должен быть разработан прогноз изменения водного режима осушаемой и прилегающей территории. Лесозащитные мероприятия заключаются во всемерном сохранении лесной растительности. На ровном рельефе допускаются однорядные насаждения; располагают их на расстоянии 2—4 м от бровки. Нельзя уничтожать отдельно стоящие деревья или группу их, имеющие художественную или эстетическую ценность. На осушенных землях в систему противоэрозионных мероприятий входят: создание полезащитных лесных полос на осушаемых землях и по берегам рек, магистральных каналов и дамб обвалования; крепление откосов осушительных каналов травосеянием; планировка осушаемых земель; прикатывание торфяников; введение севооборотов с достаточным удельным весом трав; посев пожнивных и подпокровных культур, двустороннее регулирование водного режима. Основныепротивоветровые полезащитные лесные полосы располагают перпендикулярно господствующим ветрам на расстоянии 500— 600 м друг от друга. В поперек этих полос проектируют дополнительные лесополосы с расстояниями 1,5—2,5 км. Болотные и заболоченные массивы с бобровыми поселениями, переселить которые невозможно, осушению не подлежат. Уничтожать древесно-кустарниковую растительность химическими методами запрещается, так как это пагубно сказывается на животном мире. Все гидротехнические и мелиоративные работы, проводимые на рыбохозяйственных водоемах, следует согласовывать с Главрыбводом, а в местах обитания водоплавающих птиц и пушных зверей — с органами охотничьего хозяйства. На всех насосных станциях, сооружениях, на магистральных и других крупных каналах надо устанавливать рыбозащитные сооружения, препятствующие попаданию рыбы в осушительную сеть

Требования с/х производства к водному режиму почвогрунтов, обеспечивающих высокую продуктивность земель. Режим осушения деятельного слоя почвогрунтов в зав-ти от водного питания (норма осушения, сроки затопления поверхности поля, подтопления почвы, отвода поверхностных и почвенно-грунтовых вод).

Для роста и развития с./х. культур необходимы свет, тепло, воздух, вода, и питательные элементы, причем ни один из этих факторов не может быть заменен другим. Требуемый режим осушения базируется на выявленных в рез-те воднобалансовых расчетах почвенных влагозапасов кот. в случае несоответствия оптимуму должны быть отрегулированы искусственным путем ч/з сис-му управляющих факторов: допустимой продолжительности затопления пов-ти с/х поля, занятого конкретной культурой; сроков удаления избыточных вод в вегетационный период с пов-ти земли и с пахотного слоя (до глубины 0,25м), на глубину до 0,25м, до нормативной нормы осушения. Кроме срока отвода пов-ных, почвенных избыточных вод важной состав-щей является требуемая глубина грунтовых вод под различными с/х угодьями (норма осушения) в начале вегетации, в середине и в конце вегетации в допустимом диапазоне под различными с/х культурами. Затопление осушаемых земель весенним половодьем не допускается при использовании их под озимые культуры. Продолжительность затопления многолетних трав не должна превышать 20-25 суток. Затопление поверхности осушенных земель летними паводками в течение вегетационного периода без снижения урожайности с/х культур возможно не более чем на 0,5 суток для зерновых к-р, 0,8 суток –для овощей, силосных к-р, корнеплодов и 1-1,5 суток для многолетних трав на почвах тяжелого мех. состава. Продолжительность отвода излишней воды из пахотного горизонта глубиной до 30 см в вегетационный период: для зерновых к-р 1-2 суток, овощных 1-1,5 суток, трав 2-3 суток, из подпахотного слоя (30-50см) независимо от культуры – за последующие 2-3 суток, а из горизонта 50-80 см – еще за 4-5 суток. Чтобы обеспечить аэрацию, в почве должен происходить постоянный газообмен при котором весь объем воздуха в корнеобитаемом ее слое мог бы обновляться в течении непродолжительного срока−8 суток. Объем воздуха содержащийся в корнеобитаемом слое должен составлять: для трав − не меньше 15-20% от полной влагоемкости, для зерновых корнеобитаемом – не меньше 20-30 и для корнеплодов – не меньше 35-40%. max допустимая влажность составляет: для трав 80-85% от пористости; 65-80% для зерновых и корнеплодов. Норма осушения – это расстояние от пов-ти земли на которой с помощью

Осушения должен быть понижен УГВ в критические периоды исходя из требований растений и производства агротехнических работ. Наиболее часто употребляется понятие «безопасный» диапазон изменения УГВ. При таком режиме УГВ создаются благоприятные условия для поглощения пит-ных вещ-в из пахотного слоя, удовлетворительный водно-воздушный режим и удовлет-ный температурный режим в почве и растительном покрове. Норма осушения с/х культур возделываемых на торфяных почвах (в границах безопасного диапазона): сенокосы – в нач. вегетации 30(45)60 см (min/ср/max), середине вегетации 60(80)100 см, в конце вегетации – 70(95)120 см; пастбища –в нач. вегетации 50(65)80 см, середине вегетации 60(80)100 см, в конце вегетации – 70(95)120 см. Норма осушения с/х культур возделываемых на минеральных почвах (в границах безопасного диапазона): сенокосы – в нач. вегетации 30(50)70 см, середине вегетации 65(75)90 см, в конце вегетации – 70(90)110 см; пастбища – в нач. вегетации 40(55)70 см, сер. вегетации 70(85)100 см,в конце вегетации– 75(95)110см.

Установление конструкции и параметров проводящей сети открытых осушительных каналов (гидравлически рассчитываемых и нерассчитываемых), малых водопропускных сооружений (при проектировании продольных профилей линейных сооружений).

Гидравлический расчет каналов выполняется, как правило, по формулам равномерного движения воды для следующих створов: устье канала; выше и ниже впадения каждого гидравлически рассчитываемого канала; в местах изменения уклона дна (для обоих уклонов); на участках с постоянными уклонами при изменении площади водосбора более чем на 20 %. Уклон дна проводящих каналов должен, по возможности, соответствовать уклону поверхности земли и быть не менее 0,0003. При осушении безуклонных территорий в порядке исключения допускается принимать уклон 0,0001. При этом каналы проверяются расчетом на незаиляющие скорости. Верхним пределом уклона для незакрепленного канала является уклон, максимально допустимый на размыв. Для уменьшения отрицательного воздействия мелиоративных мероприятий на окружающую среду глубина проводящих каналов (с учетом осадки и сработки торфа) не должна превышать 2,5м. Глубина более 2,5м должна быть обоснована в проекте. Параметры поперечных сечений каналов проводящей сети с расходом до 10 м³/с следует принимать с учетом действующих ТНПА. При расходе воды более 10 м³/с параметры поперечных сечений каналов следует определять расчетом в зависимости от геотехнических свойств грунтов и гидрогеологических условий.

Сопряжение в плане магистральных каналов с водоприемником и проводящих каналов между собой необходимо назначать под углом менее 90°. Водоприемник на участке сопряжения необходимо предохранять от заиления или размывов. Сопряжение в вертикальной плоскости проводящих каналов между собой и водоприемниками следует проектировать по уровням воды с учетом следующих требований для каналов: – гидравлически рассчитываемых – «горизонт в горизонт»; – гидравлически нерассчитываемых (для дна) – не более чем на 10 см ниже меженного (бытового) уровня в принимающем гидравлически рассчитываемом канале; – гидравлически нерассчитываемых – «дно в дно». Необходимость устройства сопрягающих сооружений определяется гидравлическим расчетом.

Радиусы поворотов гидравлически не рассчитываемых каналов должны быть не менее 20 м, гидравлически рассчитываемых с расходом воды до 5 м³/с – не менее 5 В, где В – ширина канала по урезу воды при максимальном расчетном расходе воды. Радиусы поворотов гидравлически рассчитываемых каналов r ₀, м, с расчетным расходом воды более 5 м³/с следует определять по формулам: r ₀=45R³√B-B, r ₀= 100R^1,5, где R – гидравлический радиус поперечного сечения канала при пропуске максимального расчетного расхода воды.

Обоснование типа ГМС по результатам водобалансовых расчетов; обоснование методов и способов осушения (гидромелиоративных воздействий на водный режим почвогрунтов) с привлечением материалов водобалансовых расчетов.

При освоении земель с помощью гидромелиоративных мероприятий, надо изучить не только причины переувлажнения, источники поступления водных ресурсов на с.-х. территорию, но и изучить закономерное поступление, их перераспределение в пространстве и во времени под влиянием природных факторов и антропогенных воздействий.

По результатам установления местных закономерностей, возможно, предложить принципиальную схему управления процессами перемещения, положения, с помощью комплекса гидротехнических, агромелиоративных, агротехнических и др. мероприятий, обеспечивающие оптимальные условия для с.-х. производства.

Количественное выражение водного режима и типов водного питания находятся в реальном уравнении водного баланса, включающие приходную и расходную статьи.

Приходная статья: атмосферные осадки, аллювиальные, делювиальные, грунтовые воды, поступающие с водосбросной территории, воды поступающие по капиллярам от безнапорных грунтовых вод, грунтовые напорные воды, грунтовые воды, подпитываемые из рек за счет горизонтальной фильтрации. Расходными элементами яв-ся: суммарное водопотребление растительного покрова, суммарное испарение, отток поверхностных и грунтовых вод. Разработав уравнение водного баланса для реального участка суши яв-ся с.-х. угодьям можно установить по частному уравнению водного баланса изменения почвенных влагозапасов ∆W на проектируемых ГМС за расчетный период с учетом начальных W₁ и конечных W₂ для расчетного периода величин.

±W=W₂-W₁=(р+А+Д+Г+Гн+Гф+Га+Гп)-(Е+Qп+Ог). Результаты водобалансовых расчетов указывают не только на изменение содержания влаги в корнеобитаемом слое за определенный период, но и при сравнении W₂ и W₁ по периодам, фиксируют при решении балансового уравнения относительный избыток или недостаток в корнеобитаемом слое почвы почвенных влагозапасов, и в итоге, с помощью этих показателей, возможно принятие необходимого режима гидромелиорации почв – избавление от избытков почвенных влагозапасов присущих каждому периоду или режима дополнительного увлажнения путем восполнения дефицитов почвенных влагозапасов присущих своим соответствующим периодам. Особенности формирования водных режимов почв на с.-х. землях яв-ся основой для установления критериев подобия водных режимов корнеобитаемого слоя для мелиоративных угодий.

Общие требования к увязке открытых и закрытых осушителей проводящих каналов (дрен) в вертикальной плоскости; основные положения по проектированию закрытой и открытой регулирующей осушительной сети (ТКП 45-3.04-8-2005).

Регулирующую сеть следует располагать перпендикулярно основному направлению потока поверхностных вод (поперечная схема). При уклонах местности менее 0,005 допускается располагать закрытые дрены и открытые осушители вдоль уклона местности (продольная схема). Закрытые и открытые собиратели следует устраивать только по поперечной схеме. Регулирующая сеть не должна пересекать дороги, подземные коммуникации, лесонасаждения. Закрытая регулирующая сеть по размещению в плане закрытая регулирующая сеть проектируется систематической и выборочной. Закрытую регулирующую сеть следует проектировать из труб (пластмассовых, керамических и асбестоцементных), выдерживающих давление грунта, временную динамическую нагрузку от сельскохозяйственных машин. Стыки и перфорацию дренажных труб следует защищать рулонными защитно-фильтрующими материалами на основе минеральных, синтетических или полимерных волокон и органическими материалами: торф, солома. Подключение дрен к коллекторам следует проектировать внахлестку или впритык с использованием соединительной арматуры под углом от 60° до 90°. Соединение дрен с коллекторами диаметром 150 мм и более следует выполнять через вспомогательные коллекторы меньшего диаметра. Проектирование открытой регулирующей сети в плане необходимо вести с учетом следующих основных требований: 1.каналы систематической регулирующей сети следует располагать, как правило, параллельно друг другу с учетом границ землепользования и полей севооборотов; 2.длина каналов должна быть от 700 до 1500 м, меньшая длина допускается при осушении окраин массива; 3.сопряжение каналов регулирующей сети с проводящими каналами следует предусматривать под прямым или близким к нему углом; 4.каналы регулирующей сети следует располагать перпендикулярно основному направлению потока поверхностных вод. При уклонах местности менее 0,005 допускается располагать открытые осушители и закрытые дрены вдоль уклона местности; 5.при осушении пойм каналы следует располагать в направлении потока паводковых вод; 6.выборочную регулирующую сеть необходимо проектировать по наиболее низким местам поверхности и минерального дна болота; 7.закрытые и открытые собиратели следует устраивать только по поперечной схеме. Минимальную глубину осушителей и собирателей следует принимать в минеральных грунтах— 1,0 м;в торфяных грунтах— 1,2 м (после осадки торфа).Уклоны дна каналов следует принимать, как правило, не менее 0,0003 Принятые уклоны должны обеспечивать неразмывающие скорости при пропуске расчетных расходов. Дно регулирующих каналов, впадающих в гидравлически не рассчитываемые каналы (с расходом воды до 0,5 м³/с) должно быть выше дна принимающего канала на 10 см, а дно регулирующих каналов, впадающих в гидравлически рассчитываемые каналы (с расходом воды более 0,5 м³/с), допускается располагать ниже уровня меженных вод в них не более чем на 10 см.

Особенности гидравлического расчета осушительных каналов. Расчетные створы. Расчётные расходы воды. Понятие гидравлически рассчитываемый и нерассчитываемый канал. Увязка каналов в вертикальной плоскости и с закрытыми коллекторами.

Гидравлический расчет проводящих каналов необходимо выполнять при водосборе 5 км² и более и расчетном расходе воды более 0,5 м³/с. Гидравлический расчет проводящих каналов на неразмывающие скорости необходимо выполнять при любой площади водосбора, когда уклон канала превышает 0,0005 для песчаных, 0,003 — для суглинистых и 0,005 — для глинистых грунтов. Гидравлический расчет каналов выполняется, как правило, по формулам равномерного движения воды для следующих створов: устье канала; выше и ниже впадения каждого гидравлически рассчитываемого канала; в местах изменения уклона дна (для обоих уклонов); на участках с постоянными уклонами при изменении площади водосбора более чем на 20 %. В случае притока воды в проводящие каналы или поступления ее из каналов высшего порядка, что создает подпоры с изменением циркуляции потока или другие явления, влияющие на глубину
и расход воды, гидравлический расчет необходимо производить по формулам неравномерного движения воды.

Сопряжение оградительной осушительной сети с принимающими каналами необходимо проектировать: – гидравлически рассчитываемые каналы – «уровень в уровень»; – гидравлически нерассчитываемые каналы – «дно в дно»; – гидравлически нерассчитываемые каналы с рассчитываемыми – дно впадающего канала на 0,1 м ниже расчетного среднемеженного уровня в принимающем канале. Значения расчетных расходов и уровней воды в водоисточниках, водоприемниках, осушительных каналах необходимо определять согласно СНиП 2.01.14 с учетом особенностей формирования стока на водосборной площади, а также с учетом положений П1 к СНиП 2.01.14.Закрытый коллектор увязывается с каналом в вертикальной плоскости в зависимости от уровня воды в канале на момент среднемеженного периода. Коллектор располагается выше уровня воды на 0,1-0,2 м.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: