Гидромелиорация, ее сущность

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………………………………………………….. 2

I. Задание на курсовой проект………………………………………………………………………………………… 3

II. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка………………………………… 4

III. Определение глубины каналов…………………………………………………………………………………. 5

IV. Определение расстояний между осушителями………………………………………………………….. 7

V. Проектирование осушительной системы на плане……………………………………………………… 8

VI. Построение продольного профиля собирательного канала………………………………………… 9

VII. Коэффициент откосов. Поперечный профиль осушителя……………………………………….. 10

VIII. Гидрологический и гидравлический расчеты……………………………………………………….. 12

IX. Определение объемов земляных работ…………………………………………………………………….. 16

X. Степень канализации. Смета затрат на производство работ………………………………………. 20

XI. Экономическая эффективность осушения. Срок окупаемости проекта…………………….. 29

Вывод………………………………………………………………………………………………………………………….. 30

Литература………………………………………………………………………………………………………………….. 31

Введение

Гидорлесомелиорация подразумевает улучшение водного режима на территориях занятых лесом и включает в себя комплекс мероприятий направленных на регулирование водного режима почв, т. е. заключается в осушении избыточно увлажненных земель и орошении земель с недостаточным увлажнением (лесомелиоративное орошение в нашей зоне практикуется в питомниках, лесных культурах, городских парках).

Основные направления по мелиорации лесных земель получили развитие при плановом развитии народного хозяйства в 1965-1969 годах. Были созданы специальные организации – лесные машинно-мелиоративные станции (ЛММС).

Площадь осушенных земель сейчас в России составляет 4,5 миллиона гектар. Общая площадь заболоченных земель лесного фонда в России составляет 250 миллионов гектар. Осушение 10% площади болот позволит получить дополнительного прироста древесины около 100 миллионов кубометров.

Мелиорация лесных земель является неотъемлемой частью лесохозяйственной отрасли.

На территории России применяется не только осушение и орошение, но, также, культурно-техническая мелиорация, биологическая мелиорация.

Знание гидромелиоративной науки позволяет правильно использовать водные ресурсы в лесхозах, питомниках, парках, правильно разрабатывать проекты по мелиорации на лесных землях, правильно эксплуатировать мелиоративные системы и др.

Осушение заболоченных лесных земель, т. е. избыточно увлажненных, называется регулированием их водного режима. Осушение осуществляется открытыми каналами и закрытым дренажом. Питомники, парки, усадьбы, в основном, осушаются закрытым дренажом, лес – открытыми каналами. Осушают в основном молодняки. Спелые насаждения осушают редко, а перестойные насаждения могут осушать только в санитарных целях.

В данном курсовом проекте рассматривается возможность осушения 400 гектаров земель лесного фонда в Ивановской области по переходному болоту. Тип леса, произрастающий на осушаемой территории – ельник сфагновый V класса бонитета в возрасте 61-80 лет.

I. Задание на курсовой проект

II. Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка

С этой целью на плане выделяем три линии примерно перпендикулярно горизонталям и по каждой линии определяем уклон по следующей формуле:

, где

I – уклон;

H – превышение (разность отметок у концов линий);

L – длина линии, определяемая по плану.

, h1 =2 м, L1 =1310 м

, h2 =2 м, L2 =1360 м

, h3 =2 м, L3 =1430 м

После этого рассчитываем средний уклон как среднеарифметическую величину из всех трех уклонов. На осушаемом участке он равен:

III. Определение глубины каналов

Глубина осушительных каналов зависит от интенсивности осушения, характеристики торфа, его мощности, подстилающей торф породы.

Сначала определяем глубину осушителей. При мощности торфа более 1,3 м глубина осушительных каналов принимается равной 1,0 м после осадки торфа.

После осушения болот происходит осадка торфа и, следовательно, проектная глубина каналов (Тпр ) будет больше глубины после осадки торфа (Тос ). Проектную глубину каналов определяем по формуле:

Тпр =m – Тос, где

Тпр – проектная глубина каналов, м;

M – коэффициент, зависящий от типа торфа (определяется по таблице №1 методических указаний);

Тос – глубина каналов после осадки торфа, м.

Значение величины коэффициента m Таблица 3

Тип болотПлотность торфа
ПлотныйМенее плотныйДовольно рыхлыйРыхлый
12345

1. Низинный

2. Верховой

3. Переходный

1,2

1,3

1,25

1,25

1,40

1,32

1,35

1,50

1,42

1,50

1,65

1,58

Таким образом, задание на курсовой проект:

Тип болот – переходный, плотность торфа – плотноватый, коэффициент m=1,32.

Следовательно, проектная глубина осушительных каналов будет равна

Тпрос =m – Тосос

Тпрос =1,32 – 1,0 =1,32 м

Глубину собирательных каналов как правило принимают больше на 0,1 – 0,2 м глубины осушительных каналов после осадки торфа. Таким образом, глубина собирательных каналов принимается после осадки торфа равной:

Тсобос =Тосос + 0,1

Тсобос =1,0+0,1=1,1 м

Следовательно, проектная глубина собирательных каналов будет равна:

Тпрсоб = m – Тсобос

Тпрсоб =1,32 – 1,1=1,452 м

Глубину магистрального канала принимают на 0,2 – 0,3 м больше глубины собирательных каналов после осадки торфа, она будет равна:

Тмос =Тсобос + 0,2

Тмос =1,1+ 0,2=1,3 м

Проектная глубина магистрального канала будет равна:

Тпрм =m – Тмос

Тпрм =1,32 – 1,3=1,72 м

Таким образом, глубина каналов на осушительной системе принимается равной:

Наименование каналовТпр, мТос, м

Осушители

Собиратели

Магистральный канал

1,32

1,45

1,72

1,0

1,1

1,3

IV. Определение расстояний между осушителями

Для определения расстояний между осушителями используем таблицу 2 методических указаний

Таблица 2(метод. указаний)

Группа типов лесаГлубина торфа, мПодстилающий почву грунтРасстояние между осушителями, м
1234
Переходный (мезотрофный) тип заболачивания

Сосняки

Ельники

Лиственничники

Смешанные насаждения, осоково и травяносфагновые

Более 1Для всех грунтов130-160

На основании данного задания по курсовому проектированию: тип водного питания – мезотрофное – соответствует переходному типу болот с глубиной торфа более 1 м, при группе типов леса – Ельник сфагновый – принимаем расстояние 145 м.

В таблице 2 расстояния даны для глубины осушителей после осадки торфа 1 м, при большей глубине применяем поправочный региональный коэффициент равный 0,95.

С учетом поправочного коэффициента расстояние между осушителями принимаем равным: 145 – 0,95=137,75≈138 м.

Таким образом на осушительной системе в курсовом проекте предусматривается строительство 28 осушителей общей протяженностью 28000 м.

V. Проектирование осушительной системы на плане

Для отвода и сбора воды из осушителей в курсовом проекте предусматривается строительство собирательных каналов. Поскольку наша осушительная система расположена в четырех кварталах размерами 1 х 1 км, общей площадью 400 га.

В соответствии с общими правилами собиратели проектируется построить с верховой стороны просек смежных кварталов.

Предусмотрено строительство четырех собирательных каналов общей протяженностью 4000 м.

В курсовом проекте для отвода воды в целом из осушительной системы проектируется построить один магистральный канал общей протяженностью 1140 м.

На осушительной системе проектируется также строительство гидротехнических сооружений, они состоят из противоположных водоемов, мостов, трубопереездов и дорожной сети.

В курсовом проекте предусматривается строительство трех противопожарных водоемов.

Дорожную сеть проектируется построить на осушительной системе вдоль магистрального канала протяженностью 1140 м, вдоль собирательных каналов №№1, 2,3,4 протяженностью 4000 м и вдоль осушителей №№3, 10, 24 протяженностью 2000 м.

Таким образом, на осушительной системе будет построена дорожная сеть общей протяженностью 7140 м.

Строительство мостов проектируется произвести по магистральному каналу.

Трубопереезды будут построены при пересечении осушителей с собирательными каналами.

Следовательно, на осушительной системе будет построено 2 моста и 3 трубопереезда.

VI. Построение продольного профиля собирательного канала

Продольный профиль строится для собирателя №2. для определения отметок поверхности, разбиваем собиратель на пикеты через 100 м, получаем 10 пикетов. По отметкам горизонталей интерполяцией определяем отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м.

Пк0 – 101,89 м

Пк1 – 101,88 м

Пк2 – 101,87 м

Пк3 – 101,86 м

Пк4 – 101,87 м

Пк5 – 101,86 м

Пк6 – 101,90 м

Пк7 – 101,92 м

Пк8 – 101,94 м

Пк9 – 101,97 м

Пк10 – 102,00 м

После того, как отметки поверхности найдены, проектируем дно канала. Отметки дна находим следующим образом:

Вниз от линии поверхности откладываем проектную глубину собирателя в устье и истоке канала. Полученные точки соединяем прямой и определяем уклон дна.

Пк0дн =101,89-1,45=100,44 м

Пк10дн =102,00-1,45=100,55 м

I дн =(100,55-100,44)/1000=0,00011≈0,0001

После того, как найден уклон дна, определяем отметки дна. Для этого уклон дна умножаем на расстояние между пикетами (100 м), и полученное превышение прибавляем к отметке предыдущего пикета.

H=0,0001-100=0,01 м

Пк1дн =100,44+0,01=100,45 м

Пк2дн =100,45+0,01=100,46 м

Пк3дн =100,46+0,01=100,47 м

Пк4дн =100,47+0,01=100,48 м

Пк5дн =100,48+0,01=100,49 м

Пк6дн =100,49+0,01=100,50 м

Пк7дн =100,50+0,01=100,51 м

Пк8дн =100,51+0,01=100,52 м

Пк9дн =100,52+0,01=100,53 м

Зная отметки поверхности и дна канала на каждом пикете, определяем его глубину, она будет равна разности отметок поверхности и дна.

Hпк0 =101,89-100,44=1,45 м

Hпк1 =101,88-100,45=1,43 м

Hпк2 =101,87-100,46=1,41 м

Hпк3 =101,86-100,47=1,39 м

Hпк4 =101,87-100,48=1,39 м

Hпк5 =101,86-100,49=1,37 м

Hпк6 =101,90-100,50=1,40 м

Hпк7 =101,92-100,51=1,41 м

Hпк8 =101,94-100,52=1,42 м

Hпк9 =101,97-100,53=1,44 м

Hпк10 =102,00-100,55=1,45 м

После вычисления отметок строим продольный профиль на миллиметровке.

VII. Коэффициент откосов. Поперечный профиль осушителя.

Правильный выбор поперечных сечений каналов обеспечивает сохранность осушительной сети. Поперечный профиль характеризуется глубиной канала, шириной дна и крутизной откоса. Как правило, для обеспечения механизации работ каналы устраивают трапециидальной формы.

Откосы являются наиболее важными элементами поперечного профиля канала. Крутизну откосов выражают через коэффициент, который вычисляется по формуле:

, где

M – коэффициент откосов;

L – заложение откосов, м;

Тпр – проектная глубина канала, м.

Устойчивость откоса уменьшается с увеличением глубины канала, поэтому, чем глубже канал, тем более пологими устраивают откосы и большими принимают коэффициенты откосов. Коэффициенты откосов зависят от почвогрунтов, глубины каналов, от степени разложения торфа и других факторов.

В курсовом проекте коэффициенты откосов принимаются по таблице 22 учебника Б. В. Бабичева в зависимости от характеристики торфа.

Перечный профиль осушительного канала рассчитываем и вычерчиваем на миллиметровке и указываем все его элементы. Профиль вычерчиваем для нулевого пикета. Ширину по дну принимаем 0,3 м. Ширина бермы при устройстве канала экскаватором принимается равной его глубине. Поперечный профиль чертим в следующих масштабах:

Горизонтальный 1:50

Вертикальный 1:30

Ширину по верху находим по формуле:

В=2l + b, где

В – ширина по верху, м;

L – заложение откосов;

B – ширина по дну, м.

Из формулы находим коэффициенты откосов, согласно таблице 22 учебника Бабичева. Принимаем для осушителей m=0,7, для собирателей m=0,75, для магистрального канала m=1,0. Следовательно, заложение откосов для осушителей будет равно:

L =m – Тпр

L =0,7 – 1,32=0,924 м

Ширина осушителя по верху равна:

Вос=2 – 0,924 + 0,3=2,148≈2,15 м

Заложение откосов собирателей равно:

L =0,75 – 1,45=1,0875 м

Заложение откосов магистрального канала равно:

L =1,0 – 1,72=1,72 м

Ширину собирателей по низу принимаем равной 0,4 м, тогда ширина собирателей по верху равна:

Всоб=2 – 1,0875+0,4=2,575 м

Коэффициенты откосов и заложения откосов

Каналов осушительной сети

Таблица 4

Наименование каналовКоэффициенты откосов (m)Заложение откосов (l )Ширина по верху (В), мШирина по дну (b), м

Осушители

Собиратели

Магистральный канал

0,7

0,75

1,0

0,924

1,0875

1,72

2,15

2,58

4,44

0,3

0,4

1,0

VIII. Гидрологический и гидравлический расчеты

Гидрологический и гидравлический расчеты проводят с целью определения ширины по дну крупных проводящих каналов. Непосредственно ширина каналов по дну находится гидравлическим расчетом. В этом расчете ширина канала по дну определяется методом подбора и принимается такой чтобы в расчетный период канал отводил всю поступающую воду и уровень воды в нем не превышал бы расчетного горизонта. Следовательно, расход воды с водосборной площади (Qв) в этот период должен быть равен расходу воды по каналу, т. е. пропускной способности канала (Qк). На осушаемой площади в расчетный период корнеобитаемый слой почвы не должен подтапливаться. Поэтому должно быть соблюдено равенство Qв=Qк.

Поскольку Qв=qр – F, а Qк=ω – υ, должна проектироваться такая ширина канала, чтобы в расчетный период соблюдалось равенство

Qр – F= ω – υ, где

Qр – расчетный модуль стока, л-сек/га;

F – площадь водосбора, га;

ω – поперечное живое сечение канала, м2 ;

υ – скорость течения воды в канале, м/с.

При гидрологическом расчете нужно решить три вопроса:

1. На какие воды производить расчеты, т. е. определить расчетный период и расчетную обеспеченность.

2. Как определить расчетный модуль стока.

3. Каким принять положение расчетного горизонта воды в канале.

Для создания на осушенных землях оптимального водно-воздушного режима важнейшим требованием является освобождение от гравитационной влаги корнеобитаемой зоны почвы к началу роста корней древостоя, предотвращение даже кратковременного затопления этой зоны на протяжении всего периода вегетации.

Чтобы выполнить эти требования расчетный модуль стока должен быть больше самого высокого его значения, вычисленного на данный период. Поскольку подтопление корневых систем в период весеннего половодья не наносит существенного вреда древесным растениям и является на осушенных лесных землях допустимым, расчетное значение модуля стока допустимо принимать меньше максимального.

Этим двум условиям отвечает послепаводковый модуль стока, в связи с чем, при осушении лесных земель расчеты следует проводить на послепаводковые воды, а в качестве расчетного времени принимать весну.

Расчетные модули стока при осушении лесных земель принимают с обеспеченностью 25%,при осушении лесопарков 10%.

При такой обеспеченности модули стока равные расчетному или превышающие его будут наблюдаться, в среднем, соответственно, 1 раз в 4 года или 1 раз в 10 лет.

Для упрощения, в курсовом проекте за расчетный период принимаем лето, и расчет производим на средневысокие летние воды, модуль стока которых рассчитываем по формуле А. А. Дубаха:

Qр = , где

Qр – расчетный модуль стока, л-сек/га;

F – площадь водосбора, га;

I – средний уклон канала (местности);

K – коэффициент прихода-расхода влаги.

Для Ивановской области k = 1,1

Следовательно, расчетный модуль стока на осушительном участке будет равен:

Qр ==0,14 л-сек/га

Положение расчетного горизонта воды принимается ниже бровки канала после осадки торфа при осушении лесных земель на 0,2-0,3 м, при осушении лесопарков на 0,3-0,4 м.

Расход воды с водосборной площади составит:

Qв= qр – F

Qв=0,14 – 12000=1680 л-сек=1,68 м3 /га.

Подбор ширины магистрального канала по дну (b) начинают обычно с минимального значения, т. е. 0,4 м. При этой ширина определяют скорость течения и расхода воды, для чего находим следующие показатели необходимые для расчета:

1. Площадь поперечного живого сечения (ω), т. е. часть поперечного сечения занятого водой, которую вычисляем по формуле:

ω=(b + m – hпр )- hпр, где

M – коэффициент откоса;

B – ширина канала по дну, м;

Hпр – расчетная глубина воды в канале, м.

Расчетная глубина воды в канале принимается ниже бровки канала после осадки торфа на 0,3 м.

В курсовом проекте проектируется глубина уровня воды в канале 1,0 м, т. к. глубина магистрального канала после осадки торфа равна 1,3 м.

Коэффициент откоса для магистрального канала равен 1,0.

Задаем ширину канала по дну 1,0 м, тогда

ω=(1,0 + 1,0 – 1,0)- 1,0=2 м2

2. Смоченный периметр (χ) определяем по формуле:

χ = b + 2hпр –

χ = 1,0 + 2-1,0-=3,83 м

3. Гидравлический радиус определяем по формуле:

м

4. Скоростной коэффициент (с) определяем по формуле Н. Н. Павловского:

, где

N – коэффициент шероховатости русла, принимаем для торфяников равным 0,3;

Y – переменная величина показателя степени при радиусе меньше метра, определяем по формуле:

Y=1,5-

Y=1,5-=0,26 , тогда

=28,12

5. Скорость течения воды определяем по формуле равномерного движения воды в открытых водотоках (формула Шизи):

υ= , где

υ – скорость течения воды, м/с;

R – гидравлический радиус, м;

I – уклон дна канала в рассчитываемом сечении.

υ==0,79 м/с

6. Расход воды (м3 /сек) канала рассчитываем по формуле:

Qк=ω-υ , где

ω – поперечное живое сечение канала, м2 ;

υ – скорость течения воды в канале, м/с.

Qк=2-0,79=1,58 м3 /сек

Полученный расход сравниваем со значением расчетного значения воды с водосборной площади Qв. При сравнении этих значений допускается расхождение ±10%. В наших расчетах эта разница составила:

Qв – Qк=1,68 – 1,58=0,10 м3 /сек и составила 6%.

IX. Определение объемов земляных работ

Объем выемки грунта собирателя №2 вычисляем между каждой парой последующих пикетов по формуле:

V=(F1 + F2 )-l /2 , где

F1 ,F2 – площади поперечных сечений канала на двух соседних пикетах, м2 ;

L – расстояние между пикетами, м;

V – объем выемки грунта, м3 .

Площади поперечных сечений на каждом пикете вычисляем как площади трапеции по формуле:

F=(B+ b)-Tпр/2 , где

B, b – ширина канала по верху и по дну, соответственно, м;

Тпр – проектная глубина канала, м.

Ширину каналов по верху на каждом пикете вычисляем по формуле:

В=2-m-Тпр+ b

Полученные данные по собирателю №2 приведены в таблице 5.

Ведомость объемов земляных работ по устройству собирателя №2

Таблица 5

№№ пикетовГлубина канала, мШирина канала, мПлощадь поперечного сечения, м2Средняя площадь поперечного сечения, м2Растояние между пикетами, мОбъем выемки грунта, м3Коэффициент откоса
По дну (b)По верху (В)
123456789

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1,45

1,43

1,41

1,39

1,39

1,39

1,39

1,40

1,41

1,43

1,45

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

2,58

2,55

2,52

2,49

2,49

2,49

2,49

2,50

2,52

2,55

2,58

2,45

2,11

2,06

2,01

2,01

2,01

2,01

2,02

2,06

2,11

2,45

2,28

2,09

2,04

2,01

2,01

2,01

2,02

2,04

2,09

2,28

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

228

209

204

201

201

201

202

204

209

228

0,75

∑=2087 м3

Объем земляных работ по устройству собирателей №№ 1,3,4 рассчитываем по формуле:

V=(В+ b)- Тпр-L/2 , где

L – длина канала, м

Vс1 =Vс3 =2151 м3 , Vc4 =2160 м3

Всего объем земляных работ по собирателям равен:

Vобщ= Vс1 + Vс2 + Vс3 + Vc4

Vобщ=8549 м3

Объем земляных работ по устройству осушителей рассчитываем аналогично собирателям.

Объем земляных работ осушителям впадающим в собиратель №1 равен 11879 м3 .

Объем земляных работ осушителям впадающим в собиратель №2 равен 11879 м3 .

Объем земляных работ осушителям впадающим в собиратель №3 равен 10074 м3 .

Объем земляных работ осушителям впадающим в собиратель №4 равен 11879 м3 .

Общий объем земляных работ по осушителям равен 45711 м3 .

Расчет объема земляных работ по устройству магистрального канала.

Сначала находим ширину канала по верху по формуле:

В=2-m-Тпр+ b

Затем вычисляем объем по формуле:

V=(В+ b)- Тпр-L/2

Таким образом объем земляных работ по магистральному каналу составляет:

В=2-1,0-1,72+ 1,0=4,44 м

V=(4,44+ 1,0)- 1,72-1140/2=5333 м3

Объем земляных работ по устройству водоемов определяем по формуле:

Vв=a-b-c, где

A, b, c – ширина, длина и глубина водоема, соответственно, м.

В курсовом проекте запроектировано строительство трех водоемов глубиной 3 м, шириной 20 м, длиной 20 м.

Следовательно, объем земляных работ по ним равен

Vобщ= V1 + V2 + V3

V1 =V2 =V3

V1 =20-20-3=1200 м3

Vобщ= V1 + V2 + V3 =3600 м3

Общие данные по объемам земляных работ приведены в таблице 6.

Сводная ведомость объемов земляных работ по всей осушительной сети

Таблица 6

№ ппНаименование каналаДлина канала, мГлубина канала, мШирина канала, мПлощадь поперечного сечения, м2Объем выемки грунта, м3Коэффициенты откосов
По дну (b)По верху (В)
123456789

1

2

Магистральный канал

Собиратели:1

2

3

4

1140

995,6

1000

995,6

1000

1,72

1,45

1,45

1,45

1,45

1,00

0,4

0,4

0,4

0,4

4,44

2,58

2,58

2,58

2,58

4,68

2,16

2,16

2,16

2,16

5333

2151

2087

2151

2160

1,0

0,75

0,75

0,75

0,75

Итого по проводящей сети: 13882
3

Осушители: квI

КвII

КвIII

КвIV

6981,8

6981,8

5984,4

6981,8

1,32

1,32

1,32

1,32

0,3

0,3

0,3

0,3

2,15

2,15

2,15

2,15

1,62

1,62

1,62

1,62

11879

11879

10074

11879

0,7

0,7

0,7

0,7

Итого по регулирующей сети: 45711
Всего по проводящей и регулирующей сети 59593

После того как мы суммарное количество объемов земляных работ которое равно 59593 м3 , определяем объем выемки грунта на 1га осушаемой площади. Поскольку общая площадь осушаемой территории составляет 400га, объем выемки грунта на 1га составит:

Vобщ/F

По магистральному каналу 5333/400=13,33 м3 /га

По собирательным каналам 8549/400=21,37 м3 /га

По осушительным каналам 45711/400=114,28 м3 /га

Всего по проводящей и регулирующей сетям:

W= Vобщ/F=59593/400=148,98 м3 /га

X. Степень канализации. Смета затрат на производство работ.

1. Степень канализации

Степень канализации осушаемой территории вычисляем отдельно для проводящей и регулирующей сетям, путем деления протяженности каналов на осушаемую площадь.

Для проводящей сети степень канализации равна:

Ск=Lобщ/F=5131,2/400=12,83 м/га

Для регулирующей сети степень канализации равна:

Ск=Lобщ/F=26929,8/400=67,33 м/га

Для всей осушительной сети степень канализации равна:

Скобщ =Lобщ/F=32061/400=80,2 м/га

2. Смета затрат на производство работ

Строительство осушительной сети начинается с трассоподготовительных работ, включающих:

1) Разрубку трасс

2) Трелевку древесины

3) Корчевку пней

В курсовом проекте ширина трассы под магистральный канал принимается равной 16,0 м, под собирательные каналы – 12,0 м, под осушительные каналы – 10,0 м.

Разрубку, трелевку и корчевку проводят в том случае, когда средний диаметр древостоя больше 12 см.

Таксационная характеристика древостоя осушаемой территории приведена в таблице 7.

Таксационная характеристика елового древостоя

Таблица 7

Аср, летДср, смНср, мБонитетПолнота, ед.W на 1га, м3Wобщ при П=0,6, м3Средний объем хлыста, м3
8011,411,9V0,6199119,40,07

Средний объем хлыста определяем по сортиментным таблицам Н. П. Анучина.

Сначала определяем разряд высот по диаметру и высоте. В нашем случае для еловых насаждений разряд высот – IV. Средний диаметр древостоя (Дср) равен 11,4 см (определен по таблицам хода роста).

По проводящей сети:

Для магистрального канала 16,0-1140=18240 м2 ;

Для собирательных каналов 12,0-3991,2=47894,4 м2 .

По регулирующей сети:

Для осушительных каналов 10,0-26929,8=269298 м2 .

Всего по осушительной сети общая площадь разрубки трасс составляет:

Sобщ=18240+47894,4+269298=335432,4 м2 =33,54 га

Средний объем хлыста составляет 0,07 м3 . запас на 1га составляет119,4 м3 /га. Поэтому общий вырубаемый запас будет равен:

Sобщ-Wср=33,54-119,4=4004,7 м3 .

В курсовом проекте принять:

Тракторист 12 разряда с дневной тарифной ставкой 14,72р.

Вальщик 10 разряда с дневной тарифной ставкой 11,52р.

Помощник вальщика 8 разряда с дневной тарифной ставкой 8,96р.

Сучкоруб 6 разряда с дневной тарифной ставкой 7,04р.

Норма на человека принимается 4,8 м3 /день

Количество рабочих дней в месяце принимается 24.

Количество рабочих дней в году принимается 288.

В затратах принято:

Стоимость бензопилы – 2100р.

Стоимость трактора-трелевщика – 650000р.

Стоимость 1л дизтоплива – 7р.

Стоимость 1л бензина – 6р.

В общей смете затрат начисления на зарплату составляют 42,1%.

Затраты на непредвиденные расходы в общей смете 10%.

Затраты на выплату дополнительной зарплаты прииняты 35% к основной зарплате.

К общему фонду зарплаты на дополнительную оплату бригадиров лесозаготовительных бригад предусматривается 10%.

При норме выработки 4,8 м3 /день для разрубки трасс потребуется 834,3 человекодней.

В связи с тем, что валка леса производится бригадой в количестве 4-х человек, комплексная норма выработки на бригаду составит

4,8-4=19,2 м3 /смену,

Следовательно, на вырубку общего запаса потребуется

4004,7/19,2=208,58 смен.

Комплексные затраты бригады на вырубку трассы составят:

1) Вальщика леса при дневной тарифной ставке 11,52р. 11,52-208,58=2402,84р.

2) Помощника вальщика леса при дневной тарифной ставке 8,96р. 8,96-208,58=1868,88р.

3) 2-х сучкорубов при дневной тарифной ставке 7,64р. 7,64-208,58-2=2936,81р.

Таким образом, общий фонд зарплаты вальщика, помощника вальщика и 2-х сучкорубов составит 7208,53р.

При комплексной выработке бригады 19,2 м3 /смену и продолжительности вырубки 4 месяца потребуется 2 бригады.

Стоимость бензопил составит 4200р.

Общие затраты на горючесмазочные материалы для бензопил, при норме расхода 10л/смену и стоимоси 1л бензина 6р., составят:

208,58-10-6=12514,69р.

Общие затраты на валку леса приведены в таблице 8.

Расчет затрат на валку леса

Таблица 8

Наименование применяемой техникиКоличество единицСтоимость единицы, р.Общая стоимость, р.Общий объем вырубаемой древесины, м3Комплексная норма в смену, м3Общий фонд зарплаты, р.Общее количество ГСМ, лСтоимость 1л ГСМ, р.Общие затраты на ГСМ, р.Всего затрат, р.
Бензопила “Урал-5”2210042004004,719,27208,532085,8612514,6923923,22

Таким образом на разрубку трасс потребуется 23923,22р.

Трелевку леса в курсовом проекте предусматривается проводить трелевщиком ЛХТ-55.

При объеме хлыста 0,07 м3 норма выработки в смену составит:

4004,7/44,5=89,99≈90 машиносмен.

При дневной тарифной ставке тракториста 14,72р. общий фонд зарплаты составит:

14,72-90=1324,8р.

При продолжительности трелевочных работ 4 месяца или 96 дней, вырубленный запас будет стрелеван одним трактором в объеме:

44,5-96=4272 м3 ,

Следовательно, потребуется:

4004,7/4272=0,94≈1,0 трактор-трелевщик.

При норме расхода ГСМ 100л/смену общие затраты на ГСМ, при стоимости 1л дизтоплива 7р., составят:

90-100-7=63000р.

Стоимость трелевочного трактора за единицу 650000р.

Общие затраты на трелевку приведены в таблице 9.

Расчет затрат на трелевку леса

Таблица 9

Наименование применяемой техникиКоличество единицСтоимость единицы, р.Общая стоимость, р.Общий объем трелевочной древесины, м3Комплексная норма в смену, м3Общий фонд зарплаты, р.Общее количество ГСМ, лСтоимость 1л ГСМ, р.Общие затраты на ГСМ, р.Всего затрат, р.
ЛХТ-5516500006500004004,744,51324,89000765000714324,8

Корчевка пней

Корчевку пней предусматривается производить корчевателем Д-695А, дневная производительность которого составляет 0,5 га/смену.

Корчевка трассы под каналы производится на их ширину по верху (В).

Площадь корчевки по каналам Sобщ=L-B (м2 ) составляет:

Для магистрального канала S=1140-4,44=5061,6 м2 ;

Для собирательных каналов S=(1000-2+995,6-2)-2,58=10297,3 м2 ;

Для осушительных каналов S=(6981,8-3+5984,4)-2,15=57899,1 м2 .

Общая площадь корчевки составляет 73258 м2 =7,33га.

При норме выработки 0,5га/смену для раскорчевки трасс потребуется

7,33/0,5=14,66 машиносмен.

При продолжительности работ по корчевке в течение 1 месяца или 24 дней потребуется:

14,66/24=0,62≈1 корчеватель.

Стоимость одной единицы корчевателя 650000р.

Расход ГСМ 100 л/смену, при цене за 1л – 7р., общие затраты на ГСМ составят:

14,66-100-7=10262р.

В целом общие затраты на корчевку пней по осушительной сети приведены в таблице 10.

Расчет затрат на корчевку пней

Таблица 10

Наименование применяемой техникиКоличество единицСтоимость единицы, р.Общая стоимость, р.Общая площадь корчевки, м2Комплексная норма в смену, м2Общий фонд зарплаты, р.Общее количество ГСМ, лСтоимость 1л ГСМ, р.Общие затраты на ГСМ, р.Всего затрат, р.
Д-695А16500006500007,330,5215,81466710262660477,8

Земляные работы

Производство земляных работ проектируется осуществлять механизированным способом.

На осушаемой площади глубина торфа составляет 0,4 м, поэтому следует применять Э-352; его производительность составляет 75 м3 /ч или 600 м3 /смену.

Объем земляных работ по всей осушительной сети, включая устройство противопожарных водоемов, составляет 63193 м3 . Следовательно, необходимо:

63193/600=105,3 машиносмен.

При продолжительности выполнения земляных работ в течение 3 месяцев или 72 дней потребуется:

105,3/72=1,46≈1 единица техники.

При тарифной ставке экскаваторщика 14,72р., общие затраты по фонду зарплаты составят:

105,3-14,72=1550р.

Для выполнения общего объема земляных работ необходимо приобрести 1 экскаватор на общую стоимость 650000р.

При норме расхода топлива 100л/смену и стоимости 1л – 7р., общие затраты на ГСМ составят:

105,3-100-7=73710р.

Общие затраты на выполнение земляных работ по всей осушительной сети приведены в таблице 11.

Расчет затрат на земляные работы по осушительной сети

Таблица 11

Наименование применяемой техникиКоличество единицСтоимость единицы, р.Общая стоимость, р.Общий объем земляных работ, м3Комплексная норма в смену, м2Общий фонд зарплаты, р.Общее количество ГСМ, лСтоимость 1л ГСМ, р.Общие затраты на ГСМ, р.Всего затрат, р.
Э-352165000065000063193600155010530773710725260

Таким образом, на земляные работы потребуется 725260р.

Строительство дорог

На осушаемой площади дороги проектируется построить вдоль магистрального канала, собирателей №№1,2,3,4, вдоль осушителей к противопожарным водоемам.

Дороги проектируется устраивать по кавальерам и для их строительства используется 50 % грунта от рытья каналов.

Общая длина дорог, включая к противопожарным водоемам, составляет:

1140+4000+2100=7240 м.

Объем грунта для строительства дорог составит:

Вдоль осушителей V= 1,62-2100-0,5=1710 м3 ;

Вдоль собирателей V=2,16-400-0,5=4320 м3 ;

Вдоль магистрального канала V=4,68-1140-0,5=2667,6 м3 .

Общий объем грунта для строительства дорог составит Vобщ=8688,6 м3 .

Для строительства дорог используется болотный бульдозер Д-607 с производительностью 560 м3 /смену, следовательно, необходимо:

8688,6/560=15,52 машиносмен.

При тарифной ставке бульдозериста 14,72р., общий фонд зарплаты составит:

14,72-15,52=228,45р.

При норме расхода ГСМ 100 л/смену и стоимости 1л – 7р., затраты на ГСМ составят:

15,52-100-7=10864р.

При продолжительности строительства дорог в течении 14 дней потребуется 1 бульдозер.

В курсовом проекте предусмотрено строительство дорог с применением арендуемого бульдозера. Стоимость аренды предусмотрена в смете капитальных затрат в объеме 10% от его стоимости.

Общие затраты на строительство дорог приведены в таблице12.

Расчет затрат на строительство дорог

Таблица 12

Наименование применяемой техникиКоличество единицСтоимость единицы, р.Общая стоимость, р.Общий объем земляных работ, м3Комплексная норма в смену, м2Общий фонд зарплаты, р.Общее количество ГСМ, лСтоимость 1л ГСМ, р.Общие затраты на ГСМ, р.Всего затрат, р.
Д-6071(аренда)65000650008688,6560228,45155271086476092,45

Строительство мостов

Для строительства мостов через магистральный канал выбираем тип моста. В основе расчетов ширины пролета моста примерно равна ширине магистрального канала по верху; высота насыпи не менее1 м и не более 1,5 м.

Выбираем тип моста Г-4,5 с расчетным пролетом 4,5 ми высотой насыпи 1,5 м стоимостью 8310р.

Так как в курсовом проекте предусмотрено 2 моста, то общая стоимость составит 16620р.

Строительство трубопереездов

На осушаемой территории предусматривается построить 3 трубопереезда.

Расход воды по расчетам (пропускная способность канала) составляет 1,58 м3 /сек. Исходя из этого, выбираем тип трубопереезда ТП-120 с диаметром трубы 120 см, стоимостью 3860р.

Общая стоимость трубопереездов составит 11580р.

Сводная смета затрат приведена в таблице 13.

Сводная смета затрат и себестоимость лесомелиоративных работ по осушительной сети

Таблица 13

XI. Экономическая эффективность осушения. Срок окупаемости проекта.

Экономическая эффективность определяется в основном повышением продуктивности леса за счет улучшения почвенно-гидрологических условий местопроизрастания древостоев.

Повышение производительности леса (лесоводственная эффективность) в результате осушения определяется через увеличение текущего прироста насаждений, м3 /год.

Увеличение текущего прироста определяем по таблицам хода роста или справочным таблицам справочника гидролесомелиоратора (Е. Д. Сабо и др.).

Эффективность осушения для ельников сфагновых V класса бонитета приведена в таблице 14.

Лесоводственная эффективность осушения

Таблица 14

ПериодыПрирост, м3 /га
После осушенияДо осушенияДополнительный за годОбщий дополнительный на 1 гаНа всем осушаемом участке
123456

I

II

3,8

6,8

0,8

0,8

3,0

6,0

30

60

10993,8

21987,6

Примечание : Из общей площади осушаемого участка (400га) исключена общая площадь под разрубку трасс (33,54га).

За 10-летний период планируется получить дополнительный прирост в объеме 10993,8 м3 .

В денежном выражении, при стоимости дровяной древесины для лиственных – 100р. за 1 м3 , для хвойных – 150р. за 1 м3 , это составит, для хвойных, 1649070р. в среднем за год это составляет 164907р.

Срок окупаемости капитальных вложений проекта будет равен общим затратам деленным на прибыль, полученную от реализации дополнительного прироста древостоя, и составит:

721428,96/164907=4,4 года.

Из расчетов следует, что все капитальные затраты на строительство гидролесомелиоративной сети окупятся за 4 года и через этот период, в результате осушения, участок начнет приносить чистую прибыль.

Вывод

Из приведенных в курсовом проекте расчетов можно сделать заключение, что гидролесомелиорация является на данном участке, а также на других территориях с подобными почвенно-климатическими условиями, перспективной и экономически выгодной. В результате осушения можно добиться повышения производительности лесов за счет увеличения доходности 1га заболоченных покрытых лесом площадей.

Литература

1. Гидротехническая мелиорация лесных земель – метод. указания, 1993

2. Лесная таксация – метод. Указания и рабочие таблицы, 1976

3. Нормы выработки на лесохозяйственные работы

4. Анучин М. П.- Сортиментно-товарные таблицы, 1968

5. Сабо Е. Д.- Справочник гидролесомелиоратора, 1997

6. Справочник лесоустроителя, 1978

Третьяков А. В., Горский Н. В.- Справочник таксатора


Гидромелиорация, ее сущность