1. Понятие о мелиорации и гидротехнической мелиорации лесных земель, роль и значение их в системе ведения лесного хозяйства.

2. Гидравлические элементы потока и их определение (живое сечение, намоченный периметр, гидравлический радиус, уклон, скорость течения воды, расход потока).

3. Жидкий сток и анализ основных факторов, которые влияют на него.

4. Фильтрация подземных вод (закон Дарси, Шези-Краснопольского).

5. Сооружения на открытой осушительной сети и уход за ними.

6. Специальные способы осушения и случаи их использования.

7. Методы оценки лесоводственного состояния и эффективности осушения лесных земель.

8. Каптаж родников и требования к каптажным сооружениям.

9. Забор воды с источников орошения.

10. Дождевание, его преимущества и недостатки.

11. Задача.

12. Задача.

1. Слово «мелиорация» происходит от латинского слова melioratio, что означает улучшение. Это улучшение может быть достигнуто различными методами, в связи с этим и мелиорации подразделяют на лесные, культуртехнические и гидротехнические. Лесные мелиорации улучшают неблагоприятные почвенные и климатические условия биологическим методом – созданием особых насаждений специальных форм и конструкций и соответствующим образом расположенных по территории. Культуртехнические мелиорации улучшают поверхность почвы (корчевка пней, расчистка земель от кустарников, уборка камней, выравнивание поверхности, вспашка целины, специальные приемы использования болот под сельскохозяйственные культуры и т.д.)

Гидротехнические мелиорации (осушение, обводнение и водоснабжение, орошение) улучшают почвы на продолжительное время. Они улучшают водный, воздушный, а частично и питательный режим почв и поэтому являются одним из эффективных средств повышения плодородия почвы. Гидротехнические мелиорации осуществляются для различных целей, особенно большое развитие они получили на сельскохозяйственных и лесных землях.

Гидротехнические мелиорации лесных земель, проводимые в комплексе с лесоводственными, лесокультурными и другими мероприятиями, – эффективное средство повышения производительности лесов, освоения неудобных лесов и подъема лесного хозяйства в целом.

Гидротехнические мелиорации являются действенным средством подъема урожайности сельскохозяйственных культур, повышения производительности лесов о создания зеленых зон для отдыха человека. Поэтому специалисты лесного хозяйства должны уметь правильно планировать и организовывать мелиоративные работы в лесхозах, правильно строить мелиоративные системы, эксплуатировать и ремонтировать их.

2. Сечение потока плоскостью, которая перпендикулярна линии потока, называют живым сечением; площадь живого сечения потока обозначают буквой ω. На рис. 1 показаны живые сечения трубы, канала, прямоугольного русла и реки.

а б в г

Рис. 1. Живое сечение напорной трубы (а), трапецеидального канала (б), прямоугольного русла (в) и реки (г)

Намоченный периметр - это линия, по которой живое сечение прикасается до стенок, что его ограничивают; намоченный периметр обозначают буквой χ. Отношения площади живого сечения к намоченному периметру называют гидравлическим радиусом и обозначают буквой R.

R= ω/ χ

Эта величина характеризует удельную площадь живого сечения, потому что показывает, какая часть живого сечения приходится на единицу длины намоченного периметру. Легко сделать вывод, что поток с наибольшим гидравлическим радиусом при прочих равных условиях имеет минимальную силу трения, которая приложена к намоченной поверхности. Как известно из геометрии, из всех фигур минимальным периметром при одной и той же площади обладает круг. Значит напорные потоки круглого сечения имеют наибольший гидравлический радиус и минимальное сопротивление движению воды. Этим обстоятельством и объясняется использование труб круглого сечения.

Среди безнапорных такими особенностями обладают потоки полукруглого сечения. Однако сделать канал такого сечения часто препятствует ряд серьезных причин: технологическая сложность строительства, невозможность хранения такой формы в натуральном грунте без укрепления, необходимость поддерживать постоянное наполнение канала до половины диаметра и т.д. Если для создания безнапорных потоков и используются трубы круглого сечения, например, в качестве дорожных водопропускных труб, коллектора ливневой канализации и др., то их наполнение обычно превышает половину диаметра, а гидравлический радиус не достигает наибольшего значения. В большинстве случаев безнапорные каналы имеют трапецеидальную или прямоугольную форму живого сечения.

Расходом потока называется количество жидкости, которая проходит через живое сечение потока за единицу времени:

Q=W/t.

Выражается в единицах объема с делением последних на время. Отношения расхода к площади живого сечения называют средней скоростью потока и обозначают

v=Q/ω

Необходимо иметь в виду, что фактически в разных точках живого сечения настоящие скорости неодинаковы.

Уклоном канала (і) называется отношение падения канала по дну ΔН к его длине L. Уклоны выражаются в десятичных дробях и промилле.

3. Атмосферные осадки – это часть водяного пара атмосферы, которая выпадает в виде дождя, снега или града.

Количество осадков зависит от многих причин. Главная из них: отдаленность бассейна от океанов и морей, направление преобладающих ветров, рельеф местности. На количество осадков оказывает влияние даже лесистость местности.

Кроме общего количества, осадки отличаются интенсивностью, продолжительностью, а так же неравномерностью выпадения по времени и площади. Интенсивность осадков – это величина, которая ровна количеству осадков, что выпадают за единицу времени. Интенсивность выражается толщиной слоя воды, который образуется после выпадения осадков (например, мм/мин). Наблюдается следующая зависимость: интенсивность осадков, как правило, тем меньше, чем больше время их выпадения.

Важной характеристикой осадков является их распределение по времени. Неравномерность распределения зависит от климатических и морфологических особенностей территории и может варьироваться в широких пределах. Характеристикой такой неравномерности обычно является внутригодовое распределение осадков. Для проектирования гидротехнических сооружений на реках с дождевым обеспечением обычно необходимо знать как раз внутригодовое распределение. При пропуске стока из небольших водозборных бассейнов требуется знать распределение осадков на протяжении коротких периодов, например суток. Для устройства труб под пропуск паводка из бассейнов малой площади часто необходимы данные о часовой неравномерности.

При строительстве гидротехнических сооружений и их экплуатации довольно часто необходимо знать основные характеристики зимних осадков - количество дней со снеговым покровом; его толщину и относительную плотность (отношение массы снега и воды при равных объемах). В период снеготаяния и формирования половодья определяющими факторами являются запас влаги в снеговом покрове и его состояние, интенсивность снеготаяния и др.