МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙЯСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО «АРКТИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФАКУЛЬТЕТ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Реферат по дисциплине: «Инженерное обустройство территории» Тема: «Освоение заболоченных территорий» Работу выполнил: студент 3-го курса ФЛКиЗ, зем-19 Саввинов Николай Викторович Работу проверил: Слепцова Кюнняй Егоровна г. Якутск Содержание Введение……………………………………………………………………….….3 1. Географическое понятие водного объекта - болото…………………….…...4 2. Классификации болотообразования…………………………………….….…6 3. Освоение заболоченных территорий……………………………………….…8 Заключение……………………………………………………………………….13 Список использованной литературы…………………………………………...14 Введение Большая часть нашей страны насыщена болотными участками. Болота и заболоченные земли занимают в России примерно 2 млн. км2, или около 12% территории. Это элемент ландшафта, который не всегда такой безобидный, как может показаться на первый взгляд. Некоторые болота не проходимы, другие же засасывают, и выбраться из них практически невозможно, третьи таинственным образом возгораются. Самое большое количество болот сосредоточено в центральной части страны, а также на севере европейской части. Болота распространяются по всей территории России, но наибольшее их количество находится в бассейнах рек Васюган – 70%, Онега и Обь – по 25%, Печора – 20,3%, Уссури – 20%, Нева – 12,4%. Также заболоченная местность наблюдается на реках Мезень, Амур, Днепр, Западная Двина и других водных бассейнах. Уникальна заболоченность Западно-Сибирской равнины, где сосредоточены крупнейшие массивы болот, которые охватывают территорию в 1 млн. км2. Заболоченность доходит до 70%, а мощность торфяной залежи достигает 4-6 м, а местами 10 м и более. Это самый заболоченный район мира. Незаболоченными остаются только узкие пространства вдоль рек. Наступление болот на территории Западной Сибири носит прогрессирующий характер. Цель: Осушение заболоченных территорий, и инженерно-технические работы. Задачи: - географическое понятие водного объекта – болото; - изучение классификации болотообразования; - освоение заболоченных территорий; Чтобы выяснить возможности использования территории болота для нужд градостроительства, необходимо иметь исчерпывающие данные о цели осушения, о рельефе, о гидрологических условиях осушаемой площади и, главное, об условиях питания болота. 1. Географическое понятие водного объекта - болото. Болото - избыточно увлажнённый участок суши с влаголюбивой растительностью и слоем торфа более (30) см. Выделяют 3 основных типа болот: низинные, верховые и переходные. Низинные болота располагаются в долинах рек и по берегам озер. Верховые болота доминируют в таежных районах и расположены, как правило, на водоразделах. Переходные болота по питанию и характеру растительности занимают промежуточное положение между низинными и верховыми. Характерная растительность болот – мох сфагнум, пушица, клюква, багульник, на севере – карликовая береза. Верховые болота часто имеют выпуклую форму, так как мох быстрее нарастает в средней части болота. Болота возникают двумя основными путями: из-за застаивания воды на лугах и в лесах или же из-за зарастания озер. Заболачивание происходит в понижениях рельефа, которые постоянно или временно заполняются водой, что при наличии подходящего климата вызывает переувлажнение грунта. На процесс заболачивания влияют такие факторы, как обилие осадков, величина испарения, отсутствие стока, уровень грунтовых вод, характер грунта, наличие «Вечной мерзлоты». Повышение грунтовых вод и неполное разложение растительности ведет к заболачиванию и накоплению торфа. Зарастание озер начинается с появления растительности вдоль берегов. Со временем озеро заполняется растительными остатками и превращается в болото. 2. Причинами Классификации болотообразования. образования заболоченных территорий являются следующие природные факторы: значительное количество атмосферных осадков; плоский рельеф территории или наличие замкнутых низин, затрудняющих или делающих невозможным сток поверхностных вод, высокое стояние грунтовых вод, неглубокое залегание водоупорных пластов, препятствующих оттоку грунтовых вод; смена уклонов местности, создающая возможность выклинивания подземных вод на поверхность; почвенные биологические процессы, связанные с условиями, неблагоприятными для разложения растительных остатков; глубокое промерзание грунтов и медленное их оттаивание. Образованию заболоченностей и болот может способствовать и нерациональная деятельность человека. Так, при дорожном строительстве насыпи железных и автомобильных дорог становятся препятствием на пути движения ливневых и талых вод, стекавших ранее в ручьи и реки. Запруженная низина заболачивается, и происходящее подтопление может стать причиной гибели леса, причем часто на значительных расстояниях, до 2–3 км и более. Все это происходит потому, что при строительстве дорог в местах логов и низин не прокладываются водоводы и дренажи для пропуска ливневых и талых вод по естественным уклонам. К образованию заболоченных территорий приводит также неорганизованный сток с городских территорий, промышленных и коммунально-хозяйственных вод. Болота распространены отдельными локальными массивами, которые развиваются в низинах или лощинах, а также системами массивов, образующихся при разрастании или слиянии отдельных массивов. Микроландшафт заболоченных территорий обусловливается условиями водного питания, что в свою очередь связано с определенными формами рельефа. На водоразделах при обильном питании атмосферными осадками могут образовываться верховые болота [3,5]. В случае, когда верхние и средние части склонов речных долин получают увлажнение вследствие просачивания вод, поступающих со склонов, и выклинивания грунтовых вод, образуются болота, называемые переходными или склоновыми. Третий тип – болота на пониженных участках склонов и на пойменных террасах. Питание этих болот происходит за счет атмосферных осадков вод, поступающих со склонов, грунтовых и поверхностных вод. Соответственно вышеназванным типам болот различают и типы торфяных грунтов – верховой и низинный. Эти грунты различаются по физикомеханическим свойствам. К особенностям заторфованных территорий относятся: высокая сжимаемость торфяных залежей под нагрузкой; длительные и неравномерные деформации в результате осушения и под воздействием нагрузок; неблагоприятное влияние на микроклимат (резкие колебания температуры в течение суток, туманы и пр.); подверженность осушенных территорий ветровой эрозии, возгоранию в засушливые годы, быстрому переувлажнению в период обильного выпадения осадков. По мощности торфяной залежи болота подразделяют на: мелкие, средние и глубокие. Влагосодержание торфа может быть очень высоким, причем большая часть влаги находится в свободном состоянии. Определенное чередование пластов различных типов болотных грунтов определяет макроструктуру каждого болота и его специфику. Учет рассмотренных факторов определяет конкретные мероприятия по инженерной подготовке заболоченных территорий, которые достаточно сложны. Однако современная техника позволяет осваивать практически любые заболоченные территории, весь вопрос заключается лишь в экономичности. На современном этапе малодоступными для застройки следует считать болота глубиной более 10 м, а также болота, сложенные разжиженными торфами или илами с мощностью слоя более 3–5 м. 3. Освоение заболоченных территорий. Если на планируемой территории имеются заболоченные участки, следует предусмотреть необходимые инженерные мероприятия для их осушения. В том случае, когда затраты на предварительные инженерно– технические работы значительны, может оказаться не целесообразным освоение таких территорий. Отрицательными особенностями избыточно влажных и заболоченных территорий, с точки зрения планировки города являются: - невозможность постройки крупных сооружений без проведения специальных мероприятий из-за слабой несущей способности грунта; - неблагоприятные санитарные условия для населения прилегающих районов. В России болота, состоящие из иловатоболотистых почв и торфяников занимают около 10% всей территории. Чтобы выяснить возможности использования территории болота для нужд градостроительства, необходимо иметь исчерпывающие данные о цели осушения, о рельефе, о гидрологических условиях осушаемой площади и, главное, об условиях питания болота. На городских территориях в целях их осушения применяются: - постоянно действующие дренажи для осушения больших застроенных территорий от затопления грунтовыми водами из каналов и водоемов; - дренажи парковых территорий для осушения заболоченных недостроенных участков в целях оздоровления районов города; - местные дренажи для ограждения отдельных зданий или кварталов от доступа грунтовых вод в подвальные этажи. В практике различают дренажи: горизонтальные; вертикальные; комбинированные. Горизонтальный дренаж состоит из горизонтальной трубчатой дрены диаметром 0,125-0,Зм и фильтрующей обсыпки. Вертикальный дренаж состоит из ряда буровых колодцев, из которых воду удаляют при помощи насосов или сифонными трубопроводами. Комбинированный дренаж состоит из горизонтальной дрены и буровых колодцев, вода из которых самоизливается в горизонтальную дрену или трубопровод. Минимальная глубина заложения дренажа не должна быть выше глубины промерзания грунта в данной местности. Для дренажа применяются керамиковые безраструбные, керамиковые раструбные, бетонные и асбестоцементные трубы. Для приема (всасывания) воды в трубах делают отверстия диаметром 8-10 мм. Расчет горизонтальных дренажей состоит из гидрогеологического и гидравлического. Гидрогеологическим расчетом устанавливают: расход грунтовых вод в дренаж; положение уровня грунтовых вод, пониженного в результате действия дренажа (построение депрессионных кривых уровня грунтовых вод); расстояние между дренами и их заложение. Гидравлическим расчетом определяют необходимые диаметры дренажных труб и уклоны. Минимальные допустимые уклоны: для труб диаметром до 200 мм – 430,003, для труб диаметром от 200 до 300 мм – 0,002, для магистральных дрен и коллекторов – 0,0015. Как построить фундамент на болотистой местности? Болотистая почва — самое неподходящее основание для строительства фундамента. Тем не менее, даже на таком неустойчивом грунте может быть выстроен надежный и крепкий дом. Виды фундаментов, их достоинства и недостатки. Для болотистой почвы подходит два вида фундаментов: плитный — в виде монолитной железобетонной плиты, залитой на песчано-гравийную подушку; свайный — укрепленный металлическими или железобетонными сваями. Применение плитного фундамента обеспечивает равномерное распределение веса здания по грунтовому основанию. На таком фундаменте можно строить все — вплоть до заводских цехов. Данная технология применима при высоком уровне грунтовых вод, на заболоченных почвах и на неравномерно сжимаемых грунтах. Единственное ограничение к устройству плитного фундамента касается рельефа местности — он должен быть ровным. При наличии уклона плита может элементарно сползти. Итак, главное достоинство плитного фундамента — высокая несущая способность. К недостаткам технологии можно отнести большой расход материалов — бетона и арматуры — и, как следствие, высокую конечную стоимость фундамента. Свайный фундамент на болотистом грунте обладает большей универсальностью, чем плитный. Фундамент этого типа может возводиться в любых климатических и погодных условиях и на любых, даже самых сложных, почвах. Достоинства свайного фундамента: возможность применения на участках со сложным рельефом; быстрота возведения; экономичность. Есть мнение, что свайный фундамент подходит только для легких зданий, но это не так: увеличением числа опор может быть достигнута несущая способность основания, сравнимая с несущей способностью сплошной плиты. Однако стоимость такого фундамента будет сопоставима со стоимостью плитного основания — следует учитывать этот факт, говоря об экономичности применения свай. C чего начать строительство? Устройство фундамента на болоте начинают с исследования грунта. Забор материала для исследования производят при помощи ручного зонда. Если фундамент строится под деревянный дом, скважины должны иметь глубину порядка 5 м. Дом кирпичный или каменный требует более основательной геологической разведки — глубина скважин должна составлять не менее 8-10 м. Скважины обычно располагают по углам будущей постройки — их должно быть 4, как минимум. Определению подлежат следующие показатели: состав и глубина залегания пластов; количество грунтовых вод и их уровень; глубина промерзания грунта. Болотистый грунт образуют слои торфа, глины и песчаника. Верхние пласты такого грунта, как правило, торфяные. Торф имеет низкое сопротивление на сжатие и отличается крайней неустойчивостью. Если толщина торфяного пласта небольшая, его удаляют и строят фундамент на более плотных породах, расположенных ниже. Такое основание называют мелкозаглубленным. Его главная особенность заключается в расположении плиты выше точки промерзания грунта. Под влиянием процессов пучения, происходящих в грунте, мелкозаглубленный фундамент поднимается и опускается, сохраняя свою форму и не трескаясь. Но такое основание подходит только для легких построек — деревянных и каркасных. Для кирпичных домов его использовать нельзя. При большой ширине торфяного слоя (порядка 4-5 м) требуется укрепление фундамента сваями. Вторая проблема, подстерегающая всех, кто решил строить фундамент дома на болотистой почве, — грунтовые воды. Существует два способа минимизировать влияние грунтовых вод: понизить их уровень, устроив дренажную систему, или поднять участок, сделав насыпь из песка и камня. Для устройства системы отвода лишней воды на месте строительства роют траншеи глубиной 1,5-2 м. Дренажные трубы укладывают в траншеи поверх щебенчатого слоя. Всю систему траншей сводят к дренажным колодцам. Для удаления накопившейся влаги из колодцев используют обычные погружные насосы. Чтобы сделать насыпь, удаляют верхний слой почвы и завозят на участок несколько самосвалов песка и камня. Насыпь утрамбовывают катками. Технологии и решения для различных случаев Плитный фундамент В общем случае устройство плитного основания выполняют в следующем порядке: удаляют слой почвы приблизительно метровой толщиной; насыпают слой смеси гравия, песка и камня (подушку), утрамбовывают его и накрывают 2-3 слоями рубероида; изготавливают каркас из арматуры и обвязывают его деревянными отмостками; заливают каркас бетоном и утрамбовывают раствор при помощи промышленного вибратора; поверхность будущей плиты выравнивают правилом. Свайный фундамент: Он может быть железобетонным или комбинированным. Главная его составляющая — сваи. Существует три вида свай: забивные асбестоцемента; железобетонные; винтовые буронабивные металлические. с Забивные опалубкой опоры из требуют применения тяжелой спецтехники — сваебойного оборудования — и поэтому могут применяться далеко не всегда. Буронабивные сваи устанавливаются только при условии дренирования опорного пласта. Винтовые опоры обладают неплохими монтажными характеристиками (легкость и быстрота установки, возможность транспортировки), но наращивания уступают до нужной буронабивным длины, сваям по удобство несущей способности. При выборе числа опор учитывают вид и величину нагрузок. Сваи могут располагаться: свайными полями — при значительных вертикальных нагрузках и под зданиями малой площади; кустами — под колоннами; рядами — под стенами; по одной — под отдельными опорами. Длину свай выбирают на основании данных, полученных в ходе геологической разведки: нижние концы опор должны погружаться в плотные грунты. Теоретически и на плитном, и на свайном фундаменте может быть построен любой дом по любой строительной технологии. Имеющиеся ограничения обусловлены условиями эксплуатации будущей постройки. Заключение В комплексе инженерных мероприятий по градостроительному использованию заболоченных участков значительное внимание уделяется благоустройству естественных и искусственных водоемов, входящих в общую систему осушения территории [10]. Первостепенную роль при этом играет определение отметки водной поверхности водоемов для усиления дренирования прилегающих территорий. Мероприятия по инженерной подготовке заболоченных территорий позволяют обеспечить соблюдение санитарных и градостроительных норм осушения, стабилизацию поверхности, условия для произрастания зеленых насаждений и в конечном итоге создать условия для нормального проживания населения на территории нашей республики. Список использованной литературы 1. Аникин В. В. Долгачева Т. А., Белов А. А. Мониторинг Сурского водохранилища методами биоиндикации // Географические науки и образование. Астрахань, 2015. С. 134–138. 2. Белов А. А. Антропогенное изменение рельефа на территории Мордовии // Актуальные вопросы архитектуры и строительства. Саранск, 2013. С. 473– 478. 3. Белов А. А. Виды деформационных явлений в горных породах // Актуальные вопросы архитектуры и строительства. Саранск, 2013. С. 479– 482. 4. Белов А. А. Влияние деятельности человека на гидрогеологические условия застроенных территорий // Актуальные вопросы архитектуры и строительства. Саранск, 2015. С. 273–275. 5. Белов А. А. Геологические аспекты взаимосвязи рельефа и подземных вод (на примере Республики Мордовия): дис... канд. геогр. наук. Смоленск, 2003. 6. Белов А. А. Изменение рельефа Мордовии под влиянием инженерной деятельности человека // Актуальные вопросы строительства. Саранск, 2008. С. 440–446. 7. Белов А. А. Изучение процессов оврагообразования на территории Республики Мордовия // Современные проблемы территориального развития. 8. Белов А. А., Кирюшин А. В. Меры предупреждения деформаций строений и затопления объектов // Актуальные вопросы архитектуры и строительства. Саранск, 2015. С. 276–282. 9. Белов А. А., Кирюшин А. В., Маскайкин В. Н. Инженерная подготовка городской территории при подтоплении // Научное Международный научно-практический журнал. 2017. №. 1. С. 2. обозрение. 10. Белов А. А., Кирюшин А. В., Маскайкин В. Н. Инженерногеологические изыскания для различных видов строительства // Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. 2016. № 1. С. 3. 11. Икконен Е.Н. Интенсивность продуцирования CO2 в торфах неосушенного и осушенного мезоолиготрофного болота // Труды Карельского научного центра РАН. 2010. №2. С. 22-26. 12. Инженерная подготовка и благоустройство городских территорий. Владимиров В.В. и др. 2004. 13. Сирин А.А., Маслов А.А., Валяева Н.А., Цыганова О.П., Глухова Т.В. Картографирование торфяных болот московской области по данным космической съемки высокого разрешения // Лесоведение. 2014. С. 65-71. 14. СП 42.13330.2011 «Градостроительство. планировка и застройка городских и сельских поселений». 15. СП116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, сооружений от опасных геологических процессов». зданий и
