Проектирование противоэрозионного агролесомелиоративного комплекса мероприятий в условиях Курской области

Размещено на http://allbest.ru

Государственный университет по землеустройству

Кафедра почвоведения и экологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО МЕЛИОРАЦИИ

Проектирование противоэрозионного агролесомелиоративного комплекса мероприятий в условиях Курской области

Выполнил: ст. 34 гр. 3 курса

землеустроительного факультета

Дёмина Д.Ю.

Работа зачтена: Гостищев Д.П.

МОСКВА 2010



Содержание

1. Исходные данные и состав задания

2. Природно-климатические и производственно-экономические условия района проектирования

3. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс мероприятий, его состав

4. Принципы проектирования противоэрозионного комплекса

5. Эрозионно-ландшафтные зоны и принципы их территориального выделения

6. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс приводораздельной зоны

7. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс в присетевой зоне

8. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс в зоне гидрографической сети

9. Защитные лесополосы, их виды и назначение

10. Методологические основы проектирования защитных лесополос

11. Проектирование защитных лесополос для условий приводораздельной, присетевой зоны и зоны гидрографической сети

12. Проектирование простейших гидротехнических сооружений (ГТС)- составных элементов противоэрозионных рубежей

Список используемой литературы



1. Исходные данные

1) Район проектирования,хозяйство: Курская область, АО «Октябрь»

2) Топографический план масштаба 1:10000

3) Методологические материалы с описанием природно- экономических условий хозяйства.

Эрозия почв - разрушение почвогрунтовой толщи под механическим воздействием водных и ветровых потоков. В природе возможно два вида эрозии почв: водная и ветровая(дефляция). Водная эрозия в свою очередь бывает геологическая и антропогенная. Причиной развития водной эрозии следует считать сток. Сток-перемещение воды в природе по поверхности земли или в толще грунта, в процессе круговорота воды в природе.

Проблема эрозии почв ощущается в большинстве сельскохозяйственных районов Земного шара. Она наносит большой ущерб продуктивности сельского хозяйства, сокращает сроки службы дамб и ирригационных сооружений, загрязняет каналы и бухты и снижает плодородие увлажненных земель. Во многих регионах темпы потери почв превышают темпы образования новых почв, по меньшей мере, в 10 раз. Согласно оценкам, на сельскохозяйственных землях в мире ежегодно теряется около 24-25 млрд. т верхнего почвенного слоя.

Для предотвращения потерь плодородных земель встает вопрос о необходимости применения противоэрозионного агролесомелиоративного комплекса, ЗЛН, входящие в комплекс агроландшафта следует рассматривать как важный элемент стратегии по охране окружающей среды, рационального использования природных ресурсов страны. Согласно данным ВНИАЛМИ за всю историю в России на сельскохозяйственных землях было посажено 5,2 млн. га ЗЛН. К настоящему времени осталось 2,74 млн. га. И эта площадь составляет 1,3% от аграрной территории РФ(204,5 млн. га), что меньше научно-обоснованных норм в 3…6 раз. Опыт свидетельствует об экологической и экономической эффективности ЗЛН. Лесомелиоративные комплексы преобразуют простые аграрные ландшафты в более устойчивые лесоаграрные экосистемы, в условиях которых подавляются негативные проявления вредоностных факторов. По данным ВНИАЛМИ и НИИСХ ЦЧП установлено, что урожайность сельскохозяйственных культур под защитой лесополос выше, чем урожайность незащищенных культур: зерновые-18...23%;технические - 20...26%;кормовые- 29-40%.

В целях ландшафтно-системного обустройства всей аграрной территории России определена площадь земель, подлежащая лесозащиете. Она составляет 156 млн. га, что есть 75% от всей площади сельскохозяйственных угодий страны.

противоэрозийный мелиоративный гидротехнический лесополоса

2. Природно-климатические и производственно-экономические условия района проектирования

География.

Курская область расположена в центре Европейской части России в пределах лесостепной зоны. На севере она граничит с Орловской областью, на северо-востоке - с Липецкой, на востоке - с Воронежской, на юге - с Белгородской, на юго-западе - с Украиной, на северо-западе - с Брянской. Основная часть территории Курской области расположена на Средне-Русской возвышенности и ее юго-западных склонах. Рельеф характеризуется довольно развитой овражно-балочной системой. Характерным для области является наличие древних долин рек с широкими поймами. Наиболее возвышенные элементы рельефа имеют высоты более 250 м над уровнем моря, а в большинстве случаев высоты колеблются в пределах 200-250 м над уровнем моря.

АО «Октябрь» расположен в юго-восточной части Горшеченского района Курской области. Расстояние от колхоза до районного центра и ж. д. станции Горшечное 25 км, до областного центра г. Курск - 180 км. Связь АО с административными и экономическими центрами осуществляется по профилированным дорогам без твердого покрытия. На год землеустройства в АО имелось 376 колхозных дворов с населением 1106 человек, их них трудоспособных 447 человек. Все население проживает в трех населенных пунктах

Климат.

Территория области расположена в поясе умеренно-континентального климата в пределах лесостепной зоны, в благоприятных климатических условиях для ведения эффективного сельскохозяйственного производства. Амплитуда температур июля и января в западных районах несколько меньше, чем в восточных, а годовая сумма осадков больше, зима менее сурова, лето более влажное и прохладное, переход от холода к теплу весной происходит не так резко, как на востоке области. Среднегодовое количество осадков по области составляет 584 мм, что характерно для зоны умеренного увлажнения. Период с положительной среднесуточной температурой воздуха 220-235 дней. Среднегодовая продолжительность солнечного сияния составляет 1775 часов (44% возможной). Средняя годовая температура воздуха изменяется от +4,6С у северной границы области (Поныри) до +6,1С в её юго-западной части (Коренево). Среднемесячная температура января составляет минус 8,6С, июля +19,3С. Средняя продолжительность зимы в центральной части области 136 дней, весны - 57, лета - 104, осени - 68 дней. Начало зимнего климатического сезона приходится в среднем многолетнем на 11 ноября, весеннего - на 27 марта, летнего - на 23 мая, и осеннего - на 4 сентября. Длительность безморозного периода в воздухе в среднем составляет на большей части территории области 150-160 дней. Вегетационный период (со средними суточными температурами выше 5С) продолжается в северной части области 180-185 дней, в юго-западных районах 190-195 дней. Общая сумма средних суточных температур воздуха за вегетационный период варьируется для различных температур в среднем от 2584С на севере области до 2875С на её юго-западе. Для полного развития озимой ржи и пшеницы необходима сумма положительных температур в среднем около 2000С, для выращивания сахарной свеклы около 2500С. Для области характерна значительная пятнистость в распределении атмосферных осадков при общем убывании среднегодовых их сумм в направлении с северо-запада на юго-восток, в среднем за год территория получает около 500 мм атмосферной влаги. Минимум осадков чаще всего приходится на февраль, максимум на июль или июнь. Снежный покров лежит в среднем 3,5-4 месяца. К концу зимы высота снежного покрова на открытых местах в среднем составляет около 30 см, запасы воды в снеге составляют обычно от 50 см до 100 мм.

Почвы.

Почвы Курской области характеризуются сочетанием двух основных типов: черноземов, сформировавшихся под влиянием степной растительности, и оподзоленных почв, образованных лесной растительностью. В северо-западной части с наиболее расчлененным рельефом имеют преимущественное распространение дерново-подзолистые и серые лесостепные почвы. Серые лесные и лесостепные почвы, сформированные под пологом широколиственных лесов, занимают территорию области, ограниченную долинами Тускари и Сейма. Отдельные, сравнительно крупные массивы серых лесных почв встречаются также и на правобережье р. Псел в районах : Беловском, Бесединском, Золотухинском. Мелкие пятна этих почв, встречаются и в других районах области. Серые лесостепные почвы по содержанию гумуса, степени оподзоленности и другим свойствам делятся на три группы: светло-серые, серые и темно-серые. Отличительной чертой этих почв является наличие в нижней части гумусового горизонта и в подгумусовом горизонте ореховатой структуры. Пахотные горизонты их обычно имеют комковато-пылеватую структуру. Светло-серые и серые почвы большей частью расположены на пологих склонах, примыкающих к долинам рек. Темно-серые почвы обычно приурочены к вершинам и верхним частям водораздельных склонов. В Дмитриевском и Михайловском районах имеют распространение дерново-подзолистые почвы. На небольших площадях эти почвы встречаются и в других районах северо-западной части области. Массивы их расположены в узких вытянутых приуроченных участках долин р. Свапы и Сейма и распространены, островами среди серых лесных почв в Льговском, Глушковском, Рыльском и Корневском районах. К числу наиболее плодородных почв, имеющихся в области, относятся мощные и выщелоченные черноземы, которые занимают южную и восточную части области. Они обладают мелкозернистой структурой, темной, почти черной окраской, постепенно бледнеющей к нижним горизонтам. По растительному покрову Курская область лежит преимущественно в лесостепной зоне. Основная часть территории области распахана. Лес и кустарники сохранились только в неудобных для обработки местах: по долинам рек, по склонам балок и оврагов. Основными древесными породами, распространенными в области, являются: дуб, ясень, ель, клен, липа, береза и другие.

Рельеф.

Территория колхоза имеет ярко выраженный волнистый характер рельефа и представляет собой водоразделы и пойменную часть реки Белая. Разность высот в пределах землепользования достигает 85 м.

Рельеф поймы равнинный со слаборазвитым микрорельефом. К пойме выходит сеть балок и оврагов. Балки в основном глубокие с крутыми ассиметричными склонами и размытыми днищами.

Коэффициент расчленённости территории:

К_расчл = ?L_г.с., км / ?F, км²

Где ?L_г.с - суммарная длина всех элементов гидрографической сети,

?F - суммарная водосборная площадь гидрографической сети.

Полученный коэффициент указывает на неспокойный рельеф, напряженную эрозионную ситуацию.

Глубина местного базиса эрозии определяется как разность самой высокой отметки на водосборе и отметки дна конуса выноса оврага. На примере оврага, расположенного на юго-восточной части хозяйства, получаем.

В целях оценки рельефа и определения уклонов поверхности земли территории хозяйства нами был построен продольный профиль поверхности земли по типичному створу (типичной линии стока) А-В.

Для построения продольного профиля необходимо вычертить на миллиметровой бумаге формата А4 основу для построения графика. По вертикали задается ось отметок поверхности земли, а по горизонтали - расстояние между горизонталями на плане. Задается горизонтальный масштаб 1:5000, а вертикальный - 1:1500. По данным, полученным с плана на графике, отмечаются точки, которые соединяются в одну непрерывную линию. Затем определяются уклоны поверхности земли i по формуле:

i = (ДH_г / L) * 1000 ‰,

где I - уклон поверхности земли,

ДH_г - высотное превышение между горизонталями, м.

L - расстояние между горизонталями, м.

Продольный профиль вычерчивается черной тушью, уклоны показываются красным цветом.

Согласно продольному профилю поверхности земли по типичному створу А-В нами было установлено, что уклон склонов на территории хозяйства меняется в диапазонах от 1.6° до 4.2°.

Растительность.

Растительность АО относится, преимущественно, к лесостепной зоне. Причем естественная растительность к настоящему времени не сохранилась. Основная часть территории распахана. Лес и кустарники сохранились только в неудобных для обработки местах: в долине реки Белая, по склонам балок и оврагов. Лес занимает всего 2% общей площади колхоза. Основные древесные породы: дуб. ясень, липа, вяз, клен, кустарники: лещина, бересклет, жимолость, терн. Естественная травянистая растительность по характеру покрова относится к типу разнотравных луговых степей и распространена в основном в пойме реки Белая, а также по днищам и склонам балок. В балках она сильно изреженная и обеднена в видовом составе, что, в основном, объясняется ненормированным выпасом скота, неблагоприятными условиями увлажнения склонов балок. По оставшейся в отдельных местах корневой системе можно судить, что в прошлом здесь была обильная травянистая растительность, которая обусловила формирование почв, с глубоким гумусовым профилем. Изреженная растительность, а местами её полное отсутствие на склонах балок, способствует смыву и размыву почв, ухудшению их физико-химических свойств. На южных склонах балок естественная растительность более изреженная, чем на северных. Сенокосы, расположенные в пойме реки Белая, имеют избыточное грунтовое увлажнение, и часть их заливается весенними водами на 10-15 дней. Урожайность заливных сенокосов -14 ц сена с гектара. Заболоченные сенокосы представлены осоково-разнотравной растительностью: осока различных видов, тростник и др. Урожайность - 8 ц сена с гектара. Остальные сенокосы, расположенные в пойме реки Белая и частично по широким днищам балок, представляют злаково-разнотравные луга низины, состоят из щучки зернистой, мятлика лугового, полевицы белой, овсяницы луговой, клевера красного. Травянистое покрытие среднего и плохого качества, с урожайностью 5-6 ц с гектара.

Пастбища расположены в основном на склонах разной крутизны и по днищам балок. Бессистемное использование пастбищ и неблагоприятные условия увлажнения привели к тому, что пастбища сбиты, имеется большое количество промоин. Верхний плодородный слой с этих участков большей частью уже смыт, продуктивность их не превышает 15-20 ц с га. Дальнейшее использование этих участков под пастьбу скота может привести к появлению новых и бурному росту уже имеющихся оврагов и выводу из строя прилегающих сельскохозяйственных угодий. Особенно подвержены процессам эрозии пастбища, расположенные на южных и юго-западных склонах в балке восточнее села Петрищево. Растительность сильно изреженная, а местами почти отсутствует, продуктивность их не превышает 10-15 ц поедаемой зеленой массы с гектара. Балка, расположенная в северо-восточной части землепользования имеет хорошо задернованные склоны и широкие днища с намытыми почвами. Продуктивность этих пастбищ 30-40 ц/га.

Производственно-экономические условия.

Производственное направление хозяйства - свекловично-зерновое с развитыми молочно-мясным скотоводством и овцеводством. В структуре товарной продукции на год землеустройства полеводство составляет 47%. а животноводство - 53%.

Полеводство.

Ведущей культура в полеводстве является сахарная свекла, дающая 78% дохода от растениеводства. Низкий уровень урожайности сельскохозяйственных культур объясняется развитием эрозии почв, отсутствием освоенных севооборотов, нарушением правил агротехники. Сахарная свекла часто размещалась без учета смытости почв. Основное направление колхоза сохраняется.

Неоднородный рельеф территории хозяйства «Октябрь» способствует развитию эрозионных процессов, почвы хозяйства различной степени смытости. Учитывая все условия хозяйства, в особенности рельеф и климатические условия, а также наличие элементов балочной и овражной территории, необходимо осуществить противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс мероприятий, включающий в себя проектирование, устройство и посадку защитных лесонасаждений, а также строительство простейших гидротехнических сооружений.



3. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс мероприятий, его состав

Эффективная защита почв от эрозии возможна при плановом и систематическом внедрении комплекса противоэрозионных мероприятий, разработанного с учетом конкретных природно-экономических условий каждого района или хозяйства.

Важнейшие элементы системы мероприятий по защите почв от эрозии:

- противоэрозионная агротехника, обеспечивающая повседневную защиту почв и повышение их плодородия;

- правильная организация территории, создающая предпосылки для эффективного применения средств борьбы с эрозией;

- лесомелиоративные мероприятия по борьбе с эрозией почв;

- гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв почвы.

Борьбу с эрозией почв начинают с подробного изучения физико-географических условий и экономики конкретного района или хозяйства. В зависимости от рельефа, почвенного покрова и особенностей хозяйственного использования различные угодья в разной степени подвержены разрушительному действию воды. Исходя из местных особенностей, составляют почвенно-эрозионный план, на котором выделяют зоны, в разной степени подверженных воздействию эрозии. Выделения территориальных зон по степени подверженности эрозии почв дает возможность наиболее рационально и комплексно внедрять почвозащитные мероприятия на всех земельных угодьях водосбора.

1. Агротехнические противоэрозионные мероприятия. Простым и доступным агротехническим мероприятием по борьбе с эрозией является обработка почвы поперек склона. Она создает своеобразный микрорельеф пашни, в результате чего гребни, бороздки, рядки сельскохозяйственных культур препятствуют поверхностному стоку, способствуют проникновению воды в почву и повышают запасы влаги в пахотном горизонте, предотвращают смыв. Часто в пределах одного поля, пересеченного ложбинами и балками, встречаются участки различной крутизны и экспозиции склонов. При таком сложном рельефе поля необходимо правильно наметить направление вспашки, культивации и посева, с тем чтобы микрорельеф максимально способствовал предотвращению стока и смыва. Однако с увеличенном крутизны склона только обработки почвы поперек склона для предотвращения развития эрозионных процессов становится недостаточно. Важным средством регулирования поверхностного стока является углубленная пахота, которая способствует лучшему впитыванию почвой влаги, уменьшает поверхностный сток и тем самым ослабляет разрушительное действие водной эрозии.

Вместе с тем на глубоковспаханном поле растения более длительный период могут переносить засуху и мокрую погоду, глубоко пускать корни и создавать прочный защитный покров, быть устойчивее к колебаниям температуры. Но сплошная глубокая пахота значительно дороже обычной, поэтому для борьбы с водной эрозией разработаны методы полосного глубокого рыхления почвы, которое значительно уменьшает развитие процессов смыва и повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Большую роль в задержании талых и ливневых вод может сыграть нарезка поперек склонов щелей глубиной 40-50 см с расстоянием между ними 70-180 см в зависимости от крутизны склона.

Этот прием не препятствует механизированной обработке и уходу за посевами, а на выгонах и пастбищах не уничтожает естественную растительность, защищающую почву. Повышению накопления влаги, регулированию стока, предотвращению смыва способствует кротование почвы. Для этой цели на корпусах плуга ставят специальные кротователи, которые на глубине 35-40 см создают кротовины диаметром 6-8 см через 70-140 см. Кротование значительно улучшает водопроницаемость, воздушный и водный режим почвы, предотвращает развитие смыва. Значительную роль в борьбе с эрозией почвы играют удобрения. Применение органических и минеральных удобрений в сочетании с другими агротехническими приемами оказывает большое влияние на почвообразовательные и биохимические процессы. Удобренная почва способствует лучшему развитию посеянных растений, а они надежнее защищают почву от эрозии. В районах распространения ветровой эрозии вместо вспашки применяют плоскорезную обработку почвы культиваторами - плоскорезами и др. с сохранением стерни на поверхности (почвозащитная технология обработки почвы), что уменьшает распыление и способствует большему накоплению почвенной влаги. Большое значение имеет сооружение защитных лесополос, почвозащитные севообороты, а также посевы сельскохозяйственных культур между кулис из высокостебельных растений.

2. Правильная организация территорий - этот элемент учитывается при землеустройстве территорий хозяйства. Размещение производственных площадей, полей рабочих участков длинной стороной параллельно горизонталям, по возможности под углом 90° к направлению действия наиболее опасных суховейных ветров, стремясь сохранить правильную конфигурацию поля, с соблюдением отношения длин сторон 1:2 1:3. Важным элементом организации территорий является севооборот.

3. Агролесомелиоративный комплекс мероприятий подразумевают изучение условий конкретной местности для выявления направления действия преобладающих ветров, и направление поверхностного стока с целью организации противоэрозионных защитных лесополос, которые призваны уменьшить скорость и силу действия ветров, организовать снегозадержание и рациональный водный режим на территории, обеспечивающий почву влагой в течении всего года, защищая от пересыхания (следовательно имеется предпосылка для выдувания) и смывания почв, создать благоприятную биоклиматическую и почвенную среду.

4. Использование гидротехнических сооружений, которые помогут улучшить водный режим территорий, рационализировать использование поверхностных стоков, не допустить образование потоков волы по склону с образованием промоин, канав и выносом почвенных горизонтов вместе с потоком воды.

4. Принципы проектирования противоэрозионного комплекса

Для достижения наибольшего эффекта от проведенных агролесомелиоративных мероприятий, комплекс мероприятий должен основываться на следующих принципах: по своей сущности ПАК должен быть эколого-экономически целесообразным и отвечать ведущему принципу рационального природопользования; должен осуществляться при условии соответствия региональным системам адаптивно-ландшафтного земледелия; должен быть комплексным, предусматривая возможность применения различных мелиоративных средств;мероприятия ПАК должны охватывать всю территорию водосбора, идя от водораздела до гидрографической сети;в состав ПАК должны входить мероприятия с учетом накопленного зонального научно-производственного опыта.Все мероприятия должны быть спланированы еще на этапе внутрихозяйственного землеустройства.

5. Эрозионно-ландшафтные зоны и принципы их территориального выделения

Первая стадия проектирования противоэрозионного агролесомелиоративного комплекса предусматривает зонирование склоновых территорий агроландшафтов с целью выделения типичных эрозионно-опасных зон.

Согласно рекомендации на склоновых территориях агроландшафтов выделяется три фонда сельскохозяйственных земель и три соответствующие им эрозионно-опасные зоны.

Эрозионно-опасные зоны. Для выделения эрозионно-опасных зон на территории хозяйства «Октябрь» используется продольный профиль по створу А - В, согласно ему выделяются зоны:

I зона - Приводораздельная i=0….1.6є

II зона - Присетевая i=2…4.2є

В нашем случае III зона в створ А - В так же вошла. Однако на территории хозяйства эта зона четко выражена. На ней расположены овражно-балочные системы. Согласуюсь с профилем А - В, выделяем эрозионно-опасные зоны на плане М 1:10000. Каждую зону выделили различной цветовой гаммой.

6. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс приводораздельной зоны

Приводораздельная эрозионно-опасная зона - территория расположена на наиболее пологих склонах с минимальными значениями уклонов (до 2°), поднята на высокие геодезические отметки. Почва зоны слабо или совсем не затронута процессами водной эрозии, смыва плодородного слоя почвы, образования промоин, но вследствие приподнятости территории наиболее подвержена дефляционным процессам. Высокое плодородие позволяет располагать здесь основные севообороты, вести наиболее интенсивное сельскохозяйственное производство, выращивать наиболее ценные культуры и получать наибольшие урожая. То есть главный вредоносный фактор в I зоне - ветер, следовательно мелиоративные мероприятия должны быть направлены на снижение силы ветра и последствий его действия - выдувание верхнего слоя почвы. Основной вид противоэрозионных мероприятий для приводораздельной зоны - агролесомелиорации, создание полезащитных лесополос.

Организационно-хозяйственные мероприятия. Сущность организационно-хозяйственных мероприятий приводораздельной зоны заключается в осуществлении рационального внутрихозяйственного землеустройства, предусматривающее размещение составных элементов агрофитоценозов, заключающегося в рациональном и правильном размещении полей и рабочих участков.

Рациональное размещение полей, рабочих участков на склоновых территориях осуществляется с учетом следующих условий:

1. Формирование равновеликих по площади и правильной конфигурации территориальных единиц.

2. Минимальный размер поля от 25 до 30 га, соотношение сторон 1:2, 1:3.

3. В целях противоэрозионной организации территории длинную сторону следует ориентировать поперек склона, перпендикулярно направлению действия вредоносных ветров.

В учебных целях на территории приводораздельной зоны выделено два поля и один рабочий участок.

I поле. Поле имеет форму четырехугольника со сторонами: L=770 м, B=280 м. Площадь поля составляет 21,56га. Длинная сторона расположена под углом 90? и 45 к преобладающим летним ветрам соответственно южному и юго-восточному. Длинная сторона расположена поперек склона.

II поле. Имеет форму четырехугольника со сторонами: L=690 м, B=260 м. Площадь поля составляет 17,94 га. Длинная сторона размещена поперек склона.

III поле. Имеет форму четырехугольника со сторонами: L=775 м, B= 270м. Площадь поля составляет 20,93 га. Длинная сторона размещена поперек склона.

Агротехнические мероприятия. К агротехническим мероприятиям относится коренное улучшение природных условий возделывания сельскохозяйственных культур: специальная мелиоративная вспашка при освоении целины, плантаж, щелевание, залуживание, обработка почвы.



7. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс в присетевой зоне

Зона занимает промежуточное положение на склоне, через нее проходит значительный объем вод, поверхностного стока (сток приводораздельной зоны + сток присетевой зоны), большие перепады высот, значительные уклоны. Вследствие чего создаются предпосылки для смыва почвы вниз по склону, т.е. развития плоскостной эрозии, а в нижней части склонов возможно и первичной линейной эрозии. Плодородие почв частично нарушено, распашка таких склонов приведет к усилению разрушительных процессов. Поэтому обработка почвы, проведение других сельскохозяйственных мероприятий возможно лишь после проведения комплексных защитных мелиоративных мероприятий. Основной вид мероприятий в присетевой зоне: агролесомелиорации и строительство простейших гидротехнических сооружений, создание стокорегулирующих лесополос, противоэрозионных рубежей.

В этой связи в условиях присетевой зоны особую актуальность приобретают все четыре вида мероприятий ПК.

Организационно-хозяйственные мероприятия.

В связи с нарушением плодородия почв в присетевой зоне сельскохозяйственное использование земель имеет свою специфику. На территории зоны со слабосмытыми почвами (в верхней части склонов, при уклонах до 4⁰) возможно размещение основных севооборотов.

Агротехнические мероприятия.

При уклонах от 4 до 8 градусов на территории этой зоны располагают почвозащитные севообороты со значительным количеством многолетних трав.



8. Противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс в зоне гидрографической сети

III зона «вбирает» в себя гидрографическую сеть в пределах определенного водосбора. Гидрографическая сеть - система естественных понижений на поверхности земли, по которой стекают воды поверхностного стока, поступающие с прилегающих склонов. Она состоит из пяти основных звеньев - ложбин, лощин, суходолов, балок и долин. Верхним звеном гидрографической сети является ложбина - небольшое понижение с неясно выраженными берегами.

Организационно-хозяйственные мероприятия. Удобных земель для использования в этой зоне нет. Использование сельскохозяйственных земель предусматривает возможность размещения сенокосных угодий, использование пологих откосов и донных балок для посадки плодовых кустарников и ягодников.

Агротехнические мероприятия.

Агротехнические мероприятия глубоко противоэрозионны. Фитомелиорация (залужение, облесение) приветствуются.

9. Защитные лесополосы, их виды и назначение

Лесными насаждениями называют участки как естественно возникшего, так и искусственно созданного леса. В состав насаждения входят многолетние древесные растения представленные деревьями, кустарниками, кустарничками, полукустарничками в разных соотношениях, в зависимости от условий произрастания.

Следует различать следующие лесные насаждения:

1. Куртины - группа деревьев или кустарников одной породы, встречающиеся в смешанном лесу.

2. Колка - аналогично куртине, но расположено в виде длинной цепочки на открытой местности.

3. Лесной массив.

4. Лесная полоса.

Классификация ЗЛН:

1. Полезащитные лесополосы (ПЗЛП). ПЗЛП предназначены для регулирования ветровых потоков или снегораспределения.

2. Противоэрозионные защитные лесополосы.

2.1 Стокорегулирующие.

2.2 Приовражные.

2.3 Прибалчные.

Предназначены для регулирования местного стока, для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный.

3. Гидролесомелиоративные насаждения. Предназначены для перехвата фильтрации вод.

Защитное действие лесных полос и их влияние на различные факторы зависит от их конструкции. Под конструкцией лесополосы понимают степень и характер ее проницаемости для ветра. Возможно выделение двух характеристик:

- ветропроницаемость - отношение показателя скорости ветра на заветренной стороне к показателю скорости ветра в открытом поле.

- ажурность - отношение площади просветов на фронтальном профиле лесополосы к общей площади ее профиля.

В зависимости от климатических особенностей регионов и природы вредоносных факторов полезащитные лесополосы создаются четырех основных конструкций:

1) плотную - самые сложные лесополосы, самая большая ширина от 20 до 30 метров и более, с очень ответственным подбором пород, такую конструкцию, как правило, имеют прибалочные и приовражные лесополосы;

2) продуваемую - более крупные просветы между стволами на уровне штамбов, 60-70% ветровых потоков проходят через конструкцию, двухъярусные, без подлеска, применяют в регионах с многоснежными зимами, с устойчивым снежным покровом, ширина лесополос от 6 до 15 м;

3) ажурную - имеет более равномерное распределение просветов по всей высоте, площадь просветов 25-35% от всей площади фасадной стороны, 3 яруса, ширина от 15 до 21 м, в большинстве случаев такую конструкцию имеют стокорегулирующие лесополосы присетевой зоны;

4) ажурно-продуваемую - верхняя часть такой конструкции работает как ажурная, а нижняя по принципу продуваемых конструкций, трехъярусная, с низкорослым кустарником, применяют исключительно в многоснежных районах, с устойчивым снежным покровом.

10. Методологические основы проектирования защитных лесополос

Проектирование лесополос осуществляется в два этапа:

1. Рациональное размещение лесополос на плане.

2. Разработка конструкций лесополос, которая осуществляется по следующей схеме:

а) изучение и анализ природно-климатических условий района

проектирования;

б) изучение лесоводственно-биологических свойств древесных и кустарниковых пород, возможных к использованию в защитных лесополосах данного района;

3. выбор подходящих пород для создания лесополос;

4. установление функционального назначения проектируемых лесополос;

5. выбор типа лесополос (в продуваемых конструкциях - древесно-теневое насаждение. в остальных конструкциях - древесно-кустарниковое);

6. выбор конструкции лесополосы (продуваемая, ажурная, не продуваемая, ажурно-продуваемая);

7. разработка схемы смешения и планового размещения древесных и кустарниковых пород в лесополосе.

При разработке схем смешения необходимо выделять более 70% местности главной породе, около 30% сопутствующей. Наиболее широко применимы схемы смешения с использованием чистых рядов или с подеревным смешением.

Чистый ряд - ряд, состоящий из одной породы растения.

Подеревное смешение - предполагается чередование пород в одном ряду.

Для разработке схем планового размещения используют зональные научно-обоснованные рекомендации и нормативные данные, к которым относят:

- ширину лесополосы (В,м);

- расстояние между рядами в ЛП (а, м);

- расстояние между деревьями в ряду (с, м).

N = (B - 2B_закр.)/а+1,

где В - ширина лесополосы.

B_закр.- ширина закрайки.

а - ширина междурядий.

В_закр.=а/2 - ширина закрайки

Лесоводственно-биологические свойства пород представляют целую совокупность свойств:

1. Знание природного ареала.

2. Высота пород (взрослого дерева).

3. Оптимальный срок жизнедеятельности. а также: требовательности пород к плодородию почв, к влагосодержанию, морозоустойчивости, устойчивости к затоплению.

4. Способности к возобновлению.

5. Выбор пород для создания защитных лесополос осуществляется с учетом накопленного научно-производственного опыта и разработанных на его основе зональных агролесомелиоративных рекомендаций.

6. Установление функционального назначения, обуславливается природой основного вредоносного фактора.

Выбор конструкции, типа лесополосы зависит от вредоносных факторов. Типы древесных насаждений различны: Схема смешения показывает в каком количестве и как должны размещаться породы на площади. Рациональное составление схемы смещения позволяет оптимально регулировать взаимоотношения и взаимосмешения пород между видами и внутри видов.

Таблица 1. Нормативные агролесомелиоративные параметры

Расчетные параметры	Природно-климатические зоны
	лесная	степь	Сух. степь	Полупустыня
а, м	5	3	4	4,5
с, м	Для всех зон: от 1…1,5 м (сеянцы или неукоренившиеся черенки) от 2…2,5 м (саженцы, укоренившиеся черенки)

Различают следующие формы взаимоотношений пород в лесонасаждениях:

1. конкуренция;

2. борьба;

3. симбиоз.

При реализации форм взаимных отношений реализуются все породы. Различные формы взаимного влияния:

1. генеологические

2. физиологические - обмен питательными веществами.

З. биотрофное - обмен не только пищей.

4. угнетение - механическая форма взаимного влияния.

5. аллопатия - биохимическое влияние.

В зависимости от интенсивности выделения биологически активных веществ породы разделяются на 2 группы: активаторы и ингибиторы. При создании защитных лесополос в их состав вводят доминирующим образом породы активаторы и немного (10-15%) ингибиторов от общего количества.

11. Проектирование защитных лесополос для условий приводораздельной, присетевой зоны и зоны гидрографической сети

Территория приводораздельной зоны находится на высоких геодезических отметках. Основной вредоносный фактор - ветер.

Негативные последствия проявления вредоносных ветровых потоков могут быть: засуха, суховей, метели, поземки.

С целью регулирования ветровых потоков осуществляются защитные лесонасаждения (ЗЛН). Основным видом ЗЛН являются полезащитные лесополосы(ПЗЛП).

Эффективность ПЗЛП: улучшают микроклимат за счет снижения скорости ветра, равномерного снегораспределения, способствующего уменьшению испарения, повышению влажности приземного слоя почвы.

ПЗЛП предотвращают развитие ветровой и водной эрозии почвы.

Разработка конструкции ПЗЛП.

Белгородская область тяготеет к условиям степной, лесостепной зоны, где имеют место зимы с устойчивым снежным покровом, поэтому равномерное распределение снежного покрова обеспечит продуваемая конструкция ПЗЛП. Скорость ветра должна регулироваться по всей высоте, следовательно, тип конструкции - древесно-теневой.

В целях подбора древесных пород использую зональные агролесомелиоративные рекомендации (уч. Агролесомелиорация, Дьяченко).

Состав пород в лесополосе:

1. Главная порода: Береза бородавчатая. Малотребовательна к почве, морозостойка, светолюбива, быстрорастущая.

2. Сопутствующая порода: Клен полевой. Засухоустойчив и солевынослив.

Чистые ряды главной породы и чистые ряды сопутствующей породы.

Для разработки схемы размещения используются нормативные рекомендации.

Разработка схемы размещения древесных пород в проектируемой продольной ПЗЛП:

В^пр_пзлп = 12 м - ширина лесополосы продольной;

а = 3 м - ширина междурядий;

с = 1,5 м - расстояние между растениями в ряду;

В_{закрайка}= 1,5 м - ширина закрайки;

Определяем расчетное количество деревьев в ряду по формуле:

n_ряд= (В^пр_пзлп - 2 * в_{закрайка})/ a + 1 = (12-2*1,5)/ 3+1 = 4 ряда.

Разработка схемы размещения древесных пород в проектируемой поперечной ПЗЛП:

В^пр_пзлп = 9 м

а = 3 м

с = 1,5 м

В_{закрайка}= а/2 = 1,5 м

Определяем расчетное количество деревьев в ряду по формуле:

N_ряд= (В^пр_пзлп - 2 * в_{закрайка})/ a + 1 = (9-2*1,5)/ 3+1 = 3 ряда.



Схемы смешения и планового размещения древесных пород в проектируемых поперечной и продольной ПЗЛП представлен на рисунке 3.

12. Проектирование простейших гидротехнических сооружений (ГТС)- составных элементов противоэрозионных рубежей

Для усиления противоэрозионного эффекта в условиях присетевой зоны в дополнение к защитным водорегулирующим лесополосам устраивают простейшие грунтовые водозадерживающие валы. В комплексе с защитными стокорегулирующими лесополосами водозадерживающие валы образуют противоэрозионные рубежи.

В данном случае предусматривают устройство горизонтального водозадерживающего вала, а в последнем междурядье устройства целесообразно предусматривать водопоглащающие траншеи, которые засыпают хорошо фильтрованным лесным материалом.

Такое сочетание лесополосы с простейшим ГТС формирует противоэрозионный рубеж.

Проектирование гребневых террас требует гидрологических и гидравлических расчетов. Гидрологические расчеты необходимы для определения расчетного объема стока. Гидравлические расчеты ведутся для определения одного из расчетных параметров ГТС.

Проектирование ГТС (вала) осуществляется для года 10 % вероятности превышения доминирующего объема стока (ливневого, весеннего снеготаяния).

W_{стока 10%}=h_10%*F, м³,

Где h - слой стока

F - площадь водосбора



h_10% =10^-3* h₀*К_10%*К₁*К₂*К₃, м

h₀- норма стока

К_10% - модульный коэффициент

К₁ - коэффициент эрозионной податливости почв, зависящий от типа, механического состава и степени смытости почв

К₂ - коэффициент, учитывающий форму склона

К₃ - коэффициент, учитывающий экспозицию склона.

Для моих вычислений беру следующие данные:

h₀=40 мм; К_10%=1,74; К₁=1,12; К₂=1,15; К₃=0,8.

h_10%=10^-3*40*1,74*1,12*1,15*0,8=0,07.

W_{стока 10%}=W_пр, м³/м

W_пр=W_вала+W_{траншеи} , м³/м

W_вала=S_пр*1 м, м³/м

S_пр=0,5* h²*(m₁/i), м²

W_{траншеи}=S_{траншеи}*К_ф*Т*1, м³/м, где

S_{траншеи} =Н_{траншеи}*b_тр, м²

К_ф - гидравлическая проводимость, равная коэффициенту фильтрации, К_ф=2,3 м/сутки

Т - продолжительность весеннего снеготаяния, Т=10 суток.

W_{траншеи}=1,5*0,5*2,3*10=17,25 м³/м

W_пр=6,02+17,25=23,3 м³/м

S_пр=0,5*0,75²*(1,5/0,05)=6,02 м²

W_вала=6,02 м³/м

W_{стока 10%}= W_пр, м³/м

В_пр= W_{стока 10%}/ h_10%=23,3/0,07=332,9 м



Гребневые террасы в условиях присетевой зоны.

Их устройство дает существенный противоэрозионный эффект. Проектирование гребневых террас состоит их гидрологических и гидротехнических расчетов. Гидрологические расчеты необходимы для определения расчетного объема стока. Гидротехнические расчеты при принятых конструктивных размерах поперечного сечения гребневых вылов позволяют определить расстояние между гребневыми валами, т.е. ширину гребневых террас.

В_гр.т.=(500* h_пр²*( m+1/ i))/ h_10%,

h_пр - глубина прудка перед валом

m - коэффициент заложения верхового откоса вала

i - уклон склона в долях

h_10% - слой стока

В присетевой зоне размещаем гребневые террасы, расстояние между гребневыми валами которых составляет 105 м, и водозадерживающие валы вместе с водопоглащающими траншеями, расположенные через 332,9 м (см. карту). ГТС в зоне гидрографической сети в зависимости от особенностей их местоположения, функционирующего назначения, конструктивных особенностей, виды ГТС классифицируются по следующей схеме.

Таблица 2. Гидротехнические мероприятия в зоне гидрографической сети

№	ГТС для предотвращения роста оврагов
	Место расположения	Функциональное назначение	Тип, вид ГТС
1	На склоновых территориях	Регулирование поверхностного стока	Ступенчатые террасы
2	На приовражной полосе	Водонаправление, Водозадержание, водораспыление	Грунтовые валы, Распылители стока
3	На склонах оврага	сопрягающее	Консольные, Водосборы, Перепады, быстротоки
4	На дне оврага	Для гашения энергии водных потоков	Донные пороги, перепады

Водозадерживающий вал - временные ГТС. Срок их службы до 10 лет, пока не зафункционирует приовражная лесополоса. Размеры водозадерживающих лесополос осуществляет гидротехнический расчет, которому предшествуют гидрологические расчеты, позволяющие определить объем стока, подлежащий задержанию. Расчеты объема стока осуществляются для 10 % вероятности превышения. Сущность гидротехнических расчетов заключается в определении высоты вала. В большинстве случаев расчетная высота может составить 1 - 1,5 м.

Ступенчатые террасы - выполняются на территории зоны гидрографической сети, пригодной к сельскохозяйственному использованию.

При устройстве ступенчатых террас работают с полотном террасы с целью изменения его уклона, он должен быть эрозионно-неопасным. По результатам механического перемещения грунта, уклон может иметь: нулевой, новый прямой, но не менее чем первоначальный уклон.

Сопрягающие ГТС. Устраивают при условии поведения откоса оврага.

Выбор зависит от коэффициента заложения откосов оврага.

m<1 - строят консольные водосбросы;

m=1…2 - строят железобетонные быстротоки;

m>2 - строят ступенчатые перевалы.



Список используемой литературы

1. Методические указания для выполнения расчетно-графической работы «Инженерное обустройство территории», Москва 2009 г.

2. Лекции Л.П. Козочкиной.

Размещено на Allbest.ru

...