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

Вид материала

Документы

Содержание 5. Биологическая рекультивация Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости L – длина участка, м; W

Подобный материал:

• Правительство Свердловской области Министерство природных ресурсов Свердловской области, 47.59kb.
• Международная научно-практическая конференция Роль мелиорации в обеспечении, 54.44kb.
• 06. 01. 02 Мелиорация, рекультивация и охрана земель, 76.16kb.
• Программа развития земельных отношений и охраны земель в Донецкой области на 2006-2010, 300.63kb.
• Экологические программы как инструмент оздоровления экологической обстановки на техногенно, 49.62kb.
• Стратегический план гу «Отдел земельных отношений Кокпектинского района» на 2011-2014, 394.74kb.
• Организация рационального использования и охраны земель историко-культурного назначения, 957.46kb.
• Экономическая оптимизация использования нарушенных и загрязненных земель сорокина, 94.1kb.
• Доклад на тему : «О проведении органами местного самоуправления мероприятий по регистрации, 271.73kb.
• Равил пользования землей, порядка охраны земель как природного объекта и природного, 178.7kb.

5. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ

Биологическая рекультивация проводится после выполнения технической и представляет собой комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление, повышение и сохранение процессов почвообразования.

Задачами биологической рекультивации выработанных торфяников при их сельскохозяйственном использовании являются активизация микробиологических процессов и регулирование скорости минерализации органического вещества. Для этого необходимо применять совершенную агротехнику и сбалансированное органическое и минеральное питание.

При выполнении раздела студент должен определить продолжительность биологической рекультивации, выбрать предварительные культуры, обосновать нормы минеральных и органических удобрений и указать состав технологических приемов обработки почвы.

Основой для определения такого комплекса работ служат материалы агро-почво-мелиоративных изысканий, которые приведены в исходных данных и в разделе 1.

Продолжительность биологической рекультивации зависит от мощности и свойств оставшегося после разработки слоя торфа, а также от эффективности выращиваемых культур. Ориентировочно этот период можно определить по следующим рекомендациям:

0. Низинный торф:
   

0. степень разложения торфа высокая, мощность более 0.5 м -- 1год;
   
1. степень разложения торфа высокая, мощность 0.3 - 0.5 м -- 2года;
   
2. степень разложения торфа средняя, мощность от 0.5 и более метров -- 2года;
   
3. степень разложения торфа слабая, отмечается выклинивание верхового торфа, мощность от 0.5 и более метров -- 3года.
   

0. Верховой и переходный торф со средней степенью разложения -- 3 года.
   

Для условий примера продолжительность биологической рекультивации составляет 2 года, т.к. оставшийся слой торфа представлен средней степенью разложения и мощностью - 1.0 м.

Следовательно, на два года необходимо определить состав предварительных культур, назначить их ротацию, принять агротехнику и систему минерального и органического питания почвы и растений.

Предварительные культуры на рекультивируемых землях сельскохозяйственного использования - это, чаще всего, однолетние культуры. которые выращивают на зеленые удобрения, семена, зеленый корм, сено, травяную муку.

Состав предварительных культур и длительность и возделывания зависят от почвенно-климатических условий нарушенных земель и продолжительности биологической рекультивации.

Подбор культур для выработанных торфяников имеет некоторую особенность, связанную с водным питательным и тепловым режимами. Выбывшие из эксплуатации месторождения - это пониженные переувлажненные участки, с коротким периодом положительных температур и низкой обеспеченностью питательными веществами. Во время осушения на них наблюдается усадка торфа и усиление минерализации органического вещества. Поэтому в таких условиях предпочтение надо отдавать культурам короткого периода вегетации, способным переносить кратковременные заморозки и переувлажнения корнеобитаемой зоны, обогащать почву органическими и минеральными веществами, иметь хозяйственную ценность. На основании этого к культурам - мелиорантам можно отнести следующие:

0. Бобовые __________________ вика.
   
1. Зернобобовые _____________ горох, люпин однолетний.
   
2. Зерновые _________________ овес, ячмень, озимая рожь.
   
3. Злаковые _________________ райграс однолетний.
   

Как показывают наблюдения в опытах и на производственных участках, наибольшая эффективность в период биологической рекультивации достигается при выращивании культур в следующим порядке:

0. Первый год:
   

• викоовсяная травосмесь ( вика - 110...130 кг/га, овес - 80...90 кг/га);
  
• горохоовсяная травосмесь ( горох - 100...110 кг/га, овес - 90...100 кг/га);
  
• люпиноовсяная травосмесь ( люпин - 70...80 кг/га, овес 90...100 кг/га ).
  

2. Второй год:

• люпин на зеленый корм;
  
• райграс однолетний на зеленый корм;
  
• овес на зеленый корм;
  
• ячмень на зерно;
  
• рожь + вика озимая на зеленый корм.
  

3. Третий год:
   

• зерновые яровые ( овес, ячмень ) на зерно;
  
• рожь озимая на зерно;
  
• люпин на зеленый корм.
  

При выборе культур следует учитывать, что озимые ( рожь, вика ) выращиваются только на незатопляемых в половодье участках. Поэтому на рекультивируемом объекте, запроектированным как зимний польдер, можно выращивать и озимые культуры. Из всех рекомендуемых культур, в качестве предварительных, принимаем следующие:

1.Первый год ------ горохоовсяную смесь.

2.Второй год ------ люпин на зеленый корм.

Уровень обеспеченности торфяных почв питательными элементами определяется по табл.

Таблица

Группировка почв по обеспеченности подвижными формами фосфора и калия, мг / 100 гр. почвы / /

Обеспеченность	Фосфор	Калий	Обеспеченность	Фосфор	Калий
Очень низкая	0-10	10-15	Повышенная	40-60	50-80
Низкая	10-20	15-25	Высокая	60-100	80-120
Средняя	20-40	25-50	Очень высокая	100	120

Система удобрений должна обеспечивать рациональное использование азота почвы, повышение содержания подвижных форм фосфора и калия. Дозы фосфорных и калийных удобрений в зависимости от требуемого уровня обеспеченности почвы этими элементами определяются с использованием данных табл.


Таблица

Доза удобрений ( кг/га д.в. ) для повышения содержания подвижных форм фосфора и калия на 1 мг / 100 гр почвы ( по Кирсанову ) / /

Почва	Фосфор	Калий
Торфяная низинная	10	10
Торфяная переходная	8	8

Расчет доз удобрений для создания требуемого уровня обеспеченности почв минеральным питанием необходимо рассчитывать по следующей формуле:


N = ( U - Z ) K , ( )


где N - расчетная доза удобрений, кг/га д.в.;

U - требуемый уровень обеспеченности питательным элементом,

мг / 100 гр почвы ( табл. );

Z - запас питательного элемента в почве, мг / 100 гр почвы ( исходные

данные );

К - коэффициент пересчета доз удобрений в мг / 100 гр почвы на кг/га

д.в. ( табл. ).

Исходя из условий примера, дозы внесения удобрений при достижении среднего уровня обеспеченности почвы питательными элементами составят:


ФОСФОР

N = ( 30 - 15 ) 10 = 150 кг/га ;


КАЛИЙ

N = ( 40 - 20 ) 10 = 200 кг/га .


Нормы органических удобрений и азота определяются в зависимости от мощности оставшегося торфа и выращиваемых предварительных культур по рекомендациям табл.

Для всех торфяных почв со слабой степенью разложения ( менее 25 - 35 % ) нормы органических удобрений составляют:

- низинные торфяники 15 - 20 т/га;

- переходные торфяники 20 - 30 т/га.

Доза органических удобрений принимается наибольшая, исходя из мощности торфа и степени его разложения.


Таблица


Рекомендуемые дозы удобрений под предварительные культуры / цб /

	Дозы органических удобрений, т/га			Азот,
Культура	слой торфа менее 10см	слой торфа10-20см	слой торфа более 20см	кг/га д.в.
Однолетние травы, многолетние травы на сено, зерновые	50-60	20-30	10-15	60-90
Многолетние травы на зеленый корм, травяную муку	выращивать не рекомендуется	выращивать не рекомендуется	10-15	180-240
Корнеплоды	80-100	30-40	15-20	60-90

Норма органических удобрений для условий нашего объекта при мощности оставшегося торфа один метр и степени разложения 20 %, составляет N = 20 т/га. Органические удобрения вносятся в почву в летне-осенный период после окончания культуртехнических работ под дискование тяжелыми боронами с последующим прикатыванием.

Обработка торфяной почвы должна регулировать процесс накопления и минерализации органического вещества. Поэтому во многих случаях предпосевную вспашку заменяют дискованием, что снижает величину минерализации торфа до 80 % по сравнению со глубокой вспашкой ( 30-35 см ). Способ обработки торфяной почвы зависит от ее засоренности остатками древесно-кустарниковой растительности, мощности оставшегося слоя торфа и времени окончания разработки торфяного месторождения. Если на выработанных торфяниках в период технической рекультивации проводились культуртехнические работы. То ежегодная агротехника выращивания предварительных культур должна включать следующие приемы: дискование, внесение минеральных удобрений, дискование, прикатывание, посев, прикатывание, уборка урожая, дискование, вспашка, дискование. Последний год биологической рекультивации заканчивается планировкой торфяной поверхности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате технической и биологической рекультивации на выработанных торфяных месторождениях усиливаются биохимические процессы в торфе, повышается плодородие почвы, урожайность сельскохозяйственных культур достигает уровня продуктивности осушаемых торфяников. Однако дальнейший рост плодородия сопровождается интенсивным расходом органических веществ и снижением запасов торфа. Поэтому после рекультивации в севообороты на выработанных торфяниках необходимо включать многолетние травы. Которые затормозят минерализацию торфяной почвы путем восполнения ее органической части мощной корневой массой.

Рис. 1 Пример построения гидрогеологического разреза

Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости

Цель проектирования осушительной сети в вертикальной плоскости заключается в определении проектных глубин и уклонов элементов осушительной сети.

При проектировании осушительной сети в вертикальной плоскости должны быть выполнены правила вертикального сопряжения элементов осушительной сети, обеспечивающие работу осушительной системы без подпора в бытовой период.

Проектирование сети в вертикальной плоскости проводится путем построения продольных профилей по всем элементам осушительной сети.

В курсовом проекте продольные профили достаточно построить для элементов осушительной сети, которые находятся в самых невыгодных условиях. Для этой цели определяется расчетная цепочка последовательно впадающих друг в друга элементов осушительной сети. Элементы осушительной сети в расчетной цепочке определяют по следующим критериям: малые уклоны поверхности земли; большая длина элемента; наибольшее удаление от устья магистрального канала.

Элементы расчетной цепочки выбираются в следующей последовательности:

1. Определяются элементы, которые располагаются на участках с наименьшими уклонами поверхности земли;
   
2. Если таких элементов много, то выбираются те из них, которые имеют наибольшую длину.
   
3. Если и таких элементов несколько, то выбирается наиболее удалённый от водоприемника.
   

Правила вертикального сопряжения элементов осушительной сети:

1. Для элементов регулирующей сети принимается сопряжение с коллектором «внахлёст» (Рис. 26). Минимально допустимый диаметр закрытого коллектора равен 0,1 м. Поэтому h_зк  h_зо(зс) + 0,1 м;
   
2. Устья впадающих закрытых коллекторов должны быть выше бытового уровня воды в канале не менее чем на 20…30 см (Рис. 26).
   

Рис. 2 Правила сопряжения элементов осушительной сети

В курсовом проекте бытовую глубину воды в каналах (бытовой уровень – это уровень воды наибольшей повторяемости или продолжительности по времени) можно предварительно принимать h_быт = (0,2…0,3) м. Тогда h_ок ≥ h_зк + (0,5…0,6) м;

3. Два гидравлически рассчитываемых канала должны сопрягаться «горизонт в горизонт», то есть донья каналов располагаются таким образом, чтобы бытовые уровни воды в месте соединения каналов находились на одной отметке. Гидравлически не рассчитываемый канал сопрягается с гидравлически рассчитываемым каналом «дно в горизонт». Два гидравлически не рассчитываемых канала сопрягаются «дно в дно». Необходимость в гидравлическом расчете каналов проводящей сети определяется размерами их водосборных площадей. В курсовом проекте гидравлический расчет проводится только для одного магистрального канала, независимо от площади водосбора остальных открытых каналов. Поэтому донья впадающих открытых каналов должны располагаться не ниже бытового уровня воды в принимающих открытых каналах (Рис. 26), следовательно при h_быт = (0,2…0,3) м:
   

H_мк ≥ h_ок + (0,2…0,3) м;

Продольные профили выполняются в следующем порядке:

1. Продольный профиль закрытого осушителя или собирателя;
   
2. Продольный профиль закрытого коллектора, в который впадает расчетный осушитель или собиратель;
   
3. Продольный профиль открытого коллектора (если он есть), в который впадает расчетный закрытый коллектор;
   
4. Продольный профиль расчетного магистрального канала, в который впадают все перечисленные элементы.
   

Существуют также правила, которые необходимо выполнять при построении продольных профилей элементов осушительной системы:

1. Горизонтальный масштаб профиля должен соответствовать масштабу плана, а вертикальный масштаб назначается в 100 раз крупней масштаба плана;
   
2. Последовательность построения профиля остаётся неизменной для всех элементов:
   

1. разбивается пикетаж (от устья к истоку на плане и слева направо на продольном профиле), начиная с нулевого пикета ПК0 через 100 м;
   
2. строится профиль поверхности земли и минерального дна болота;
   
3. выбирается проектный уклон дна;
   
4. определяется отметка проектного дна в расчетной точке (место впадения расчетного элемента или наименьшая глубина);
   
5. вычисляются остальные отметки проектного дна (на пикетах);
   
6. проверяется правило вертикального сопряжения с другими элементами.
   

3. Профиль поверхности земли можно строить по отметкам на пикетах, либо по отметкам в точках пересечения горизонталей с трассой канала;
   
4. Проектный уклон равен уклону поверхности земли J = J_пз, если уклон поверхности земли больше минимально допустимого уклона J_пз > J_min. Проектный уклон равен минимально допустимому уклону J = J_min., если уклон поверхности земли не больше минимально допустимого уклона J_пз ≤ J_min. Для открытых каналов уклон принимается с точностью до одной десятитысячной, а для закрытых коллекторов и закрытых осушителей (собирателей) до пяти десятитысячных;
   
5. Отметки проектного дна можно определять в устье, в истоке и в местах изменения уклона дна;
   
6. Проектное дно на профиле строится только после расчета всех отметок;
   
7. Графы «параметры сечения», «объем земляных работ», «отметки бытового уровня» и «отметки расчетного уровня» заполняются после проведения гидравлического расчета;
   
8. Глубины выемок определяются по пикетам, как разница отметки поверхности земли и отметки проектного дна;
   
9. Отметки бытового и расчетного уровней определяются путем прибавления к отметкам проектного дна бытовой или расчетной глубины воды в канале.
   
10. Объем земляных работ вычисляется по формуле:
    

,

где: L – длина участка, м; W - объем земляных работ, м³; _ср - средняя площадь поперечного сечения на участке, м²;

Для закрытого коллектора и закрытого осушителя или собирателя:

_ср = h_ср∙0,6,

где: h_ср – средняя глубина выемки на участке, м:



h_н, h_к - глубина выемки в начале и в конце участка, м

0,6 – ширина траншеи, м.

Для открытого канала трапецеидальной формы поперечного сечения:

_ср = h_ср (b + mh_ср),

где: b – ширина канала по дну, м; m – коэффициент заложения откосов.

Поперечные сечения по всем элементам выполняются после проведения гидравлического расчета.

В пояснительной записке в этой главе необходимо описать требования вертикального сопряжения элементов осушительной сети, выбор расчетной цепочки (какие элементы и почему приняты в качестве расчетных и особенности построения продольных профилей в данной курсовой работе). Объем пояснительной записки по этой главе 0,5…2 страницы и 2 чертежа.

Примеры выполнения продольных профилей по закрытым и открытым элементам осушительной сети приведены на рис. 27, 28.

Рис. 3 Продольный профиль по трассе ЗК и ЗС

Рис. 4 Продольный профиль по трассе МК и ОК