Водная эрозия - это процесс разрушения, выноса и переноса верхнего плодородного слоя почвы и подстилающих пород временным потоком воды (ливни, снеготаяние).

Организация территории хозяйств, расположенных на эродированных и эрозионно-опасных землях (противоэрозионная организация территории), имеет свои особенности. Связаны они с необходимостью обеспечить прекращение эрозии, восстановление продуктивности нарушенных угодий и улучшения их пространственных характеристик.

Основы противоэрозионной организации территории закладываются уже на стадии прогнозирования противоэрозионных мероприятий, соответствующих предплановых и предпроектных решений, которыми в обязательном порядке должны руководствоваться землевладельцы и землепользователи при размещении и развитии производства.

Проект противоэрозионной организации территории землевладения создает организационно-территориальную основу для осуществления комплекса почвозащитных мероприятий.

В проекте предусматривают размещение с учетом линий стока и направления вредоносных ветров лесных полос, насаждений, комплексов агротехнических почвозащитных мероприятий, определяют способы использования угодий, позволяющие предотвратить эрозию земель.

Подготовительные работы к проекту выполняются в полевых и камеральных условиях.

В проекте предусматривается решение следующих вопросов:

- анализ размещения границ хозяйства и разработка рекомендаций по предотвращению размыва почвы вдоль них;

- уточнение специализации хозяйства;

противоэрозионная организация угодий и севооборотов;

- устройство территории севооборотов;

- устройство территории многолетних насаждений и кормовых угодий;

- проектирование комплекса агротехнических, лесомелиоративных мероприятий;

- экономическое обоснование проекта.

Особенности территории районов развитой эрозии предъявляют повышенные требования к планово-картографическому материалу. Такими особенностями являются всхолмленность территории и большой коэффициент расчлененности, что обуславливает различные формы рельефа, экспозиции и крутизны склона, режима стока и др.

В районах водной эрозии со сложным рельефом необходимо использовать планы масштаба 1: 10 000.

Для проектирования противоэрозионных мероприятий важно правильно выбрать сечение рельефа, которое зависит от его сложности. При сложном рельефе сечение должно быть равным 2,5 метра, а при менее сложном - 5,0 метра.

В случаях гофрированности склонов, наличия микроложбин, микропонижений, необходимо применять планы с сечением рельефа 2 метра, а иногда и 1 метр.

При проектировании простейших гидротехнических сооружений следует использовать планы масштаба 1: 2000 и 1: 10 000, а иногда 1: 500 с сечением рельефа 0,5-1,0 метра.

Почвенно-эрозионная карта должна быть составлена в том же масштабе, что и плановая основа. На ней необходимо иметь характеристику почв по типу, механическому составу и степени эродированности.

При составлении проекта используются имеющиеся материалы ранее выполненных проектно-изыскательских работ (схемы противоэрозионных мероприятий по области, водосборным бассейнам, овражно-балочным системам или районам проявления эрозии).

Дополнительно подбираются и изучаются многолетние данные о климатических факторах, влияющих на эрозионные процессы, сведения о гидрографических и гидрогеологических условиях района, работ и другие необходимые материалы.

При составлении проектов в районах эрозии особое значение имеет изучение природных и экономических условий хозяйства.

ГЛАВА 1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

1.1 Значение и содержание подготовительных работ

Для составления проекта производятся подготовительные работы. Содержание и последовательность выполнения следующие:

1. изучение планово-картографического, обследовательских и других материалов.

2. Изучение природных и экономических условий хозяйства, перспектив его развития.

3. Составление карты крутизны склонов.

4. Составление карты категорий эрозионно-опасных земель.

При составлении проекта противоэрозионной организации территории колхоза «Октябрь» мы использовали планово-картографические материалы проекта противоэрозионной организации колхоза в масштабе 1:10000. На планово-картографических материалах представлены условные обозначения, экспликация земель, масштабы уклонов, высота сечения рельефа. Данные материалы дают возможность иметь представление о существующих на территории хозяйства почвах, их механическом составе, степени смытости.

Почвенно-эрозионная карта составлена в том же масштабе, что и плановая основа. На ней показаны характеристики почв по типу, механическому составу и степени эродированности.

На картах указаны номера контуров и соответствующая им площадь, номера наиболее крупных оврагов и сведения о них, горизонталями показан рельеф местности, границы земель с разной степенью смытости. Все эти данные позволяют в полной мере оценить хозяйство для дальнейшей разработки проекта. Для расчетов таблиц имеются нормативные и справочные материалы по хозяйству, позволяющие произвести необходимые вычисления. В целом все представленные материалы соответствуют требованиям составления проекта противоэрозионной организации территории колхоза «Октябрь» Курской области.

1.2 Характеристика угодий

Колхоз «Октябрь» расположен в Юго-восточной части Коршеченского района Курской области. Связь колхоза с административным и экономическими центрами осуществляется по профилированным дорогам без твердого покрытия. Основным населенным пунктом колхоза является селение Среднее.

За хозяйством закреплено 5150.2 га земель по угодьям (в нашем случае рассматриваем пахотный массив площадью 549,6 га). Землепользование колхоза размещается единым компактным массивом, вытянутым с Севера на Юг. Пахотные земли в основном расположены крупным компактным массивом на водоразделах и прибалочных склонах. Часть пашни расположена на землях, подверженных водной эрозии. Ее распространению способствует сильно расчлененный рельеф, почвенный покров, отсутствие лесных полос, а также использование пахотных земель без учета эродированности склонов. Сенокосы размещаются в пойме реки Белая. Их значительная часть весной заливается и вследствие неправильного использования закочкарена. Механизация работ по уборке сена на них затруднена. Продуктивность сенокосов низкая и не превышает 8-10 ц/га.

Пастбища расположены по склонам и днищам балок на средне и сильно смытых почвах. Черезмерная и бессистемная пастьба скота, отсутствие достаточного ухода за пастбищами привели к развитию на них активных эрозионных процессов и снижению продуктивности, которая не превышает 25-30 ц зеленой массы с гектара. Дорожная сеть представлена межселенными и полевыми грунтовыми дорогами. По западной границе и в южной части землепользования проходит профилированная дорога районного значения.

Климат зоны расположения колхоза умеренно-континентальный с продолжительной холодной зимой и жарким летом. Среднегодовая температура воздуха составляет +5,3, а максимальная достигает +38, минимальная -10. Продолжительность вегетационного периода с температурой выше 5 составляет в среднем 192 дня и наступает с 11 апреля. Период наиболее активной вегетации наступает в среднем 20 апреля. Среднегодовое количество осадков составляет 588мм. Летние осадки часто носят ливневый характер и их интенсивный ливневый сток достигает в сумме 120мм, что усиливает эрозионный процесс. Устойчивый снежный покров держится 119 дней. Зимние осадки часто сопровождаются сильными метелевыми ветрами, северо-восточного направления, которые распределяют снежный покров неравномерно по рельефу. В весеннее и летнее время преобладают ветры юго-восточного направления.

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. Овраги представлены склоновыми и вершинными.

Почвы колхоза представлены черноземами различной степени мощности и выщелоченности глинистого механического состава. В пойменной части землепользования распространены зернистые и слоистые почвы пойм. Почвообразующие породы представлены лесовидными глинами, глинистыми известняками и аллювиальными отложениями. В восточной части землепользования значительную площадь занимают карбонатные черноземы маломощные и сильноразмытые. На средних и нижних частях склонов, подверженных процессам эрозии, почвы слабо- и среднесмытые, а на крутых склонах, примыкающих к овражно-балочной сети, сильносмытые почвы.

Рельеф является решающим фактором в развитии эрозионных процессов. В целях полного и всестороннего учета рельефа при подготовительных работах составляется карта крутизны склонов. Карта крутизны склонов составляется на плане землепользования с горизонталями. Составление карты крутизны склонов начинается с установления интервалов величины уклонов, которые зависят от степени выраженности рельефа, типа почв, их механического состава, степени смытости и других условий.

Для составления карты крутизны склонов при масштабе 1:10000 мы использовали палетку с кругами, каждый из которых соответствует величине заложения разных уклонов в градусах.

1.43см соответствует 1є

0.49см------------------ 3є

0.28см------------------ 5є

Границы между участками с различной крутизной склона оформляются синим цветом и указывается его крутизна в градусах. При составлении карты крутизны склонов мы определили, что на территории хозяйства наибольший удельный вес занимает пашня с крутизной 1-3є.

В хозяйстве преобладают склоны прямой формы, расположенные в разном направлении относительно сторон света.

севооборот эрозионный угодье

1.3 Составление карты категорий эрозионно-опасных земель

В результате подготовительных работ составляется карта категорий эрозионно-опасных земель.

Целью составление карты категорий эрозионно опасных земель является определение потенциального смыва на различных участках территории хозяйства. Категории устанавливаются на основе количественной оценки факторов эрозии. Для хозяйства выделяют 5 категорий эрозионной опасности на пашне.

I кат. До 3 т/га

II кат. 3-10 т/га

III кат. 10-20 т/га

IV кат. 20-40 т/га

V кат. Свыше 40 т/га

При составлении карты категорий эрозионно опасных земель учитывались все факторы эрозии почв, однако климатические факторы по территории хозяйства не изменяются. Поэтому этот показатель остается постоянным для всей территории хозяйства. Остальные учитывающиеся показатели, определяющие различие земель по потенциальной опасности развития процессов эрозии следующие: крутизна склонов, его длина, форма и экспозиция почвы, их механический состав, эродированность и противоэрозионная устойчивость. Для количественной оценки суммарного влияния всех природных факторов на процессы эрозии были проведены расчеты потенциальной интенсивности смыва почвы. Величина потенциального смыва почвы была рассчитана по следующей формуле:

M=hуnmлliвбКэ,

где М - интенсивность смыва почвы за год;

h - интенсивность дождей, ливней, снеготаяния;

у - коэффициент стока;

n - параметр, учитывающий тип почв;

m - параметр, учитывающий механический состав почв;

л - коэффициент, учитывающий степень смытости почв;

l - длина линии стока;

i - крутизна склона;

в - коэффициент, учитывающий форму склона;

б - коэффициент, учитывающий экспозицию склона;

Кэ - коэффициент эрозионной опасности культур.

Для составления карты категорий эрозионной опасности необходимо на плане запроектировать линии стока в наиболее характерных местах, перпендикулярно к горизонталям. Линия стока представляет собой путь воды от водораздела по линии наибольшего падения склона.

Линии стока разбивают на отрезки через каждые 100м вниз по склону в масштабе плана и окрашивают зеленым цветом.

На каждом отрезке ставятся номера контрольных точек. Для каждой сотни метров определяется крутизна склона в градусах. Для нашего хозяйства проектом предусмотрено 9 линий стока Затем, с учетом поправочных коэффициентов для каждого участка определяем смыв почвы с участка склона в т/га. По справочным данным в соответствии с полученными значениями смыва почвы определяем номера категорий эрозионно-опасных земель для каждого участка. На плане каждая категория окрашивается соответствующим цветом и обозначается соответствующим номером. Данные для определения категорий эрозионно-опасных участков и номера категорий приведены в таблица №1.

Исходя из полученных данных в таблице 2 выявлено, что землепользование колхоза имеет следующие категории эрозионной опасности, 106,4 га- I категория, 97,4 га -II категория, 77,8 га-III категория. По полученным значениям можно сделать вывод, что большая часть землепользования не сильно подвержена воздействию водной эрозии, эрозия проявляется в большей степени на понижениях рельефа, что видно на плане.

При расчете интенсивности смыва почв на различных категориях эрозионно опасных земель мы вычисляли по каждой категории смыв от талого стока, смыв от ливней.

Из таблицы 2 следует, что наиболее интенсивно смыв почв происходит на землях III категории от талого стока, что составляет 11,2 т/га, а от ливней - 7,5 т/га. На других категориях величина смыва указана в таблице №2. По произведенным результатам видно, что за год на территории колхоза происходит смыв почв. Для предотвращения смыва хозяйству необходимо проводить противоэрозионные мероприятия, позволяющие уменьшить смыв почв и сократить результаты воздействия водной эрозии на территории колхоза.

ГЛАВА II. ОРГАНИЗАЦИЯ УГОДИЙ И СЕВООБОРОТОВ

Состав и площади угодий землепользования устанавливались с учетом требований наиболее рационального использования земель на основе материалов, полученных при изучении их эродированности и потенциального проявления процессов эрозии. Установление проектного состава и площадей угодий производилось в соответствии с категориями эрозионно опасных земель, потенциальной интенсивностью смыва почв и рекомендациями по их использованию. Площадь пашни устанавливалась с учетом выделения сильно эродированных участков пашни под залужение, облесение, лесные полосы, строительство гидротехнических сооружений и дорог.

При обследовании территории землепользования выявлялись участки, где необходимо строительство гидротехнических противоэрозионных сооружений (рассмотрено на 1-ом примере, карта противоэрозионной организации территории), установили вид и определили площадь под ним. В зависимости от водосборной площади запроектировали водозадерживающий вал.Расстояние оврага от вершины до первого вала “L” определялось по формуле:

L=2*H*K,

где H - перепад в вершине;

К - поправочный коэффициент (для глины 1,2).

При размещении вала стремились разместить его на пастбищах. Намечаемые гидротехнические мероприятия представлены в таблице 3. Из данных таблицы видно, что на территории колхоза «Октябрь» имеется растущий овраг, требующий проведения гидротехнических мероприятий. Поэтому, для предотвращения дальнейшего его роста было предусмотрено строительство водозадерживающего вала общей площадью 5 га. Также, помимо гидротехнических мероприятий предусматривается проектирование основных приводораздельных, водорегулирующих лесных полос, массивное облесение склонов или оврагов. Также, дополнительно предполагается запроектировать на пашне водорегулирующие и почвозащитные лесные полосы.

В результате установления состава и площадей угодий, необходима предварительная трансформация (в данной работе трансформацию угодий не выполняем). При распределении пашни по севооборотам с учетом категории эрозионной опасности земель было запроектировано два вида севооборотов: полевой и почвозащитный. На землях I, II и частично III категории был запроектирован полевой севооборот общей площадью 220 га, а на землях II и частично III категории был запроектирован почвозащитный севооборот, общей площадью 61.6 га. Распределение пашни по севооборотам с учетом ктегорий эрозионно-опасных земель отражено в таблице 3.

ГЛАВА III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕВООБОРОТОВ

Количество полей в севооборотах устанавливалось исходя из структуры посевных площадей, с учетом размещения культур по хорошим предшественникам, а также рационального размещения полей с учетом обособленности массивов и категорий земель. Размеры севооборотов, количество полей в них и чередование культур производится в таблице 4.

Из данных таблицы видно, что в полевом севообороте 5 полей, со средним размером поля 44,0 га, а в почвозащитном севообороте 4 поля, со средним размером поля 15,40 га.

ГЛАВА IV. УСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИИ СЕВООБОРОТОВ

4.1 Основные условия, оказавшие влияние на устройство территории севооборотов

Одновременно с установлением видов, количества и размеров севооборотов было произведено и их размещение. Размещение запроектированных севооборотов оценивалось по эродированности почв, рельефу, компактности и другим показателям. Так определение средневзвешенной крутизны склонов на территории севооборотов, которая необходима для внесения поправок за рельеф к коэффициенту эрозионной опасности культур, представлено в таблице 5.

Из данных таблицы видно, что средневзвешенная крутизна склонов по полевому севообороту составила 2,3; по почвозащитному - 4,4.

Общая характеристика размещения севооборотов дана в таблице 6.

Противоэрозионная эффективность дифференцированного размещения культур по севооборотам определялась, с учетом приближенных коэффициентов эрозионной опасности возделывания сельскохозяйственных культур. В коэффициент эрозионной опасности была введена поправка за рельеф.

Ккj=Ккim/6,

где Кк - средняя крутизна склона по севообороту.

Из данных таблицы 7, видно, что наименьший смыв почв происходит от многолетних трав и озимых культур, а наибольший от сахарной свеклы.

На основе полученных данных о смыве почвы под посевами культур на различных категориях эрозионно опасных земель за год, установлена средняя взвешенная величина смыва со всей территории севооборотов (таблица 7).

Из данных таблицы видно, что средневзвешенная величина смыва почвы со всей площади полевого севооборота составила 778,0 тонны, с почвозащитного севооборота - 281,90 тонны, а по полевому севообороту- 496,10 тонн.

Определение потерь продукции по севооборотам в зависимости от степени смытости почв представлено в таблице 8.

Из данных таблицы 8, видно, что потери со всей площади составили 28116 руб., в том числе: по полевому севообороту составили - 18380 руб., по почвозащитному севообороту - 9736 руб.

Обоснование вводимых севооборотов и анализ вариантов также производился и по выходу продукции полеводства. Различные сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на эродированность почв, что влияет на их урожайность. Выход продукции определялся по средней урожайности за ротацию с учетом качества почв. Средняя урожайность по каждой культуре в севообороте и потери продукции полеводства определялись сокращением потерь продукции за счет дифференцированного размещения культур по севооборотам с учетом эродированности почв.

Обоснование проектирования севооборотов по системе показателей дается в таблице 9. Из данных таблицы видно, что смыв почв в первом варианте 778,0 тонны, в том числе гумуса 38,9 тонны. Затраты на покупку и внесение в почву дополнительных удобрений 77,8 тыс. руб. Потери продукции 28116 руб. Таким образом из данных таблицы видно, что по всем показателям наиболее эффективным и целесообразным является первый вариант, в котором присутствует полезащитный и полевой севообороты.

При организации угодий и севооборотов решался вопрос о полном и рациональном использовании всех земель с целью получения максимального количества продукции при наименьших затратах средств труда, с одновременным повышением плодородия почв и предотвращением процессов эрозии.

4.2 Обоснование проекта устройства территории севооборотов