Экономическое обоснование строительства прудов и плотин

Объем земли для насыпи плотины вычисляют по формуле:

;

где: W _з.р. – объем земляных работ, м³;

   b – ширина гребня плотины, м;

   B – ширина подошвы плотины, м;

   L_n – длина плотины в плане, м;

   h_c – строительная высота плотины, принимается на 10 % больше расчетной, с учетом осадки грунта.

Стоимость земляных работ по возведению плотины определяют по формуле:

;

где: ц – стоимость 1 м³ грунта, вложенного в тело плотины, руб.

Стоимость одного м³ воды, предназначенного для тех или иных хозяйственных целей определяется по формуле:

;

где: к – коэффициент запаса, учитывающий крепление откосов, сооружений на плотине и др., принимается, как правило, равным 1,5; (к =1,5);

    W_n – полезный объем пруда, м³;

     Т – период работы пруда, лет (Т=30-50 лет).

Выбор места под плотину считается удачным, если на каждый кубический метр грунта, вложенного в тело плотины, приходится задержанной воды от 5 до 10 м³; определяется формулой:

;

где: W _р – рабочий объем пруда, м³

 

Задание по разделу:

1. Дать характеристику типов плотин.

2. Дать характеристику копаных прудов.

3. Рассчитать параметры водохозяйственного пруда.

Дано: 1. Масштаб плана водосборной площади 1:10000.

                   2. Площадь водосборной на плане 120 см².

                   3. Отметка дна пруда 10м,

Отметка нормального подпорного уровня 24м.

4. Средняя площадь зеркала воды в пруде – ω – 6,5 га.

5. Слой воды, расходуемый на испарение – h _{е 80%} - 400 мм.

6. Слой воды, расходуемый на фильтрацию – h _ф – 300 мм.

Определить:

1. Водосборную площадь в гектарах.

2. Рассчитать полный, рабочий, полезный и мертвый объемы пруда.

3. Рассчитать объемы воды, расходуемые на испарение и фильтрацию.

4. Рассчитать параметры плотины: ширину гребня, основания и высоту плотины при ее длине L =1550 м, к_с =2 и к_м =3.

5. Рассчитать объем земляных работ по устройству плотины.

6. Рассчитать стоимость земляных работ по устройству плотины, при стоимости 1 м³ грунта 150 руб. и 1 м³ воды 200 руб.

7. Рассчитать экономическую целесообразность строительства пруда.

8. По вычисленным параметрам, построить поперечный профиль плотины.

4. Дать характеристику водосбросных сооружений, устраиваемых на плотинах.

 

Борьба с водной эрозией. Террасирование склонов

Цель работы.

В процессе работы необходимо научиться:

а) Знать, что такое эрозия;

б) Знать характеристику видов эрозии и методы борьбы с ней;

в) Знать, что такое террасы, их виды;

г) Уметь рассчитывать параметры террас.

 

Общие понятия

При движении по поверхности земли талые и ливневые воды смывают верхний, самый плодородный слой почвы; соединяясь в концентрированные потоки в естественных и искусственных понижениях (ложбинах), вода может размывать грунт на большую глубину. Вода рек и водоемов часто подмывает берега, разрушая их (абразия). В горных условиях вода образует селевые потоки. Просачиваясь в грунт, вода может вызвать оползни, т.е. смещение грунта по наклонной поверхности.

Процессы разрушения и переноса почвогрунта водами поверхностного стока называется водной эрозией. По характеру действия различают плоскостную эрозию (смыв) и линейную эрозию (размыв, оврагообразование). При смыве происходит снос поверхностного слоя почвы мелкими рассеянными струйками воды, часто смыв незаметен на глаз. При размыве почва и грунт разрушаются более или менее мощными потоками воды, при этом образуя овраги.

По времени действия различают древнюю и современную эрозию. Древняя эрозия происходила под влиянием размывающей деятельности талых вод ледников. Современное расчленение поверхности земли и образование ее рельефа есть результат древней эрозии. Современная эрозия развивается уже в пределах ранее сформировавшегося рельефа и связана с неправильной деятельностью человека.

К факторам, определяющим развитие эрозии, можно отнести: бессистемную вырубку лесов, усиленная распашка земель, в том числе и крутых склонов, примитивная агротехника, чрезмерная перегрузка пастбищ скотом и др. Факторы эрозии многообразны, поэтому мероприятия по борьбе с эрозией должны быть комплексными. Основными из которых являются: агротехнические мероприятия, заключающиеся в проведении специальных приемов обработки почвы, препятствующих поверхностному стоку (глубокая вспашка поперек склонов); лесомелиоративные мероприятия, направленные на выращивание противоэрозионных защитных насаждений особых форм и конструкций; создание водорегулирующих и приовражно-балочных полос; облесение крутых склонов, берегов балок, установившихся откосов оврагов и др.

Гидротехнические мероприятия по борьбе с эрозией направлены на предотвращение или регулирование поверхностного стока как непосредственно на водосборе, так и в оврагах сооружений. Необходимость гидротехнических противоэрозионных мероприятий возникает, в основном, потому что лесомелиоративные насаждения оказывают свое действие только через 5-10 лет после посадки и не всегда эффективны. Особенно необходимы гидротехнические сооружения там, где рост оврагов угрожает населенным пунктам, железным и автомобильным дорогам.

Основными гидротехническими мероприятиями по борьбе со смывом почв являются устройство распылителей стока и террасирование склонов.

Распылители стока устраивают в местах концентрации поверхностного стока воды в виде перекопов, разъемных борозд, сбросовых дорожных лотков или в виде валиков с прокопами по мелким ложбинам. Перекопы борозд делают через 10-15м, для этого борозду засыпают валиками высотой на 10-20см выше поверхности почвы, следовательно, вода будет задерживаться валиком и стекать через край борозды и растекаться по полю. В ложбинах через 50-80 м устраивают косые валики (под углом к горизонталям) высотой 40-50 см и косые прокопы выше валика для отвода воды в сторону.

К гидротехническим мероприятиям по борьбе с размывом (оврагами) относятся: валы-террасы и водозадерживающие валы В. М. Борткевича.

Валы-террасы размещают в направлении горизонталей местности. На участках с хорошо водопроницаемыми почвами концы валов поворачивают вверх по склону для задержания стекающей воды. На слабо водопроницаемых почвах валы делают прямыми без поворота вверх по склону. Высота валов 30-60 см, ширина основания не менее 8-12 кратной высоты вала. Во избежание разрушения вала в местах пересечения ложбин, где концентрируется больше воды, устраивают водосбросные сооружения в виде трубчатого или фашинного дренажа, используют и сифоны, а при небольших расходах залуженные водоотводы шириной 20-30 м в виде разрывов в валах. На этих работах применяют плуги при вспашке всвал или бульдозеры. На небольших склонах (до 8 °) валы-террасы располагают под небольшим углом к горизонталям.

Валы и канавы В. М. Борткевича располагают в несколько рядов параллельно горизонталям поверхности, первый ряд на расстоянии 10-15 м от бровки, следующие ряды через определенное расстояние в зависимости от количества стекающей и задерживаемой воды, а так же от уклона поверхности (рис. 30а). Гребни валов должны быть строго горизонтальными. Валам и канавам придают следующие размеры: высота вала – 0,7 м, ширина гребня – 0,35м, ширина основания вала – 1,0 м, глубина канавы – 0,7 м, ширина по дну – 0,35м, ширина канавы по верху – 1,0 м, между валом и канавой оставляют берму шириной 0,5 м (рис. 30б).

 

Рис. 30. Водосборные валы и канавы В. М. Борткевича:

а) схема расположения; б) профиль вала с канавой