Всвязи с увеличением площади нарушенных земель рекультивация стала неотъемлемой частью охраны и воспроизводства земельных ресурсов

Вид материала

Содержание

3. Выбор направления использования выработанных торфяников
4. Техническая рекультивация
4.2 Обоснование методов и способов технической рекультивации выработанных торфяников
4.3 Проектирование осушительной системы
4.3.2. Проектирование осушительной сети в плане и в вертикальной плоскости
4.3.3. Проводящая сеть
4.3.4. Гидрологический расчет
Максимальный сток весеннего половодья
Значения коэффициента 
Бытовые расходы
4.3.6. Расчет оградительной дамбы
4.3.7. Определение параметров насосной станции и объема пруда-накопителя
4.4 Мероприятия по увлажнению рекультивируемых земель
4.5 Культуртехнические работы

Подобный материал:

1 2 3 4

3. Выбор направления использования выработанных торфяников

По рекомендациям этого раздела студент должен обосновать направление использования выработанных торфяников, т.к. от этого зависит состав технической и биологической рекультивации. В качестве основных целевых направлений принимают следующие: сельскохозяйственное, лесохозяйственное, рыбохозяйственное, рекреационное.

Согласно требований ГОСТ 17.5.1.02-78 при выборе направления необходимо учитывать следующие факторы:

Природные условия района (климат, тип почв, геологическое строение, растительность).
Состояние нарушенных земель к моменту рекультивации (характер техногенного рельефа, степень естественного зарастания и т.д.)
Минералогический состав, водно-физические и физико-химические свойства горных пород, грунтов и почв.
Агрохимические свойства почв и потенциально плодородных пород и их классификация по пригодности к биологической рекультивации.
Инженерно-геологические и гидрогеологические особенности нарушенных земель.
Хозяйственные, социально-экономические и санитарно-гигиенические условия.
Срок службы рекультивированных земель (возможность повторных нарушений и их периодичность).
Технология и механизация горных и строительно-монтажных работ.
Прогноз гидрохимических и гидробиологических условий (при создании водоемов), охраны окружающей среды.

Выбор направления использования нарушенных земель проводится на основе эколого-экономического анализа эффективности инвестиций в данный объект и является составной частью проекта рекультивации.

Данным проектом такой анализ не предусмотрен, поскольку не включен в задание на проектирование. Выбор направления использования выработанного торфяника проводим с учетом рекомендаций, изложенных в таблице 5 и требований ГОСТ.

По своему геоморфологическому строению торфяное месторождение относится ко второй, т.к. представляет собой пойменно-притеррасную равнину р. Шурумки (раздел 1.1). Мощность оставшегося слоя торфа составляет около 0,5 м (исходные данные).

Основное направление использования этой группы - сельскохозяйственное. Выбор этого направления согласуется также с требованиями ГОСТ (п. 1 - 6), поэтому рекультивируемый участок в последующем будем использовать для выращивания сельскохозяйственных, при чем в целях сохранения и рационального использования маломощного торфяника целесообразно принять зерно-кормовой севооборот.

Состав севооборота определяется направлением хозяйственной деятельности предприятия и может включать как зерновые яровые, так и озимые культуры.

Таблица 5

Направления использования торфяников после рекультивации

Геоморфологическая группа

Направление использования

Склоны надпойменных террас, староречий, слой торфа более 0,5 м
Сточные котловины, пойменно-притеррасные, пологоволнистые абляционные равнины, слой торфа:

- более 0,5 м

- более 0,3 м

Бессточные котловины, пойменные, бессточные межморенные котловины, обвалованные поймы, слой торфа более 0,15 м
Неглубокие междуречные впадины

Сельскохозяйственное

Многоцелевое (преимущественно сельскохозяйственное):

- сельскохозяйственное:

- лесохозяйственное

Водохозяйственное

Лесохозяйственное

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ

4.1 Методы и способы технической рекультивации

Техническая рекультивация нарушенных земель осуществляется с использованием следующих видов: а) водных (гидротехнических); б) химических; в) структурно-проективных; г) тепловых.

Выбор методов и способов технической рекультивации проводится в соответствии с современным состоянием нарушенных земель и принятым направлением использования этих земель после рекультивации.

Основной состав работ по технической рекультивации выработанных торфяников для сельскохозяйственных целей:

Предварительное мелиоративное обустройство территории, включающее предварительное осушение и выравнивание поверхности выработанного месторождения.
Строительство новой или реконструкция существующей осушительной сети.
Культуртехнические работы с применением различных структурно-проективных способов (планировки, известкования, землевания и т. д.).

4.2 Обоснование методов и способов технической рекультивации выработанных торфяников

В этом разделе студент должен по результатам анализа исходных данных (раздел 1, 2) и принятого направления использования выработанных торфяников (раздел 3) обосновать методы и способы технической рекультивации.

Поскольку причиной, препятствующей использованию выработанных торфяников в сельскохозяйственных целях, является их затопление в период паводков и переувлажненность в межень, поэтому в качестве основного метода технической рекультивации принимаем осушение.

Анализ исходных данных показывает, что не благоприятный водный режим торфяников складывается за счет близких грунтовых вод, притекающих с водосбора, и за счет влияния высоких уровней воды в водоприемнике во время паводков. Следовательно, для данного объекта характерными типами водного питания являются грунтовый и намывной (аллювиальный), а методами осушения - понижение грунтовых вод и защита территории карьера от затопления. В качестве способов принимаем строительство открытой осушительной сети с прудом-накопителем для механической откачки воды и оградительной незатопляемой дамбы.

Строительство зимнего польдера обусловлено выращиванием озимых культур и условиями, изложенными в Пособие к СНиП 2.06.03-85.

Предварительное мелиоративное обустройство территории не проводим, т.к. вышедшие после фрезерной разработки торфяные поля не имеют глубоких выемок постоянно заполненных водой, но перед началом проведения рекультивации линии железных дорог должны быть демонтированы и увезены с территории объекта.

Климатические данные (осадки, испарение) и наблюдения в ходе торфоразработок показывают, что периоды переувлажнения торфа сменяются недостатком влаги для растений и увеличивают опасность возникновения пожаров. Поэтому для подержания необходимого водного режима осушаемых почв предусматриваем их шлюзование.

В проекте по рекультивации торфяников следует использовать отдельные элементы или части существующей осушительной сети, находящихся в удовлетворительном состоянии.

На данном объекте после фрезерной добычи торфа проводящая сеть хорошо сохранилась, поэтому существующие валовые (ВК), магистральный (МК) и нагорно-ловчие (НКЛ) каналы включаем в состав проектируемой сети, предусмотрев при этом их очистку и ремонт. Имеющиеся вдоль МК и ВК несработанные подштабельные полосы (места складирования торфа), основания узкоколейной дороги, кавальеры и отвалы ила после очистки каналов используем для засыпки непригодных к эксплуатации каналов, ям, западин и замкнутых микропонижений.

Технический этап рекультивации заканчиваем культуртехническими работами, в состав которых включаем известкование и землевание по единой технологии выполнения комплекса этих работ.

4.3 Проектирование осушительной системы

4.3.1. Расчет регулирующей сети

Регулирующая сеть проектируется в виде открытых осушителей. Расстояние между дренами определяется по формуле С.Ф. Аверьянова (расчетная схема приведена на рис. ( )

, ( 1 )

где

; ( 2 )

t - глубина осушителя ( t = 1,3 м);

а - норма осушения, а = 0,6;

Нд - действующий напор, равный 0,5 (Н_н + Н_к) = 0,5 ( Н_н + t - а );

Нн - начальный напор, который может быть: больше глубины дрены ( слой воды над поверхностью земли - Нв), равен t (уровень совпадает с поверхностью) и меньше t (уровень грунтовых вод ниже поверхности земли);

Принимаем Нн = t + Нв = 1,3 + 0,01 = 1,31 м,

тогда Нд = 0,5 (Нн + t - а) = 0,5 (1,31 +1,3 - 0,6) = 1,005 м;

Нк - напор в конце расчетного периода

Нк = t - а = 1,3 - 0,6 = 0,7 м;

К - приведенный коэффициент фильтрации (исходные данные, раздел 2) слоя мощностью (t + S)

( 3 )

S - расстояние от осушителя до водоупора

S = ( h₁ + h₂ + h₃ ) - t, м;

d - расчетный диаметр дрены для открытых осушителей

d = 0,5 b + h = 0,5 0,4 + 0,15 = 0,35 м;

где b - ширина канала по дну, b = 0,4 м;

h - наполнение канала в межень, h = 0,15 м;

g - среднесуточный приток к осушителям за расчетный период

(4)

Н_р - слой воды (м), который должен быть отведен за расчетный период

Н_р = Н_в +  а + Н₀ - еТ,

где Н_в - слой воды, оставшийся на поверхности после схода талых вод, Н_в = 0,01 м;

- приведенный коэффициент водоотдачи (исходные данные, раздел 2):

; ( 5 )

е - суточный слой испарения за расчетный период (табл.1), в среднем равный 0,001 м/сут;

Н₀ - сумма осадков, выпавших за расчетный период (табл.1), в среднем равная 0,01 м;

Т = 10 - 15 сут. - расчетный период, за который должен быть отведен слой воды Н_р.

Расчет по формуле (1) ведется методом итераций, т.е. последовательным приближением, но при этом должно выполняться условие

1 ,

где Вп – принятое для расчета

(2) расстояние между дренами;

Вр – рассчитанное по формуле (1) расстояние между дренами.

Принимаем В=

тогда α=

расчетом получается В=

Принимаем В=

тогда α=

расчетом получается В=

Принимаем В=

тогда α=

расчетом получается В=

Принимаем В=

тогда α=

расчетом получается В=

если разница между предпологаемым и полученным В больше 10 % то расчет проводим еще раз до получения сходимости.

Если в ходе расчетов расстояние между открытыми осушительными каналами получено менее 40 м, то целесообразно переходить на проектирование закрытого дренажа, сделав об этом соответствующую запись в конце раздела.

4.3.2. Проектирование осушительной сети в плане и в вертикальной плоскости

Проектирование осушительной сети в плане и в вертикальной плоскости проводится по рекомендациям СНиП 2.06.03-85 и другой технической литературы:

длина осушителей должна быть 700 - 1500 м, однако допускается уменьшение длины при осушении окраин массива (при рекультивации длина осушителей определяется расстоянием между валовыми каналами);
уклон дна осушителей должен быть не менее 0,0003;
сопряжение осушителей с проводящими каналами следует назначать под прямым углом или близким к нему;
уклон дна проводящих каналов следует принимать не менее 0,0003, а при осушении без уклонных территорий - 0,0002;
сопряжение в плане проводящих каналов между собой необходимо проводить под углом не менее 90⁰ или близким к нему;
дно осушителей, впадающих в гидравлически не рассчитываемые проводящие каналы, должно быть выше дна принимающего канала на 10 см;
дно гидравлически не рассчитываемого проводящего канала (в данной работе валовый канал) при впадении в гидравлически рассчитанный (МК) должно быть на 10 см ниже меженного уровня принимающего канала;

Регулирующая сеть в плане (рис. ) проектируется с учетом осушающего действия проводящих каналов (при грунтовом типе водного питания):

открытые коллекторы - (2 - 3) В;
магистральные каналы - (2,5 - 3,5) В.

Схема вертикального сопряжения элементов осушительной сети показана на рис….

Схема составляется по расчетному створу, указанному на плане номерами отметок 1, 3, 6, 9, 12. Значения этих отметок определяются методом интерполяции на плане, отметки 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13 рассчитываются, например:

1)

2 =

1 – t, 2)

4 =

2 – i_осl_ос, где уклон осушителя принимаем равным уклону поверхности земли (i_п = (

1 -

3) / l_ос), если последний больше минимального (0,0003) и равным минимальному, если он меньше минимального, 3)

5 =

4 – 0,1 и т.д.

4.3.3. Проводящая сеть

Гидравлический расчет проводящей сети проводим по результатам гидрологического расчета (СНиП 2.01.14–83) с учетом сельскохозяйственного использования осушаемой

территории и создания оградительной дамбы.

Рекультивируемый участок предполагается использовать под зерно-кормовой севооборот с озимыми, поэтому в качестве расчетного расхода проводящей сети принимаем максимальный расход, соответствующий паводку 5% обеспеченности.

Параметры каналов определяются по формулам равномерного движения воды или с применением линейки Ф.М.Пояркова.

В данной работе при небольшой площади осушения гидравлический расчет выполняем только магистрального канала, параметры валовых (проводящих) каналов назначаем конструктивно, исходя из условий вертикального сопряжения элементов осушительной сети и устойчивости русла. В результате расчета должно быть обеспечено движение воды исходя из условий неразмываемости и незаиляемости русла канала.

Исходные данные для гидравлического расчета канала:

Канал трапецеидального сечения.
Заложение откосов(m) при строительной глубине(h):

торф слаборазложившийся, глина, суглинок средний и тяжелый при h1,5м - m=1.0, при h=1.5-3.0м - m=1.5 -2.0;
торф средней степени разложения и хорошо разложившийся, суглинок легкий, супесь, песок при h1.5м - m=1.5-2.0, при h=1.5-3.0м - m=2.0-2.5;
шероховатость русла n=0.03- 0.035;
минимально допустимая ширина канала по дну b=0.6м;
максимально допустимая скорость воды в канале из условия неразмываемости:

-глина - 1.2 м/с, супесь - 0.7 – 0.8 м/с, торф - 0.7 – 1.1 м/с;

-суглинок средний - 1.1 м/с, песок - 0.5 – 0.7 м/с;

минимальная скорость воды из условия незаиляемости V_min=0.2 м/с.

4.3.4. Гидрологический расчет

Расчетные расходы воды в каналах транспортирующей сети определяются по расчетным створам: в устье канала, выше впадения каждого проводящего канала, в местах изменения уклона дна (для обоих уклонов), на участках с постоянными уклонами при изменении площади водосбора более чем на 20 %.

В связи с тем, что эти вопросы подробно изучаются в курсе мелиорация земель (раздел «Осушение земель»), поэтому в данной работе определение расчетных расходов проводим по замыкающему створу, т. е. вся площадь водосбора приводится к устью МК.

Максимальный сток весеннего половодья для водосборов площадью от 1 до 20000 км² для европейской части России при отсутствии данных наблюдений рекомендуется определять по формуле:

, (6)

где Q_max - расчетный максимальный расход весеннего половодья обеспеченности

Р%, м³/с;

q_max - модуль максимального расчетного расхода воды, м³/с/км²;

А - площадь водосбора до расчетного створа (определяется по исходным данным: А = К(F₁+ F₂)), км²;

А₁ - дополнительная площадь водосбора, учитывающая снижение редукции, км², А₁ = 1 (везде кроме Волго-Вятского района, где А₁ = 2);

К₀ - параметр, характеризующий дружность половодья (таблица 6);

n - показатель степени редукции (таблица 6);

h_p_%%- расчетный слой суммарного весеннего стока (без срезки грунтового питания), мм, ежегодной вероятности превышения Р%, определяемый в зависимости от коэффициента вариации С_v и отношения С_s/C_v этой величины, а также среднего многолетнего слоя стока h₀, устанавливаемого по рекам-аналогам или интерполяцией;

- коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов (таблица 6);

Таблица 6

Значения  , n и К₀ для Европейской территории России

		Параметр 		Параметр К₀ в зависимости от рельефа бассейна рек
Природная зона	Условные обозначения	при вероятности превышения Р = 5 %	n	холмистые возвышенности с понижениями между ними	плоские низменности и заболоченные поймы
Зона тундры и лесная зона	1	0,96	0,17	0,008	0,006

Расчетный слой суммарного весеннего стока h _р% определяется в зависимости от среднемноголетнего слоя стока h₀, коэффициента вариации слоя стока С_v и коэффициента асимметрии С_s. Значения этих параметров для нечерноземной зоны России приведены в таблице 7.

Таблица 7

Гидрологические характеристики водосборных бассейнов

Область	№ района	h₀, _мм	С_v	f_л, %	f_б, %	f_оз, %	q₂₀₀, м³/с/км²	n₃
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Владимирская	3	80	0.4	38.0	0.5	1.4	0.25	0.5
Тверская	2	100	0.5	38.0	5.0	1.4	0.35	0.4
Калужская	3	100	0.4	38.0	5.0	1.4	0.5	0.5
Московская	3	100	0.35	38.0	5.0	1.4	0.3	0.5
Новогородская	2	130	0.35	34.3	11.2	9.6	0.3	0.3
Тульская	3	90	0.4	38.0	5.0	1.4	0.35	0.5
Ярославская	2	130	0.45	38.0	5.0	1.4	0.4	0.5

- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды рек, зарегулированных озерами (

_и водохранилищами (

_’);

₂- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесенных и заболоченных бассейнах.

Значения коэффициента вариации С_v действительны при площади водосбора более 200 км². Для бассейнов с площадями водосборов менее 200 км² к табличным значениям С_v вводится поправочный коэффициент ( , учитывающий повышение коэффициента вариации на малых бассейнах (табл. 8).

Таблица 8.

Значения коэффициента 

Площадь водосбора, км²	0 - 50	51 - 100	101 - 150	151 - 200
Поправочный коэффициент,	1,25	1,25 - 1,20	1,20 - 1,15	1,15 - 1,05

Для перехода от среднего многолетнего слоя стока h₀ с 50 % обеспеченности к расчетному слою суммарного стока h_{р %} обеспеченности р = 5 %, вводится модульный коэффициент перехода К, величина которого зависит от Р % и С_s (табл. 9).

Слой стока заданной обеспеченности

( 7 )

Таблица 9

Значения коэффициента К при С_s= 2C_v(условия НЧЗ России) и Р = 5 %

С_v	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
K	1,17	1,35	1,54	1,74	1,94	2,15	2,36	2,57	2,78	3,0

При определении коэффициента

необходимо иметь данные о наличии озер и водохранилищ на территории водосбора. Принимаем, что водохранилищ в бассейне реки нет, тогда коэффициент

 будет учитывать только озерность территории бассейна, т.е.



_

, ( 8 )

где С - параметр, величина которого зависит от среднемноголетнего слоя стока h₀:

- при

при h₀ = 100...50 мм, С = 0,2...0,3;

- при h₀ = 50...20 мм, С = 0,3...0,4; при h₀< 20 мм, С = 0,4;

f ’_оз - относительная озерность, выраженная в долях.

Озерность, выраженная в %, приведена в таблице 7. При степени озерности менее 2 % (

) влияние озер не учитывается, т.е. принимается

_

Коэффициент

_ определяется по формуле:

, ( 9 )

где f_л - степень залесенности бассейна, % ;

f_б - степень заболоченности бассейна, %.

Оба показателя приведены в таблице 7. Если выражение в скобках обозначить через  т.е.  0,05f_л + 0,1 f_б + 1), то

_= 1 - 0,8 lg .

В таблице 10 приведены величины поправочных коэффициентов

₂, полученные в зависимости от показателя 

Таблица 10

Величины поправочных коэффициентов

₂

	1	2	3	4	5	6	7	8
_	1,0	0,76	0,62	0,52	0,44	0,38	0,32	0,28

Примечание. При величине 

_const = 0,28.

Бытовые расходы являются расходами наибольшей повторяемости в течение периода сельскохозяйственных работ. Бытовой сток формируется главным образом за счет поступления в каналы грунтовых вод.

Бытовые расходы определяются по зависимости:

, ( 10 )

где q_ - модуль бытового стока, который независимо от площади водосбора изменяется в пределах 0,002 - 0,005 м³/с/км².

4.3.5. Водоприемник

Водоприемником осушаемого участка является река Шурумка, которая течет вдоль юго-западной части торфоразработок на расстоянии 200-500м. Берега реки заняты лугами, кустарниками ивы и ольхи. Ширина реки 20-30м, глубина воды 1.5-4.8м.

В разделе 1.2 сказано, что водоприемник создает подпор уровней воды в магистральном канале во время весенних и летне-осенних паводков. В результате территория месторождения затапливается сроком более 20 суток.

Для борьбы с затоплением проектом предусматривается строительство оградительной дамбы на расстоянии 100-200м (охранная зона) от берега реки.

Для обеспечения нормальной работы регулирующей сети (своевременное понижение грунтовых вод на заданную глубину) принимаем осушительную сеть с механической откачкой, которая включает оградительную дамбу, пруд-накопитель и насосную станцию (зимний польдер).

4.3.6. Расчет оградительной дамбы

Оградительную дамбу строим для защиты выработанных торфяников первой и второй очереди (рис. ) от затопления максимальными паводками весеннего половодья (зимний польдер).

Высотная отметка гребня дамбы (рис. )

Н_г = Н_р+ h_н +

h + а , ( 11 )

где Н_р- расчетная отметка паводкового уровня водоприемника с учетом изменения его после обвалования (для сооружений четвертого класса капитальности (менее 50 тыс.га осушения) принимается уровень весеннего половодья 5% обеспеченности - Н_р =

Q^мк_быт. + 4.0м);

h - высота ветрового нагона,

h=0.1м;

а - конструктивный запас, для зимнего польдера - а=0.5м;

h_н - высота наката ветровой волны на верховой откос дамбы

h_н = 3.2 С К tq

, ( 12 )

где С - высота волны, м

С = 0.0208 V_в^5/4 L^1/3 , ( 13 )

где V_в - максимальная скорость ветра, м/с (V_в = 15-20м/с);

L - длина разгона ветровой волны, км (L=2-4км);

К - коэффициент, зависящий от материала крепления откоса (грунтовый - 1.0, с каменной наброской - 0.77), для расчета принимаем К=1.0;

tq

- параметр заложения откоса дамбы

tq

= 1/m₁ , ( 14 )

где m₁ - коэффициент заложение верхового откоса дамбы (табл. 11)

Таблица 11

Коэффициенты заложения одернованных откосов пойменных дамб высотой до 3 м

Грунт дамбы	Верховой откос(m₁)	Низовой откос(m₂)
1. Глинистый	2.5	1.5
2. Песчаный, торф	3.0	2.5

Для строительства дамбы используется грунт из местного карьера. Месторождение карьера строительных материалов представлено супесью (см. исходные данные).

Исходя из материала тела дамбы, принимаем верховой откос - m₁ = 3.0, à низовой - m₂ = 2.5.

Ширину гребня дамбы для строительства дороги с одной полосой движения (категории II-с) назначаем 8м с учетом обочины, ширина дорожного полотна 4.5 м.

4.3.7. Определение параметров насосной станции и объема пруда-накопителя

Насосная станция

Для зимнего польдера принимается раздельный или полураздельный тип осушительной насосной станции (рис. ).

Наиболее распространенным является полураздельный тип насосных станций, поэтому его и принимаем для условий примера. Здание насосные станции устанавливается внутри польдера.

Расчетный расход откачки насосной станции для зерно-кормовых севооборотов с озимыми принимают 5% обеспеченности.

Расчетный расход откачки насосной станции (м³/с)

Q_н.с. =

(Q_пг + Q_ф + Q_гн) , ( 15 )

где n - коэффициент использования суточного времени, принимается равным 0.80 - 0.96;

Q_пг - расчетный приток воды к насосной станции, соответствующий максимальному расходу весеннего половодья 10% обеспеченности на нулевом пикете магистрального канала ( ПК0 на МК - 3^ий расчетный створ ), м³/с;

Q_гн - расход воды от грунтово-напорного питания ( Q_гн = 0 ),м³/с;

Q_ф - фильтрационный приток воды, поступающий через дамбу по контуру польдера ( м³/с )

Q_ф = Q₀( H₁ - H₀ ) L , ( 16 )

где Q₀ - удельный фильтрационный расход для 1 км дамбы при напоре H₁ - H₀ = 1.0м; зависит от проницаемости грунтов: в слабопроницаемых грунтах (суглинок) - 0.03 м³/с/км, в сильнопроницаемых (супесь) - 0.05 м³/с/км;

H₁ - превышение уровня воды в водоприемнике над поверхностью земли ( H₁ = Н_р -

ПК0_мк), м;

Н₀ - превышение уровня воды в водоприемнике над поверхностью земли, при котором фильтрационные воды выходят на поверхность польдера ( Н₀ = 0.2Н₁ ), м;

L - длина дамбы, L = 6 – 7 км.

Количество агрегатов насосной станции определяется по таблице 12.

Таблица 12

Количество агрегатов на насосной станции

Расход насосной станции (Q_нс, м³/с)	Количество агрегатов ( n_а )
1.5--------2.0 2.0-------3.0 более 3.0	2 3 4

Для обеспечения равномерного режима работы насосов устраиваем пруд - накопитель с полезным объемом

W_п = 0.25 t_ц Q , ( 17 )

где W_п - полезный объем пруда - накопителя, м³;

t_ц - наименьшая продолжительность цикла работы насоса ( при ручном управлении - t_ц = 6 - 12 час, при автоматическом - t_ц = 0.5 - 1 час ),с;

Q - подача расчетного насоса (Q = Q_нс/ n_а ), м³/с.

Глубину мертвого объем пруда-накопителя принимаем 1.0 м.

4.4 Мероприятия по увлажнению рекультивируемых земель

Мероприятия по увлажнению рекультивируемых торфяников принимаются на основе анализа природно-климатических условий, а также с целью обеспечения противопожарной безопасности торфяного месторождения.

Для условий примера в разделе 4.2 сделан вывод о необходимости увлажнения торфяных почв в период недостатка влаги для сельскохозяйственных культур.

Регулирование влажности почвы в корневой зоне растений проводим способом шлюзования. Шлюзование применяется на участках с выровненной поверхностью и хорошо проницаемыми почвами и грунтами (коэффициент фильтрации должен быть не менее 0.8 - 1.0 м/сут.) для обеспечения увлажнения не более чем за 6 - 10 суток.

Подачу воды в истоки валовых каналов осуществляем из пруда - накопителя с помощью передвижной насосной станции ( СНП ) и разборных трубопроводов типа РТШ. Подпор воды в каналах создаем с помощью шлюзов - регуляторов. Схема увлажнения торфяных почв представлена на рис. .

Продолжительность увлажнения - время, в течение которого произойдет повышение грунтовых вод от первоначальной глубины ( h₁ ) до заданной ( h₂ ), обеспечивающей увлажнение корнеобитаемой зоны растений, рассчитывается по формуле (рис. )

T_увл. =

, ( 18 )

где Т_увл. - продолжительность увлажнения, сутки;

K - приведенный коэффициент фильтрации, м/сут;

- коэффициент, учитывающий глубину залегание водоупора (формула 2);

h₀ - подпорный уровень воды в канале, м;

h₁, h₂ - глубина грунтовых вод посредине между каналами до и после создания подпора, м;

S^о = B/2 - половина расстояния между каналами - увлажнителями (раздел 4.3.1), м;

W - норма увлажнения в м³/ 1 п.м. длины канала

W =

, ( 19 )

где m - поливная норма ( m = 300 м³/га );

L - длина каналов приведенная на 1 га, L = 10000/B, м.

4.5 Культуртехнические работы

Состав культуртехнических работ зависит от направления использования рекультивируемых площадей, способа добычи торфа и наличия техники в строительной организации. Перед началом культуртехнических работ необходимо разобрать железную узкоколейную дорогу и разровнять ее основание.

Для участка, выработанного фрезерным способом и заросшего кустарником и мелколесьем (срок окончания торфоразработок - от 5 до 15 лет), схема культуртехнических работ следующая:

Очистка площадей от деревьев, мелколесья и кустарника.
Фрезерование с заглублением в почву на глубину 20 см.
Сбор щепы и мелких пней в два следа.
Срезка подштабельных полос и разравнивание грунта.
Засыпка существующих осушительных каналов и понижений.
Укатка грунта по засыпанным каналам и понижениям в два следа.
Плантажная вспашка на глубину 30-35 см.
Дискование в два-три следа диагонально-перекрестным способом.
Сбор щепы и мелких пней в два следа.
Выравнивание и планировка поверхности в двух направлениях.
Повторное дискование в два следа диагонально-перекрестным спо-

собом.

Прикатывание в один след.

Для торфяников, срок окончания разработок которых составляет 1-2 года, первые три пункта схемы опускаются. Для торфяников, срок окончание разработок которых составляет 2-5 лет, в место первых трех пунктов выполняется только второй.

Известкование

Известкование снижает кислотность почвы, улучшает азотное питание растений в результате как разложения органического вещества. Так и перехода труднодоступных фосфатов железа и алюминия в более доступные фосфаты кальция. На известкованных почвах повышается доступность растениям калия и ряда микроэлементов, снижается подвижность токсичных металлов за счет образования трудно растворимых форм.

Нормы извести на нейтрализацию гидролитической кислотности рассчитываются по формуле

Д = 5 Г Н А , ( )

где Д - расчетная норма извести, т/га;

Г - гидролитическая кислотность, мг-экв. на 100 гр почвы;

Н - мощность известкуемого слоя, м;

А - средняя плотность почвы, г/см³.

Для определения нормы известкования выработанных торфяников используем рекомендации Бел.НИИ почвоведения и агрохимии (табл. ).

Таблица

Кислотность почв и потребность их в известковании / /

Кислотность почвы, рН	Гидролитическая кислотность, мг-экв./100гр.	Степень насыщения почвы основаниями, %%	Норма извести (т/га) при плотности почвы, г/см³
			до 0.20	более 0.20
менее 3.0	более 140	менее15	10-20	12-16
3.0-3.9	140-100	15-25	8-10	10-12
3.9-4.3	100-60	25-50	4-6	6-8
4.3-4.7	60-40	50-65	4-2.5	6-3.5
4.7-5.0	40-30	65-75	1-2	2-3
более5.0	менее30	более75	не вносится

По данным химического обследования оставшегося слоя торфа (раздел 1.2) кислотность почвы составляет - рН = , поэтому для условий участка принимаем - Д = , т/га.

Внесение извести производим в составе культуртехнических работ после выполнения 10 пункта или в ходе землевания.

Землевание

Землевание - способ улучшения водно-физических, тепловых и агрономических свойств осушаемых торфяных почв путем внесения минерального грунта или плодородной почвы / /.

Внесение минерального грунта повышает плотность и несущую способность торфа, улучшает проходимость сельскохозяйственных машин, снижает кислотность пахотного слоя и содержание вредных для растений закисных соединений, увеличивает содержание нитратов, кальция, магния и других микроэлементов, закрепляет в почве калий и фосфор, повышает ее устойчивость к эрозии и дефляции, уменьшает опасность пожаров и ранних весенних заморозков.

Землевание проводится на торфяных почвах с мощностью оставшегося слоя более 0.5 м. Нормы внесения принимаются по табл. , экологически пригодный минеральный грунт берется из местного карьера строительных материалов.

Таблица

Нормы внесения минерального грунта для торфяной почвы, м³/га

Тип торфа	Песок (супесь)	Глина (суглинок)
Низинный	400	200
Переходный	400-500	300
Верховой	500-600	400-500

Объем вносимого минерального грунта, м³

V = m F K , ( )

где m - норма внесения минерального грунта, м³/га;

F - площадь осушения торфяных почв, га;

K - коэффициент земельного использования (КЗИ = 0.75-0.85).

Внесение минерального грунта проводится способом смешения в составе культуртехнических работ после выполнения 10 пункта по следующей схеме:

Привоз минерального грунта из карьера;
Разравнивание минерального грунта;
Внесение извести ( Д = , т/га);
Дискование в два-три следа или фрезерование в один след;
Прикатывание в один след.

Blog