Месяц
|
Норма
|
Месячный минимум
|
Месячный максимум
|
Суточный максимум
|
январь
|
23
|
0.7 (1896)
|
42 (1999)
|
16 (1978)
|
февраль
|
16
|
0.8 (1952)
|
51 (1970)
|
23 (1970)
|
март
|
14
|
1 (1976)
|
57 (2001)
|
апрель
|
23
|
0 (1896)
|
83 (1949)
|
40 (1949)
|
май
|
40
|
4 (1991)
|
112 (1932)
|
50 (1896)
|
июнь
|
54
|
6 (1936)
|
200 (1942)
|
65 (1942)
|
июль
|
75
|
10 (1911)
|
232 (1976)
|
65 (1976)
|
август
|
74
|
4 (1968)
|
198 (1947)
|
102 (1976)
|
сентябрь
|
52
|
3 (1896)
|
126 (1950)
|
38 (1944)
|
октябрь
|
40
|
7 (1950)
|
693 (1907)
|
130 (1907)
|
ноябрь
|
31
|
3 (1996)
|
70 (1969)
|
18 (1999)
|
декабрь
|
26
|
0.6 (1974)
|
55 (1995)
|
17 (1948)
|
год
|
468
|
273 (1952)
|
681 (1947)
|
130 (1907)
|
1.3 Почвенные условия
Для почвы Тобольского района
характерно: хорошая дренированность, развитие овражно-балочной сети,
Биологической особенностью является значительное распространение болотных и
иных болотных переувлажненных почв с замедленным круговоротом веществ. Это
определяет низкую геохимическую устойчивость ландшафтов, широкое
распространение сосновых лишайниковых лесов и луговых сообществ с активной
минерализацией растительных остатков и закреплением веществ в гумусовом
горизонте.
Встречаются дерново-глеевые,
глеево-оподзоленные, но преобладают дерново-подзолистые почвы (Рис. 1).
2. Установка плотины
2.1 Выбор места под
устройство плотины
Как правило, в целях экономии
финансовых затрат и времени плотину проектируют в самом узком месте балки.
Длина плотины не должна превышать 200-300 м.
На данном участке ориентировочно
определяется уклон балки. Затем выбираем ориентировочно створ плотины, пометив
это места штрих-линией.
Глубина балки определяется по
формуле:
hб=Hmax - Hmin
(то есть, от самой высокой отметки
балки отнимаем самую низкую).
hб=105-80=25 м
2.2 Конструкция плотины
В основном, для прудов характерны
земляные плотины. Основные требования к плотинам в соответствии с СНиП
2.06.05-84*:
устойчивость гребня и откосов;
фильтрующая сквозь плотину вода не должна выносить частицы грунта (в нижнем
бьефе располагают обратный дренаж или, иначе говоря, фильтрационную призму);
защищенность верхового и низового откосов от размыва волнами и осадками;
достаточно прочное основание плотины, исключающая посадки; устойчивость грунтов
основания; размеры водосбросных сооружений не должны допускать перелив воды
через гребень плотины; дно и откосы водосброса должны быть укреплены; под
подошвой необходимо снять дерновый слой (во избежание фильтрации); конструкция
и параметры плотины принимаются из условий минимальных фильтраций через ее тело
к откосам из условий их устойчивости (этим требованиям отвечает форма
поперечного сечений в виде трапеции).
Затем назначается материал из
которого будет сооружаться плотина. Чаще это среднесуглинистый грунт с
содержанием о 40-50% песка. Если плотина проектируется из данного типа грунта,
то коэффициенты заложения можно принять равными 3,0 для мокрого откоса (верхний
бьеф) и 2,0 для сухого откоса (нижний бьеф).
Целесообразно применить плотину из
однородного грунта, так как в СНиП 2.06.05-84* рекомендуется, что при наличии в
районе строительства достаточного количества относительно водонепроницаемых
грунтов, особенно суглинков, лессов, строят плотину из однородного грунта.
В соответствии с СНиП 2.06.05-84*,
земляные насыпные плотины можно возводить из всех видов грунтов, за
исключением:
содержащих водорастворимые включения
хлоридных солей более 5% по массе, сульфатных или сульфатно хлоридных более 10% по массе;
- содержащих не полностью
разложившиеся органические вещества (остатки растений, например) более 5% по
массе или полностью разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном
состоянии, более 8% по массе.
Преимущества однородных плотин -
простота и быстрота возведения, возможность применения комплексной механизации,
что значительно снижает стоимость работ по сравнению с другими типами земляных
плотин. На территории Тобольского района преимущественно расположены именно
суглинки, что значительно упростит процесс возведения плотины с экономической и
временной точки зрения.
Для предохранения тела плотины и ее
низового откоса от разрушения и для понижения уровня фильтрации вод на
проетируемую платину сооружается дренажная призма, высота которой принимается
за ¼ от высоты плотины.
Ширина призмы по верху 1-1,5 м, в поперечном сечении
это форма трапеции с заложением откосов, равным 2.
2.3 Параметры плотины
Для определения высоты плотины
необходимо знать отметку гребня плотины, ее подошвы. Отметка подошвы плотины -
самое глубокое место дна балки. Плотину проектируют такой высотой, чтобы
гребень был выше НПУ на величину запаса hзап, находящийся по формуле:
hзап=hп+hк+hв, где
hп - коротковременное
переполнение пруда из за притока талых вод, 0,4-1 м
hк - капиллярное
непромачивание гребня плотины, для суглинков 1-1,5 м)
hв - величина, учитывающая
накат и нагон ветром, 0,5-1 м
Отметка гребя находится по следующей
формуле:
Hгреб=НПУ+hзап
Hгреб.=100+2=102
Определение высоты плотины
происходит по формуле: Hплот=Hгреб-hдна
Hплот=102-77.4=24.6 м
В соответствии с СНиП 2.06.05-84*,
минимальная ширина гребня принимается 5-7 м, с учетом того,
чтобы по плотине мог двигаться транспорт в двух направлениях и с учетом
возможных ремонтных работ на месте плотины.
В данном случае предполагается
проектирование плотины со строительством дороги III категории -
автомобильные дороги общегосударственного, областного, местного значения. В
соответствии с СНиП 2.06.05-84*, ширина проезжей части составит 7,0 м, ширина обочин составит 2,5 м. Следовательно,
исходя из представленных данных, ширина гребня плотины будет составлять 12 м.
Ширина подошвы плотины
рассчитывается по следующей формуле:
B=m1×hпл+m2×hпл+b, где
h - высота плотины, м
m1, m2 - коэффициенты заложения откосов соотв. мокрого и сухого
b - ширина гребня, м
B=3×24.6+2×24.6+7=130 м
3. Гидрологический
расчет пруда
Необходимо определить следующие
величины: водосборная площадь пруда для выбранного створа плотины, годовой
приток воды Vр, мертвый VМО и полный VП объемы, нормальный
подпорный уровень НПУ, потеря воды на фильтрацию VФ, величина испарения Vисп и полезный объем
водохранилища Vплз.
Определение притока воды в пруд при
80% обеспеченности весеннего стока. Расчеты заполнения пруда для
районов неустойчивого увлажнения ведутся только на весенние талые воды, летние
осадки во внимание не берутся, так как не всегда прибывают в достаточном
количестве.
Расчетный приток 80% вероятности характеризуется тем, что 80 раз в столетие
фактический приток воды будет больше расчетного, а 20 раз меньше него.
Приток воды в пруд рассчитывается по
следующей формуле:
V80%=Vраб.=10×h80%×Wв, м3
где, 10 - коэффициент перевода слоя
стока из мм в м3/га;
h80% - слой стока воды 80% обеспеченности, мм;
Wв - водосборная площадь.
Vраб.=10×112×162160=181619200 м3
Гидрологические расчеты пруда
предоставлены в Таблице 1.
Графическая характеристика пруда
изображена на Рис. 2.
Vосадк.=Wв×10×hатм, где hатм - атмосферное давление в период май-июнь.
Vосад.=162160×10×286=463777600 м3
Vподз.=10×h×Wв, где h - слой притока подземных вод
Vподзем.=10×40×11000=4400000 м3
Vобщ.раб.=Vраб.+Vподзем.+Vосадк.
Vраб.общ.=186019200+463777600=649796800 м3
Мертвый объем, МО - это придонная часть
объема воды в пруду, который не расходуется на орошение и прочие
сельскохозяйственные мероприятия. Это делается в силу того, чтобы водоем
продолжал существовать даже при критическом истощении без вреда для
функционирования флоры и фауны водоема с учетом образования льда. Как правило,
по санитарным требованиям минимальный уровень МО принимают за 2-3 м, так как не происходит интенсивного зарастания пруда.
Задаваясь величиной глубины мертвого
объема, определяют отметку воды мертвого объема Нмо и площадь водного
зеркала по графику.
Vмо=33840×2.6=87984 м3
Мертвый объем пруда заполняют один
раз в первый же год его работы. Затем при весеннем снеготаянии в пруд поступает
свернаходящийся в нем весенний сток h80%, соответствующий
рабочему объему пруда Vраб.
Если заполнить весь рабочий объем и
мертвый объем, то в пруду устанавливается нормальный проектный или нормальный
подпорный уровень НПУ воды, соответствующий полному объему пруда.
Характеристику пруда при его
наполнении до полного объема следует определять в следующей последовательности:
. Определяем объем пруда при полном
заполнении:
Vп=Vмо+Vраб.
Vп=181619200+87984=181707184 м3
2. На построенной графической
характеристике пруда найти пользуясь кривой V=f(H) отметку горизонта воды НПУ,
соответствующий полному объему пруда. На шкале объемов находим Vп, доходим до кривой и находим точку, перпендикулярную кривой
объемов V=f(H) и из точки пересечения проводим горизонтальную линию до шкалы
отметок. Тем самым находим отметку полного объема НПУ. По графической характеристике
пользуясь кривой S=f(H) определяем для найденного значения НПУ площадь зеркала пруда Sнпу.
Глубина воды у плотины равна hнпу=Hнпу-Hдна(77.4)
hнпу=100 - 77.4=22.6 м
При хранении воды в пруду происходят
непрерывные потери ее на:
а) испарение в поверхности;
б) инфильтрацию в дно и откосы
пруда.
Потери следует определять в целом
для года. Необходимо вычислить среднюю за год площадь водного зеркала, которая
является расчетной при выявлении потерь.
Sср=(Sмо+Sнпу)/2
Sср==71140 м2
Потери на испарение зависят от
географического положения балки и местных условий. Зная величину слоя испарения
e80%, испаряемость и площадь водного зеркала Sср определяем объем годового испарения пруда по формуле:
Vисп=10×е80%×Sср, м3
Vисп.=10×320×71140=227648000 м3
Потери воды на фильтрацию через ложе
пруда определяем по формуле:
Vф=10×hф×Sср, м3, где hф - слой воды на фильтрацию, мм
Vф=10×300×71140=213420000 м3
Величина объема расходных
показателей составляет:
Vрасх.=Vисп+Vф, м3
Vрасх.=213420000+227648000=441068000 м3
Полезный объем пруда Vплз - объем воды, который можно ежегодно изымать из пруда, равный
рабочему его объему Vраб за вычетом всех потерь,
м3 и определяется по формуле:
Vплз=Vобщ.раб.-Vпот.
Vплз=649796800-463777600=186019200 м3
Определяем коэффициент полезного
действия для оценки испарения воды при хранении в пруду:
КПД=Vплз/Vраб
4. Лесомелиоративные
полосы
.1 Конструкции
полезащитных полос
Выбор типа конструкции лесозащитных
полос является ответственным мероприятием, так как определяет мелиоративную
роль и особенности размещения лесных полос, их агрономическую и экономическую
эффективность.
Необходимо учитывать
почвенно-климатические условия, а так же назначение лесных полос, местный опыт
выращивания и некоторые другие факторы.
При выборе и обосновании данного
параметра полос надо иметь в виду, что они должны быть по возможности более
узкими, но с другой стороны они должны обладать высокой биоустойчивостью.
В основном закладывают полезащитные
полосы 3-4-рядными, но не более чем 5 рядов и шириной во всех случаях не более
15 м. Рекомендуемая ширина между лесополосами 7.5-15 м.
Существует три основных типа
конструкций лесных полос.
. Продуваемая конструкция: в лесостепных
районах с холодной зимой и устойчивым снежным покровом с целью равномерного
снегораспределения;
. Ажурная конструкция: в районах с
резко выраженными пыльными бурями и неустойчивым снежным покровом;
. Ажурно-продуваемая конструкция: в
районах с сильными метелями и большими снегопадами, где проявляются ветровые
эрозии и метели. Так же, продуваемые создают при почвозащитной системе
земледелия, а ажурные при отвальной системе.
Как показали исследования Омского
аграрного университета, в районах с достаточным выпадение и значительным
переносом снега проявили перспективность полосы ажурной конструкции с
карликовыми кустарниками высотой 0.5-0.7 м. Они обеспечили рациональное
распределение снега между полем и полосой и отличились большой устойчивостью по
сравнению с продуваемыми полосами.
Для территории Западной Сибири, где
и располагается Тобольский район, рекомендуются полосы продуваемой и
ажурно-продуваемой конструкции, которые в данных почвенно-климатических
условиях более эффективны. Целесообразно вводить один или несколько рядов
кустарников для снегозадержания и обеспечения влагой древесных пород полосы.
Наличие кустарников в ажурно продуваемой конструкции необходимо и с точки
зрения возможного благоустройства пруда и формирования на его территории рекреационной
зоны. В таком случае ажурно продуваемая конструкция с кустарниковой
растительностью не только придаст иное эстетическое значение конструкции, но и
будет препятствовать проникновению сильных ветров.
4.2 Ассортимент растений
Для создания необходимых конструкций
подбирают типы и способы смешения древесных и кустарниковых пород в полосе. Тип
смешения характеризуется участием в насаждении отдельных групп пород:
главных (береза повислая, тополь
сибирский, лиственница, ива);
сопутствующих (вяз обыкновенный,
яблоня сибирская, липа, клен);
кустарниковых (смородина золотая,
ирга обыкновенная, жимолость татарская).
Так же целесообразно вводить в
полосы ясень зеленый, березу повислую, рябину сибирскую, клен татарский, тополь
белый / черный и др.
Для создания лесомелиоративной
полосы были выбраны следующие породы:
береза повислая. В условиях Западной
Сибири - один из самых быстрорастущих, засухоустойчивых видов и
распространенных видов. Характерна для лесоразведения на всех почвах лесостепи.
Так же используется для благоустройства территорий в рядовых посадках.
тополь сибирский. Самый
быстрорастущий вид. Несмотря на повреждаемость насекомыми, рекомендуется для
широкого использования при создании полезащитных лесополос, поскольку всасывает
в себя большое количество влаги, особенно ранней весной. Так же широко
используется и для озеленения благоустраиваемых территорий.
жимолость татарская. Высокий
кустарник до 3 м, широко используемый в лесополосах. Жимолость татарская
неприхотлива к условиям произрастания, хорошо переносит стрижку, обладает
довольно привлекательными цветками, превращающимися к концу лета в спаренные
шаровидные плоды желтой, оранжевой или красной окраски, что дает возможность не
только использовать ее как элемент лесомелиоративной полосы, но и как элемент
благоустройства пруда.
Схема лесомелиоративной полосы
изображена на Рис. 6.
Список литературы
1. СНиП 2.06.05-84* «Плотины из грунтовых материалов»;
2. Агроклиматические ресурсы Тюменской области. Л.:
Гидрометеоиздат, 1972. 150 с.;
3. Каретин Л.Н. Почвы Тюменской области. Новосибирск: «Наука», 1990. 286 с.;
4. Голованов А.И., Балан А.Г., Ермакова В.Е., Ефимов И.Т.
Мелиоративное земледелие. Москва, Агропромиздат 1986.;
5. Зеленая книга Тюменской области [Интернет-ресурс]:
Экологический атлас Тобольского района - http://eco.tgspa.ru/ground.php;
6. Тюменский центр по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды [Интернет-ресурс]: Климатические характеристики -
http://pogoda.ru.net/climate/28275.htm.