Обеспечение устойчивого состояния лесов на осушенных землях.

Билет 2

1) Зоны увлажнения, обоснования их выделения, практическое значение на примере Европейской части России.

Зона увлажнения: 1)устойчивое увлажнение (коэф. Отношения осадков к испарению превышает 1); 2)неустойчивое увлаж. (величина осадков близка к величине испарения). Нужно орошать и поливать; 3)недостаточное увлаж. (испарение превышает осадки). Необходимо орошать.

На существующих польдерных системах при поддержании оптимального водного режима и соблюдении высокой агротехники колхозы получают хорошие урожаи зерновых и технических культур. Прогрессивное направление развития осушительно-увлажнительных систем – создание водооборотных систем, позволяющих аккумулировать дренажный сток в искусственно созданном водохранилище или пруде и использовать его в периоды засухи для полива. Такие системы дают возможность одновременно с использованием сбросных вод утилизировать удобрения, повторно вынесенные из почвы с дренажными водами, и предотвращать загрязнение водных источников химическими веществами (удобрения, пестициды и пр.), содержащимися в дренажных водах. Пример подобной осушительно-увлажнительной системы — польдерная водооборотная система. Массив осушен закрытым малоуклонным и бсзуклонным дренажем. На ряде польдерных систем Украины построены опытные системы. вертикального дренажа. Наиболее крупные польдерные системы — Латорицкая осушительно-увлажнительная система в Закарпатской обл. площадью 10 тыс. га, Береговская — 54 тыс. га, Белозовская (Львовская обл.) — 3200 га, Верхне-Прииятская — 1700 га, в пойме Припяти (Заречанскнй р-н, Ровенская обл.) — 3900 га.. В некоторых случаях устраиваются комплексные польдерные системы в целях снижения капитальных затрат на строительство летних и повышения эффективности зимних польдеров.

Обеспечение устойчивого состояния лесов на осушенных землях.

После осушения происходят уплотнение торфа и осадка поверхности осушаемого участка. Это приводит к выпиранию скелетных корней древесных растений. По исследованиям С. Э. Вомперского, наиболее насыщен корнями слой 0-10 см. Про­никание корней ниже 20-30 см наблюдается редко.

На тор­фяных почвах корни приобретают двутавровую или дисковидную форму. Большое раз­растание корневых систем в сто­роны и хорошо развитая сеть тонких корней способствуют устой­чивости деревьев. Быстрее реагируют на осу­шения молодые древостой I—III клас­сов возраста.

Старые деревья медленно увеличивают прирост.

Вследствие богатства торфа бы­строе увеличение роста сопровождается интенсивным самоизреживанием древостоя и усыханием значительной части деревьев.

В «старом» сосняке IV класса возраста, более редкостойном, дифференциация происходила менее интенсивно, усыхание де­ревьев нет.

Осушение «старых» древостоев может быть и более эффективным, чем молодых.

Молодые древостой быстрее реагируют на осушение, однако и приспевающие древостой могут дать высокий эффект. Наиболее же целесообразно выращивать древостой, создаваемые на уже осушенных землях.

Хвойные:

Для нормального роста древостоев необ­ходимо при осушении понижать грунтовые воды до глуби­ны 50-70 см.

Влага расходуется не на сток, а на сум­марное испарение (в основном транспирацию).

При осу­шении земель изменения происходят не путем прямого влияния грунтовых вод, а в результате смены составляю­щих системы: аэрации почвы, состава почвенного возду­ха, температуры почвы, характера почвообразующих про­цессов.

 

Дальнеструйные дождевальные установки и устройства.

Дальнеструйная дожде­вальная машина ДДН-70 (дальнеструйный дождеватель навесной) агрегатируется с трактором. Машина сост из: центробежного насоса со всасывающей системой и при­емным клапаном, редуктора (карданным валом, дальнетруйного аппарата с двумя насадками, навес­ной рамы, блокировочных цепей и гидроподкормщика.

Малое сопло оборудовано разбрызгивающей лопаткой.

Машина поливает по кругу или сектору за счет вращения дождевального аппа­рата. Глубина воды в канале у места забора воды должна быть не менее 0,5 м. При меньшей глубине необходи­мо устраивать углубления (приямки).

Подача воды к машине производится по каналам или с помощью стационарных или переносных (в том числе гиб­ких) трубопроводов.

Билет №4

Билет №5

Гидрология болот.

К. Е. Иванов и В. Д. Лопатин на болотах выделено два горизон­та - деятельный (активный) и инертный. Деятельный горизонт - это верхний слой торфяной залежи. Мощность 10-20 (реже 50-60) см. Для него характерно:

1. колебание в его пределах уровней грунтовых вод;

2. высокая водопроницаемость;

3. изменение содержание влаги в течение вегетации;

4. периодический доступ воздуха, когда понижается уровень грунтовых вод;

5. хорошая аэрация и интенсивная микробиологиче­ская активность и разложение торфа;

6. нахождение корневых систем.

В инертном гор-те – постоянное наличие воды, отсутствие кисло­рода, а также малая водопроницаемость.

Наличие деятельного горизонта обеспечивает саморе­гулирование и устойчивость болотных систем. В деятель­ном горизонте коэффициент фильтрации сверху вниз сни­жается. При малых укло­нах поверхности болот, при небольшом снижении уров­ней грунтовых вод прекращается горизонтальная филь­трация. При этом уровни грунтовых вод остаются высо­кими, не происходит обезвоживания торфяной залежи, изменения видового и количественного состава болотно­го фитоценоза, разрушения болотной системы, обеспечи­вается ее устойчивость

Билет №6

Билет №7

1. Методы изучения стока.

метод стоковых площадок.

С.пл. устраивают на местности, имеющей уклон с определенной площадью водосбора. Во избежание притока поверхност-х вод по границам С.пл. устраивают оградительные канавки. Для предотвращения притока грунтовых вод на необходимую глубину врезают водонепроницаемый экран из глины или бетона. В нижней части склона площадки устраивают сооружения для сбора воды. На стационарных С.пл. в нижней части площадок устраивают траншеи, собирающие воду, и сооружают землянки, в которых устанавливают емкости для сбора воды.

Особенности режима стока с осушенных земель и определение суммарного испарения на основе метода баланса проводят на небольших водосборах с помощью гидрометрических водосливов. При устройстве водосливов на каналах строят простейшие плотины с вырезом определенного сечения для пропуска воды. Определяют площадь водосбора, с которого стекает вода в данный канал (каналы).

Расход воды через водослив вычисляют по величине напора путем измерения уровней воды с помощью самописцев. Расход воды рассчитывают по формулам расхода или по кривой расхода, построенной для данного водотока.

При определении стока с больших водосборов используют гидрологические посты на реках.

2) Эксплуатация осушительных систем.

Наиболее часто встречающиеся виды повреждений О.с.: разрушение откосов на малоустойчивых грунтах, выпирание грунта в нижних частях откосов, размыв дна и подмыв откосов, разрушение мостов и трубопереездов и пр. Причинами являются крутые откосы, узкие бермы, отсутствие сточных воронок и др.

В систему мероприятий, проводимых для обеспечения нормальной работы осушительной системы, входят надзор за системой, уход и ремонт.

Надзор за осушительной системой включает: 1.контроль за ее состоянием; 2. наблюдение за работой О-ой.с-ы; 3. контроль за соблюдением противопожарных мероприятий; 4. наблюдение за влиянием О-ой.сети. на рост леса; 5. разъяснительные работы среди населения по правилам поведения.

Уход за О-ми.с-ми.включает: 1. удаление из каналов посторонних предметов; 2. подготовку сооружений и каналов к пропуску весенних и летне-осенних паводков (очистку от мусора, снега, льда и пр.); 3. очистку сооружений (труб, мостов, шлюзов и пр.); 4. устранение мелких разрушений О-ой.сети. и сооружений. Если не обеспечена сохранность О.сети. мероприятиями по надзору и уходу, приходится проводить капитальный и аварийный ремонт.

Билет 8.

Факторы стока.

Гидрогеология и геоморфология. Влияние на С. оказ сложение и состав слоев горных пород, глубина залегания водоносных и водоупорных горизонтов, направление и величина их уклона.

Величина и форма водосборной площади. При больших водосборных площадях потеря воды на испарение и глубинную внутрипочвенную фильтрацию увеличивается. Это приводит к уменьшению С. На С. влияет и форма водосборной площади. Если она вытянута вдоль водотока, то потери стока меньше, чем на вытянутом водосборе, примыкающем к водотоку короткой стороной.

Климатические факторы. Атмосферные осадки, темпер и влажн возд и темпер испаряющей пов-ти.

Озерность и заболоченность водосборов. Озера воздействуют на С. по двум направлениям: накапливая воду половодий и паводков и отдавая ее в межень.

Болота аккумулируют С., поскольку моховая растительность – мощный накопителем влаги. С. воды из болот происходит слабо.

Растительность, Лесная подстилка обладает большой аккумуляционной емкостью и высокой фильтрационной способностью – лес поверхностный С. переводит в почвенный.

Водохранилища, аккумулируя воду периода половодий и паводков, позволяют обеспечивать подачу воды в реки по мере необходимости в маловодные периоды.

Билет №9

15. Движение Жидкости, закон движения жидкости в открытых водотоках. Уравнение Бернули.

По характеру скорости и расхода движение воды бывает установившимся и неустановившимся. У с т а н о в и в ш и м с я называется такое движение, при котором скорость и расход воды, а следовательно, и давление во всех точках потока неизменны за рассматриваемый промежуток времени. Такое движение наблюдается в реках, когда уровень воды остается неизменным или, при истечении воды из резервуара, при неизменной отметке свободной поверхности.

Н е у с т а н о в и в ш и м с я называется такое движение, при котором скорость и расход воды в пределах рассматриваемого периода меняются, например, в реке при изменении уровней (при паводке, во

время сбросов воды через водосбросные вооружения при плотинах). По характеру перемещения потока по длине водотока установившееся движение подразделяется на равномерное и неравномерное.

Р а в н о м е р н ы м является такое движение воды, при котором форма и площадь поперечного сечения русла, а также средние скорости и скорости во всех точках потока по длине одинаковы.

Н е р а в н о м е р н о е движение отличается изменяемостью

площадей сечения потока, глубин, скоростей потока по длине. В настоящем учебнике рассматриваются расчеты при равномерном движении.

По характеру режима движение воды подразделяется на ламинарное

и турбулентное. Л а м и н а р н ы й режим движения характеризуется

перемещением воды без перемешиваний струй (преимущественно

в вертикаЛЬНО1\'1 направлении). Такой режим наблюдается

при движении грунтовых вод или воды в тонких капиллярных

трубках. Т у Р б у л е н т н ы й режим характеризуется перемешиванием

частиц воды, которые кроме поступательного движения с • большими с~оростях имеют и вращательное движение. Такой режим наблюдается в трубах, реках, каналах и т.п.

По характеру сил, вызывающих движение жидкости, оно может

быть напорным и безнапорным. Б е з н а пор н о е Д в и ж е -

н и е происходит под действие1\'1 сил тяжести. Поверхность потока__

не ограничена, находится гюд атмосферным давлением. Этот вид

движения наблюдается в реках, каналах, трубах при неполном их

заполнении. Н а пор н о е движение происходит под действием

давления (напора), создаваемого насосами, водонапорной башней

или при подаче воды по трубам из прудов, располагающихся выше

потребителей (например, петергофские фонтаны) и т.п. Движение

воды характеризуется уравнением Бернулли:

где Z\ и Z:, - геометрическая высота центров тяжести потока в сечениях

1- II (рис. 5); Р, иР:, - гидростатическое давление; у -удельная

масса воды; V, и V2 - скорости движения воды; а - поправочный

коэффициент на среднюю скорость потока (равный в среднем 1,1);

Р/ У и Р/ У - пьезометрическая высота давления в сечениях 1-11;

Z,+ Р/ У и Z2+ Р/ У - пьезометрический напор, характеризующий

удельную потенциальную энергию в сечениях I-II; V//2g и V-//2gскоростной

напор, характеризующий удельную кинетическую энергию

в сечениях 1 и 11; 11ш - потери напора или удельной энергии. Все

величины имеют размерность скорости.

2) Влияние осушения лесных земель на водный режим окружающих территорий. Строительство мелиоративной (осушительной или осушительно-увлажнительной) системы изменяет направленность и интенсивность природных процессов в почве и приземном слое атмосферы, распределение водных ресурсов, в результате чего вся экосистема региона приобретает новые свойства.Мелиоративная система влияет на окружающую среду прямо и косвенно. Прямое воздействие – это удаление избыточной воды и создание условий для ведения интенсивного сельскохозяйственного земледелия на мелиорированных землях. Косвенное воздействие – это, как правило не предусмотренное проектом влияние на некоторые факторы природной среды на самом объекте, а также на прилегающих землях. Положительное косвенное воздействие связано со сменой растительного сообщества на немелиорированных. Отрицательное косвенное воздействие охватывает обычно большое количество факторов, проявляется в течение длительного времени и оказывается не редко неожиданным.Из всего комплекса претерпевающих изменения факторов, прежде всего, выделяют следующие:расход и уровни воды в водотоках;объем запасов поверхностной и подземной воды в регионе;уровни грунтовых вод на объекте и прилегающих землях;объем и характер испарения с водной поверхности и почвы;температурный режим почвы;ход и возможное изменение направленности почвообразовательного процесса;смена флоры и фауны региона.Осушение болот и заболоченных территорий неминуемо связано с понижением уровней грунтовых вод на объекте и перераспределением объемов воды. В связи с этим первопричинами изменений в окружающей среде являются изменение уровенного режима грунтовых вод и режима поверхностного стока, а также смена растительности в результате культуртехнических работ и планировок. Под влиянием осушения, прежде всего, повышается степень дренированности водосборного бассейна. В естественных условиях дренированность заболоченных водосборов при площади болот на них 20-30% от площади бассейна обычно составляет менее 1 км/км2. Следствием увеличения дренированности является, с одной стороны, повышение скорости добегания снеговых и дождевых вод до реки, что способствует увеличению расходов воды в реке. С другой стороны, искусственное дренированние территории вызывает понижение уровня грунтовых вод, а также увеличение мощности зоны аэрации (почвенно-грунтового слоя с неполным насыщением влагой).Понижение уровней грунтовых вод ведет к повышению уклонов грунтовых вод на прилегающей к ним территории и градиентов напорных вод, что обуславливает увеличение подземной составляющей речного стока, особенно в первые годы после осушения.Под влиянием осушения происходит осадка торфа, при этом изменяется поверхность болота: возрастают ее уклоны в сторону каналов и глубоких дрен, что способствует поверхностному стоку.После осушения изменяются условия испарения. Понижение уровней грунтовых вод обусловливает

уменьшение испарения с поверхности почвы, но этот показатель не является основным. При сельскохозяйственном использовании территории дикорастущая влаголюбивая растительность сменяется культурой, что вызывает изменение транспирации, а следовательно и суммарного испарения.Осушение почв, особенно торфяных, значительно изменяет их температурный режим. Это обусловлено тем, что с понижением влажности и плотности торфа соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами его изменяется более резко, чем на минеральных почвах. Влияние осушительных систем на ландшафты прилегающей территорииС позиций физико-географа, осушение есть уничтожение гидроморфных комплексов, лесной и кустарниковой растительности, нивелировка местных локальных природных различий путем проведения культуртехнических работ, известкования, внесения минеральных и органических удобрений. Это приводит к образованию антропогенного ландшафта с присущими ему процессами мелиоративной эрозии, дефляции, минерализации и сработки торфяной залежи, уплотнения почвы и полной перестройки орнитофауны. При этом проявляются новые свойства ландшафта:увеличение пожарной опасности на торфяниках,уменьшение продолжительности безморозного периода и снижение температур почвы и воздуха в ночное время,сокращение и даже исчезновение некоторых видов естественной фауны.Влияние осушения происходит через подвижные компоненты ландшафта – поверхностные (дренажный сток) и грунтовые воды. Прослеживаются три области влияния: две – прямого (гидрологическая и гидрогеологическая); третья – агротехнической и прочей деятельности человека.Гидрологическое влияние изучено достаточно подробно, особенно на примере Полесья (Булавко, Маслов, 1975; Шебеко, 1978; и др.), и сводится к следующему. Осушение способствует увеличению годового стока в пределах точности гидрометрических исследований (до 15%), достоверно в первые годы, за счет сработки «вековых» запасов болотных и грунтовых вод. В период интенсивной вегетации растений сток снижается, особенно при оптимальном использовании осушенных земель (Новиков, 1980). Максимальный весенний сток возрастает, но максимальный сток малой обеспеченности снижается. Минимальный сток после осушения возрастает в 1,7-3,8 раза, увеличивается и летний меженный сток. В целом внутригодовое распределение стока становится более равномерным.Размер зоны гидрогеологического влияния определяется:глубиной дренажа,расстоянием между дренами регулирующей и проводящей сетей,типом регулирования,литологическим составом пород,мощностью водоносного горизонта,уклонами рельефа,сезонными погодными условиями,свойствами геокомплексов на прилегающей территории.

Билет №10

1.Формула Шези и ее практическое значение. 𝑉=𝐶√𝑅𝑖

где V - средняя скорость потока; R - гидравлический радиус; i - уклон поверхности воды или дна потока; С – скоростной коэффициент. Формула применяется для расчета скорости движение воды.

Билет №11

Билет №12

Билет №13

Билет №14

Билет №15.

1).Обработка наблюдений за расходом воды. Теоретическая кривая обеспеченности.

Расходы воды в реках, постоянно изменяющиеся в течение года, используют для определения расчетных модулей стока по фактическим наблюдениям,для вычисления величины твердого стока, для планирования водохозяйственных мероприятий.

При проектировании осушительных систем для определения размеров проводящих каналов, расчета диаметров труб, ширины отверстий водосбросных сооружений, пролетов мостов и других целей вследствие большой изменчивости расходов необходимо знать их обеспеченность (вероятность превышения). Обеспеченность вычисляется в процентах (от 100%). Обеспеченность наглядно характеризуется кривой обеспеченности. Вследствие большой изменчивости расходов для построения кривой обеспеченности необходимо иметь достаточно продолжительный ряд наблюдений(не менее 30-50 лет). Иногда приходится ограничиваться краткими (15-20 лет). Построение кривой предшествует обработка результатов наблюдений. В основу обработки положены методы математической статистики.

1. Определяют среднеарифметическую величину расходов Q(среднее значение)

2.Вычиляют модульный коэффициент(К)

3.Находят коэффициент вариации (N-число лет наблюдений)

Кривая обеспеченности обычно ассиметрична относительно среднего значения, ее характеризует коэффициент ассиметрии Cs

4.Вычисляют эмпирическую обеспеченность каждого члена ряда по формуле Чегодаева.m-порядковый номер члена ряда. N-общее число членов ряда.

5.Для построения теоретической прямой обеспеченности, ординаты кривой вычисляют

Билет №16

Закон Дарси. Пределы применения закона Дарси. Примеры.

В пористой среде (почва) фильтрующаяся вода вследствие вязкости испытывает большое сопротивление. Движение воды может происходить только при наличии определенного уклона.

Опыт. Соединим два цилиндра трубкой. Трубку длиной l, заполним песком, удерживая его от размыва на концах трубки сеткой. Затем заполним водой левое колено. При поступлении фильтрующейся воды из левого в правое колено она образует напор h2, меньший напора h1 в левом колене. Гидравлический уклон i принимается равным отношению разности напоров h1-h2 = Н к длине пути фильтрации l. Скорость фильтрации можно определить по формуле V = K (h1 – h2)/l= K*Н/l.

Для многих грунтов (песка, глины, торфяных почв), где происходит ламинарное движение воды, скорость фильтрации очень мала и гидравлический уклон равен пьезометрическому. Наблюдается линейная зависимость скорости фильтрации от пьезометрического уклона: V= Ki, где К — коэффициент пропорциональности (коэффициент фильтрации); он равен скорости фильтрации при уклоне, равном единице. Равенство, установленное в 1856 г. французским гидротехником Дарси, называется законом Дарси.

В гидравлике величину i, определяющую уменьшение полной энергии потока на единицу длины, называют гидравлическим уклоном, или градиентом напора (отношение потерь напора ∆h=h1-h2 к пути ∆l). В грунтах и почвах, где вода содержится в молекулярно-связанном состоянии, явление фильтрации возникает лишь тогда, когда величина градиента напора превышает некоторое значение i0, называемое начальным градиентом. В этом случае V=K(i-i0).

Для очень плотных глин io = 20...30.В порах крупнозернистых грунтов (гравий, галька, щебень и др.) скорость фильтрации может быть очень большой и не зависеть от пористости; в таком случае вода движется как в открытом потоке и ее движение не подчиняется закону Дарси, что является верхней границей применения уравнения Дарси. К грунтовой следует относить гравитационную воду, движение которой в почве подчиняется закону Дарси независимо от глубины залегания в почве или грунте.

Билет №17

Твердый сток

Два вида деятельности поверхностных вод: смыв и размыв. При движении в руслах вода вызывает разрушение (размыв) берегов. Продукты смыва и размыва попадают в реки и образуют наносы. Они зменяют профиль дна и глубину, влияют на рыбное хозяйство, работу гидроэлектростанций и пр. Наносы могут быть взвешенными и влекомыми. Взвешенные – переносятся во взвешенном состоянии. Влекомые – перемещаются без отрыва от дна. Мутность воды – степень насыщенности воды наносами (твердыми частицами), измеряется весом наносов в определенном объёме воды (Нева 5г/м3), рек Кавказа (10-15кг/м3). Наименьшая мутность зимой, наибольшая во время паводков и половодья. Определяют мутность воды Батометрами. Среднесуточный расход взвешенных наносов Rср=0,001ρQ, где ρ – средняя мутность воды за сутки, г/м3, Q – среднесуточный расход воды, м3/с.

Билет №18

Билет №21

Типы водного питания

Под типом водного питания понимается комплекс природных факторов, которые характеризуют условия поступления воды на участки суши, определяют химический состав воды и формируют водный режим объекта.

А т м о с ф е р н ы й тип водного питания наблюдается на участках, расположенных на водоразделах и в верхних частях склонов. В таких условиях на слабоводопроницаемых грунтах при наличии понижений образуются заболоченные земли и формируются болота за счет атмосферных осадков. Грунтовые воды, как правило, не участвуют в заболачивании. Могут образовываться бедные верховые болота.

Г р у н т о в ы й тип водного питания отмечается на · пониженных элементах рельефа, в замкнутых понижениях и в условиях притока (подъема) фильтрационных вод из рек и водохранилищ. Заболачивание наблюдается в следующих случаях: а) на пониженных элементах рельефа с малым уклоном на слабо водопроницаемых или песчаных и супесчаных почвах, подстилаемых водоупором, когда грунтовые воды, стекающие с верхних частей водосбора, создают избыток влаги в понижениях и нижних частях склонов; образуются низинные или переходные болота б) в условиях замкнутых понижений, с хорошо водопроницаемыми грунтами, подстилаемыми водоупором, где вода, стекающая с водосбора и выпадающая непосредственно при атмосферных осадках, создает переувлажнение почв; в таких условиях идет интен-сивное заболачивание с образованием преимущественно низинных и частично богатых переходных болот со значительной мощностью торфа. в) при высоком положении уровней грунтовых вод в реках и водохранилищах за счет инфильтрации воды на прилегающих землях может происходить подъем грунтовых вод не только вблизи, но и на значительных удалениях от рек и водохранилищ. Это приводит к развитию процессов заболачивания вначале на пониженных элементах рельефа, а затем и на значительной или на всей территории в зоне подпора.

Г р у н т о в о - н а п о р н ы й тип водного питания обычно встречается в нижних частях склонов, часто в долинах рек, когда напорный водоносный горизонт, подводящий воду, располагается между слабоводопроницаемыми или водоупорными слоями. Уровень напорных вод может располагаться как в верхних почвенных горизонтах, так и выше поверхности земли. Заболачивание при грунтово-напорном типе водного питания происходит в следующих случаях: • в местах разгрузки грунтовых вод, когда они выходят (выклиниваются) на поверхность, образуя ряд озер, расположенных цепочкой, часто соединенных

протоками, или ряд заболоченных участков; • в местах подъема по капиллярам, без выхода на поверхность грунтовых вод; заболачивание в таких случаях усиливается выпадающими осадками.

Н а м ы в н о й тип водного питания вызывается регулярным поступлением на пониженные участки долин или пойменных террас рек аллювиальных или делювиальных вод. Заболачивание про исходит в следующих случаях: а) когда peчныe воды поступают в период весенних половодий или летне-осенних паводков вследствие подъема уровней рек (или озер), затопляя пониженные участки; в таких условиях образуются богатые низинные пойменные болота, обычно с небольшой мощностью торфа; б) когда выпадающие осадки не успевают фильтроваться вглубь и стекают по склонам в виде делювиальных потоков (заболачивание делювиальными водами начинается с пониженных частей склонов); в таких условиях чаще образуются переходные, а иногда и верховые болота.

С м е ш а н н ы й тип водного питания наблюдается в случаях совместного действия нескольких из названных выше типов. Заболачивание и образование болот может происходить в различных местах, где имеются понижение рельефа или участки пологих склонов, подпитываемых грунтовыми водами. Забола-чивание может проходить в несколько стадий и заканчиваться образованием болота. Болота могут образовываться как на суше, так и на месте озер путем их зарастания.

Билет №22

Билет №23

Устройство копанных прудов.

При отсутствии возможностей строительства плотинных прудов устраивают копаные пруды. Их можно делать, полностью выкапывая (в выемке), или, при наличии небольших балок или тальвегов, сочетая выемку с небольшой плотиной. Копаные пруды устраивают в водонепроницаемых грунтах в нижних частях склонов, при возможности - в понижениях (впадинах). Место для прудов выбирают, обследуя территорию, как и для плотинных прудов, грунт исследуют до глубины 5-6

м. Дно пруда должно располагаться на водоупоре. Копаные пруды питаются в основном весенними талыми водам. Поэтому определяя объем пруда, необходимо знать площадь водосбора, с которой будет поступать вода в копаный пруд. Объем весеннего стока вычисляют по формуле: WB.c. = F 11 8 cr. Для устойчивого питания прудов необходимо иметь достаточную водосборную площадь. Рассчитывать накопления пруда следует на сток талых вод 80-90%-ной обеспеченности. Копаные пруды могут подпитываться и грунтовыми водами, в этом случае они обеспечиваются водой более надежно. В определенных условиях возможна подпитка копаных прудов из ручьев. Небольшие пруды в садах и парках могут заполняться водопроводной или дождевой водой. Во избежание подтопления окружающих земель уровень воды в прудах должен быть ниже поверхности земли не менее 0,5 м. Устройство копанных прудов - необходимый объем пруда достигается выемкой грунта на глубину 2-4 м. Откосы стенок пруда устраивают пологими в зависимости от грунта (двойными, тройными и более - до 5: 1). Перед устройством выемки снимается верхний слой на глубину 20-30 см. Торфяной горизонт удаляют полностью. Вынутый минеральный грунт укладывается вокруг пруда в виде дамбы. При необходимости вынутую землю можно использовать для устройства плотины в нижний части пруда. С помощью плотины можно увеличить объем пруда. Плотина располагается на удалении 10-20 м от котлована. При строительстве прудов в парках и садах дамб не делают, а вынутую землю равномерно разбрасывают, выравнивая микропонижения. Для отвода из пруда излишней воды устраивают водосбросные сооружения в виде канала с простейшим креплением откосов, а при необходимости - и дна (хворостяной выстилкой, наброской щебня, дерном и пр.). Слой сбрасываемой воды принимается не более 0,2-0,3 м. Для очистки воды перед входными отверстиями создают загущенные посадки кустарников (обычно ив). В целях уменьшения твердого стокa и заиления прудов необходимо со стороны склона, откуда поступает вода, устраивать вдоль направления горизонталей канавки глубиной 40-50 см для осветления воды. Отстоявшаяся вода отводится в пруд по специальным трубчатым водовыпускам или лоткам, уложенным на 20-30 см выше дна канавки. Забор воды из копаных прудов рекомендуется производить с помощью специальных колодцев - фильтров. Колодец включает фильтр, устраиваемый на дне пруда, и водоотводную трубу, подающую воду в колодец для забора воды. Фильтр круглого или прямоугольного сечения устраивается из чередующихся 20-30-сантиметровых слоев мелкозернистого и крупнозернистого песка, гравия и крупного гравия и камней. Из слоя камней отводится вода в колодец. На территории вокруг копаных прудов следует создать лесную полосу шириной не менее 10-20 м, что снизит интенсивность заиления пруда. Лесную полосу не рекомендуется использовать для отдыха и посещения людей и животных, это уменьшит интенсивность эфтрофикации пруда. Копаные пруды, как и плотинные, требуют периодической очистки. При небольшой глубине пруда в зимний период очистку можно проводить путем вымораживания воды и периодического удаления льда вместе с илом. При устройстве прудов на водопроницаемых грунтах во время очистки целесообразно оставлять небольшой слой ила (5-10 см). Это уменьшит фильтрацию воды через дно пруда после его очистки.

Билет №24

1. История развития гидромелиоративной науки. Гидротехнические мелиорации имеют давнюю историю. Самый древний вид гидромелиорации - обводнение и орошение. Царь Мин (Менес) около 3000 лет до н. э. построил на Ниле плотину высотой 15 м и отвел реку в канал. Работы по осушению земель начали проводить довольно давно. В России они впервые были осуществлены в начале XVIII века в окрестностях Петербурга. Выполнялись они главным образом для улучшения вида посещаемых населением мест. До середины ХХ века в лесном фонде России было осушено около 300 тыс.га земель. Наиболее интенсивно осушительныe работы стали развиваться в конце 50 - начале 60-х годов ХХ века, а особенно после образования в 1965-1969 годах лесных машинно-мелиоративных станций (ЛММС). Наиболее существенный вклад в гидромелиоративную науку внес академик Александр Давыдович Дубах. Первые его работы опубликованы еще в 1908 году За 40 лет научной и педагогической деятельности им сделано очень много. Почти на полвека oпeредив последователей, Дубах заложил основы большинства современных исследований по гидромелиорации. В 1944 году Дубах издает книгу «Гидрология болот», не утратившую своего значения и сегодня. Дубах является основателем учебного курса «Гидротехнические мелиорации». В настоящее время гидромелиорация является важным направлением в лесной отрасли, обеспечивающим повышение продуктивности лесов и стабилизацию их состояния. Не обойтись без гидромелиорации и в садово-парковом строительстве, и в ландшафтном хозяйстве.

2. Строительство осушительной сети. Условия строительства. Типы машин и механизмов, применяемых при осушении земель. Успешность проведения гидромелиоративных работ зависит от возможности механизации всех работ. Степень механизации строительных работ определяется

проходимостью машин и механизмов, в зависимости от чего объекты гидромелиорации делятся по условиям работ на три категории: легкие, средние, тяжелые. Легкие условия создаются на минеральных и слабооторфованных землях начальной стадии заболачивания. Древостои здесь представлены в основном долгомошниковыми, реже черничниковыми типами. Максимально допустимое удельное давление на грунт 50 кПа и более. В этих условиях можно применять тракторы типа Т130 Г -1, Т-110 МБГС (Т -130Б), ДТ -75, гусеничные экскаваторы, прицепные и навесные каналокопатели плужного типа, кусторезы и др. Средние условия возникают на заболоченных землях с глубиной торфа до 30-40 см. Максимально допустимое удельное давление на грунт - до 35 кПа. Здесь можно использовать тракторы Т100 МБГП, ДТ-75Б, экскаваторы Э-304 и их модификации, Э-3М, каналокопатели плужного типа: прицепные ЛКА-2М и навесные ПКЛН-500 и ЛКН-600. Тяжелые условия создаются на болотных землях с глубиной торфа более 0,4 м, постоянно сильно обводненных, с грунтовыми водами, располагающимися у поверхности. допустимое удельное давление на грунт не должно превышать 25 кПа. В этих условиях допустимо использование тракторов T-100, МБГС, ДТ-75Б, экскаваторов 3-304, каналокопателей фрезерного типа КФН-1200, MK-1,8. Тракторы, используемые на гидромелиоративных работах, агрегатируют с бульдозерными ножами, кусторезами, прицепными, навесными или фрезерными каналокопателями. Экскаваторы при осушении лесных земель оснащают профильными ковшами трапецеидальной формы и, как правило, оборудуют уширенными гусеницами. В средних и тяжелых условиях работы применение уширенных гусениц обязательно. На участках с глубокими рыхлыми торфами под гусеницы экскаватора укладывают щиты из бревен (слани), перекладываемые ковшом по мере движения экскаватора.

Билет №25

Билет №26

1. Расчетные модули стока и способы их определения. Расчетные модули определяют по факгическим наблюдениям, по аналогам или рассчитывают по формулам. ДIlя определения модулей стока по фактическим наблюдениям необходимо иметь длительный (50-70-летний) ряд наблюдений на гидрологических постах за расходами воды. Минимальный срок наблюдений, допустимый для гидрологических расчетов осушительных систем, принимается в 10-15 лет. При отсутствии фактических наблюдений на гидрологических постах, выполненных в той же природной зоне, где производится проектирование осушительных систем, подбирают бассейн-аналог. Площадь водосбора бассейна-аналога может отличаться от площади неизученного бассейна, где ведется проектирование, не более чем в 5 раз при площади водосбора 1000 км2 и в 10 раз - менее 1000 км2. Для перехода от модулей стока, определенных по аналогам, к модулям стока.с другими водосборными площадями можно использовать редукционную формулу: qp=qн(𝐹н+𝐶)^0.2(𝐹𝑝+𝐶)^0.2 или приближенно qp=qн√𝐹н/𝐹𝑝4где qp и Fp - модуль стока и площадь водосбора для расчетного сечения; qH и F H - те же значения для аналога, где проводились наблюдения; С - добавка к площади водосбо<