Реферат: Ремонт оросительной системы

Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Российской Федерации

Научный центр по мелиорации и рациональному

природопользованию «НЦиРП»

Тюменская государственная сельскохозяйственная академия

ПРОЕКТ

на ремонт оросительной системы /осушение

замкнутых понижений/ ТОО СПХ «Ембаевское»

Тюменского района, Тюменской области

(Проект разработан в соответствии со СНиП II-52-74

части I, II, действующими нормами и правилами.)

I. Общие данные

1.1. Введение

Мелиорируемые земли расположены в водосборе р. Тура на территории ТОО СПХ «Ембаевское» Тюменского района, и предоставлены в виде двух участков. Первый участок расположен в 2,5 км. северо-западнее с.Ембаево, второй в 1км. севернее сТураево.

Южной границей участков является автомобильная дорога Тюмень - Тобольск, северной - железная дорога. Для первого участка западной границей является скотопрогон и автомобильная дорога п. Яр- дачи, второй участок с западной стороны ограничен дорогой дачи - сТураево.

В современном состоянии участки представляют собой заросшую мелким кустарником залежь.

Основанием составления рабочего проекта является акт обследования состояния оросителной системы и задание на проектирование ГУП «Тюменьводхоз», выданная 16.07.97.

Площадь, охваченная изысканиями составила 202 га. Необходимость ремонта оросительной системы обусловлена периодическим переувлажнением земель рассматриваемых участков. В ранее выданных проектах были предусмотрены мероприятия по регулированию водно-воздушного режима денных площадей. Построенные каналы, колодцы и другие сооружения не обеспечили требуемого режима осушения. В настоящем рабочем проекте учтены недостатки существующих мелиоративных систем.

Технорабочий проект разработан в соответствии с СНиП 2.06.03-85 и эталоном технорабочего проекта на строительство осушительной системы.

1.2 ИЗУЧЕННОСТЬ ОБЪЕКТОВ ОСУШЕНИЯ.

При мелиоративно-гидротехническом обследовании объектов осушения (понижений) использовались материалы почвенно-мелиоративной и топографической съёмок в масштабе 1:5000, выполненных институтом «Тюменьгипроводхоз» при проектировании оросительной сети, а также материалы инженерно-геологической и гидрогеологической съёмки М 1:25000, выполненные этим же институтом в 1979 г. Использовались также и данные наблюдений, проводимых институтом ЗСНИИМиП в ТОО СПХ «Ембаевское» в 1995 г.

Для обоснования проектных решений осушения локальных понижений были проведены следующие изыскательские работы, выполненные ТГСХА:

Топографическая съёмка М 1:2000 на площади 202 га

Почвенно-мелиоративная и культуртехническая съёмка М 1:2000

Климатическая характеристика объекта осушения.

Изыскательские работы выполнены в соответствии с указаниями по инженерным изысканиям для мелиоративного строительства.

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ.

2.1. Геоморфология и рельеф.

Участки осушения на орошаемых землях ТОО СПХ «Ембаевское» в геоморфологическом отношении расположены на второй надпойменной террасе по левобережью реки Туры. В целом, поверхность орошаемых земель ровная. Абсолютные отметки колеблются в пределах 55-59 м с небольшим уклоном к руслу р. Туры. Относительные перепады поверхности рельефа не превышают 2 м. На обследованных участках имеются понижения глубиной до 0,7-0,8 м. Понижения в весенний период залиты водой, и почвенный покров их избыточно увлажнен почти в течение всего вегетационного периода. На участках №1 и №3 имеются небольшие площади, покрытые кустарником.

2.2. Климат и агрометеорологические условия

По данным метеостанций г. Тюмени среднемесячная температура воздуха в июле составляет 17,2^о С, а января - -17,8^о С. Переход температуры воздуха через 0^о С 10.04 и 22.10. Продолжительность безморозного периода составляет 121 день. Абсолютный максимум температуры воздуха - +39^о С, а абсолютный минимум - -50^о С.

Среднегодовое количество осадков равняется 457 мм, максимальная годовая сумма осадков - 581 мм.

Средняя глубина промерзания грунта составляет 136 см.

В летний период преобладают ветры юго-западного и северо-западного направления. Максимальная скорость ветра равна 21 м/с при среднегодовой 2,9-3,7 м/с.

Более подробные данные агрометеорологических условий объекта исследований представлены в табл. 2.1.

Таблица 2..1

Сводная климатическая характеристика местности

NN Наименование климата, ед. измерения Численное значение

пп

элемента климата

1 2 3

1. Индекс континентальности, К = А 100/0,33ф, где 185,5

А - годовая амплитуда температур, ф- широта

местности.

2.Световые ресурсы

- годовое число часов солнечного сияния, час 2017

- суммарная радиация, ккал/см2 в год 75,0

- ФАР за период активной вегетации, ккал/см2 25,6

- радиационный баланс, ккал/см2 в год 26,8

- то же за вегетационный период ккал/см2 24,6

3. Тепловые ресурсы

- средняя годовая температура воздуха ^о С 0,3

- средняя температура января, ^о С -17,8

- средняя температура июля,^о С 17,2

- абсолютный минимум температуры, ^о С - 50

- абсолютный максимум температуры, ^о С + 39

продолжительность периодов с температурой

воздуха выше О^о С, дни 192

выше 5^о С, дни 160

выше 10^о С,дни 121

выше 15^о С,дни 64

-продолжительность безморозного периода, дни 121

- начало безморозного периода, дата 23.05

- переход температуры воздуха через указанные

пределы, дата

О^о С 10,04

5^о С 25.04

10^о С 14.05

15^о С 11.06

- сумма положительных температур воздуха

за период с температурой

выше О^о С 2347

выше 5^о С 2268

выше 10^о С 1981

выше 15^о С 1398

продолжение таблицы 2.1

1 2 3

- средняя температура поверхности почвы, ^о С

май 13

июнь 20

июль 22

август 18

сентябрь 10

- средняя температура в пахотном слое почвы, ^о С

май 8,3...10,5

июнь 15,0...17,7

июль 18,5...20,2

август 16,9...17,6

сентябрь 10,7...11,3

- максимальная глубина промерзания грунта, см 182

- средняя из максимальных глубина промерзания

грунта, см 136

4. Атмосферные осадки

- средняя годовая сумма осадков, мм 457

- наибольшая годовая сумма осадков, мм 581

- годовое число дней с осадками, дни 142

- годовое число дней с осадками, дни

свыше 5 мм 26

свыше 10 мм 8

свыше 20...30 мм 1...3

5. Снежный покров

- образование устойчивого снежного покрова, дата 10.11

- средняя высота снежного покрова в конце третьей

декады марта, см

на открытых участках 25...32

в лесу 46...54

- средняя многолетняя плотность снега при наиболь-

шей его высоте, г/см3 0,24...0,27

- максимальные запасы воды в снеге перед началом

весеннего снеготаяния, 68...77

- разрушение снежного покрова, дата 9.09

- полный сход снега, дата 20.09

- продолжительность залегания снежного покрова, дни 161

продолжение таблицы 2.1

1 2 3

6. Ветер

- средняя годовая скорость ветра, м/сек 2,9...3,7

- преобладание направления ветра, румбы 103,С3,3

- наибольшая скорость ветра, м/сек 21

- среднее число дней с ветром 15 м/сек и более,дни 28

- вероятность больших скоростей ветра /15 м/сек и

более по румбам, %

СВ 2

В,ЮГ,СЗ 6...9

З 16

Ю 23

ЮЗ 32

7, Влажность воздуха

- средняя годовая абсолютная влажность воздуха,мб 6,6

- наибольшая внутригодовая влажность воздуха (в ию-

ле-августе), мб 14,7...15,3

- наименьшая внутригодовая влажность воздуха (в ян

варе-феврале), мб 1,5...1,6

- средняя годовая относительная влажность воздуха,% 74

- средний годовой дефицит влажности воздуха,мб 3,3

8. Испарение

- среднее годовое испарение почвой, незанятой рас-

тительностью, мм 270...290

- среднее годовое испарение в естественных условиях

на широте г.Тюмени, мм 430

- среднее испарение в зимний период (с ноября по-

март), мм 34

- среднее испарение в летний период (с июня по

август), мм 235

- испарение с водной поверхности малых водоемов,мм

май 135

июнь 135

июль 108

август 85

сентябрь 85

октябрь 50

май - октябрь 598

2.3. Гидрологические условия.

Объекты расположены в бассейне р. Туры на ее второй надпойменной террасе. Площади водосбора рассматриваемых участков до расчетных створов составляют: для первого - 65 га, для второго - 89 га, для третьего - 48 га.

Рельеф водосбора равнинный, с перепадами высот до 1,5 м, западины и понижения глубиной до 0,6 м.

В маловодные годы участки не затапливаются, в многоводные - наблюдается длительное их переувлажнение. Общий уклон местности - юго-восточное направление к реке Тура. Гидрографическая сеть представлена болотом, расположенным севернее железной дороги, каналами существующей осушительной сети и р. Тура. Каналы и гидротехнические сооружения на них необходимо реконструировать. Основной водоприемник - р. Тура.

Поверхностный сток в пределах рассматриваемой территории формируется, в основном, за счет талых снеговых вод. Запасы воды в снеге к моменту снеготаяния колеблются в широком диапазоне в пределах от 42 до 152 мм (табл. 2.2.).

Таблица 2.2

Запасы воды (мм) в снежном покрове в годы

различной обеспеченности (%)

Также запасы воды в снеге обеспечивают в зависимости от водосборной площади участков различное поступление на них талых вод.

Участок 1

Максимальная водосборная площадь первого участка осушения составляет 65 га. Площадь объекта осушения - 18 га. Затопление в весенний период достигает 25-30% территории водосборной площади. Объем воды в снеге на площади водосбора к началу снеготаяния составляет в год 10 %-ной обеспеченности:

W_сн.10% = 0,113 х 65 х 10000 = 73450 м³

Среднесуточный приток поверхностных вод равен:

73450

Q _{пв 10%} = 30 х 86400 = 0,0283 м³ /с = 28,3 л/с

В год 50 %-ной обеспеченности

W _{c н 50%} = 0,074 х 65 х 10000 = 48100 м³

48100

Q _{пв 50%} = 30 х 86400 = 0,0186 м³ /с = 18,6 л/с.

Расчётный расход воды, подлежащий удалению с осушаемой территории, определен методом водного баланса с учётом водно-физических свойств осушаемых земель:

Q₁ = Q п.в. + Q г. в. + Q тр , м³ /с ,

где Q₁ - расчётный расход воды, м3/с,

Q г.в. - расчётный приток грунтовых вод, м3/с,

Q п. в. - расчётный приток поверхностных вод, м3/с,

Q тр - приток воды, скопившейся в транспортирующей сети, м3/с.

1000 m U D Н + (Р - Е) х F

Q г.в. = 86400 х Т , м3/с,

где m - коэффициент водоотдачи (0,01),

У - показатель кривой дипрессии (1,2),

Т - время, 30 сут,

DH - средняя разность между уровнями грунтовых вод на периферии

осушаемого участка и непосредственно у проектируемых

дрен (0,9м),

F - площадь водосбора, (Р - Е) - разность между осадками и испарением за период.

1000 х 0,01 х 1,2 х 0,9 + (29 - 24) х 65

Q г. в. = 86400 х 30 = 0,00039 м3/с

Vтр

Q тр = 86400хТ ,

где Vтр - объем транспортирующей сети, Vтр = 74,8 м3

74,8

Qтр = 86400х30 = 0,000029 м3/с

Q_1,10% = 0,0283 + 0,00039 + 0,000029 = 0,0287 м3/с = 28,7 л/с

Объем воды, который стечет с осушаемой территории в год 10% - ной обеспеченности равен:

W _10% = 0.0287 х 30 х 24 х 60 х 60 = 74390,4 м3,

в год 50% - ной обеспеченности соответственно

Q_1,50% = 0,0186 + 0,00039 + 0,000029 = 0,0190 м3/с = 19,0 л/с

W _50% = 0,0190 х 30 х 24 х 60 х 60 = 49248 м3

Участок 2

Максимальная водосборная площадь второго конура составляет 89 га, осушаемая площадь 77 га. Расчетный расход воды, подлежащий удалению с осушаемой территории составляет:

Q = q х S

где q - модуль стока л/ с х га,

S - водосборная площадь, га.

В год 10% обеспеченности:

Q_{2, 10%} = 0,44 х 89 = 39,16 л/с

В год 50% обеспеченности:

Q_{2, 50%} = 0,29 х 89 = 25,93 л/с

Участок 3

Водосборная площадь третьего контура составляет 48 га. Площадь осушения контура - 36 га.

В год 10% - ной обеспеченности расчетный расход воды, подлежащий удалению с осушаемой территории составляет:

Q_3.10% = q х S = 0,44 х 48 = 21,12 л/с.

Средний, 50% по водообеспеченности год, расчетный расход воды подлежащей удалению составляет:

Q_3,50% = q х S= 0,29 х 48 = 13,92 л/с

2.4 Гидрологический режим р.Тура.

Река Тура, являющаяся основным водоприемником, относится к типу равнинных рек с преобладанием снегового питания. Пик половодья приходится на 22.05 ( в среднем за многолетний период). Самая ранняя дата наступления пика 21-23.04, поздняя 7-8.06. Оканчивается половодье в конце июня - начале июля. Летняя межень устойчива, иногда нарушается дождевыми паводками, превышающими весенние. Такие паводки отмечались в 1930, 1931, 1937, 1957 годах.

Ледоход на р.Тура ежегодный, значительной и средней интенсивности. Представляет опасность для гидротехнических сооружений, находящихся в зоне его действия. Средняя дата прохождения ледохода приходится на 23-24 апреля, средняя продолжительность 3-4 дня.

Характеристика максимальных и минимальных уровней воды в р.Тура приведена в таблицах 2.3 - 2.5

Максимальные уровни в расчетном створе Таблица 2..3

Минимальные уровни в расчетном створе Таблица 2.4

2.5 Характеристика геологического строения участка

Подстилающий данные осадки региональный водоупор - породы чеганской свиты /Р _{q 2-3} сq/ распространены повсеместно. Кровля свиты, по данным разведочного бурения наблюдательных скважин, залегает на глубине 35 м от поверхности.

Литологический состав осадков представлен глинами зелеными, голубовато-зелеными, жирными, пластичными, тонкослоистыми, бейделитового состава, с тончайшей присыпками серого и светло-серого элеврита.

Таблица 2.5

Продолжительность стояния уровней в сутках, г.Тюмень.

Вскрытая мощность осадков свиты составляет 10...15 м, общая мощность, по данным структурно-колонкового и разведочного бурения - 30...131м.

Некрасовская серия осадков, объединяющая континентальные осадки олигоцена, на территории орошаемого массива представлена атлымской и новомихайловской нерасчлененными свитами, журавской и абросимовской свитами.

Атлымская и новомихайловская нерасчлененные свиты /Рqat + nm/ на описываемой территории распространены повсеместно, залегают на размытой поверхности чеганской свиты.

В составе осадков свит отмечены песчано-глинистые разности: алевритовые глины и алевриты глинистые, коричневато-серого цвета, в переслаивании с песками. Пески серые, темно-серые, синевато-серые, мелкозернистые и среднезернистые кварц-полевошпатового и кварцевого состава, горизонтально и диагонально слоистые.

Для отложений свит характерно наличие легнитизированных растительных остатков. Как и на всей территории распространения отложений свит на данной площади осадки свит литологически не выдержаны в площадном распространении и по разрезу.

На электрокаротажных диаграммах породы характеризуются сильно дифференцированными кривыми ПС и КС, значения кажущегося сопротивления /КС/ составляют 10...125 Омм. Состав рассматриваемых отложений преимущественно песчаный, мощность составляет 15...25 м.

Отложения журавской свиты в пределах рассматриваемой территории залегают на породах атлым-новомихайловской свиты. Кровля свиты значительно размыта. В составе осадков преобладают глинистые разности. Отличительной особенностью отложений является присутствие в составе пород зерен глауконита, диатомовых водорослей. Согласно описаниям Астанова А.П. и других геологов, глины алевритовые, зеленовато-серые, плотные, вязкие, сильно слюдистые, местами песчаные.

Пески залегают обычно в подошве свиты, светло-серые, мелкозернистые, кварцево-полешпатового состава с различной окатанностью обломочного материала. Мощность песчаного пласта на орошаемом участке составляет 2...5 м, на всей территории изменяется от 2м до 10...12м. На электрокаротажных диаграммах характеризуются пониженными значениями кажущегося сопротивления /до 50 Омм/ и отрицательными аномалиями кривой ПС. В целом же отложения журавской свиты на электрокаротажных диаграммах характеризуются низкими значениями кажущегося сопротивления /16...18Омм/ и положительными аномалиями кривой ПС.

Мощность отложений свиты на рассматриваемой территории составляет от 5м до 15м.

Осадки абросимовской свиты /Рq3ав/ распространены на водораздельных частях территории.

Литологический состав отложений представлен алевритами тонкослоистыми, слюдистыми глинами коричневато-серыми, местами желтовато-серыми, переслаивающиеся песками. Пески мелкозернистые, местами среднезернистые до гравийных, с включениями углецефированных остатков растений. Мощность осадков абросимовской свиты измеряется в пределах 0...10 м.

Осадки бахтинского надгоризонта /aLQ_II bh/ повсеместно развиты на орошаемом участке и прилегающей с севера, с северо-запада территории. В основании разреза надгоризонта залегают пески разнозернистые, глинистые, кварцевого состава, с прослоями и линзами синевато-серых глин, включениями гравийно-галечникового материала и древесно-растительных остатков. Мощность песчаной пачки на участке бурения составила 1...3,5 м. Верхняя часть разреза надгоризонта глинистая - глина и суглинки песчанистые со слабовыраженной горизонтальной слоистостью. Характеризуются карбонатным составом и присутствием гумусового материала. Мощность надгоризонта на рассматриваемой территории составляет 0...22 м.

Озерно-аллювиальные осадки данного комплекса слагают четвертичную надпойменную террасу р.Оби, имеющую небольшое площадное распространение на рассматриваемой территории. Разрез террасы сложен суглинками и глинами в верхней части и песками - в нижней. Суглинки, глины желтовато-бурые, вязкие, со следами ожелезнения. Пески серые, мелко- и среднезернистые, с различной степенью окатанности зерен, кварцевого состава. Мощность отложений сотавляет 5...13 м.

Аллювиальные отложения третьей надпойменной террасы /aLQ_ш 3/ небольшое распространение имеют на южной граничной территории участка. Разрез террасы представлен, в основном супесями, песками с редкими прослоями глинистого материала. Супеси коричневато- серые, легкие пылеватые, часто замещаются суглинками, Пески буровато-серые, мелкозернистые, глинистые с включениями растительного дерита. Мощность осадков террасы составляет 7...17 м .

Современные алюминиевые отложения /aLQ_1Y / пойменной террасы на рассматриваемой территории имеет весьма ограниченное распространение в долинах небольших рек. Осадки поймы представлены переслаиванием разнозернистых песков, илистых суглинков и погребенных торфяников. Пески обычно разнозернистые, глинистые, с различной степенью окатанности зерен, гумусированные, с косой и диагональной слоистостью, с частыми включениями битой ракуши. Мощность пойменных отложений, по данным бурения, колеблется от 5 до 14 м.

Озеро-болотные отложения /LhQ_{1 Y} / имеют распределение на территории, прилегающей с юга к орошаемому участку, занимая поверхность второй надпойменной террасы. Литологический состав представлен торфом, илаватыми глинами и суглинками темно-серыми и синевато- серыми с включениями растительного материала и прослоями тонкозернистого песка. Мощность озерно-болотных осадков 1.5...8 м.

2.6. Гидрогеологические условия.

Территория орошаемого участка расположена в левобережье р.Туры, на поверхности среднечетвертичной равнины высокого уровня, к которой с юга прилегают IV и VI надпойменные террасы со значительно заболоченной поверхностью последней.

Равнинность рельефа территории, значительная удаленность региональной дренажной сети, а так же широкое распространение в покрове четвертичных, хорошо проницаемых отложений создают благоприятные условия для инфильтрационного питания подземных вод . Однако развитие преимущественно глинистых отложений в верхней части озерно-аллювиальных отложений высокой равнины и IV надпойменной террасы препятствует инфильтрации осадков в нижележащие отложения и основная часть их расходуется на испарение. Интенсивное инфильтрационное питание подземных вод олигоцен-четвертичной толщи происходит на участках с преимущественно песчаным составом отложений через так называемые литологические «окна».

Приходную часть баланса подземных вод территории составляет так же боковая фильтрация подземных вод с прилегающей территории по пути движения подземных вод к региональной разгрузке.

Невыдержанность литологического состава отложений континентального комплекса частые замещения глинистых разностей песчаными обеспечивает тесную гидравлическую связь напорных водоносных горизонтов с безнапорными.

В четвертичном комплексе отложений выделяются болотные воды, верховодка, грунтовые воды в озерно-аллювиальных отложениях террас и аллювиальных отложениях пойм.

Верховодка залегает в покровных отложениях высокой равнины и IV надпойменной террасы, представленными преимущественно суглинками, супесями редко песками 1,5...5,0 м. Скважинами наблюдательной сети верховодка скрыта на глубине от 1,4 до 5,6 м. Верховодка имеет так же распространение на локальных участках в линзах водопроницаемых покровных отложений, подстилаемых глинистыми осадками террас. Во время выпадения атмосферных осадков, снеготаяния, полива участка, в линзах накапливаются грунтовые воды с уровнем на глубине 2,5...4,1 м от поверхности.

Грунтовые воды наибольше распространены в аллювиальных и озерно-аллювиальных осадках среднечетвертичного и средневерхнечетвертичного возраста, слагающих высокую равнину и IV надпойменную террасу, и в верхнечетвертичных отложениях II надпойменной террасы. Остальные отложения четвертичного возраста имеют весьма небольшое распространение и грунтовые воды в них, повидимому, составляет один водоносный горизонт с грунтовыми водами второй надпойменной террасы.

Грунтовые воды в аллювиальных отложениях поймы , I и II надпойменной террасе /aLQ_IV + aLQ_III 1 + aLQ_III 2 / широко распространены на территории, прилегающей к орошаемому участку с юга. Наибольшее распространение водоносный горизонт имеет в отложениях второй надпойменной террасы - в разнозернистых, части глинистых . песках мощностью от 10 до 16 м.

Водообильность отложений не постоянна, дебиты воды в колодцах изменяются в широких пределах от 0,03 до 4,0 л/сек.

Минерализация воды составляет 0,2...0,6 г/л, химический состав гиброкарбонатный натриевый и кальциевый. Общая жесткость воды составляет 3...10 мг/экв.

Грунтовые воды в среднечетвертичных и средне-верхнечетвертичных толожениях /aLQ^bh _II + aLQ_{II - III} 4/ широко распространены на орошаемом участке, залегая в мелкозернистых песках в основании бахтинского надгоризонта и в нижней части IY надпойменной террасы мощностью от 1 до 3,5 м. Грунтовые воды вскрыты в интервале глубин 8,3...13.Ом, уровни их залегают в 2,7...5,2 м от поверхности земли. Амплитуда колебаний в течение года составляет 0,6...1,8 м. Водообильность отложений водоносного горизонта, по данным гидрогеологической съемки, не превышает 0,2 л/сек. Состав воды гидрокарбонатный, кальциевый, минерализация - 0,3...0,5 г/л. Реакция щелочная рН 7,5...7,8, общая жесткость составляет 3,8...5,3 мг/экв. Содержание железа Fe достигает от 1 до 4мг/л, фтора - 0,15...0,23 мг/л. Из микрокомпонентов присутствуют: цинк с содержанием 1...10 мкг/л; никель - 1...5 мкг/л; ртуть в некоторых пробах до 0,1 мкг/л; свинец - 2...10 мкг/л; кобальт - 3...10 мкг/л; бром и йод в пробах воды не обнаружены, фенолы установлены в некоторых пробах в количестве 6...10 g.

Напорные воды заключены в отложения журавской и атлым-михайловской свит верхнего олигоцена, образуя один водоносный горизонт. На участке орошения водоносные отложения - пески мелкозернистые и среднезернистые с небольшими пропластками глин, распространены по всему разрезу. Мощность водоносных отложений достигает 15...25 м. На остальной части территории аккумуляция песчаных отложений наблюдается чаще в нижней части рареза олигоценовых отложений. Мощность их изменяется от 2м до 15...20 м. Напор подъемных вод на орошаемой части участка составил от 7м до 27м, на остальной части территории достигает 40...45 м. Пьезометрические уровни залегают на глубине 2,4...4,6 м от поверхности. Амплитуда колебаний в течение года изменяется от 0,6 до 1,2 м. Водообильность отложений резко изменяется в разрезе и по площади распространения, дебиты в скважинах составляют 0,013...1,09 л/сек при понижениях уровней от 5,7 до 17.3 м. По составу напорные воды гтдрокарбонатные кальциевые, минерализация их изменяется от 0,3 до 0,5 г/л.

Следует отметить, что в составе напорных вод, в отличие от грунтовых, в некоторых пробах обнаружен анион SO₄ в количестве 4...36% экв.

Железо /Fe¢¢ и Fe¢¢¢ / содержится во всех пробах, содержание Fe составляет от 0,4 до 14,6 мг/л. В некоторых пробах установлено присутствие фенолов в количестве от 4 18 g. Реакция щелочная рН от 7,2 до 7,8. Общая жесткость воды составляет 1,3...5,6 мг/экв.

2.7. Режим грунтовых вод.

Тюменская ГКРЭ по заявке Зап. Сиб. Филиала ВНИИГиМ создала сеть наблюдательных кустов пьезометров на орошаемом массиве совхоза «Ембаевский». С 1970г. ведутся наблюдения за уровнями грунтовых вод силами гидрорежимной партии ТКГРЭ.

Орошаемый участок, являясь составной частью Западно - сибирского артезианского бассейна, сохраняет все его гидродинамические особенности.

Материалы многолетних наблюдений показывают, что водоносные горизонты тесно связаны между собой, так и сдневной поверхностью, т.е. формирование подземных вод происходит в условиях свободного водообмена. Наиболее контрастно это проявляется в характере сезонных, годовых и многолетних колебаний уровней грунтовых и напорных вод.

Обычно в годовом цикле изменения уровней грунтовых вод в зависимости от особенностей внутригодового распределения осадков прослеживается от двух до четырех экстремальных положений: зимняя межень /март/; весенне-летний «пик» /май-июль/; летняя межень /август-сентябрь/; осенне-зимний «пик» . В отдельные годы наблюдается только два первых положения. «Пик» уровня в этом случае сменяется устойчивым продолжительным спадом вплоть до зимней межени последующего года. Амплитуды весеннего подъема грунтовых различны и изменяются от 0,8 до 1,3 м. Чаще они составляют 1,0...1,2 м. В зимнюю межень зеркало грунтовых вод залегает на глубине 3...4 м. В весенний «пик» она уменьшается д о 1,5...2 м. В вегетационный период глубина уровня грунтовых вод варьирует в пределах 2,5...3,0 м.

Уровни напорных вод имеют сходные сезонные, годовые и многолетние изменения и залегают на глубинах от 10 до 40 м.

Анализ полученных полевых наблюдений показывают. Что в многолетнем разрезе прослеживается цикличность колебаний уровней грунтовых и напорных вод. Продолжительность каждого цикла составляет 4...6 лет. Отмеченная цикличность в колебаниях уровня подтверждается данными многолетних наблюдений на всех постах юга Тюменской области. Природа этой цикличности, наблюдаемой и других регионах страны, до сих пор теоретически не обоснована. Тем не менее на конкретном орошаемом массиве она приводит к тому, что в годы низкого стояния уровней грунтовых вод они залегают на глубинах 3...4 м, а в годы высокого - 1,5...2,0 м.

Многолетняя амплитуда колебаний уровней таким образом, достигает 2,0 м, что необходимо учитывать при разработке проектов гидромелиоративных систем.

2.8. Геолого-литологическое строение

и гидрогеологические условия обследованных участков.

Данный раздел изложен по материалам ин-та «Тюменьгидроводхоз», полученным при проведении изыскательских работ для проектирования оросительной системы в ТОО СПХ «Ембаевское»

В геолого-литологическом строении обследованных участков принимают участие отложения четвертичной системы второй надпойменной террасы, перекрытые аллювиально-деллювиальными разностями.

Грунты имеют различную окраску - желто-серую, голубовато-серую, желтую, серую,обычно пылеватые, различного гранулометрического состава и сложения.

Ниже приводится подробная характеристика вскрытых наплоставаний (данные ин-та «Тюменьгидроводхоз»)

Слой 1. - Почвенно-растительный. Мощность 0,1-0,5 м

Слой 2 - Суглинок желтовато-серого цвета, от текучей до мягко-пластичной консистенции, различной плотности сложения, увлажнен (коэфициент водонасыщения -0,72). Местами слабопросадочный. Слой распространен повсеместно, его мощность от 3 до 6 м.

Слой 2а - Суглинок от серого до темно-серого цвета с прослойками песка и ила.

Слой 2 - песок серого цвета, мелкозернистый, водонасыщенный (коэф. Водонасыщения - 0,88 ) с прослоями супесей, суглинков и глин. Мощность слоя от 0 до 3 м.

Слой 2-супесь желтого и желто-серого цвета, мощность слоя от 0 до 4 м.

Слой 3 - суглинок голубовато-серого цвета, от туго- до мягкопластичной консистенции. Мощность слоя от 0 до 6 м.

Слой 4 - супесь голубовато - серой окраски, пластичная. Мощность слоя до 1,5 м.

Физико - механические свойства грунтов представлены в таблице 2.6.

Физико - механические свойства грунтов

обследованных участков на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское»

(Данные института «Тюменьгипроводхоз», 1979 г.)

Таблица 2.6

Таблица 2..7

Состав водных вытяжек почво-грунтов

(по данным ин-та Тюменьводхоз, 1979г)

________________________________________________________________________

N Глубина, % от абс. сух, почвы П лот-

раз- м ный

реза НSO₃ CL SO₄ Ca Mg Na остаток

______________________________________________________________________%

2 0,1- 0,3 0,082 0,004 0,001 0,007 0,009 0,007 0,14

0,3 -0,5 0,085 0,005 0,002 0,005 0,009 0,011 0,17

0,7 0,048 0,004 0,002 0,007 0,005 0,012 0,11

1,0 0,056 0,005 0,001 0,005 0,004 0,009 0,06

1,5 0,051 0,003 0,002 0,007 0,004 0,004 0,05

2,1 0,058 0,002 0,001 0,007 0,005 0,003 0,04

3,0 0,017 0,005 0,003 0,003 0,004 - 0,08

________________________________________________________________________

9 0,1- 0,3 0,017 0,005 0,003 0,003 0,004 - 0,08

0,3- 0,5 0,021 0,005 0,006 0,003 0,002 0,005 0,08

0,7 0,012 0,007 0,009 0,003 0,003 0,002 0,13

1,0 0,012 0,007 0,004 0,003 0,002 0,004 0,05

1,5 0,016 0,006 0,002 0,001 0,001 0,005 0,06

2,1 0,058 0,005 0,002 0,009 0,004 0,005 0,06

________________________________________________________________________-

В гидрогеологическом отношении район изысканий характеризуется развитием водоносного горизонта грунтовых вод. Зеркало грунтовых вод расположено на глубине 1 - 3 м. Питание грунтовых вод атмосферно - склоновое, их разгрузка производится в р. Туру.

Воды пресные, гидрокарбонатного состава. Из катионов преобладает кальций. Грунтовые воды не агрессивные. Гидрохимический состав грунтовых вод представлен данными анализа ин-та «Тюменьводхоз» из скв.3 и представлен в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Гидрохимический состав грунтовых вод ( скв.3. Тюменьгипроводхоз 1979г )

Глубина залегания кровли водоносного горизонта изменяется в пределах 2,4 - 5,4 м. Водовмещающими породами являются пески желто - серой и голубовато - серой окраски и опесчаненные суглинки с прослойками и линзами песков и супесей.

Коэффициент фильтрации грунтов в зоне аэрации изменяется в пределах 0,03 - 0,07 м / сут., в зоне водонасыщения - 0,14 - 0,65 м / сут.

Режим грунтовых вод находится в тесной зависимости от природно-климатических условий. Уклон зеркала грунтовых вод составляет 0,0001 в сторону р.Тура.

По химсоставу грунтовые воды гидрокарбонатнокальциевые с минерализацией 0,3 - 0,5 г/п, реакция среды рН - 6,4 - 7,0, общая жесткость 2,1 - 4,9 мг/экв./л.

2.9 Почвенно-мелиоративные условия объекта изысканий.

Для обоснования проектных решений осушения локальных понижений с последующим использованием развитых в них почв. Для орошения сельскохозяйственных культур на объекте исследований была проведена почвенная и ботанико-культуртехническая съемка в масштабе 1: 2000.

Полевые исследования на участках были проведены в августе - сентябре 1997г.

В процессе полевых изысканий выполнен следующий объем работ:

почвенно-мелиоративная и ботанико-культуртехническая съемка М 1:2000 - 202 га

- заложено разрезов - 14шт

- заложено прикопок - 21шт

- отобрано образцов на разные виды анализов - 48 шт

В лаборатории станции агрохимической службы «Тюменская» были проведены в образцах почв следующие виды анализов:

- рН солевой вытяжки;

- гумус;

- гидролитическая кислотность;

- обменный натрий;

- подвижные формы соединений фосфора и калия.

Анализировались образцы почв локальных понижений. Характеристика почв, распространенных на выровненных участках объекта обследования ( серые лесные почвы) дана по материалам обследования института «Тюменьгипроводхоз», полученным при проектировании оросительной сети в ТОО СПХ «Ембаевское» 1981г.

Анализируя полученные материалы полевых изысканий и данные лабораторных анализов, а так же материалы института «Тюменьгипроводхоз» нами на трех обследованных участках выделены три типа почв: зональные почвы - серые лесные оподзоленные и осолоделые; солоди луговые и лугово-болотистые; болотный тип почв - лугово-болотные и торфяно-перегнойно-глеевые. Систематика почв составлена на основе «Руководство по составлению почвенно-мелиоративного обоснования проектов» - М, 1973г, а индексы почв взяты из «Условных географических обозначений почвенно-мелиоративных условий» СТП - 33.БА.N06-76.

Систематический список почв обследованных участков и их площади представлены в таблице 2,9.

По степени увлажнения, физико-химических свойств, почвообразовательных факторов выделены 4 группы почв:

1. Почвы нормального увлажнения ( темно-серые лесные оподзоленные). Требующие дополнительного увлажнения в засушливые периоды года.

2. Почвы кратковременного избыточного увлажнения ( серые лесные и светло - серые лесные оподзоленные и осолоделые), требующие агротехнических приемов для улучшения водно-воздушного режима и дополнительного увлажнения в засушливый период.

3. Почвы длительного избыточного увлажнения (солоди, солонцы луговые ) поверхностными и грунтовыми водами. Для улучшения их свойств и водно-воздушного режима необходим дренаж и агротехнические мероприятия по улучшению их водно-физических характеристик.

4. Почвы постоянного избыточного увлажнения поверхностными и грунтовыми водами ( лугово-болотные почвы, болотные), эти почвы нуждаются в дренаже и проведении агротехнических мероприятий по улучшению водно-воздушного режима.

На обследованных участках наибольший вес занимают серые лесные почвы (74 - 89% общей площади ). Они же являются наиболее благоприятными для мелиоративного освоения и сельскохозяйственного использования. Болотные почвы составляют 5,86% (участок N1), солоди- 10 - 23% обследованной площади участков.

В сельскохозяйственном использовании из обследованной площади 65,0га первого участка, почти треть ее занята болотными почвами и солодями, в пашне не используется.

Почвенный покров участка NN2 и 3 почти полностью (97 - 98% общей площади) освоен под пашню и представлен в основном серыми лесными почвами

Таблица 2.9

Систематический список почв

Продолжение таблицы 2.9

В целом почвенный покров обследованных участков представлен автоморфными, полугидроморфными и гидроморфными почвами.

Повышенные участки обследованных площадей заняты серыми лесными почвами, небольшие блюдцеобразные понижения - солодями, а более глубокие замкнутые понижения - болотными почвами.

Серые лесные почвы распространены среди почв лугового типа почвообразования и формируются, как правило, на карбонатных, реже не карбонатных четвертичных отложениях, чаще среднесуглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава в условиях промывного и периодически промывного типов водного режима. Приуроченные почвы этого типа повышенным элементам рельефа с уровнем грунтовых вод 2,0 - 4,0 м.

На обследованных участках распространены 3 подтипа серых лесных почв: темно-серые, серые и светло-серые лесные. В пределах типа выделяются осолоделые и оподзоленные. Сравнительно близкое расположение уровня грунтовых вод вызывает оглеение нижних горизонтов почв.

Общими характерными признаками серых лесных почв является четкая выраженность аккумулятивного - эллювиального и иллювиального горизонтов.

Мощность гумусового горизонта колеблется от 24 до 33 см, горизонт комковато-пылеватой структуры, в нижней части его выделяется кремнеземистая присыпка или прослойка горизонта А2 мощностью 2 - 3 см.

Гумусовый горизонт легко - или среднесуглинистого гранулометрического состава (табл.2.10). У серых и светло-серых почв характерным является наличие осолоделого горизонта А2 мощностью 10 - 12см, плитчатой или сложной структуры. Горизонт В - красно-бурого цвета, ореховатый, средне- или тяжелосуглинистого гранулометрического состава, плотный, мощность горизонта составляет 33 - 70 см. Горизонт постепенно переходит в почвообразную породу тяжелого гранулометрического состава. Порода содержит карбонатные конкрекции. Вскипание происходит с глубины 50 - 80 см.

Серые лесные сравнительно хорошо обеспечены органическим веществом. Содержание гумуса в пахотном горизонте сравнительно высокое и составляет 5 -7%. Реакция среды от слабокислой среды до нейтральной (рН 5,4 - 6,9). Обеспеченность почв подвижными формами фосфора и калия - от нзкой до высокой степени.

Основными мероприятиями, направленными на поддержание плодородия почв на данном уровне являются внесение органических и минеральных удобрений, углубления пахотного горизонта, периодическое рыхление подпахотного слоя ( глубокое рыхление), включение в севооборот посев многолетних трав.

таблица 2.10

Гранулометрический состав серых лесных почв

обследованных участков.

_______________________________________________________________________

Nразреза Глубина, Содержание фракций, % от абс. сух. почв

Индекс см 0,25- 0,05- 0,01- 0,005-

почв 1- 0,25 0,05 0,01 0,005 0,001 0,001 0,01

______________________________________________________________________

0 - 8 3,64 50,07 19,65 11,26 10,85 4,53 26,64

23 8 - 24 1,74 44,00 24,17 10,44 12,49 7,16 30,09

24 - 45 1,63 60,91 18,02 7,08 8,30 4,06 19,44

Л₁ ^cd 45 - 60 2,07 44,62 14,93 7,22 7,73 23,43 38,38

60 - 100 1,25 43,38 13,44 7,73 9,24 24,96 41,93

100 - 150 1,41 34,30 36,55 0,83 6,64 20,27 27,74

______________________________________________________________________

33 0 - 16 1,04 36,38 20,86 13,34 11,26 17,12 41,72

16 - 27 1,77 48,45 7,70 12,49 15,40 14,19 42,08

Л₂ ^CD 27 - 52 0,51 33,56 22,04 4,83 22,88 16,18 43,89

52 -100 0,63 25,00 33,64 9,25 1,68 29,80 40,73

______________________________________________________________________

25 0 - 25 1,43 48,37 21,88 8,71 12,36 7,25 28,32

25 - 29 1,18 44,39 27,37 4,67 11,18 11,27 27,12

Л₁ ^CD 29 - 48 0,95 34,53 16,46 12,90 9,10 26,06 48,06

48 - 90 1,16 41,68 16,80 8,40 6,76 25,20 40,36

90 - 120 0,46 44,17 20,32 6,16 5,38 23,51 35,05

_______________________________________________________________________

0 - 25 1,37 41,23 25,85 12,00 12,87 6,68 31,55

28 25 - 33 1,61 39,28 29,55 11,83 10,80 6,93 29,56

33 - 46 2,15 51,61 21,20 8,48 9,49 7,03 25,00

Л₂ ^CD 46 - 62 0,95 40,00 13,92 5,82 9,36 29,95 45,13

62 - 102 1,86 36,53 19,78 9,68 5,15 27,00 41,83

Болотные почвы имеют сравнительно небольшое распространение. Почвы этого типа почвообразования представлены торфянисто-перегнойно-глеевыми и лугово-болотной. По площади эти почвы занимают всего 1,5 - 5,9% от обследованной площади.

Болотные почвы распространены в наиболее глубоких депрессиях рельефа и сформировались в условиях избыточного увлажнения под лугово-болотной и болотной растительностью. Грунтовые воды залегают на глубине 0,5 - 1,2 м от поверхности почвы.

Лугово-болотные почвы преимущественно среднесуглинистого гранулометрического состава, имеют гумусовый горизонт мощностью 20 - 25 см, творожистой структуры. Горизонт А2 плитчатой структуры, оглеен, его мощность 10 - 20 см. Материнская порода предоставлена оглеенным сизого цвета тяжелым карбонатным суглинком.

Торфяные почвы болотного типа почвообразования представлены торфянисто-перегнойно-глеевой почвой с мощностью органогенного горизонта 10 - 30 см. Торф низинного типа со степенью разложения более 35% и зольностью менее 30%. Из растительности встречаются осоки, ивовый кустарник. Торф коричневого цвета, водонасыщеный, осоково-тростниковый. Как правило, под торфяным слоем, находится гумусовая прослойка мощностью 10 - 12 см. Далее книзу находится оглеенный суглинок.

Болотные почвы имеют слабокислую или нейтральную реакцию почвенного раствора, 3 - 5% гумуса, обеспеченность подвижными формами фосфора низкая, а калия от средней до высокой степени (табл.2.11 - 2.13)

Использование в сельскохозяйственном обороте болотных почв возможно после проведения осушительных мероприятий, внесение минеральных удобрений высокого уровня агротехники .

Солоди на обследованной площади распространены среди серых лесных почв и составляют 20 - 23 % от общей площади. Они приурочены к замкнутым понижениям, имеют обильное поверхностное и грунтовое увлажнение. Тип водного режима - периодически промывной. Грунтовые воды залегают на глубине 0,5 - 3 м, наблюдается кратковременная сезонно-периодическое поднятие их к поверхности. Грунтовые воды пресные хлоридно-гидрокарбонатно-кальциево-магниевого состава с общей минерализацией 0,2 - 0,3 г/л

В основном солоди распаханы и включены в пашню. Как правило, после дождей и снеготаяния происходит расплывание почвы, структура ее разрушается и в засушливые периоды образуется на поверхности плотная корка.

После распашки и использования солодей под посев сельскохозяйственных культур, границы распространения солодей выделяются по неудовлетворительному состоянию культурных растений или их отсутствию.

Таблица 2.11

Агрохимические показатели почв понижений

на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» (участок №1, 1997г)

Табл. 2.12

Агрохимические показатели почв понижений

на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» (участок №2, 1997г)

Табл. 2.13

Агрохимические показатели почв понижений

на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» (участок №3, 1997г)

По степени увлажнения выделены 2 подтипа солодей: солоди луговые и солоди лугово-болотные. Большинство солодей распаханы и по белесой окраске вовлеченного в пахотный слой горизонта А2 , пятна солодей четко выделяются на фоне окружающих их серых лесных почв.

Солоди имеют гумусовый горизонт мощностью 10 - 15 см, под которым четко выделяется горизонт А2 мощностью 20 - 35 см, слоистой структуры. Ниже залегает иллювиальный горизонт В , ореховатый, плотный с наличием большого количества оглеенных пятен, в нижней части горизонта имеются включения карбонатов.

Верхние горизонты солодей А1 и А2 обеднены илистой фракцией, но содержат сравнительно большое количество аморфной кремниевой кислоты. Из фракций, как правило, преобладают мелкопесчаные частицы.

Физико-химические свойства солодей неудовлетворительные. Реакция среды от слабокислой до нейтральной. Обеспеченность подвижными формами фосфора от низкой до высокой степени, калием - средне- и высокообеспеченным ( табл. )

При включении солодей в пашню, наиболее рациональными мероприятиями являются: осушение понижений, внесение органических и минеральных удобрений.

Солонцы. Распространены на втором участке и занимают площадь 4,82га, что составляет 5,88% от обследованной площади участка. Относятся солонцы к полугидроморфному типу почвообразования и формируются на плоских пространствах межгривных понижениях. Водный режим периодически промывной до выпотного. Грунтовые воды залегают на глубине 2 -2,5 м. Формирование солонцов протекает при поверхностном и грунтовом увлажнении. Развиваются солонцы под разреженной и угнетенной растительностью.

Почвообразующими породами солонцов являются четвертичные отложения тяжелого и среднего гранулометрического состава, содержат водорастворимые соли, карбонатные. Тип засоления содовый, степень засоления слабая.

По мощности надсолонцового горизонта они относятся к корковым солонцам.

Карбонаты у солонцов обнаруживаются с 10 см, с этой глубины начинается вскипание от HСL. Признаки оглеения прослеживаются с 35 см.

В естественном состоянии солонцы имеют рыхлую дернину мощностью 1 - 3 см. Затем под дерниной четко выражен гумусовый горизонт темно-серого цвета комковато-глыбистой структуры. Переход в нижележащий горизонт резкий. Солонцовый ( иллювиальный горизонт В1) горизонт очень плотный глыбисто-столбчатой структуры, переход в горизонт В2 заметен по окраске и структуре, он, как правило, буроватого цвета, ореховатый с признаками оглеения, постепенно переходящий в материнскую породу. Горизонты В1 и В2 содержат повышенное количество илистых частиц, плотные.

Содержание гумуса 3 - 5%, количество его с глубиной постепенно уменьшается. Реакция среды слабощелочная. Максимальное количество обменного натрия содержится в горизонте В2 и составляет более 20% от емкости обмена. Подвижных форм фосфора и калия - низкое.

Во влажном состоянии солонцовый горизонт сильно набухает, становится вязким и весной почва поспевает к посевным работам на 10 - 15 дней позже. В сухом состоянии пахотный слой слитный, трудно обрабатывается.

Для улучшения качественного состава солонцов используются гипс, фосфогипс и др. химмелиоранты, эффективность которых зависит от наличия в них кальция или серы.

Гипс или другие кальцийсодержащие химмелиоранты вносятся в такой дозе, которая полностью вытесняет натрий из поглощающего комплекса кальцием.

Доза гипса рассчитывается по формуле

Г = 0,086 ( Na - 0,1Т ) х Н х Д

где 0,086 - переводной коэффициент, мг.экв натрия на гипс;

Т - емкость поглощения, мг.экв на 100г почвы;

Na - содержание обменного натрия, мг.экв на 100г почвы;

Н - мощность мелиорируемого слоя; см;

Д - объемная масса мелиорируеиого слоя. Г/см3

Исследования, проведенные В.А.Федоткиным ( 1979г ) показали, что для луговых солонцов Тюменской области эффективной является половинная доза гипса в сочетании с другими агротехническими приемами.

Таким образом, для улучшения водно-физических и агрохимических свойств луговых солонцов необходимо: внесение половинной дозы гипса или фосфогипса, безотвальная обработка плугами с узкими стойками ( 6см ) на глубину 35 - 45 см в сочетании с внесением органических и минеральных удобрений.

В результате камеральной обработки данных полевых изысканий и результатов анализов почв составлены почвенно-мелиоративные карты на каждый обследуемый участок в масштабе 1 : 2000, легенда к почвенно-мелиоративной карте ( табл. 2.14 - 2.16 ), дана ботанико - культуртехническая характеристика понижений и мероприятия по освоению избыточно-увлажненных участков.

Таблица 2.14

Легенда к почвенно-мелиоративной карте (участок № 1)

на объект осушения понижений на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» Тюменского р-на Тюменской

области

Таблица 2.15

Легенда к почвенно-мелиоративной карте (участок № 2)

на объект осушения понижений на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» Тюменского р-на Тюменской

области

Таблица 2.16

Легенда к почвенно-мелиоративной карте (участок № 3)

на объект осушения понижений на орошаемых землях

ТОО СПХ «Ембаевское» Тюменского р-на Тюменской

области

2.10. Ботанико - культуртехнические условия.

Растительный покров на участках обследования состоит из древесно-кустарникового яруса состоящего из ивы, лозы ольхи и березы высотой от 0,5 до 2,5 м. Процентное отношение видов составляет: ива - 55 - 60%, ольха - 35 - 40%, береза - 3 - 5%. Древесно-кустарниковый ярус занимает в понижениях от 5 до 15% площади. Тровяно-кустарниковый ярус представлен ассоциациями высоких злаков и осок, последние занимают наиболее пониженные уровни микрорельефа, на микропонижениях доминируют ксерофитные злаки и осоки. Мохово-лишайниковые ассоциации фрагментами встречаются в микропонижениях рельефа, но устойчивого развития они не имеют, увеличиваясь в размерах во влажные годы и уменьшаясь или исчезая совсем в сухие.

Выводы.

1. Почвенно-мелиоративное обследование площадей распространения замкнутых понижений на орошаемых землях ТОО СПХ «Ембаевское» показало, что почвенный покров по степени увлажнения представлен четырьмя группами почв: - 1) нормального, (темно-серые лесные); 2) кратко-временного (серые и светло-серые лесные оподзоленные и осолоделые); 3) длительного, (солоди луговые и луго-болотные); и 4) постоянного увлажнения ( лугово-болотные осолоделые и торфянисто-перегнойно-глеевые).

2. Замкнутые понижения с развитыми в них солодями луговыми и лугово-болотными занимают 11 - 20% от обследованной площади, а лугово-болотными и торфянисто-перегнойно-глеевыми - 5 - 6%.

3. для создания более мощного пахотного горизонта и улучшения водно-физических свойств на серых лесных почвах необходимо проводить припахивание нижележащего горизонта и глубокое (40 -55 см) рыхление подпахотного горизонта. На понижениях, занятых солодями и солонцами - глубокое рыхление. Понижения, занятые лугово-болотными и торфянисто-ререгнойно-глеевыми почвами, нуждаются в осушении и в дальнейшем периодическом глубоком рыхлении и кротовании.

4. для поддержания положительного баланса в содержании гумуса на серых лесных почвах необходимо раз в 4 - 5 лет вносить по 40 - 50 т/га навоза или 150 - 200 т/га низинного торфа в чистом виде со степенью разложения до 30 - 35% или в виде торфо-навозных компостов торфо-минеральных смесей. Для солонцов и солодей доза торфа составит 300 - 500 т/га.

3. Организация сельскохозяйственного производства.

ТОО СПХ «Ембаевское» - специализированное овощеводческое пригородное хозяйство и одной из важнейших задач хозяйства является снабжение городского населения овощами и ранним картофелем.

С краткой агрономической характеристикой хозяйства можно ознакомиться в технорабочем проекте, шифр С - 21 -0 - 063/1 - 20, 1989г.

В настоящее время коэффициент земельного использования в ТОО СПХ «Ембаевское» составляет 0,98.

3.1.Культуртехнические мероприятия.

В соответствии с ботанико-культуртехническими изысканиями определены объемы культуртехнических работ, а так же составлены наиболее рациональные способы их производства по единым районным единичным и комплексным расценкам для зоны Тюменской области. (табл.3.1)

Таблица 3.1

Объемы и способы производства культуртехнических работ и

мероприятий по окультуриванию мелиорируемых земель

ТОО СПХ «Ембаевское»

Продолжение таблицы 3.1

3.2 Технология производства культуртехнических работ.

На участках осушения проектом предусмотрены следующие виды работ:

1) Корчёвка кустарника редкой заросли корчевателем-собирателем на тракторе 108 л. с. Корчёвка кустарника производится в период, когда почва хорошо прогрета на глубину залегания корневой системы. После высыхания земля на корнях, кустарниковую массу сгребают в валы и перемещают за пределы орошаемой площади.

2) Сжигание кустарниковой массы предусмотрено в весенний период при соблюдении мер противопожарной безопасности.

3) Первоначальная обработка почвы, которая включает: вспашку кустарниково-болотным плугом в агрегате с трактором 108 л.с., дискование в три следа, выравнивание поверхности после корчёвки рельсовым планировщиком в два следа.

4) Планировка поверхности старопахотных земель путём разработки грунта бульдозером мощностью 108 л.с.; дискованием почвы тяжёлой дисковой бороной в агрегате с трактором 108 л.с. в 3 следа; выравнивание поверхности рельсовым планировщиком на тракторе 75 л.с. в 2 следа.

3.3 Мероприятия по окультуриванию почвы.

После проведения работ по осушению локальных понижений проектом предусмотрены следующие мероприятия по сельскохозяйственному освоению, обеспечивающие повышение плодородия мелиорируемых земель и их эффективное использование: внесение удобрений, обработка почвы.

Обработка почвы направлена на создание оптимального водно-воздушного режима для возделываемых культур. С этой целью рекомендуется проводить раз в 2-3 года глубокое рыхление /45-50 см/ с припашкой к верхнему торфяному слою 5-10 см подстилающего горизонта/глинование /.

Внесение удобрений запроектировано исходя из задачи окультуривания почв. Дозы внесения удобрений приняты исходя из агрохимических показателей почв (табд.3.2) планируемого уровня плодородия почвы. При расчете доз удобрений использованы рекомендации МСХ СССР /М.1965г./, СО РАСХИ /Новосибирск,1980г./ и института сельского хозяйства Северного Зауралья /Тюмень, 1989г./.

Рекомендуемые дозы удобрений приведены в табл.3.3

Для повышения уровня плодородия минеральных /серых лесных/ почв и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур при орошении рекомендуется создание почв «овощного типа» - внесение фрезерного хорошо разложившегося низинного торфа /степень разложения 35-45%/ в дозе 750-800 т/га, сапропеля в дозе 400.450 т/га с последующим тщательным перемешиванием их с верхним слоем почвы.

3.4.Севообороты, обработка почвы и агротехника возделывания

культур при орошении.

Для повышения плодородия почвы и урожайности культур большую роль играют севообороты. Последовательность выращивания культур устанавливается с учетом их биологической особенности, требований к еде и пище, болезням и вредителям, сорнякам. В специализировнных орошаемых овощных севооборотах не менее 70-80% полевых площадей должны занимать овощные культуры. Эффективно включать в них посевы бобовых и злаковых многолетних трав.

Обработка почвы для возделывания культур при орошении должна быть направлена на создание достаточного объема почвы, способного удержать необходимый запас влаги для растений и свести к минимуму ее потери.

Таблица 3.2

Агрохимические показатели почв понижений орошаемого

массива ТОО СПХ «Ембаевское» (1998г.)

Таблица 3.3

Дозы внесения питательных элементов под

сельскохозяйственные культуры при

планируемом уровне урожайности

Этому способствуют глубокая обработка почвы /глубокое рыхление/ и своевременное рыхление ее после поливов и обильных дождей, а также нарезка щелей в междурядьях на глубину 15-20 см. Междурядные обработки следует проводить регулярно через 1-2 дня после поливов вплоть до смыкания листовой поверхности растений.

При междурядных обработках используют стрельчатые лапы с лезвиями бритвы, а на слабозасоренных участках используются долота.

Технологические схемы возделывания основных сельскохозяйственных культур при орошении представлены в таблице3.4.

Выводы и предложения.

1. По степени увлажнения на обследованной площади выделены 2 группы почв:

- временно / в весенний и осенний периоды / избыточно-увлажненные почвы, требующие проведения агромелиоративных приемов для улучшения водно-воздушного режима. Эта группа включает серые лесные оподзоленные почвы;

- почва постоянно-избыточного увлажнения - торфянисто-перегнойно-глеевая, лугово-болотная.

2. Почвы обладают сравнительно низким плодородием, нуждаются в проведении агротехнических и мелиоративных мероприятий. Из агротехнических приемов улучшения плодородия обследованных почв следует проводить:

- внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений на светло-серых лесных почвах;

- гипсование солонцовых почв;

- посев солонцевато-солеустойчивых трав на засоленных почвах;

- припахивание нижележащего слоя;

- при возделывании ранних овощей вместо вспашки возможно применять осеннее лущение в сочетании с весенней вспашкой;

- под поздние овощные культуры возможно проводить осеннюю вспашку с глубоким /45-50 см/ рыхлением подпахотного горизонта.

- рекомендуемые дозы минеральных удобрений /табл.3.3/ следует вносить дробно: основная часть их вносится под глубокую вспашку, а одна треть их вносится при посеве и в виде подкормок в определенные фазы развития растений. Фосфорно-калийные удобрения под ранние овощные культуры вносятся осенью, под поздние - в весенний период.

3. К мелиоративным приемам улучшенияплодородия почв следует отнести:

- полив культур в засушливые периоды года на серых лесных почвах;

- осушение локальных понижений с последующим включением их в орошаемый севооборот сельскохозяйственных культур.

4. В агрохимическом окультуривании нуждаются солонцы, солоди, лугово-болотные и торфянисто-перегнойно-глеевые почвы понижений. Для доведения этих почв до окультуренного уровня с содержанием подвижных форм фосфора и калия в количестве 25-30 мг/100гр. Общая норма внесения этих элементов составит - фосфора - 1600 и 400 кг.д.в. калия.

Агрохимические показатели до оптимального уровня доводятся в течении ротации севооборота.

4. Мелиоративное строительство.

4.1. Причины переувлажнения территории.

В пределах исследуемых участков определен смешанный тип водного питания:

1. Поток грунтовых вод со склонов;

2. Приток поверхностного стока с прилегающих к объектам осушения склонов;

3. Атмосферные осадки, выпавшие на переувлажненную территорию.

4.2. Методы осушения.

Исходя из анализа климатических, геологических, гидрогеологических и почвенных условий определен метод осушения:

1. Перехват потока грунтовых вод;

2. Повышение инфильтрационной аккумулирующей способности почв;

3. Уменьшение притока поверхностных вод со стороны водосбора.

4.3. способ осушения.

Для уменьшения влияния вышеперечисленных причин заболачивания запроектировано сочетание технических средств и агротехнических приемов для осушения земель.

Перехват на границах объектов осушения склонового поверхностного стока осуществляется закрытыми собирателями.

Понижение уровней грунтовых вод выполняется закрытыми собирателями в сочетании с выборочным закрытым материальным дренажем, с устройством фильтрующих поглощающих колодцев и обязательным применением кротового дренажа.

Повышение инфильтрационной и аккумулирующей способности почв достигается применением кротования и кротового дренажа, а так же агромелиоративными мероприятиями (глубокое рыхление, глубокая вспашка, рыхление подпахотного горизонта).

Таблица 3.4

Технологические схемы возделывания сельскохозяйственных культур

4.4. Техническая система осушения .

На орошаемом массиве имеются блюдцеобразные замкнутые понижения с разницей отметок поверхности до 0,75 м. Почвы этих участков лугово-болотные и торфянисто-перегнойно-глеевые. На глубине 0,30 - 0,40м имеется слабоводопроницаемый горизонт мощностью 0,07 - 0,15 м с коэффициентом фильтрации 0,01м/сут. Торфяной слой этой почвы составляет 0,15 - 0,20 м со степенью разложения 35 - 40% и коэффициентом фильтрации 4,5м/сут.

Продолжительность отвода поверхностных вод в ранневесенний период устанавливается в зависимости от вида сельскохозяйственного использования.

Для полевых /без озимых культур/, кормовых, овощных и овощекартофельных севооборотов продолжительность отвода поверхностных вод из замкнутых понижений определены по формуле:

t _О = Qt_С + (D₃ - D₁ ) - t,

где: t_С - средняя продолжительность снеготаяния, сут;

Q - коэффициент, учитывающий начало водоотдачи из снега в

период снеготаяния, принимается равным Q = 0,6 - 0,7;

D₁ - средняя дата окончания снеготаяния;

D₃ - дата начала полевых работ ( наступление мягкопластичного

состояния почвы );

t - продолжительность периода от даты отведения поверхностной

воды до наступления мягкопластичного состояния почвы,

t = 3...5 сут.

t_О = 0,6 х 11 + ( 8.V - 20.IV ) - 4 = 20,6 сут.

Наличие на глубине 0,30 - 0,40 м слабопроницаемого горизонта обуславливает сложность осушения этого участка. Для радикального решения вопроса осушения необходимо провести глубокое рыхление с целью создания наклонно-слоистой минерально-торфяной структуры путем глубокой запашки почвы специальным плугом. Для принятия схемы регулирующей сети и способов осушения рассмотрены 4 варианта.

Вариант 1. Проведение глубокого рыхления и создания наклонно-слоистой минерально-торфяной структуры путем глубокой запашки их специальным плугом. При этом горизонтальные слои почвы поворачиваются на 130...140^о и устанавливаются под углом к вертикали b = 45^о . В следствии этого создается разрыхленный слой толщиной 0,3м, содержащий 13% торфа по массе.

Вариант 2. Глубокая вспашка как и в первом варианте с отводом поверхностных вод с помощью закрытых собирателей. Поверхностные воды через пахотный горизонт и траншейную, хорошо фильтрующую, засыпку поступают в дренажные трубы и отводятся за пределы осушаемой территории. Закрытые собиратели при полном насыщении пахотного и нижележащего горизонтов работают и как закрытые дрены.

Вариант 3. Для усиления осушающего действия закрытых собирателей предусматривается нарезка кротовых дрен на глубине 0,6м с междренным расстоянием 5м, диаметр дренера 10см. Кротовые дрены полностью будут находиться в минеральном грунте. Это позволит увеличить расстояние между собирателями в 2 раза т.е. принять расстояние 26м.

Вариант 4. Для усиления осушающего действия регулирующей сети варианта 3 предусматривается редкая сеть закрытого дренажа с глубиной закладки 1,5м. В плане, дрены располагаются перпендикулярно закрытым собирателем и в месте их пересечения предусматриваются поглотительные колодцы, это позволит увеличить расстояние между собирателями до 50м и снизить стоимость строительства, при этом повысится надежность осушительной системы. Исходные данные для расчета параметров регулирующей сети представлены в таблице 4.1.

Сброс воды с осушаемых площадей осуществляется с помощью открытой и закрытой транспортирующей сети. Избыточные воды с первого участка осушения отводятся по закрытой транспортирующей сети, выполненной из асбестоцементных труб. Транспортирующая сеть второго участка выполняется так же из асбестоцементных труб и является продолжением транспортирующей сети первого участка. Асбестоцементная труба выводится в открытый канал. Протяженность закрытой транспортирующей сети составляет 1620м.

Избыточные воды с третьего участка отводятся, в проходящий по границе участка открытый канал.

Таблица 4.1

Исходные данные для расчёта параметров дренажа

по зависимостям /1-12/

4.5. Расчет регулирующей осушительной сети.

По варианту 1. Соотношение между толщиной запахиваемого минерального грунта и слоя торфа hm/ht допускается до 1...2. Исходя из этого допущения припашку минерального грунта принимаем 0,15м. Следовательно глубина рыхления составляет b₃ = 0,55м. Глубину заложения дрен принимаем 0,75.

Расчетные зависимости для определения междренного расстояния по варианту 1. Следующие:

W = H_CH (1 - s) + (a - a₁ )m + (р - е)t; /1/

s = 0,8...0,9, m = 0,056 ÖК₃ Öв-Н_Р , t = 20 сут;

W

q = t ; /2/

Н_р = в - а₁ - 0,6а ; /3/

М_в = Н_р - М_н + Мg ; /4/

Т = 0,5К¹ _в М_в + К_н М_н ; /5/

S (К₁ М₁ + К₂ М₂ + К₃ М₃ )

К_в = b₃ ; /6/

q m _в

Нр = Нр - Cos b К¢_в ;

Т 2Mg Mв

L нд = pК_Н pD M_Н ; /8/

К _ Д+2 _ К

Фi = К_ф Д К_Ф ; /9/

49,4 (1,012d₀ - 1,82₊₁ )

Ф⁰ i = (n/s)^{(0.0066d4.5 + 1.33)} ; /10/

t T _

В = 4 (ÖL² _{н g} + 4m L_{н g} ) ; /11/

Обозначения приводятся в таблице 4.1.

/Расчетная схема принята по справочнику осушения под ред. Б.С. Маслова, 1985г, табл. 11.13/б/, стр.162/

При неустановившейся фильтрации В = 14,9м.

По варианту 2. Время освобождения пахотного слоя почвы от гравитационной воды определялось по зависимости Х. А. Писарькова и уточненное С. Ф. Аверьяновым и К. М. Мячи:

m Barctn x

t = 3 Ök₁ (e - q₂ ) /12/

2h₁ Ö k₁

x = B Öe+q₂ /13/

4k₂ h₂ ²

q₂ = B² /14/

где: К₁ , К₂ - коэффициенты фильтрации соответственно пахотного /К₁ =

Кв/ и подпахотного горизонтов / К₂ = Кн = 0,099 м/сут/;

q₂ - интенсивность поступления воды в закрытые собиратели из подпахотного слоя, м/сут;

h₁ , h₂ - мощность пахотного /h₁ = 0,55 м/ и подпахотного /h₂ = 1,45 м/ слоёв, м.

Нормативное время освобождения пахотного слоя почвы принято 3 суток. По заданному времени t = 3cут. следует, что расстояние между собирателями равны 16,8 м. Из формул /12, 13, 14/ следует, что расстояние между собирателями не зависят от диаметров и конструкций дренажных труб, т.е. приток к дренам меньше их водоприемной способности.

По данным СевНИИГиМ должно выполнятся условие между водопроницаемостью грунта и траншейной засыпкой:

К₃ в_Т > 1,48К₁ h₁ , /15/

где в_Т - ширина траншеи, м;

К₃ - коэффициент фильтрации засыпки;

К₁ - коэффициент фильтрации пахотного слоя почвы.

h₁ - глубина пахотного слоя почвы.

1,48 К h ₁ 1,48 1,81 0,55

К₃ > В_т 0,4 > 3,68 м/сут

По варианту 3. Для снижения фильтрационного сопротивления при движении воды из пахотного слоя к закрытым собирателям принято кротование на глубину 0,60м дренером с диаметром 10см с расстоянием между кротовыми дренами 5м.

Согласно экспериментальным данным /сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации, М.1981г стр. 253/ кротовые дрены позволяют увеличить расстояние между собирателями в 1,5 - 2 раза. Кротовины устойчивы на суглинистых грунтах в течении 1 - 3 лет.

Таким образом по третьему варианту расстояние между собирателями, с учетом кротового дренажа, можно принять 35 м.

По варианту 4, кроме запашки торфа и устройства собирателей дополнительно предусмотрены колодцы-поглотители и закрытый материальный дренаж, который закладывается ярусом ниже. Таким образом, регулирующая сеть в понижениях будет состоять из 3-х ярусов: 1-й - кротовый дренаж через 5 м; 2-й - выборочные собиратели; 3-й - пластмассовый дренаж через 18 м с колодцами-поглотителями и колонками-поглотителями, которые устраиваются в местах пересечения дрен-собирателей и сети закрытого дренажа с средней глубиной закладки 1,2 м. Обязательное глубокое рыхление. Водно-воздушные условия осушаемых почв, наиболее близкие к оптимальным значениям для сельскохозяйственных культур, обеспечивает 4 вариант мелиоративной системы. Этот вариант принимается за проектное решение.

4.6. Гидравлический расчет коллектора.

Расчетный расход в коллекторе определили по формуле:

Q_кол. = qF + S q_n F_n

где: q - расчетный модуль дренажного стока, л/га, q=0.5л/с га;

F - площадь водосбора, F=65га;

q_n - расчетный модуль поверхностных вод, л/с га;

F_n - площадь водосбора поверхностных вод, обслуживаемая

колодцами-поглотителями, га, Fn = 10га.

Объем надмерзлотной воды в пахотном слое, подлежащей удалению в течение расчетного периода /= 20 сут./ , определяется по формуле:

V = (m h_n х 10³ + р - е ),

Рассматривая поглотительные колодцы как систему вертикальных скважин при установившемся режиме фильтрации воды из пахотного слоя, средний приток надмерзлотных вод к колодцу-поглотителю / м³ /сут / за расчетный период можно определить по формуле Дюпюи:

p К n (Н² - h ² )

Q = ln R

r₀

где: Кn - коэффициент фильтрации пахотного слоя, м/сут;

Н - действующий напор над колодцем-поглотителем

/над кровлей мерзлоты/, принимается 0,6 hn / hn -

мощность оттаявшего пахотного слоя /, м;

R - радиус слияния колодца-поглотителя, м;

r₀ - приведенный радиус колодца-поглотителя, м;

h_о - слой воды на «пороге перетока» в колодец-поглотитель

/в нашем случае можно принять нулю/, м.

Принимая длину колодца-поглотителя равной 2м и ширину: h=0,5м, найдем значение приведенного радиуса:

b + h ' 2 + 0.5

r₀ = П 3,14 = 0,8 м

с учетом допущений / h_о = 0, H = 0.6h_n R = 3r₀ /:

p K _П h ² _П 3,14 1,81 /0,5/²

Q = 0.36 ^Х 1,25 = 0,36 1,25 2,4 = 0,46 м³ /сут

460 30

Q_КОЛ = 0,5 65 + 86400 = 32,5 + 0,16 = 32,66 л/сек

Для коллекторов из пластмассовых труб во избежание размыва грунта у водоприемных отверстий максимальная скорость воды должна быть не более 1,5 м/с.

Скорость течения воды в коллекторах при пропуске расчетных расходов и полном заполнении их водой следует принимать не менее 0,3 м/с.

Таким образом площадь сечения коллектора будет:

Q 32.66

W = V = 15 = 2,177 дм² = 217,7 см²

Для пропуска расчетного расхода принимаем трубу диаметром 20 см.

4.7. Проверка работы закрытого дренажа и коллектора в период

снеготаяния.

1. Расчет коэффициента фильтрации засыпки из крупнозернистого песка в мерзлом состоянии выполнен по формуле А.И.Климко, В.И.Штылова /Методические указания по проектированию засыпок закрытых дренажей в зоне сезонного промерзания Л.,1980г/:

Км = Ко

где: Wс - содержание прочносвязанной влаги в почвогрунте по массе,

за которую принимается влажность, соответствующая коли-

честву незамерзшей воды в грунте при температуре воды -8С

/примерно соответствует максимальной молекулярной вла-

гоемкости/; h - m

i - объемная льдистость i = i₀ + i¢ (i = 0,917 , где h - объёмная пористость, m - коэффициент водоотдачи;

/0,458 l₀ + 0.175 ¡ ₀ + 1,013 W m /t ,

i¢ = 73,2

где t - абсолютная величина средней отрицательной температуры

мерзлого слоя грунта;

¡₀ - объемная масса грунта в сухом состоянии, г/см3;

Wm - содержание в массе в мерзлом грунте незамерзшей воды

при 0⁰ С, в долях.

По кривой гранулометрического состава крупнозернистого песка определяем: d₁₀ = 0,035 см; d₁₇ = 0,041 см; d₆₀ = 0,058 см; h = ------ = 1,66. Пористость 0,39; i₀ = 1,65 т/м³ ; коэффициент водоотдачи - 0,01; минимальная температура мёрзлой засыпки в момент инфильтрации талых вод - 8^о С /t = 8/;

0,39 - 0,01

i_о = 0,917 = 0,414

i¢ = 5 х 10^-3 8 = 0,4 К _m

По графику при i = 0,913, n = 0,39 и h 1,66 находим a₁₇ = 4,8 х 10^-3 . Таким образом К_м = 0,7 м/сут.

2. Расчет времени оттаивания грунта до верха хорошо фильтрующей засыпки по формуле:

4 l _T 2E E + 0,5C г Br ,

h = Cг t Cг b E

где: l_T - коэффициент теплопроводности грунта в талом состоянии,

кДж/м сут град;

Сг - теплоемкость талого грунта, отнесенная к единице объема;

кДж/м3 град;

t - время, сут;

b - тангенс угла наклона осредняющей прямой

хода среднесуточных температур поверхности грунта, град/сут

/для Тюменского р-на b = 0,21/

Исходные данные: грунт - суглинок. Объемная масса 1450 кг/м³ , объемная льдистость грунта - i = 0,4; пористость - n = 0,45; общая влажность грунта - W = 29%; в = 334 кДж/кг; ¡л = 917 кг/м³ .

Теплоемкость суглинка в сухом состоянии:

Cг = ¡_о /С_ск + С_в W/ = 1450 /0,837 + 4,21 0,29/= 2980 кДЖ/м³

По рис. 7 для ¡_о = 1,45 т/м³ и W = 29% определим l_Т = 110,6 кДж/м сут град.

Сг 2980

а = 4 lт = 4 110,6 = 6,75; Е = i х в х ¡_л = 0,4 х 334 х 917 = 122500 кДж/м³

2Е 2 122500

Р = Сг = 2980 0,21 = 390.

По графику рис.6 с учетом слоя оттаивания /h = 0,35 м/, величины параметров Р = 390 и а = 6,75 определен срок оттаивания, который составил t = 16,8 сут. Таким образом, средний срок оттаивания льдонасыщенной засыпки из перемещенного грунта - конец первой декады мая. С этого момента времени предлагаемая конструкция засыпки закрытого дренажа обеспечит эффективное осушение пахотного слоя независимо от времени полного оттаивания грунта засыпки и междренья.

3. Проверка на образование ледяных пробок в коллекторе и дренах.

При заложении дренажа в зоне промерзания он может не действовать в весенний период из-за образования в коллекторе и дренах ледяных пробок. Причинами образования ледяных пробок в дренах могут являться:

1/ проникновение паводковых вод в дрены через устья коллекторов;

2/ миграции влаги к фронту промерзания.

Учитывая, что в качестве дрен применяются пластмассовые дренажные трубки со средним диаметром пор 0,09 мм, образование ледяных пробок вследствие миграции влаги к фронту промерзания в опытах не наблюдалась, то и проверку расчетам не проводили.

Расчетная проверка образования ледяных пробок в результате подтопления устья коллектора и дрен проведена в соответствии с методикой Сев.НИИГиМа и время замерзания, при радиусе дренажных труб в = 75 мм составила 18 сут. оттаивание. В соответствии с теплофизическими характеристиками почвы относительное время замерзания воды в дрене составит S (t_{i =1} , К)=26,5. Допустимая отрицательная температура грунта в зоне заложения дрен составляет t₂ =-0,8^О С. На период окончания снеготаяния температура грунта в зоне заложения дрен / глубина заложения дрен колеблется от 0,5 до 1,6 м/, наименьшая температура почвы по нашим наблюдениям составляла - 0,4^О С /глубина - 60 см/.

5. Мероприятия по охране окружающей среды.

Необходимость предотвращения возможного негативного воздействия мелиоративной системы на окружающую среду учитывается на всех этапах ее создания и, в первую очередь, на стадии изысканий , когда осуществляется комплексное изучение природных условий района строительства.

Предпроектные изыскания были проведены с учетом основных положений земельного и водного законодательства, законов об охране природы. Требования этих законов в подготовительный и полевой периоды инженерных изысканий и в производстве работ на участках, намеченных под осушение, и на близлежащей территории были обеспечены:

-осуществлением мер профилактического (предупредительного) характера, исключающих необоснованные потравы посевов и посадок, вырубку кустарников и лесов, загрязнение поверхностных и подземных вод;

-выбором методов изысканий и средств производства работ с минимальным нарушением хода естественных процессов, и в первую очередь, физико-геологических явлений (активизация оползней, возникновение оврагов, изменение естественной структуры почвообразующих пород);

-проведение ликвидационных и восстановительных мероприятий по завершению производства всех работ (засыпка шурфов и выемок, тампонаж скважин, обратная укладка растительного слоя почвы, уборка сопутствующего мусора и отходов);

Решение проектной задачи исключает отрицательное влияние на природную среду, не вызовет появление и развитие негативных процессов, которые смогут нарушить устойчивость и функциональную пригодность флоры и фауны, а также сооружений различного предназначения.

5.1. Охрана земель.

Предусматриваемые проектом мелиоративное мероприятие по осушаемой площади позволяют ввести в сельхозоборот 202 га малоценных угодий.

Отвод земель под транспортирующую сеть и дороги соответствуют Нормам отвода земель для строительства линейных сооружений «СН-474-74».

Осушаемые земли используются под овощные культуры. Травяной покров и дернование верхнего слоя корневой системой предотвращает ветровую эрозию.

Отвалы грунтов разравниваются, временные валы древесины ликвидируются, а площади, занятые ими, используются под посев.

По разровненным отвалам вдоль каналов производится вспашка с оборотом пласта с целью сохранения гумусового горизонта.

5.2. Охрана вод.

Предусмотренные проектом подпорные сооружения позволяют регулировать уровень грунтовых вод, не допуская их сработку ниже требуемой нормы осушения.

Водоохранные мероприятия, предотвращающие попадание удобрений и пестицидов в водоприемник, разработаны в соответствии с требованиями «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» от 16.05.74 г.

К ним относятся :

- соблюдение правил хранения, транспортирования и внесения минеральных удобрений и других средств химзащиты;

- отказ от внесения любых удобрений по снежному покрову;

- распашку земель проводить параллельно береговой полосе;

- ограничения до возможного минимума внесения азотных удобрений осенью;

-разовое внесение азотных удобрений в весенний период в дозах не более N₆₀ и в оптимальные сроки;

-дробное внесение удобрений в вегетационный период (после каждого укоса на сенокосах и стравливания травы на пастбищах) и дозах не более N₆₀ , К.₆₀ .

- применение высококонцентрированных (безбаластных) удобрений в гранулированных формах;

- внесение навоза только в обезвреженном виде;

- применение гербицидов и ядохимикатов только кратковременного действия, быстро разлагающиеся на безвредные вещества.

Дозы внесения удобрений указаны в разделе «Сельскохозяйственное освоение».

В соответствии с расчетом загрязнения водоприемника нитратами (по азоту ), выполненным по методу СевНИИГиМа, их концентрация составляет 7,7 мг/л, что ниже допустимой (10 мг/л).

Произведен расчет на смешение сточных вод с водами водоприемника.

Данные по качественному составу воды в р.Тура и дренажного стока, а также предельно-допустимые (ПДК) вредных веществ для хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

____________________________________________________________

Показатели загрязнения Состав и свойства Расчетные предельно-

сбрасываемых вод допустимые нормы

загрязнителя состава сточных вод

____________________________________________________________

БПК ₅ 0,7 мг/л 94 мг/л

Взвешенные вещества 158 335 мг/л

рН 7,7 6,5-8,5

В связи с тем, что концентрация вредных веществ в воде р.Тура и дренажном стоке на много ниже ПДК этих веществ, в проекте не предусматриваются специальные мероприятия, предотвращающие поступление их в водоприемник.

5.3. Охрана ландшафта и растительности

На мелиорируемой территории заповедники и заказники отсутствуют.

Строительство мелиоративной сети представляет возможность замены малоценных осоково-разнотравных ассоциаций, заросших мелколесьем и кустарником, на высокопродуктивный сельскохозяйственный ландшафт, эстетически облагораживающий землю.

6. Техническая эксплуатация

6.1. Организация службы технической эксплуатации

Проектируемая мелиоративная система является внутрихозяйственной.

Основной задачей технической эксплуатации мелиоративных систем является охрана и содержание в рабочем состоянии всех элементов сети и поддержание в корнеобитаемом слое мелиорированных земель оптимального водного режима. Надзор и уход за сетью с сооружениями на ней, а также текущий ремонт ее осуществляется силами хозяйства.

6.2. Эксплуатация мелиоративной системы

Основными видами мероприятий по технической эксплуатации осушительных систем являются:

надзор, уход и ремонт (текущий, капитальный, аварийный), а также регулирование водного режима корнеобитаемого слоя.

Надзор за осушительной системой включает в себя:

- наблюдение за положением грунтовых вод;

- надзор за мелиоративным состоянием;

- контроль за соблюдением пожарных мероприятий;

- выявление причин, вызывающих нарушение и возможность возникновение аварии;

- служба эксплуатации должна следить за сельскохозяйственным использованием осушенных земель в соответствии с проектом.

Уход за осушительными системами состоит в проведении мероприятий, обеспечивающих поддержание системы в рабочем состоянии:

- удаление из водоприемников и каналов случайно попавших предметов;

- скашивание травяной растительности на откосах каналов, дамб и дорог;

- очистка от мусора колодцев на дренажной сети;

- очистка от мусора отверстий труб-переездов, труб-регуляторов;

- подготовку сооружений к пропуску паводков и консервации их на зиму.

Текущий ремонт проводится на каналах и сооружениях осушительной системы, имеющих износ до20%.

- очистка каналов на отдельных участках от наносов;

- ремонт сооружений, отдельных участков каналов и дорог, крепление откосов и дна каналов.

Капитальный ремонт проводится на объектах с износом 20-50%, в результате которого придается проектный размер осушительной сети и восстанавливаются сооружения.

Аварийный ремонт заключается в восстановлении каналов и сооружений, разрушенных в результате паводков и других стихийных бедствий.

При эксплуатации системы необходимо руководствоваться действующими инструкциями.

7. Организация строительства

7.1. Проект организации строительства-/ПОС/.

Проект организации строительства /ПОС/ составлен применительно к требованиям инструкции по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ СН-47-74.

В составлении отдельных таблиц для ПОС использовались:

1. Нормы продолжительности строительства СН-440-79.

2. Сметные нормы на строительные работы.

3. Единые районные единичны расценки на строительные работы.

4. Сметы.

Прилагается таблиц.

Объектом строительства является - осушение замкнутых понижений на орошаемых землях ТОО ПСХ «Ембаевское» Тюменского р-на Тюменской области.

7.2. Природные условия строительства

Район строительства расположен в зоне климата, характерными чертами являются:

- резкая континентальность;

- расчетная летняя температура воздуха - 25 ^О С;

- снеговая нагрузка - 100 кг/м² ;

- грунты - суглинки.

В состав объекта строительства входят следующие сооружения и работы:

- коллектор из асбестоцементных труб в = 200 мм, 300 мм;

- дрены из пластмассовых труб в = 75 мм;

- закрытые собиратели с засыпкой крупно-зернистым песком;

- кротовые дрены;

- колодцы-поглотители;

-глубокое рыхление с оборотом пласта на 130-140^О ;

- трубчатый переезд.

7.3. Глубокое рыхление

Глубокая вспашка проводится на площади 202 га, заросшей мелким кустарником и растительностью. Вспашка проводится на глубину 55 см навесным кустарниково-болотным плугом. Для лучшего качества пахоты можно применить плуг, где имеется возможность установки регулируемого бороздного обреза отвала, что способствует лучшему обороту пласта. Угол между обрезом и дном борозды должен составлять 15...25^О . Впереди корпуса к раме присоединяют вертикальный треугольный плоский нож с лыжней, которая движется за гусеницей трактора. Лыжу устанавливают под небольшим углом a_п = 10...12^О к горизонту, что обеспечивает ее скольжение по дернине и примятому гусеницами кустарнику, без зарывания. При движении вертикальный нож разрезает корни и стволы кустарника, а также дернину по линии движения носка лемеха, что способствует лучшей заделки кустарника и предупреждает забивание плуга.

Для разработки пласта, поднятого кустарниково-болотным плугом, применяют тяжелые дисковые бороны.

7.4. Строительство закрытого дренажа.

Строительство дренажа рекомендуется в безморозный период и начинается с подготовительных работ.

Вынос проекта строительства дренажа на местность осуществляется после вспашки и дискования. Закрепленные на местности основные оси дрен, закрытых собирателей, местоположения колодцев-поглотителей передаются по акту строительной организации.

Строительство закрытого дренажа начинают только после полной разбивки и высотной увязки всей дренажной системы.

В случаях невыполнения работ по запашке кустарника на всей площади до начала разбивки пикетажа производится очистка от кустарника и растительности только трассы дрен и собирателей и проводят разравнивание для прохода траншейного экскаватора.

Во время рабочей разбивки трасс дрен в створе пикетов устанавливают упоры для направляющего троса. При расстоянии между пикетами 20 м у каждого пикета устанавливают основные упоры, а посредине между ними промежуточные, на глаз, предупреждающие провисание троса. Направляющий трос устанавливают от устья дрен с выносом дополнительного упора за коллектор на расстояние не менее 3 м /от нулевого пикета дрены/ с отметкой нулевого пикта. Высоты основных упоров вычисляют по формуле:

h_у =Н-h_пр,

где h_у - высота упора над точкой пикета, см;

Н - высота упора над уровнем дна дрены /постоянная величина заглубления ковшей экскаватора/, см;

h_пр - проектная глубина дна дрены, см.

Концы троса закрепляют металлическими концевыми столбиками, забитыми в грунт на расстоянии 10 м от крайних упоров. Концевые столбики забивают вручную с помощью кувалды. После закрепления концевых столбиков с хорошо натянутым тросом последний /вручную/ навешивают на упоры. Трос должен быть без узлов и заусениц, диаметр его не должен превышать 3 мм, провисание между упорами не допускается.

Отрывка траншей, при строительстве закрытого дренажа производится многоковшовым экскаватором-дреноукладчиком ЭТЦ-202. Эти экскаваторы за один поход разрабатывают минеральных и торфяных грунтах траншеи с вертикальными откосами и обеспечивают с помощью специальной автоматической системы заданный уклон ее дна.

Устройство траншей начинается с устьевой части, для чего экскаватор задним ходом устанавливают по маркеру в исходное положение так, чтобы продольная ось машины была параллельно вынесенной оси дрены.

Для повышения точности выполнения уклона дна траншей ежедневно проверяют постоянную величину заглубления ковшей экскаватора и при необходимости осуществляют планировку трасс дренажных линий.

Отклонение от меток выполненного дна траншей от проектных не должно превышать для дрен + 1,5 см .

Вынутый грунт при устройстве траншей укладывают на свободную от направляющего троса в сторону траншеи, оставляя дрену шириной 0,5 м.

Для защиты пластмассовых труб от заиления и увеличения приемной способности дренажа применяют различные материалы. В нашем случае рекомендуется применять стеклохолст типа ВВ-М, ВВ-Т, ВВ-Г. Он поставляется в рулонах шириной 55-165 см. Перед употреблением стеклохолст разрезают на рулоны нужной ширины. Хранить стеклохолст нужно в закрытых помещениях или штабелях, предохраняя от намокания. Рабочие, занятые на перевозке стекломатериала и работе с ним, обеспечиваются защитными масками, очками и рукавицами.

Укладку пластмассовых труб при одновременном устройстве траншей многоковшовыми экскаваторами проводят в такой последовательности:

- трубы из бухты должны быть перемотаны на барабан экскаватора с помощью специального перемоточного устройства;

- в процессе укладки в траншею пластмассовую трубу откладывают фильтрующим материалом с помощью специального устройства, установленного на экскаваторе;

- укладку пластмассовых дрен начинают от коллектора;

- конец трубы заякоряют, по мере движения экскаватора одновременно с поступлением пластмассовой трубы поступает и лента стеклоткани;

- пластмассовая труба, сматываясь с барабана укладывается в желобок траншеи и плотно прижимается к ее дну роликом прижимного приспособления;

- трубы, предварительно не обернутые фильтрующим материалом, укладывают на подстилающую ленту, а сверху труб укладывают покрывающую ленту.

После контрольной нивелировки уложенных труб и исправления имеющихся дефектов обратную засыпку траншей производят в два этапа. Присыпка дрен размельченной торфяной почвой, или размельченным гумусовым грунтом слоем 15...30 см и окончательная засыпка всей траншеи.

Присыпка торфяной крошкой и размельченным гумусовым грунтом производится вручную.

Окончательную засыпку дренажных траншей проводят универсальным бульдозером

7.5. Строительство закрытых собирателей

Строительство закрытых собирателей начинается с подготовки работ описанных в предыдущем параграфе. Устройство траншей и закладка пластмассовых дренажных труб производится по технологии закладки дренажа. Отличием является то, что дренажные трубы засыпаются крупно-зернистым песком вручную до отметки, которая находится ниже 0,3 м от поверхности земли, а остальная засыпка также производится универсальным бульдозером.

7.6. Строительство коллектора

Строительство коллектора производится одноковшовым экскаватором, оборудованным специальным профильным ковшом. Устройство траншей без крепления вертикальных стенок разрешается при глубине выемки не более 1,5 м. Траншею выполняют с недобором 5 см с последующей доработкой дна до проектных отметок вручную. Отметки дна траншеи проверяют нивелиром с установкой контрольных точек. Перебор глубины траншеи не допускается. Глубину копания одноковшовым экскаватором контролируют по копировальному тросу, натянутому рядом с траншеей на высоте Н над поверхностью земли:

Н=К-h,

где: К - высота копировального троса над отметкой проектного дна траншеи;

h - глубина траншеи.

Асбестоцементные трубы D=20 мм укладывают вручную после отрывки траншеи и доведения ее до необходимой глубины. Соединяют асбестоцементные трубы муфтами, поверх которых укладывают фильтрующий материал. Обратную засыпку проводят универсальным бульдозером, но предварительно присыпают вручную слоем 0,15-0,20 м.

7.7. Устройство колодцев-поглотителей

Одноковшовым экскаватором или вручную разрабатывается яма диаметром 1,2 м в местах пересечения трасс закрытых собирателей и закрытых дрен. Эта работа выполняется после закладки дренажа. Глубина разработки экскаватором на 25-30 см меньше заложения дрены в данной точке /дрена в этой точке не засыпается/. Оставшийся слой /до глубины заложения дрены/ разрабатывается вручную, чтобы не повредить целостность дрены. Дренажная трубка разрезается и в этом месте вставляется тройник, в свободный патрубок которого вставляется пластмассовая трубка и тщательно заделываются стыки фильтрующим материалом /лучше моховым очесом/. Затем постепенно сворачивая спиралью пластмассовую дренажную трубку с таким расчетом, чтобы в пространстве получился конус с вершиной - патрубок тройника на дренажной линии. После каждого витка производится засыпка ямы крупнозернистым песком с таким расчетом, чтобы при выходе конуса на отметку дна собирателя был зазор в 10 см между стенками ямы и внешней поверхностью конуса.

В дальнейшем колодец-поглотитель достраивается после заложения закрытых собирателей, т.е. производится засыпка крупнозернистым песком до отметки на 30 см ниже отметки поверхности земли.

7.8. Устройство кротового дренажа

Для увеличения осушительного действия материального дренажа его дополняют кротовым дренажем прокладываемым специальными кротодренажными машинами /КН-1200, Д-657 и др./. Глубина закладки причта 0,6 м с междренным расстоянием - 5 м. Работы по устройству кротового дренажа рекомендовано выполнять по способу «челночных ходов по следу». В этом случае достаточно обозначить вешками первую кротовину, выполнив которую тракторист проходит все остальные линии таким образом, чтобы одна из гусениц постоянно шла по крайнему следу предыдущего хода. Прокладка кротовин осуществляется перпендикулярно закрытым собирателем. Ножевые щели необходимо закрывать после заложения дрены , прикатывая гусеницами трактора.