Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВО СПБГАУ
КУРСОВАЯ РАБОТА
По мелиорации на тему
Проектирование осушительно-оросительной системы на переувлажнённом участке с севооборотом в условиях Ленинградской области Гатчинского района
земля сельскохозяйственный осушаемый
Выполнил студент гр 033221
Прадед А.И.
Проверил проф. Богданов В.Л.
Санкт-Петербург-2020г
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРИРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ОБЪЕКТА
1.1 КЛИМАТ РАЙОНА
1.2 ПОЧВЫ
1.3 РЕЛЬЕФ
1.4 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2. ВОДНЫЙ БАЛАНС МЕЛИОРИРУЕМОЙ ПЛОЩАДИ
2.1 УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИЧИН И ИСТОЧНИКА ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВ
3. ТИПЫ И ПОДТИПЫ ВОДНОГО ПИТАНИЯ
4. ТРЕБОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР К ВОДНОМУ РЕЖИМУ ОСУШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ
5. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ ОСУШЕНИЯ МЕЛИОРИРУЕМОГО УЧАСТКА
6. УСТАНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАКРЫТОЙ МЕЛИОРАТИВНОЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
6.1 ЭЛЕМЕНТЫ ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
6.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ДРЕН
6.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДРЕНАМИ
7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ В ПЛАНЕ
7.1. ВОДОПРИЕМНИК.
7.2 ПРОВОДЯЩАЯ СЕТЬ
7.3 ОГРАДИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ
7.4 РЕГУЛИРУЮЩАЯ СЕТЬ
8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
8.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ ГЛУБИНЫ МАГИСТРАЛЬНОГО КАНАЛА
8.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАГИСТРАЛЬНОГО КАНАЛА
8.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЛЕКТОРНО-ДРЕНАЖНОЙ СЕТИ
8.4 ДАЛЬНЕСТРУЙНАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА ДДН-100
8.5 ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ПО ДИКТУЮЩЕЙ ТРАССЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Агропромышленный комплекс Гатчинского муниципального района по производственным и экономическим показателям стабильно занимает ведущее место в Ленинградской области и включает в себя 20 сельскохозяйственных предприятий, 8 предприятий переработки, 50 действующих крестьянских (фермерских) хозяйств, более 58,7 тысяч личных подсобных хозяйств.
Основные направления деятельности: в животноводстве - производство молока, мяса, яиц; в растениеводстве - производство зерна и картофеля, овощей.
Мелиорация (от латинского слова melioration - улучшение) - это изменение природных условий путем регулирования водного и воздушного режимов почвы в благоприятном для сельскохозяйственных культур направлении.
Один из способов восполнения недостающей влаги в почве - устройство осушительно-увлажнительных систем. Под осушительно-увлажнительной понимается такая система, которая предназначена для удаления избытков воды во время переувлажнения земель и подачи влаги к корням растений в засушливые периоды. Основная задача ее - осушение, второстепенная - увлажнение земель. Поэтому осушительно-увлажнительную систему относят к одному из видов осушительных систем.
С помощью осушительно-увлажнительных систем увлажнение земель можно проводить распределением воды по поверхности почвы, а также восполнением запасов влаги подпочвенным путем. В последнее время широкое распространение получило дождевание.
Выполнение курсового проекта по дисциплине «инженерное обустройство территории» для направления подготовки «Землеустройство и кадастры» проводится с целью закрепления теоретических знаний и возможностью их применения при решении конкретных практических задач, столь необходимых при проведении землеустроительных работ, обеспечивающих устойчивость землепользования.
Курсовой проект позволяет решить следующие задачи:
1. Осуществить анализ природно-климатических и хозяйственных условий конкретной области (района) и будущего использования данного участка;
2. выбрать соответствующий метод и способ осушения, состав и очередность проведения мелиоративных мероприятий;
3. рассчитать параметры осушительной сети;
4. нанести осушительную систему на план;
5. провести гидрологический и гидравлический расчеты осушительной сети;
6. определить способ увлажнения осушаемых земель;
7. провести водобалансовые расчеты;
8. запроектировать оросительную сеть для выбранного способа полива;
9. провести гидравлический расчет оросительной сети и подобрать насосно-силовое оборудование;
10.подготовить технико-экономическое обоснование проводимых мероприятий
1. ПРИРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ОБЪЕКТА
Гатчинский район Ленинградской области расположен на северо-западе европейской части России.
Схема 1. территории планирования:
Граничит:
на севере - с Ломоносовским муниципальным районом,
на северо-востоке - с Санкт-Петербургом,
на востоке - с Тосненским муниципальным районом,
на юге - с Лужским муниципальным районом,
на западе - с Волосовским муниципальным районом.
Район занимает площадь 2,94 тыс. кмІ, что составляет 3,45 % площади области. По этому показателю район занимает 13-е место в регионе.
1.1 КЛИМАТ РАЙОНА
По агроклиматическим ресурсам территория района относится к III агроклиматическому району Ленинградской области.
Длина вегетационного периода с температурой выше 5°С продолжается в среднем с 26 апреля по 9 октября, т.е. 166 дней и с температурой выше 10°С с 20 мая по 13 сентября, т.е. 116 дней, что вполне обеспечивает созревание основных культур.
Сумма положительных температур выше 100С за год составляет 1677°С. Среднегодовое количество осадков 560-600 мм, в том числе за период температур выше 10° С - 416 мм.
Наибольшее количество осадков приходится на летние месяцы - июль-август и на октябрь. Это неблагоприятно отражается на полевых работах, снижает качество урожая, и затрудняет сенокос.
Гидротермический коэффициент, характеризующий степень, увлажнения за период с температурой выше 10°С, равен 1,6-1,7.
Глубина промерзания почвы в среднем 44 см на суглинках, 48 см - на легких суглинках.
Дата наступления мягкопластичного состояния почвы примерно 29 апреля. Этот показатель определяет начало полевых работ. Средняя дата схода снежного покрова 4 апреля. Господствующими ветрами являются ветры юго-западного и западного направления.
Данный район благоприятен для выращивания разных овощных и кормовых корнеплодов, ранних и средних сортов картофеля, капусты белокочанной, озимой ржи, овса, ячменя, пшеницы, кукурузы на зеленую массу.
Таблица 1.Среднемноголетние дефициты влажности воздуха (среднесуточные), мб
|
№ вар |
Апрель |
Май |
Июнь |
Июль |
Август |
Сентябрь |
|||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
||
|
3 |
1,9 |
2,9 |
3,9 |
4,7 |
5,4 |
6,1 |
6,9 |
7,2 |
6,9 |
6,4 |
6,2 |
6 |
5,7 |
5,5 |
5,3 |
4,4 |
3,2 |
2 |
1.2 ПОЧВЫ
С глубиной залегания карбонатных пород тесно связано развитие процесса почвообразования и формирование дерново-карбонатных типичных, выщелоченных и оподзоленных почв, а также дерново-подзолистых почв на карбонатных отложениях. Благоприятные для развития земледелия. Они богаты перегноем и минеральными веществами, имеют комковатую структуру. Эти подтипы почв в условиях крайне неоднородного микро- и мезорельефа очень часто чередуются между собой, создавая в почвенном покрове сложные комплексы и сочетания. В южной и юго-восточной краевой частях ордовикского плато на формирование почв влияет периодическое переувлажнение за счет атмосферных осадков и подпора жестких грунтовых вод, поэтому здесь преобладают минеральные переувлажненные почвы.
Для юго-западной части района характерен относительно равнинный рельеф и бескарбонатность почвообразующих пород, а для северной - пониженный рельеф, ледниковые и водно-ледниковые отложения песчаного, супесчаного и суглинистого состава, что в сочетании с постоянным сезонным переувлажнением способствуют в основном развитию почв (подзолисто-болотного типа -- дерново-подзолистых глееватых и поверхностно-глееватых, а в ряде случаев торфянистых иллювиально-гумусовых подзолов).
Примеры разрезов:
Разрез 1 находится на юго-восток от города I на 780 м. Почва дерново-карбонатная типичная на элювии карбонатов.
Морфологическое описание профиля:
А0 (0-2) - травянисто-моховая подстилка;
А1 (2-25) - темно-серый, суглинистый, комковатый, с большим количеством корней и других растительных остатков;
Вк (25-35) - светло-бурый, тяжелосуглинистый, плотный с большим количеством известнякового щебня и остатков известняковых валунов. Вскипает от HCl.
С (35-100) - плотный трещиноватый элювий известняков. Вскипает под воздействием HCl.
Таблица 2. Физико-химические показатели дерново-карбонатной типичной почвы на элювии карбонатов
|
Горизонт |
Глубина, см |
Гумус,% |
pHKCL |
Плотность г/см3 |
Мг-экв/100г |
?час<0,01 |
|
|
Ca+ |
Mg |
||||||
|
A0 |
0-2 |
- |
4,5 |
1,21 |
22 |
7,3 |
|
|
A1 |
2-25 |
2,7 |
5,1 |
1,30 |
5 |
1,1 |
|
|
Bk |
25-35 |
0,3 |
6,6 |
1,41 |
7,9 |
2,2 |
|
|
Ck |
35-100 |
- |
7,7 |
1,51 |
14,1 |
8,8 |
Данная почва характеризуется следующими физико-химическими показателями: невысокое содержание гумуса в гумусово-аккумулятивном горизонте, имеет кислую реакцию, рН вниз по профилю увеличивается. В составе обменных катионов преобладает кальций, его наименьшее содержание в горизонте А1. Из подвижных форм фосфора и калия преобладает калий. Гидролитическая кислотность уменьшается вниз по профилю.
1.3 РЕЛЬЕФ
Большая часть территории района расположена на Лужско- Оредежской возвышенности. Высоты (до 100 м) имеют здесь очень плавные перепады. В целом для территории района характерен полого-холмистый равнинный рельеф. Ярко выраженные возвышенные ландшафты преобладают лишь на северо-западе, где в пределы района входит восточный край Ижорской возвышенности. Для этой территории характерны краевые моренные гряды и холмы.
В северной части района преобладают геологические отложение ордовикского периода, а в южной - девонского. В основном, они покрыты слоем ледниковых отложений четвертичного периода. Исключение составляют берега реки Оредеж, где девонские породы выходят прямо на поверхность.
В центральной части района имеются месторождения доломитов, а в юго-восточной -формовочного песка.
Бореальный пояс, таежно-лесная зона, южная подзона таежно-лесной зоны, фация умеренно промерзающих почв, провинция - Прибалтийская.
1.4 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
На участке, находящемся в Ленинградской области намечается произвести осушение дренажём и орошение дождеванием. Предполагается вести 5-польный севооборот, площадь поля 50 га. Источником заболачивания являются грунтовые воды. В состав севооборотного участка входят следующие сельскохозяйственные культуры: картофель, многолетние травы.
Почвы участка представлены песком мощностью 0,4 м. Коэффициент фильтрации Кф=1,2 м/сут. Весной грунтовые воды залегают на глубине 0,2 м от поверхности почвы. Водоприёмником для осушаемого участка является река Оредеж, балка Глубокая. Расчётная поливная норма 150 м3/га. Рабочая скорость движения агрегата ДДА-10ОМ во время полива 411 м/ч вперед и 370 м/ч назад. Транспортная скорость агрегата 4,3 км/ч.
Мощность подпочвенного слоя=2,5 м.
Приводя ранее выдвинутые положения в пункте 1.2. Почвы. Можно сказать, что данная нам территория имеет периодическое переувлажнение за счет атмосферных осадков и подпора жестких грунтовых вод. А из пункта 1.1. . Климат района. Данный участок благоприятен для выращивания разных овощных и кормовых корнеплодов, ранних и средних сортов картофеля, капусты белокочанной, озимой ржи, овса, ячменя, пшеницы, кукурузы на зеленую массу.
Для осушительно- увлажнительных систем.
1. Слой поверхностного стока h80%=140 мм,
2. Возможный слой испарения воды I 80%=580 мм.
3. Объёмный вес почвы dv =1,22 г/см3
4. Наименьшая влагоёмкость НВ 31%.
5. Заданная культура для расчёта орошения - картофель, многолетние травы.
6. Тип почвы дерново - подзолистые глееватые и поверхностно-глееватые.
7. Коэффициент суммарного водопотребления К=434,43 м3/га.
8. Характер грунтовых вод - безнапорные, направление грунтового потока в сторону реки.
9. Межполивной период 16 суток.
10. Среднегодовое количество осадков 560-600 мм, в том числе за период температур выше 10° С - 416 мм.
11. Весной грунтовые воды залегают на глубине 0,2 м от поверхности почвы.
2. ВОДНЫЙ БАЛАНС МЕЛИОРИРУЕМОЙ ПЛОЩАДИ
С целью прогнозирования водного режима на мелиорируемой территории, а также установления типа мелиоративной системы (одностороннего осушительного действия или двустороннего осушительно-увлажнительного действия) производится расчет водного баланса корнеобитаемого слоя почвы. При этом устанавливается и потребное количество воды для увлажнения. Расчет водного баланса заключается в определении избытков и недостатков воды в корнеобитаемом слое почвы за вегетационный период и по фазам развития культур. Расчеты водного баланса по изложенной ниже методике необходимо произвести для всех культур, которые проектируются выращивать на данном участке. Если значения водного баланса по периодам года будут положительными - это говорит о том, что существует необходимость устройства дренажной системы. Если значения водного баланса по периодам года будут отрицательными - это говорит о том, что существует необходимость устройства оросительной системы. Если значения водного баланса по периодам года будут и положительными и отрицательными - это говорит о том, что существует необходимость устройства системы двойного регулирования влажности почвы.