книги из ГПНТБ / Писарьков, Х. А. Осушение лесных земель учебное пособие для студентов лесохозяйственного факультета (специальность 1512)

При осушении лесных земель модули стока обычно прини­ маются с обеспеченностью 25%. Для некоторых земель сель­ скохозяйственного назначения, а также для парков, питом­ ников и других ценных угодий принимается обеспеченность 10—15%, а для сооружений 5%.

а

Рис. 36. Кривая обеспеченности модулей стока

При отсутствии фактических наблюдений расчетные моду­ ли стока могут быть определены по эмпирическим форму­ лам, рекомендованными Гидрологическим институтом *.

* Гидрологические расчеты при осушении болот и заболоченных зе­ мель. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1963.

90

1. Максимальный модуль стока весеннего половодья с ча­ стично заболоченных водосборов можно определять по фор­ муле Д. Л. Соколовского:

водья, м 3/сек • км2;

А с — элементарный модуль максимального стока;

.F — площадь водосбора, км2;

С — добавка к площади водосбора;

п—■коэффициент редукции; ас— максимальная часовая интенсивность снеготая­

ния; 0,28 — коэффициент размерности при выражении а с в

мм/час;

общей площади водосбора соответственно;

а— коэффициент, учитывающий долю влияния озерности, равный 1, 0, 0,9, 0,8 и 0,7 соответственно,

для озерности <0,5, 5—10, 10—15 и ^ 15 про­ центов;

К— районный коэффициент, равный 0,72 для усло­ вий Карелии и Кольского полуострова, 0,83 — для района Балтийского, Белого и Баренцова морей и 0,93 — для Верхней Волги, Камы и во­

сточных склонов Урала.

Остальные параметры формулы (77) приведены в табл. 24 (для разной обеспеченности модулей стока).

91

В результате осушения болот понижается уровень грунто­ вых вод, что увеличивает аккумуляцию воды и соответствен­ но снижает пик половодья.

2. Послепаводковые модули стока (предпосевные и посев ные). Начало весенних полевых сельскохозяйственных работ принимается за начало предпосевного периода (за 5—10 дней до сева яровых культур).

Предпосевной период приходится примерно на середину, а посевной к концу спада половодья. Связь этих модулей стока с площадями водосборов отсутствует. Озера и болота увели­ чивают модули стока, поправочные коэффициенты могут оп­ ределяться по формулам:

для предпосевных вод

Обозначения приняты прежние.

Гидрологическим институтом составлены карты изолиний модулей стока при нулевой озерностй и заболоченности. В табл. 25 приведены предпосевные и посевные модули стока 25%-ной обеспеченности, определенные по картам.

92

3. Максимальные модули стока дождевых паводков в лет­ не-осенний период с частично заболоченных водосборов мож­ но определить по формуле, имеющей ту же структуру, что и для весеннего стока:

93

Коэффициент б определяется по формуле (78), К берется из табл. (26). Для более точного определения величины Ал

Гидрологическим институтом построены карты изолиний 1,10

и25%-ной обеспеченности.

4.Среднегодовой модуль стока принято называть нормо стока. С частично заболоченных водосборов нормы стока мо­ гут быть опеделены по карте среднего годового речного сто­ ка К. ГГ Воскресенского. Для отдельных пунктов нормы сто­ ка (в л/сек • км2) приняты следующие:

5. Бытовой модуль стока Гидравлический институт рек мендует принимать равным 50%-ной продолжительности за вегетационный период и определять по формуле

и гидрогеологических условий (при 25%-ной обес­ печенности колеблется в пределах 0,90—1,60; мак-

'симальные значения тк относятся к северо-запад­

ной части Кольского полуострова и к склонам Уральского хребта, а наименьшие значения при­ урочены к Ильменско-Ладожской низине и к впа­ дине, расположенной к северу от Онежского озера);

б— коэффициент, определяемый по формуле

94

ственно. Величина бытового модуля стока в сильной степени зависит от нормы стока, величины грунтового питания водо­ токов, а также от озер. Зависимости бытовых модулей стока от залесенности водосборов и их заболоченности почти не на­ блюдается.

6. Для перехода от модулей стока, определенных по дан­ ным наблюдений (аналогам), к модулям стока с другими во­ досборными площадями, следует пользоваться приведенными выше формулами. Например, для дождевых паводков, соглас­ но формуле (81), модуль стока расчетного водосбора равен

ется ниже бровки при осушении лесов и лугов на 0,2—0,4 м.

При более интенсивном осушении этот запас должен быть не­ сколько больше (0,4—0,5 м ).

Г и д р а в л и ч е с к и й расчет . Этот расчет проводится для определения ширины каналов по дну,- для проверки кана­ лов на размыв и заиление, а также для увязки расчетных го­ ризонтов воды в каналах и водоприемниках.

При гидравлическом расчете ширину по дну канала опре­ деляют при известных уже проектной глубине, уклоне дна и коэффициенте откоса; при этом расход воды по каналу в рас­ четном сечении должен быть равен стоку воды с водосборной площади в единицу времени, т. е.

где q — расчетный модуль стока;

F:— водосборная площадь (определяется по карте);

«в — живое сечение канала в рассчитываемом сечении (при расчетном горизонте воды);

95

i — уклон дна канала в рассчитываемом сечении; R — гидравлический радиус;

С — скоростной коэффициент формулы Шези, определяе­

мый по формулам Н. Н. Павловского или И. И. Агроскина (стр. 9).

Для предварительных расчетов С можно определять по

табл. 27, при /1 = 0,025—0,030.

По уравнению (86) подбором находят ширину по дну 6. Расход воды по каналу не должен превышать приход (сток) более чем на 5%. При проектировании сопряжений в верти­ кальной плоскости глубину бытовых вод определяют по фор­ муле (86), а <76ыт — по формуле (82). Бытовые воды должны проходить по осушительной сети без подпора.

Так как водосборная площадь и уклоны дна изменяются по длине канала, то гидравлический расчет для одного и того же канала производят в нескольких сечениях: в устье, выше и ниже места впадения крупных'.каналов и при изменении ук­ лонов, дна. Для облегчения расчетов пользуются графиками и таблицами.

96

Допустимые скорости движения воды в каналах. При боль­ ших скоростях воды каналы размываются, а при малых зали­ ваются и зарастают. Поэтому при гидравлических расчетах принимают следующие максимальные скорости (табл. 28).

»осоковый и древесный, раз­

Максимальная скорость определяется при максимальном расходе воды в каналах. Минимальные скорости принимают равными 0,2—0,4 м/сек. При меньших скоростях целесообраз­

но проектировать отстойники и использовать их как противо­ пожарные водоемы.

Продольный профиль канав. Проектирование продольных профилей начинается с осушителей. После этого составляют­ ся профили транспортирующих собирателей, на которых по­ казываются места впадения (дно) осушителей, после чего проектируется дно транспортирующих собирателей таким об­ разом, чтобы сопряжение канав в вертикальной плоскости не вызывало подпоров бытовых вод. После этого строят профили магистральных каналов и проектируют дно с учетом требова­ ний правильных усопряжений с транспортирующими собира­ телями и, наконец, таким же образом устанавливают сопря­ жения с водоприемником. Линию дна канав в начале наме­ чают приблизительно, следуя уклонам поверхности, оконча­ тельный уклон устанавливается после проверки на допусти­ мую скорость. В процессе проектирования при проверке со­ пряжений и глубин дно осушителей может изменяться.

Следует стремиться, чтобы не было большой разницы в глубинах и чтобы глубины торфа и уклоны дна к устью не уменьшались. Продольные профили составляются по данным нивелировки (трассировки) или по отметкам горизонталей.

Примерный порядок заполнения граф на профиле для круп­ ных существующих каналов и рек следующий: 1) отметки по­ верхности; 2) отметки правой бровки; 3) отметки левой бров­ ки; 4) отметки горизонтов воды; 5) отметки существующегодна; 6) глубины торфа; 7) отметки минерального дна; 8) под­ стилающий торф грунт; 9) проектный уклон; 10) проектные отметки дна; 11) проектные отметки расчетных горизонтов; 12) глубина выемки; 13) номера пикетов; 14) расстояния; 15) план трасс. При проектировании профилей осушителей и других каналов по новой трассе соответствующие графы опу­ скаются (рис. 37). '

3 L ----

Рис. 37. Продольный профиль осушителя

Обычно уклоны дна осушителей принимаются в пределах

0,0005—0,01, уклоны проводящих каналов — 0,0005—0,005, ми­ нимальный уклон для крупных каналов и рек с водосборной площадью более 10 кмг — 0,0002.

При больших уклонах для уменьшения скорости движения воды устраивают быстротоки, или перепады, однако их сле­ дует применять лишь в случае крайней необходимости. Ино­ гда уклон дна можно изменить путем уменьшения или увели­ чения глубины каналов в устье.

При проектировании продольные профили составляются . по водоприемникам, магистральным каналам, по характер­ ным собирателям и осушитедям. В техно-рабочих проектах

98

п рабочих чертежах профили составляются на все протрасси­ рованные каналы. Масштабы продольных профилей: горизон­ тальный— масштаб.плана,вертикальный— 1 : 100 (или 1 :50).

7. Сочетание осушения с лесосплавом

Многие каналы проводящей осушительной сети целесооб­ разно использовать для сплава леса. В этих случаях.регули­ рование горизонтов воды шлюзами и водохранилищами сле­ дует увязывать с задачами осушения. На сплавных каналах надо устраивать более широкие бермы, на воронках — мост­ ки; ширина по дну принимается не менее 0,4—0,5 м, а мини­

поворотах R должен быть не менее 10/, где I — длина сплав­

ляемых бревен.

8. Противопожарные мероприятия

Осушительные канавы можно использовать в качестве про­ тивопожарных разрывов, но кроме того, на осушаемых пло­ щадях следует проектировать и специальные противопожар­ ные каналы и водоемы.

Водоемы рекомендуется проектировать в местах наиболь- ■ шей пожарной опасности и вблизи дорог-и просек, располагая их в естественных западинах. Водоемы целесообразно устра­ ивать проточные, подпитывая их водой из осушительных ка­ нав. Глубина водоемов должна быть 2,0—3,0 м, ширина по

сти от грунта. Запас воды в водоеме можно доводить до 100— 180 м3. Расстояние между водоемами рекомендуется прини­ мать около 1000 м.

Противопожарные каналы можно совмещать с каналами осушительной сети. Устраиваются они на 0,5—0,6 м глубже. На дне каналов через каждые 100 м оставляются перемычки длиной 3—5 м, высотой 0,5 м. С целью увеличения запасов

воды эти каналы можно устраивать более широкими. Для за­ держания воды в каналах в засушливые периоды устраива­ ются шлюзы.

9. Вычисление объемов земляных работ

Для каналов, на которые составлены продольные профили, объем выемки между каждой парой соседних пикетов вычис­ ляется по формуле

' ; (87)