Освоение заболоченных и заторфованных территорий

Московский Архитектурный  Институт

(Государственная Академия)

 

Кафедра градостроительства

«Инженерная подготовка и  благоустройство городских территорий»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

Освоение заболоченных и  заторфованных территорий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент 4 курса 11 группы Солдатов В.А.

Осушение избыточно увлажненных и заболоченных территорий имеет важное значение в различных отраслях хозяйства. После проведения необходимых гидромелиоративных и агротехнических мероприятий эти потенциально богатые земли переходят в разряд весьма ценных сельскохозяйственных угодий. В лесном хозяйстве осушение заболоченных территорий применяют для улучшения роста древесных пород, в строительстве — при освоении заболоченных площадок и прокладке дорог.

Наконец, осушение обводненных и  заболоченных участков служит оздоровлению и благоустройству местности.
На осушенных, окультуренных болотах складывается свой микроклимат, повышаются температуры почвы и приземного слоя воздуха, уменьшается влажность почвы и относительная влажность воздуха, увеличивается суточная амплитуда температуры. Осушение улучшает аэрацию почв, повышает их пористость, способствует обогащению их питательными веществами (нитратами), в связи с чем увеличивается интенсивность микробиологических процессов. В результате осушения понижается уровень грунтовых вод и талые воды весной не застаиваются. Почва быстро просыхает. Улучшается микрорельеф территории, облагораживается весь природный комплекс.

Площадь болот в бывшем СССР составляет около 190 млн. га, заболоченных минеральных земель, используемых в сельском хозяйстве, - более 20 млн. га. Заболачиванию подвержены также десятки миллионов гектаров лесных угодий. В неосушенном состоянии болота практически не дают сельскохозяйственной продукции. Избыточное увлажнение минеральных земель приводит к сильному снижению их продуктивности. 
   В России заболочены большие лесные массивы. Их осушение - коренное средство значительного повышения продуктивности лесов, улучшения условий их эксплуатации, правильного ведения лесного хозяйства. Осушение лесов повышает их класс бонитета, увели-чивает годовой прирост древесины, улучшает видовой состав древостоя. 
   Торф добывают на топливо, для приготовления органических удобрений и для подстилки в животноводческих помещениях. Для добычи торфа необходимо осушение его месторождений. С этой целью строят специальную осушительную сеть, учитывающую специфику технологии торфодобычи. Оставшиеся после выработки торфа карьеры используют в сельскохозяйственном производстве. 
    Осушительные работы проводят также на территориях животноводческих комплек-сов, строительных площадок, дорог, аэродромов, населенных пунктов при подтоплении и затоплении, для улучшения санитарного состояния местности, для борьбы с малярийным комаром. 
    Осушаемые земли в основном используют под пастбища, сенокосы, посевы зерновых и кормовых культур.

 

Характеристика  основных типов гидрогеологических условий переувлажненных земель

Тип гидрогео-логических условий	Основная  геоморфологическая приуроченность	Геологическое строение покровных отложений	Характеристика  подземных вод	Воды, принимающие  участие в переувлажнении земель	Основные  способы осушения	Оценка  сложности гидрогео-логических условий
1	Болота в котловинах на моренных, озерно-ледниковых, озерных  равнинах	Однослойная толща	Болотные воды	Атмосферные осадки, верховодка	Горизонтальный  дренаж, нагорные каналы	Простые
2	Болота в понижениях донно-моренного ландшафта, на озерно-аллювиальных равнинах	Двухслойная толща  с более водопроницаемым основанием залежи	Болотные и грунтовые  воды	Атмосферные осадки, верховодка и грунтовые воды	То же, и редкая сеть глубоких каналов	«
3	Болота в котловинах среди камов, озов, дюн, на древних  речных равнинах	Однослойные грунты	Болотные воды и  выклинивание грунтовых вод у  бор-тов	То же	Горизонтальный  дренаж, ловчие каналы	Средней сложности
4	Болота в понижениях зандровых, морских равнин, аллювиальных террас	Однослойная и двухслойная  толща	Единые комплексы  болотных и грунтовых вод	Грунтовые воды и  атмосферные осадки	Горизонтальный  дренаж, ловчие каналы	То же
5	Болота в понижениях конечных морен	Однослойная и двухслойная  толща	Болотные и грунтовые  воды взаимосвя-заны	Грунтовые воды, атмосферные  осадки и склоновый сток	Горизонтальный  дренаж и нагорно-ловчие каналы	«
6	Болота в понижениях флю-виогляциальных озерных и аллювиальных равнин, в лощинах, ложбинах	Многослойна я двухпластовая  система. Торф, глины, пески	Грунтовые воды имеют  локальную связь с болотными  водами	Атмосферные осадки и грунтовые воды	Горизонтальный  дренаж и ловчие каналы	«
7	Болота на низких террасах рек, на склонах возвышенностей коренных пород, на конусах выноса	Двухслойная толща. Торф подстилается песками и частично глинами	Болотные и грунтовые  воды взаимосвязаны, наиболее переувлажнены  прибортовые части	Грунтовые воды и  атмосферные осадки	Горизонтальный  дренаж, учащенный со стороны склона	То же
8	Болота на древних  речных долинах и озерно-ледниковых равнинах	Многослойная толща. Торф на чередующихся прослоях песков и глин	Болотные и грунтовые  воды (безнапорные и напорные) образуют единые комплексы, области питания  их незначительно удалены	Грунтовые и напорные воды, а также атмосферные осадки	Горизонтальный  дренаж, редкая сеть глубоких каналов, разгрузочные скважины	Сложные
9	Болота в притеррасьях  речных долин, в  ложбинах	Двухслойная  толща. Торф  и песок  (гравий)	Болотные и  напорные  грунтовые воды,  залегающие в  песках, выходы  верховодки	Напорные воды  и атмосферные  осадки	Вертикальный  дренаж,  глубокий  горизонтальный  дренаж)  разгрузочные  скважины	Сложные
9а	Болота на  предглинтовых  низменностях, в  поймах рек	Двухслойная  толща. Торф  залегает на  обводненных  коренных  породах  (известняках,  гранитах и  пр.)	Болотные и  напорные воды  трещинного типа  взаимосвязаны,  области литания  значительно  удалены	Напорные и  грунтовые воды,  а также  атмосферные  осадки	Систематический сгущенный  горизонтальны  и или  вертикальный  дренаж, ловчие  дрены	«
10	Болота в понижениях  моренных равнин,  болота староречий,  приморские  низменности	Многослойная  толща.  Торф на  слабоводопроницаемом  основании  (суглинки и  др.), ниже  пески,  галечники	Напорные воды  имеют  площадную  связь с  болотными  водами	Напорные воды,  поверхностный  стоки  атмосферные  осадки	Вертикальный  дренаж,  горизонтальны  и дренаж с  разгрузочными  скважинами,  нагорные  каналы	«
10а	Болота в котловинах  среди сельг, в глубоких  депрессиях плато	Многослойная  толща.  Торф и  переслаивающиеся  четвертичные  отложения на  обводненных  коренных  породах	Напорные воды  отличаются  высокой  водообильностью, постоянством  режима	То же	Учащенный глубокий  горизонтальный  дренаж	Сложные
11	Болота в глубоких  понижениях на  современных поймах, в  дельтах рек	Многослойная  толща:  торф.  суглинки.  пески с  локально  размытым  относительным  водоупором	Единые  водоносные  комплексы с  основной  взаимосвязью  через  гидрогеологические «окна»	Напорные воды  и склоновый  сток	Глубокий  горизонтальный  дренаж,  разгрузочные  скважины,  вертикальный  дренаж	«
11а	Болота на  предглинтовых  низменностях, в  глубоких лощинах	То же, на  коренных  породах	То же	То же	Горизонтальный  дренаж,  разгрузочные  скважины,  нагорные  каналы	«
12	Болота в понижениях  современных озерных и  озерно-аллювиальных  равнин	Многослойная  толща:  торф на  прослоях  песков и  суглинков	Болотные воды  взаимосвязанны  с грунтовыми,  напорными и  озерными  водами	Грунтовые и  напорные воды, а  также  атмосферные  осадки	Горизонтальный  дренаж,  ловчие каналы	«

 

   При грунтово-напорном типе водного питания осушать объекты  наиболее сложно. Заболоченные земли располагаются обычно в нижних частях склонов, в долинах и поймах рек. Напорный водоносный пласт расположен между двумя слабопроницаемыми слоями. Грунтовые воды находятся под напором вследствии геодезической разности высот мест их формирования и разгрузки. Пьезометрический уровень напорных вод располагается как в зоне верхнего слабопроницаемого слоя, так и выше поверхности земли. Воды обычно минерализованные. На некоторых объектах имеются сообщающиеся напорные горизонты. Напорное питание может проявляться в подпитывании грунтовых вод через окна в водоупоре, подстилающем водоносный слой. Образуются низинные болота. Метод осушения характеризует основной принцип воздействия на неблагоприятный водный режим переувлажненных земель с целью преобразования его в оптимальный для их хозяйственного использования. Метод осушения определяет направленность мелиоративных мероприятий, принимается в зависимости от типа водного питания осушаемых земель с учетом характера их использования.Методы осушения земель

Тип водного питания	Метод осушения
	Основной	Дополнительный
Грунтово-напорный	Понижение пьезометрических уровней и уровней грунтовых  вод на объекте	Понижение пьезометрических уровней за пределами объекта  осушения

Ловчие каналы. Ловчие каналы или дрены – разновидность оградительной сети, предназначенной для перехвата и понижения уровня грунтовых и грунтово-напорных вод, притекающих к осушаемой площади со стороны внешнего водосбора. Обычно их располагают в зоне выклинивания грунтовых вод в виде родников, а при наличии напорных грунтовых вод – вдоль линии наибольших пьезометрических напоров. Практически для речных долин это будет линия перехода коренного берега к пойме (рис. 7). При осушении болот в случае равномерного входа грунтового потока ловчие каналы следует располагать поперек потока грунтовых вод, вдоль границы торфяной залежи, а при сосредоточенных выходах - по воронкам минерального дна. 
    Для того чтобы ловчий канал наиболее эффективно перехватывал грунтовые воды и способствовал уменьшению их напора, нижняя часть его сечения должна врезаться в грунты, насыщенные водой. Поэтому, если ловчий канал трассирует по болоту или минеральным землям, то его глубину устанавливают в пределах 1,5 – 2 м, но с обязательным условием заглубления в подстилающие, хорошо водопроницаемые водоносные грунты не менее чем на 0,5 м. 
    При глубоком залегании напорного водоносного горизонта устройство открытых ловчих каналов по технико-экономическим соображениям нецелесообразно. В этом слу-чае возможно применение самоизливающихся трубчатых колодцев, установленных через 20 – 40 м, устройство закрытого горизонтального головного дренажа, а в приемлемых гидрогеологических условиях – вертикального дренажа. 

 

Деревянный дренаж - трубчатый, жердяной и фашинный - применяется, главным образом, на торфяных почвах. Он делится на дренаж из прямоугольных деревянных труб и дренаж из круглых деревянных труб. В первом случае из досок толщиной 1 - 2см и шири-ной 7-15см сколачиваются длинные грубы прямоугольного сечения и перекрываются сверху дерном, затем землей. Применяют этот вид дренажа преимущественнo на глубоких торфяных болотах, дающих сильную осадку. При дренаже из круглых деревянных применяют 2 вида труб: 1) составленные из двух половинок бревен, распиленных по длине с вырезанным желобом посредине; 2) согнутые из фанеры.    

 Пескование (глинование) - способ улучшения водно-физических свойств торфяно-болотных почв путем смешивания их с минеральным грунтом-песком (глиной), что повышает несущую способность торфяной почвы, снижает опасность возникновения пожа-ров, появления радиационных заморозков, ветровой эрозии, улучшает водный режим корнеобитаемого слоя.   

Осушение является составной  частью работ по добыче торфа; оно  применяется при добыче других полезных ископаемых открытым способом (уголь, железная руда и др.) Торф добывают на топливо, для приготовления органических удобрений и для подстилки  в животноводческих помещениях. Для организации добычи торфа необходимо осушение его месторождений. С этой целью строят специальную осушительную сеть, учитывающую специфику технологии торфодобычи. Оставшиеся после выработки торфа карьеры используют в сельскохозяйственном производстве. 

 

 

Термокарстовое понижение.

 

 

Территории заторфованных грунтов, подверженные затоплению, могут быть использованы в инженерно-строительных целях после проведения мероприятий по их уплотнению и поднятию отметок поверхности. Основным способом инженерной защиты в данном случае является присыпка песчано-гравийной смесью. Профессиональный подход к обоснованию мощности присыпки позволяет достигать максимальной консолидации торфяных грунтов в оптимальные сроки и должен основываться на комплексном учете физико- механических свойств торфов, включая их изменение во времени.

Реализация сложных и масштабных экономических задач должна проводиться с учетом охарактеризованных основополагающих природно-техногенных факторов, определяющих зоны риска развития опасных геологических процессов. По степени сложности освоения следующие участки.

К сложным территориям для строительства и эксплуатации сооружений и зданий относятся заболоченные, покрытые торфом поймы и низкие надпойменные террасы большинства перечисленных рек, а также прибрежные равнинные территории. На этих участках происходит развитие наледей, термокарста, пучение и растрескивание грунтов, наблюдается подтопление, боковая и глубинная эрозия, возможно разжижение грунтов.

 

Остатки противоналедного сооружения.

 

К средней сложности относятся  междуречные водораздельные пространства и высокие надпойменные террасы рек и ручьёв, на бортах которых формируются оползни, овраги, промоины, развивающиеся как на естественных склонах, так и по дорожным кюветам.

К относительно простым отнесены слабоволнистые денудационные не заболоченные участки междуречий, с комплексом элювиальных и делювиальных отложений.

Во избежание развития опасных  экзогенных геологических процессов при освоение заторфованных территорий необходимо произвести следующие мероприятия:

− ускорить восстановление почвенного слоя и растительности;

− для регулирования естественного  стока поверхностных и грунто- вых вод произвести устройство  дренажных канав на обводнённых участках территории;

− произвести отсыпку водоотводящих валов на склонах для предотвращения размыва коммуникаций;

− организовать мониторинг природно-техногенных наледных образований по генетическим признакам: условиям их формирования и размерам, по распространению, площади и объему накапливаемого льда примеительно к выбранным наледям;

− дать характеристики процесса наледеобразования, позволяющие понять механизм, установить генезис наледеобразующих вод и  выработать приемы управления этими  процессами с учетом природно-климатических, геолого-структурных и других условий и особенностей техногенного воздействия.

Чтобы уменьшить риск опасностей  от наводнений территорий на современном уровне необходимо производить корректировку границ затопления и видов ущерба для применения соответствующих превентивных мер. При осуществлении защитных мероприятий одновременно повышается мера экологической безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.  

1. Лекции по  курсу "Осушение земель". 
 2. Костяков А.Н. Основы мелиорации. -М.: 1960. - 662 с.  
 3. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. /Богушевский А.А., Голованов А.И., Кутергин В.А. и др.; Под ред. Маркова Е.С. - М.: Колос, 1981. - 375 с. 
 4. Мелиорация и водное хозяйство. 3. Осушение: Справочник / Под ред. Б.С. Маслова. -М: Агропромиздат, 1985. - 447 с. 
 5. Практикум по сельскохозяйственным гидротехническим мелиорациям / Е.С. Марков, И.П. Айдаров, А.А. Богушевский и др..; Под ред. Е.С. Маркова. -М.: Агропромиздат, 1986. - 386 с. 
 6. СНиП 2.06.03.-85. "Мелиоративные системы и сооружения" /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 60 с. 
 7. Комплексное использование водных ресурсов и охрана природы / В.В. Шабанов, И.Г. Галямина, Э.С. Беглярова и др. - М.: Колос, 1994. - 318 с. 
 8. Мелиорация: Энциклопедический справочник./[Редкол.: И.П. Шемякин (гл. ред.) и др.; Под общ. ред. А.И. Мурашко] -Мн.: Белорус. Сов. Энцикл., 1984. - 567 с.