Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ



Содержание

Введение

1. Организационно-хозяйственные мероприятия

2. Агротехнические мероприятия

2.1 Агротехнические противоэрозионные мероприятия

2.2 Агротехнические мероприятия по защите почв от дефляции

3. Лесомелиоративные мероприятия

4. Гидротехнические мероприятия

4.1 Сооружения для регулирования и задержания поверхностного стока

4.2 Сооружения для перехвата и отвода поверхностного стока, поступающего с водосборов

4.3 Головные (вершинные) сооружения для сброса концентрированного стока

4.4 Сооружения для регулирования и задержания стока в балках, оврагах и в поймах рек

4.5 Сооружения для защиты берегов от размыва интенсивным стоком в балках, оврагах и в руслах рек

Введение

Для успешной борьбы с эрозией почв необходимо применять систему мероприятий, видоизменяя ее в зависимости от интенсивности и характера эрозионных процессов в том или ином районе. Как отдельные мероприятия, так и их комплекс должны быть приспособлены к зональным и местным условиям. При этом следует учитывать, что предупреждение эрозии и эффективная борьба с ней возможны только в том случае, когда противоэрозионными мероприятиями охвачена вся земельная территория от водораздела до русла реки.

При разработке противоэрозионных мероприятий необходимо учитывать следующие принципиальные положения:

· в основе борьбы с эрозией должно быть положено регулирование поверхностного стока дождевых вод на водосборной площади;

· мероприятия по борьбе с эрозией почв должны быть комплексными и разработанными применительно к типам местности;

· противоэрозионные мероприятия должны обеспечивать рациональное использование всех земель, сокращение процессов смыва и размыва почв, а также сохранение, восстановление и повышение плодородия смытых земель.

В нашей стране и за рубежом разработаны и проверены в производственных условиях различные мероприятия по предупреждению эрозии и борьбе с ней. Основными из них являются:

1) организационно-хозяйственные, разрабатываемые на основе детального изучения и анализа материалов подготовки, полевых обследований по эрозионным районам территории;

2) агротехнические мероприятия, проектируемые в разрезе эрозионных районов на основе данных изучения материалов подготовительных и обследовательских работ и зональных рекомендаций по защите почв от эрозии;

3) лесомелиоративные мероприятия, проектируемые в соответствии со СНиП по строительству, зональными, зональными рекомендациями и с учетом местного опыта лесоразведения;

4) гидротехнические противоэрозионные сооружения - типы и размещение их определяется по имеющимся проектам внутрихозяйственного землеустройства, дополнениям к ним или по данным сплошного рекогносцировочного обследования.

агротехнический дефляция сток овраг



1. Организационно-хозяйственные мероприятия

Правильная организация территории должна предусматривать наиболее целесообразное размещение по водосборной площади отдельных угодий и севооборотов и правильное распределение тех или иных противоэрозионных мероприятий на ней.

Для планирования мероприятий по защите почв от эрозии используют почвенные карты, карты рельефа и картограммы категорий земель, на которых показаны подверженность почв водной и ветровой эрозии и интенсивность противоэрозионных мероприятий.

Все противоэрозионные мероприятия необходимо увязывать с решением таких организационно-хозяйственных вопросов:

· изменение границ административных районов и землепользований, определяемых требованиями защиты почв от эрозии;

· возможность расширения сельскохозяйственных угодий;

· установление необходимости внутрихозяйственной организации территории с обязательным включением в их комплекс почвозащитных мероприятий;

· дифференцированное размещение сельскохозяйственных культур в системе полевых, почвозащитных и других севооборотов в зависимости от качества земель, степени эродированности, особенностей расположения;

· передача не пригодных для сельскохозяйственного освоения или дальнейшего использования сильно пораженных эрозией и дефляцией участков земель в гослесфонд;

· выделение участков под сплошное залесение, залужение, террасирование;

· рациональное использование эродированных кормовых угодий, внедрение пастбище и сенокосооборотов;

· составление части (раздела) проекта противоэрозионной организации территории, в которой предусматривается правильное расположение севооборотных массивов, полей севооборотов и отдельно обрабатываемых их частей, полевых дорог.

По интенсивности противоэрозионных мероприятий все земли принято делить на следующие девять категорий.

А. Земли, интенсивно используемые в земледелии.

1-я категория. Не подвержены водной и ветровой эрозии. Нет необходимости в проведении противоэрозионных мероприятий и регулировании поверхностного стока.

2-я категория. Подвержены слабой эрозии или сток с этих земель угрожает нижележащим участкам. Для прекращения эрозии и регулирования поверхностного стока достаточно применять простейшие агротехнические мероприятия: более глубокую вспашку, вспашку и рядовой сев поперек склона, обвалование зяби и др.

3-я категория. Подвержены средней эрозии. Для прекращения эрозии, кроме мероприятий, указанных для земель 2-й категории, необходимо прерывистое бороздование в более сухих районах и поделка валиков поперек склонов (или окучивание) в более влажных районах; проведение водоотводных борозд в ливневых районах; безотвальная обработка с максимальным сохранением стерни по поверхности почвы в засушливых районах.

Земли первых трех категорий используются в принятом для данного хозяйства полевом севообороте.

4-я категория. Подвержены сильной эрозии. Для прекращения ее необходима специальная организация территории: полосное земледелие, буферные полосы, почвозащитные севообороты, гидротехнические мероприятия.

Б. Земли, пригодные для ограниченной обработки

5-я категория. Подвержены очень сильной водной или ветровой эрозии. Эти земли используются под сенокосы и пастбища или выделяются в почвозащитные севообороты с 1-2 полями зерновых и 5-10 полями многолетних трав.

В.Земли, непригодные для обработки. Это преимущественно овражно-балочная сеть.

6-я категория. Непригодные для включения в почвозащитный севооборот. Земли используются под сенокосы и пастбища с нормированным выпасом и применением поверхностного улучшения.

7-я категория. То же, что и земли 6-й категории, но с очень строго нормированным выпасом с применением поверхностного улучшения.

8-я категория. Непригодные для земледелия, сенокошения и выпаса, но пригодные для лесоразведения.

9-я категория. Непригодные для земледелия, сенокошения, выпаса и для лесоразведения («бросовые земли»- обрывы, скаты, каменистые осыпи и пр.).

Применение указанной группировки дает возможность правильно использовать земельный фонд, наиболее эффективно вести борьбу с эрозией почв и повышать их плодородие.



2. Агротехнические мероприятия

2.1 Агротехнические противоэрозионные мероприятия

Поскольку водная эрозия возникает вследствие неурегулированного поверхностного стока талых и дождевых вод, то все агротехнические приемы, направленные к его регулированию, будут иметь противоэрозионное значение.

Агротехнические почвозащитные приемы разделяются на три группы:

1) механически задерживающие воду (лункование, бороздование, обвалование);

2) увеличивающие водопроницаемость почв (глубокая вспашка поперек склона, вспашка с почвоуглублением, щелевание, снегозадержание и регулирование снеготаяния, посев и посадка сельскохозяйственных культур по рабочим уклонам склона);

3) повышающие эрозионную устойчивость поверхности почв (безотвальные плоскорезные обработки, посев кулис, буферные полосы, полосное размещение сельскохозяйственных культур на склонах).

Рассмотрим более детально почвозащитные приемы.

Лункование. Это прием по устройству на пути стока ёмкостей (лунок, способных уменьшать скорость стока и задержать его частично или полностью). Проводят его во время вспашки поля в агрегате с лункоделателем ЛОД-10 не позже I декады октября.

Бороздование и обвалование зяби. Сущность этого приема в том, что на пахотных склоновых землях создается система валиков и борозд, которые на определенном расстоянии прерываются. Разрывы борозд делаются в шахматном порядке. Этот прием распыляет сток по полю, замедляет его скорость, увеличивает поглощение воды почвой, препятствует концентрации стока. Проводят его осенью по вспаханной зяби. На расстоянии 3-5 м друг от друга поперек склона плугом нарезают борозды глубиной 25-27 см. Отвал делают в сторону водораздела. В этом случае стоку воды препятствует валик, а в случае его прорыва - и борозда. Это мероприятие проводят прерывистым бороздователем-УБП-1-35 в агрегате с плугом. После прохода такого агрегата на поверхности пашни образуется около 4 тыс корытообразных лунок, способных задержать 300-350 м3/га влаги.

Обвалование проводят на зяби на склонах (крутизной 6-80) со сложными условиями рельефа. Для предотвращения стока воды вдоль валиков делают перемычки ножом грейдера. Сток воды вдоль склона прерывается также путём дугообразных периодических проходов трактора. Образуется ячеистая поверхность с размерами ячеек 4 х 3 = 12 м2, которая задерживает до 600-800 м3 влаги на 1 га.

Буферные полосы. Это система чередующихся полос, основное назначение которых рассеивать водные потоки, уменьшать их скорость и осаждать взвешенный в воде мелкозем. Условия создания их следующие:

· ширина буферных полос и расстояние между ними устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от крутизны склона;

· расстояние между полосами должно быть кратным ширине захвата агрегатов, которыми осуществляется культивация пара;

· ширина буферных полос должна быть кратной ширине захвата сеялки, которой будет производиться посев на буферных поросах;

· для обеспечения достаточной густоты растений норму высева в буферных полосах надо несколько увеличить;

· лучшие буферные полосы получаются из озимых посевов Вико-ржи и других смесей бобово-злаковых культур; ранней весной - из яровых посевов чины и гороха;

· полосы из чистых посевов могут быть убраны на зерно, а злаковые и бобово-злаковые смеси убирают на зеленый корм, чтобы избежать засорения полей. Уборка сельскохозяйственных полей в буферных полосах, их перепашка должны быть проведены не позже, чем за месяц до посева озими;

· буферные полосы применяют при уклоне больше 1-2⁰. При такой крутизне склонов буферные полосы располагаются через 50-70 м, в 2-3⁰ - через 30-50 м. С удалением от водораздела расстояние между буферными полосами уменьшается, а ширина их увеличивается.

Агромелиоративные приемы при возделывании пропашных культур. Почва под пропашными культурами очень слабо скреплена корнями растений. Широкие междурядья картофеля, свеклы, сои, огурцов находятся на протяжении вегетационного периода во взрыхленном состоянии. Это является причиной интенсивного развития эрозионных процессов. Для предупреждения развития эрозионных процессов при возделывании пропашных культур нужны специальные приемы:

· под пропашные культуры отводить поля с уклонами, не превышающими 30;

· обработку пропашных производить перекрёстным способом при условии, что последний проход культиватором делается поперёк слона;

· на склонах 3-40 пропашные культуры высевают пунктиром или рядовым способам поперёк склона;

· на склонах длиной больше 500 м почвозащитная роль пунктирных посевов усиливается посевом буферных полос;

· перед посевом пропашных культур применяют гру4бокое рыхление почвы, прерывистое бороздование, щелевание междурядий, а также полосное размещение культур;

· для лучшего поглощения выпадающих осадков, уменьшения смыва почвы за 15-20 дней до посева пропашных культур проводится глубокое полосное рыхление через 10 м на глубину 50-60 см.

Из других агротехнических приемов, способствующих уменьшению поверхностного стока воды, а, следовательно, и ослаблению эрозии, следует отметить лущение стерни, кулисные посевы по зяби, кулисные пары, занятые пары в районах достаточного увлажнения, снегозадержание, щелевание, кротование, залужение водоподводящих ложбин к оврагам и балкам, заравнивание промоин и разъемных борозд.

В районах субтропиков при закладке чайных плантаций на склонах холмов крутизной меньше 15° для борьбы с эрозией применяют шпалерную (бордюрную) посадку кустов чая, при которой густые ряды кустов чайных растений располагаются поперек склона с междурядьями около 1,5 м. При смыве почвы частички ее задерживаются рядами чайных растений и оседают, что приводит к самотеррасированию склонов и ослаблению эрозионных процессов.

В горных районах и на склонах балок для борьбы с водной эрозией широко применяют террасирование склонов.

Борьба с ирригационной эрозией проводится изменением направления и уклона борозд, сокращением поливной струи, применением дождевания и подпочвенного орошения, тщательной планировкой земель (на уклонах до 0,02) и т. д.

2.2 Агротехнические мероприятия по защите почв от дефляции

В борьбе с ветровой эрозией эффективными приемами являются агротехнические мероприятия, направленные к увеличению и сохранению влаги в почве и обеспечению постоянной защиты поверхности почвы растительным покровом от выдувания. Поэтому агротехнические мероприятия, направленные на борьбу с водной эрозией, будут ослаблять и ветровую эрозию.

Все приёмы защиты почв от дефляции объединяются в три группы:

1) уменьшающие скорость ветра в приземном слое воздуха;

2) повышающие противоэрозионную устойчивость поверхности почвы;

3) уменьшающие пылесборные площади.

К первой группе мероприятий относятся: создание шероховатой грубо комковатой поверхности почвы, сохранение стерни на её поверхности и бороздовой сев колосовых и пропашных культур; создание буферных полос из многолетних трав, кулис из высокостебельных растений и системы полезащитных лесных полос.

К мероприятиям второй группы отнесены: мероприятия по ликвидации распыленности пахотного слоя, восстановление ветроустойчивой прочной комковатой структуры почвы, защита почвы сельскохозяйственными растениями и стерней; применение перекрёстного сева, увеличение запасов влаги в почве, залужение ветроударных склонов с сильноэродированными почвами.

Мероприятия третьей группы включают: разделение поля на части кулисами, буферными полосами из многолетних трав, лесными полосами; применение полосного земледелия

Рассмотрим подробнее некоторые важные приемы.

Глубокая безотвальная вспашка пара с оставлением стерни на поверхности почвы. Этот прием производится культиватором-плоскорезом-глубокорыхлителем КПГ-2-150 и способствует увеличению запасов влаги в почве, уменьшению количества эрозионных фракций в верхнем слое почвы, уменьшению скорости ветра в приземном слое воздуха, уменьшает последствие дефляции

Безотвальное лущение стерни зерновых колосовых и кукурузы. Этот прием проводят культиватором-плоскорезом КПП-2,2 или КПУ-400, лущильником-культиватором ЛКН-2,6 и лущильником-сеялкой ЛДС-4

Полосное земледелие. Этот вид мероприятий заключается в чередовании полосами культур с высокой почвозащитной эффективностью (многолетних и однолетних трав, озимых, яровых и пропашных культур. Полосы культур густого сева, посеянные поперек склона, кроме уменьшения эрозионных процессов, способствуют предотвращению дефлирования поверхности почвы.

Кулисные пары. Создание кулисных паров предотвращает выдувание почвы в летнее время, способствует лучшему сохранению влаги, уменьшают микроклимат на озими, способствуют снегозадержанию и лучшему сохранению посевов в осеннее-зимне-весенний период.

Бороздовой сев озимой пшеницы. Этот прием способствует уменьшению выдувания почвы и лучшему развитию озимых зерновых.

Перекрёстный сев. Данный способ посева уменьшает вредные последствия дефляционных процессов.

Прикатывание почвы и посевов. Производится такая работа ребристым и ребристо-шпоровым катком для прекращения выдувания почвы во время пыльной бури.

Снегозадержание. Работу производят трактором-снегопахом для увеличения шероховатости поверхности и предохранения почвы и озимых посевов от выдувания пыльными бурями.

Для районов с почвами, сильно подверженными дефляцией рекомендуются почвозащитные севообороты с полосным размещением культур, где полосы однолетних культур чередуются с полосами эрозионно устойчивых культур и многолетних трав. На легких почвах, сильно подверженных эрозии, полосы трав и однолетних культур рекомендуется делать не шире 50 м; на почвах, более стойких к выдуванию, ширина полос эрозионно устойчивых культур и многолетних трав может быть 50-100 м, а полосы однолетних культур 100-150 м.

При появлении дефляции на выгонах и пастбищах необходимо строго регулировать выпас, не допуская разрушения дернины.

Из других приемов борьбы с ветровой эрозией можно отметить сплошное или полосное оставление стерни на высоком срезе, специальные посевы длинностебельных культур (подсолнечника, кукурузы и др.), создание шероховатой поверхности пашни при ее обработке и посеве и т. д. Важное значение имеют сжатые сроки посева яровых культур, быстрое появление всходов которых обеспечивает защиту почв от ветровой эрозии.

3. Лесомелиоративные мероприятия

Высокая противоэрозионная и агрономическая роль защитного лесоразведения доказана многими научными разработками и производственной практикой. Установлено, что без создания эффективно действующих лесонасаждений в районах, где часто проявляются интенсивные ливни, засухи, суховеи, невозможно защитить почву от эрозии и дефляции. На полях, защищенных лесными полосами, благодаря отепляющему и водорегулирующему действию, лучшему ветровому режиму отрицательное последствие эрозии и дефляции значительно ослабевает, повышается плодородие почв. В вегетационный период на защищённых полосах создаётся особый микроклимат, который отличается влажностью и температурой не только воздуха, но и почвы, что способствует улучшению качества урожая.

В зависимости от условий развития эрозионных процессов в виде очагов эрозии рекомендуются различные виды лесополос: стокорегулирующие, приовражные, насаждения по дну оврагов, сплошные насаждения по берегам балок и на крутосклонах, сплошные насаждения на откосах оврагов, насаждения на конусах выноса оврагов. Защитное действие лесных полос и их влияние на различные факторы зависят от конструкции.

Под конструкцией лесной полосы понимается степень и характер её проницаемости для ветра. Различают три основных конструкции лесной полосы:

· плотную, или непродуваемую;

· продуваемую внизу и плотную вверху, или её называют продуваемой;

· ажурную, или равномерно проницаемую. Та или иная конструкция лесополос обеспечивается соответствующей схемой посадки (схемой размещения и смешения пород в насаждении) и последующим уходом за полосой.

Плотные полосы представляют собой в облиственном состоянии непроницаемую для взора стену леса. Такие полосы большей частью трехъярусные, то есть состоят из главных и сопутствующих древесных пород и кустарников, количество которых доходит до 50% от общего числа состава полосы. Создаются плотные полосы по древесно-кустарниковому типу посадки. В плотных полосах просветы между стволами и в кронах составляют менее 10%. Движущийся в определённом направлении ветровой поток, встречая на пути полезащитную лесную полосу, изменяет характер движения. Вначале у самой лесной полосы создаётся область повышенного давления, в связи с тем, что ветер встретился с препятствием. Затем часть ветрового потока просачивается через лесную полосу, ширина которой составляет 7,5-12,5 м, а часть потока переваливается через её крону. Чем плотнее по структуре лесная полоса, тем меньший воздушный поток проходит через её профиль. У плотной полосы с наветренной стороны образуется зона сжатого воздуха, по которой легко скользят воздушные потоки и обтекают полосу сверху. Перевалившись через лесную полосу, воздушный поток на подветренной стороне раздваивается на две части. Из-за затишья на заветренной стороне полосы и большей разряженности воздуха часть перевалившегося через лесную полосу воздушного потока обрушивается вниз, а другая часть продолжает дальнейший подъём. Чем плотнее полоса, тем больше за ней образуется разряженное пространство. В результате этого с наветренной стороны полосы образуются вихри и скорость ветра снижается. За непродуваемой полосой обрушивание воздушных потоков распространяется в нижние слои на расстояние, равное высоте 5-7 деревьев.

Продуваемые лесополосы по своему строению имеют внизу до высоты 1,5-2 м сплошные крупные просветы, в которых видны только стволы деревьев, вверху в кронах такие полосы сомкнуты. Кустарники в таких полосах отсутствуют: они не высаживаются или вырубаются. Создаются такие полосы по древесному типу (из одной только главной древесной породы) или древесно-теневому типу (из главной и сопутствующих древесных пород). В этих полосах площадь просветов между стволами должна составлять свыше 60%, а в кронах менее 10%. Через просветы продуваемых полос просачивается большая часть воздушного потока, чем через плотные лесополосы. Поэтому воздушные потоки, перевалившиеся через полосу, менее интенсивны. Соединение верхнего и нижнего воздушных потоков, проникновение и образование вихрей наблюдается за такими полосами на расстоянии, равном высоте 15-18 деревьев. Лесные полосы уменьшают скорость ветра с заветренной стороны на расстоянии, равном высоте 30 деревьев, а с наветренной - 5 деревьев.

Ажурные полосы имеют в облиственном состоянии мелкие просветы, более или менее равномерно разбросанные по всему продольному вертикальному профилю и составляющие 15-35% по всей площади этого профиля. Состоят такие полосы из древесных пород с небольшой примесью кустарников или только из одних древесных пород. Создаются они по комбинированному, или смешанному, типу посадки. Физической моделью их может служить аэродинамическая решётка. В этих полосах зона наибольшего снижения скорости ветра отмечается не у самой полосы, а на расстоянии 3-5 высот полосы с заветренной стороны. С наветренной стороны зона затишья распространяется на расстояние, равное 5-10 высотам полосы.

Для оценки степени ажурности вводится понятие коэффициента продуваемости - это отношение площади сквозных просветов в полосе ко всей вертикальной площади полосы, выраженной в процентах.

Полосы продуваемой конструкции имеют наибольшее ветрозащитное влияние при коэффициенте продуваемости 30-35%, а полосы ажурной конструкции - при коэффициенте 35-40%. Двухрядные аллейные посадки имеют наибольшее ветрозащитное действие при коэффициенте продуваемости 25-30%.

Рассмотрим, каким образом лесные полосы влияют на некоторые факторы климата и свойства почв.

Температура и влажность воздуха. На полях, защищённых лесными полосами, температура воздуха следует за температурой поверхности почвы, то есть она выше, чем в открытом поле. Здесь влияет конвективный обмен, который в полуденные часы фактически выравнивает температуру воздуха межполосных и открытых полей. На температуру воздуха, кроме лучистой энергии Солнца, влияет циркуляция атмосферы: адвекция (вторжение) тёплых и холодных воздушных масс извне. При вторжении холодного воздуха на полях, защищенных лесными полосами, температура выше, а при вторжении тёплого - ниже, чем на открытых полях.

Особенно эффективно защитная роль лесных полос проявляется при суховеях и заморозках. Дополнительная концентрация тепла на защищённых полях способствует более интенсивному накоплению сумм эффективных среднесуточных температур, что ускоряет темпы прохождения фаз развития растений.

Влажность воздуха (абсолютная и относительная) на полях, защищённых лесополосами, выше, чем в открытом поле: абсолютная на 1-3%, относительная - на 2-5%. Основная причина повышения влажности приземного слоя воздуха - уменьшение турбулентного обмена на межполосных полях. Однако защитные свойства лесных полос особенно проявляются при вторжении извне более влажных или более сухих воздушных масс. При вторжении воздушных масс с большей влажностью на межполосных полях влажность воздуха ниже, чем в открытом поле, а при суховеях в 2-3 раза выше и губительное действие суховея значительно ослабевает.

Травостой сельскохозяйственных культур на полях, защищённых лесными полосами, более густой, чем в открытом поле. Он больше расходует влаги на транспирацию и эта влага дольше задерживается в приземном слое воздуха, что также способствует увеличению влажности воздуха межполосных полей на 5-8%.

Снежный покров. В зимний период в степной и лесостепной зонах снежный покров преимущественно сдувается в балки, сады, виноградники. При переносе ветром снежинок, они в результате трения разрушаются на более мелкие частицы и испаряются. Это влечёт за собой снижение запасов влаги в почве и более глубокое её промерзание, ухудшает условия перезимовки озимых посевов, рост и развитие сельскохозяйственных культур в период вегетации. Лесные полосы защищают поля от сдувания снежного покрова и резко снижают его испарение.

Защитные свойства лесных полос разных конструкций в накоплении и сбережении снежного покрова не одинаковы. Почва под снежным покровом не промерзает или промерзает незначительно, поэтому создаются благоприятные условия для перезимовки озимых посевов. Весной, в период таяния снега, талые воды легко впитываются в почву. Тем самым резко сокращается поверхностный сток и уменьшается вероятность эрозии почв.

Лесополосы на мелиоративных системах. Лесные полосы, совмещённые с каналами мелиоративной системы, выполняют защитную функцию. Дамбы каналов (внешний откос дамбы), являясь плотным экраном, изменяют структуру воздушного потока. Они вместе с лесонасаждениями создают аэродинамический эффект, обеспечивающий повышение скорости ветра над каналом. Вместе с ветровым потоком переносятся продукты эрозии. В ажурных полосах, расположенных с наветренной стороны каналов, эоло- вый материал аккумулируется в основном на расстоянии до 4 Н от полосы и лишь при скорости воздушного потока 6 м/с протяжённость зоны увеличивается до 6 Н. Это же наблюдается и у продуваемых полос. Кроме того, в этих полосах и между полосой и каналом происходит выдувание песчаных фракций мелкозема. С заветренной стороны полос формируется три зоны:

1. аккумуляции;

2. незначительного проявления процессов дефляции и аккумуляции;

3. дефляции.

У ажурных полос эоловые отложения обнаруживаются сразу за каналом, в зоне пониженных скоростей ветра. С увеличением рядности полос зона аккумуляции смещается ближе к каналу, так как скорость воздушного потока гасится первым рядом, и тормозящий эффект у 2-х и 3-х рядных полос возрастает. За зоной аккумуляции формируется зона незначительных проявлений процессов аккумуляции и дефляции, которая находится в обратной зависимости от скорости ветра и в прямой зависимости - от количества рядов. Зона дефляции взаимосвязана с предыдущей зоной. При увеличении скорости воздушного потока зона выдувания располагается ближе к полосе.

У продуваемых полос процесс формирования зон аналогичен ажурной.

Лесополоса, затеняя канал, препятствует росту сорняков, тем самым улучшаются условия эксплуатации канала. Древесные породы, посаженные вдоль оросительной сети, отсасывают воду непосредственно из каналов и в ряде случаев повышают фильтрацию (при размещении на дамбах каналов). В других случаях корни уплотняют и укрепляют грунт, а опадающие листья вызывают оглеение, в результате чего фильтрационные потери у облесенных каналов уменьшаются. Поэтому при создании лесонасаждений вдоль каналов нужно правильно подбирать древесные породы; сажать те, которые исключили бы возможность отсасывания воды из каналов с земляным руслом.

У групп пород, в которые входят клён, орех, абрикос, слива, алыча, корни избегают мест повышенного увлажнения и отмирают в мокрой почве у откосов каналов. У другой группы, включающей платан, липу, березу, корни отклоняются в сторону. У третьей группы, состоящей из дуба, вяза, ясеня, черешни, яблони, корни не избегают мест повышенного увлажнения почвы, подходят к мокрому откосу, проникают под дно канала, но не пронизывают поверхностного слоя мокрых откосов и дна канала, не повреждают и не дренируют их. У двух последних групп древесных растений корни располагаются в дамбе, поэтому используют фильтрационную воду. В четвертую группу включены тополь, акация, груша, вишня, которые дают корневые отпрыски при повреждении корней во время очистки каналов. Они способны увеличивать фильтрацию воды через откосы. Корни тополя, пронизывая поверхностный слой мокрых откосов и дна канала, используют воду непосредственно из канала.

Существуют нормы высадки лесонасаждений на мелиоративных системах. Полезащитные лесные полосы должны занимать не более 4% площади орошения. Необходим свободный доступ к каналам для очистки и ремонта. Длина лесополосы - не менее 60% от длины канала.

Водоохранные лесополосы для защиты магистральных каналов и их ветвей проектируют 3-х рядными с одной стороны канала и 2-х рядными - с каждой стороны канала. Вдоль крупных магистральных каналов лесные полосы создаются 4-5-тя рядными с одной или с двух сторон канала. Крайний ряд насаждений вдоль каналов размещают на расстоянии не менее 3 м от подошвы дамбы или откоса выемки. При высоте дамбы (глубине выемки) более 3 м это расстояние увеличивается до 4-5 м. От края лотков - 2,5 -3,0 м. От трубопроводов - 2 м. Расстояние между закрытыми коллекторами (дренами) и лесополосами назначается в зависимости от растительности (табл. 2)

Таблица 2. Расстояние между закрытыми коллекторами (дренами) и лесополосами в зависимости от растительности

Растительность	Минимальное расстояние, м
Лиственные деревья	20
Хвойные деревья	30
Фруктовые деревья	7
Ольха, ива, шиповник, смородина	15
Кустарник других пород	10

Вокруг прудов и водоёмов создаются следующие защитные насаждения из 1, 2-х или 3-х полос. Первый пояс - берегоукрепительный располагается в зоне расчётного подпорного уровня из двух и более рядов кустарников ив. Второй пояс (ветроломный и дренирующий) из тополей и древовидных ив размещают между отметками расчётного и форсированного подпорного уровней. Третий пояс (противоэрозионный) - выше форсированного уровня из засухоустойчивых пород деревьев.



4. Гидротехнические мероприятия

Если предупредительные приемы борьбы с эрозией, изложенные выше, не в состоянии прекратить эрозионного разрушения территории, то в дополнение к ним прибегают к различным инженерно-техническим мероприятиям.

Гидротехнические противоэрозионные сооружения позволяют не только защитить почву от размыва и смыва, но и улучшить гидрологический режим склоновых земель, освоить ранее непригодные земли для сельского хозяйства. По целевому назначению они объединяются в следующие группы:

1. Сооружения для регулирования и задержания поверхностного стока на водосборах, которые включают различного типа террасы, водозадерживающие валы, распылители стока, склоновые лиманы.

2. Сооружения для перехвата и отвода поверхностного стока, поступающего с водосборов. К ним относятся водоотводные (водоподводящие) валы, различного типа водоотводящие каналы.

3. Головные (вершинные) сооружения для сброса концентрированного стока: лотки-быстротоки, ступенчатые перепады, консоли, шахтные и трубчатые водосбросы.

4. Сооружения для регулирования и задержания стока в балках и оврагах, а также в поймах рек: это различного типа запруды, пруды, пойменные лиманы.

5. Сооружения для защиты берегов от размыва интенсивным стоком в балках и оврагах, в руслах рек. К ним относятся защитные и подпорные стенки, а также мероприятия по спрямлению, обвалованию и углублению русел.

Рассмотрим гидротехнические противоэрозионные сооружения отдельно по каждой группе.



4.1 Сооружения для регулирования и задержания поверхностного стока

Террасы - это земляные сооружения, создаваемые на склонах. Применяют их в целях защиты почв от эрозии, улучшения гидрологического режима склонов и создания условий для освоения их в сельском и лесном хозяйстве. По целевому назначению, условиям местности и технологии устройства выделяются три типа террас: гребневидные террасы с широким основанием, траншейные и ступенчатые. Терраса состоит из материкового откоса, полотна террасы и насыпного откоса. Размеры террас должны обеспечивать полное поглощение стока с межтеррасных участков и отвечать агротехническим требованиям хозяйственного их использования с учетом применения механизмов. Террасы обеспечиваются переездами с одной на другую, а глухие (односторонние) террасы должны иметь разворотные площадки для орудий и механизмов.

Водозадерживающие валы - сооружения, эффективные на территориях, охваченных процессами оврагообразования, представляющие собой земляную насыть и выемку. Поперечное сечение и элементы этого сооружения обусловлены размерами и характером использования водосборной площади. Высота насыпи валов принимается не более 1,5-1,8 м. Размещают их непосредственно вблизи вершин оврагов, что позволяет свести к минимуму использование пахотных земель под гидротехнические сооружения. Если необходимо разместить вблизи оврага несколько валов, то поступают следующим образом:

1. сооружаются несколько водозадерживающих валов вблизи вершины оврага, которые своей ёмкостью обеспечивают задержание расчётного стока;

2. водозадерживающие валы размещаются равномерно по всей площади водосбора;

3. кроме вала у вершины оврага, водозадерживающие валы размещают вблизи существующих на водосборе рубежей (дороги, лесные полосы, границы полей и др.);

4. применяется сочетание водозадерживающих валов с водоотводными валами или с другими видами сооружений.

Распылители стока - это один из самых простых гидротехнических приёмов воздействия на концентрацию поверхностного стока непосредственно на водосборной площади. Стекающая вода концентрируется в результате встречи на пути движения мелких струй каких-либо препятствий в виде изменений в состоянии уровня поверхности стока. Распылители стока представляют собой препятствия в виде земляных валиков или перекопов, которые устраиваются на пути движения концентрированного стока. Основной задачей их является отвод потока от выработанного им направления движения и распыление его на мелкие струйки. Распылители стока по бороздам, канавам и другим углублениям в поверхности склонов располагаются под углом в 45⁰ к оси потока. Устанавливаются они через каждые 10-15 м, образуя изолированные участки, в пределах которых снижаются скорость и объём стекающей воды. Для отвода воды с этих участков насыпаются земляные валики высотой на 20 см больше, чем глубина борозды (канавы), с шириной основания не менее 50 см. Перед валиком в бровке борозды делают прокопы, земля из которых используется на насыпку тела валиков. Дну прокопа придаётся уклон в 0,01-0,02, который исключает размыв грунта протекающей по прокопу водой. Прокопы и валики выводятся за пределы борозды на склон, а в конце их устраивается ровная площадка, на которой распыляется подводящий поток. Для регулирования концентрированного стока по ложбинам наиболее целесообразно устраивать стреловидные распылители стока. В этом случае сток распыляется на две части и отводится на склон по обе стороны от ложбины. В конце стреловидной насыпи устраиваются ровные площадки, на которых гасится скорость отведенной воды и распыляется сток. Общая высота стреловидного распылителя должна быть на 15-20 м выше уровня склона по обе стороны ложбины. Боковые ответвления выходят на склон не менее чем на 3-5 м от бровки ложбины, а располагаются они через каждые 60-80 м.

Склоновые лиманы - это участки склонов, ограниченные по нижнему краю горизонтальными земляными валами с боковыми шпорами, которыми задерживается поверхностный сток. Их устраивают на пологих склонах с уклоном до 0,002, а также по ложбинам склонов для влагозарядкового орошения территории путем затопления ее слоем воды. Это приводит к улучшению режима поверхностного стока, уменьшению смыва и размыва почвы, снижает опасность образования оврагов, улучшает общий гидрологический режим территории. В зависимости от объема поступающего стока с водосбора, применят простые или многоярусные лиманы. Они по глубине затопления подразделяются на лиманы мелкого (0,2-0,3 м) и лиманы глубокого затопления (0,5 м и более). Ширина лиманов от 100 до 700 м, а длина - не более 600 м. Необходимая площадь питания 1 га лимана обычно колеблется от 6 до 15 га площади водосбора. Высота земляных валов, которыми ограничиваются лиманы, зависит от глубины воды у вала плюс запас в 0,3-0,5 м. Когда размер лимана бывает больше указанных величин, их разделяют земляными валами на отдельные секции.

4.2 Сооружения для перехвата и отвода поверхностного стока, поступающего с водосборов

Водоотводные (водоподводящие) валы - земляные сооружения, которые служат для перехвата и отвода (подвода) поверхностного стока. Наиболее часто они используются для подвода поверхностного стока к головным или сбросным овражным сооружениям, Несколько реже вода с водосборной площади отводится с помощью таких валов к водозадерживающим валам или к искусственным и естественным водоприемникам (реки, пруды, хорошо задернованные балки). Водоотводные валы в пределах водосборной площади могут применяться самостоятельно или же в сочетании с водозадерживающими валами. Одни они используются в том случае, когда устройство водозадерживающих валов исключается из-за сложности рельефных условий, наличия зданий, дорог и других сооружений в местах строительства, а также, когда они не оказывают существенного влияния на общую величину стока воды с водосбора.

Нагорные канавы служат для перехвата, задержания или отвода поверхностных вод в пределах водосбора. Они бывают водосборно-регулирующие, или водосборно-сбросные. Водосборно-регулирующие канавы рассчитываются на полное или частичное задержание поверхностного стока за счёт водозадерживающей ёмкости. Они применяются в двух случаях: когда необходимо общий гидрологический режим в условиях сухих склонов и когда отсутствуют естественные или искусственные водоприемники, куда можно отвести сток. Размещают их равномерно по площади водосбора. Водосборно-сбросные канавы устраиваются непосредственно на склонах, перед вершинами балок или оврагов, а также у подножий склонов. Основная цель этих сооружений - перехват поверхностного стока и отвод его в естественные или искусственные водоприемники или подвод поверхностного стока к сбросным сооружениям.

Обвалованные канавы применяют для того, чтобы обеспечить пропуск той частим жидкого и твердого стока, который поступает с оврагов и балок. Они устраиваются от выраженного русла в балке или овраге через устье и прилегающие к устью площади до естественного или искусственного водоприемника. Такие канавы позволяют защитить от заносов овражно-балочными выносами расположенные в устьях сельскохозяйственные угодья, населенные пункты, хозяйственные строения, дороги. Они являются важным приёмом в комплексе мероприятий по борьбе с эрозией почв и её крайним проявлением в горах - селевыми потоками. Однако их следует применять в сочетании с мелиоративными работами в пределах всей водосборной площади и в руслах балок и оврагов. Устраиваются канавы трапециевидной формы с полуторными откосами, а размеры в каждом отдельном случае зависят от величины и характера поступающего стока.

4.3 Головные (вершинные) сооружения для сброса концентрированного стока

Быстротоки - это тип сбросных сооружений, которые обеспечивают перевод воды с одного (высокого) уровня на другой (низкий), когда вода на всём протяжении движется единым потоком, не отрываясь от дна сооружения. Для устройства быстротоков могут использоваться различные строительные материалы: фашины, дерево, кирпич, бутобетон, железобетон.

Ступенчатые перепады - эти сооружения устраиваются для сброса воды по пологим и со значительной протяженностью откосам. Перепады могут быть многоступенчатыми или одно- или двухступенчатыми. Сущность работы ступенчатого перепада заключается в том, что приобретённая скорость потока при движении по горизонтальному или слабонаклонному дну ступени должна гаситься при падении на последующую ступень. Общий перепад уровня, на который сбрасывается вода, равномерно распределяется по ступеням. Технология строительства ступенчатых перепадов сходна со строительством быстротоков. Со склона срезается почвенный слой, чтобы ступени перепада располагались на устойчивом грунте. Однако высота и длина ступеней подбираются таким образом, чтобы перепад не глубоко врезался в грунт. Площадкам ступеней придаётся небольшой уклон (до 0,01) в направлении движения потока, а в вертикальной стенке в конце ступени устраиваются отверстия размером 10 х 10 или 20 х 20 см.

Консоли - сооружения, применяемые для сброса воды в глубокие овраги. В этом случае они более экономичны по стоимости, чем головные сооружения. По конструкции консольный перепад похож на быстроток, в отличие от последнего он оканчивается не водобойным колодцем, а резким срезом, с которого вода падает на дно оврага, образуя воронку смыва. В связи с этим консоли не применяют на слабых илистых или мелкопесчаных грунтах, где падающая вода образует глубокие и широкие воронки размыва. Воронка за перепадами специально не разрабатывается. Она формируется самой падающей водой до размеров, которые обеспечивают гашение скорости падающего потока. Для лучшего гашения скорости, а следовательно, и сокращения размывающего действия воды в месте образования воронки делается каменная наброска или настил из фашин.

Шахтные водосбросы - это сооружения, состоящие из водоприёмной воронки, вертикальной шахты, горизонтального туннеля и водовыпуска. Применяются они в тех случаях, когда необходимо сбросить воду под полотном дороги. Стоимость строительства связана с выполнением земляных работ по устройству вертикальной шахты и горизонтального туннеля. Монтируется такое сооружение из сборных железобетонных колец. Водоприёмная воронка покрывается металлической решёткой, которая необходима в целях безопасности и защиты от засорения. Вода к водоприёмнику подводится подводящим каналом, который на подходе к сооружению бетонируется.

4.4 Сооружения для регулирования и задержания стока в балках, оврагах и в поймах рек

Пруды - это искусственный водоём, где вода задерживается с помощью построенной поперёк русла балки плотины. Объём её регулируется специальными водопропускными сооружениями. Устраиваются плотины в узких створах балок, дно которых имеет небольшие уклоны (не более 0,006), а склоны выше плотины не подвержены овражным или оползневым процессам и являются удобными для устройства водосбросных сооружений. По характеру использования задержанных вод выделяются пруды сезонного и круглогодичного пользования, а также стокорегулирующие пруды. Пруды сезонного пользования наполняются за счёт весеннего стока и используются для нужд хозяйства в течение вегетационного периода, а затем осенью освобождаются от воды. При круглогодовом пользовании выпуск воды из пруда допускается только в период поступления весеннего стока. Режим работы стокорегулирующих прудов обусловлен рядом условий. Однако почти во всех случаях эти пруды должны обеспечивать полное или частичное задержание поверхностного стока в период интенсивного снеготаяния и выпадения ливневых дождей. Выпускают же воду из этих водоёмов по необходимости, то есть в течение всего года, или же в наиболее засушливые периоды, когда резко сокращается сток в водотоках. Емкость пруда включает рабочий и мёртвый объём. Рабочий объём - это объём воды, который удовлетворяет потребности по основному назначению водоёма, а также включает потери воды на испарение и фильтрацию. Под мёртвым объемом понимается то количество воды, которое не подлежит расходованию, а, заполняемый наносами. По санитарным требованиям глубина мёртвого объёма перед плотиной принимается не менее 2-3 м, а срок заполнения мёртвого объема наносами должен быть не менее 20-25 лет.

Фильтрующие плотины - сооружения, применяемые в районах, где из овражно-балочных систем выносится большое количество почвенных частиц. Связано это с тем, что основная масса рыхлого и обломочного материала обычно концентрируется в нижней части склонов, где расположены участки сильно смытых почв и обнажений горных пород. В этих условиях необходимы сооружения, которые бы обеспечили задержание твердой фракции при одновременном регулировании жидкой части стока. Такими сооружениями и являются фильтрующие плотины, которые просты в устройстве, надёжны в эксплуатации. Создаются они после урегулирования поверхностного стока на основной части водосбора. Они устраиваются путём перекрытия русла балки или оврага грунтом, который сдвигается бульдозером со склонов. При наличии в местах строительства каменистого материала он в первую очередь насыпается в основании плотины. В процессе работы бульдозер гусеницами уплотняет тело плотины, что придаёт ей необходимую прочность. Для строительства плотины подбирают такое место, где потребуется меньший объём работ по насыпке плотины и устройству котлована. Русло перед плотиной с помощью бульдозера расширяется, ему придаётся округлая форма с одновременной планировкой уклона. Проведение таких работ позволяет изменить характер руслового потока, который при выходе из узкой части в расширяющееся русло резко теряет скорость движения при подходе к плотине. Это способствует более спокойному отложению твердой фракции стока и процессу фильтрации воды через основание плотины. Выбираемый грунт из котлована используется для насыпи тела плотины. После насыпки и уплотнения плотины в материковом откосе склона с помощью бульдозера устраивается сбросной канал. Он представляет собой своеобразную террасу, врезанную в материковый склон балки, по которой вода сбрасывается за тело плотины в русло балки или переводится в водосборно-сбросную канаву на склоне. По сухому и мокрому откосам и по гребню плотины производится посев многолетних трав, а по дну сбросного канала делается одерновка.

Поступающие в период интенсивных ливней наносы обычно вначале откладываются в виде своеобразного шлейфа, который с каждым годом увеличивается по длине, ширине и высоте. Со временем изменяется профиль русла и характер руслового стока, что создаёт благоприятные условия для проведения облесительных работ с целью окончательного закрепления русла. Котлован в период обильных дождей заполняется водой до уровня водослива, расположенного на 1 м ниже высоты гребня плотины, по которому излишняя часть воды сбрасывается за тело плотины. Задержанная плотиной вода полностью фильтруется в течение непродолжительного периода. Скорость фильтрации зависит от материала, слагающего тело плотины, и продолжительности её работы.

Запруды - это сооружения, распространённые в системе мероприятий для регулирования жидкого стока, прекращения донных размывов, формирования профиля равновесия путём задержания твердой фракции стока в овражно-балочный руслах. Запруды подразделяются на плетневые, фашинные, хворостяные, деревянные, каменные, бетонные и железобетонные. Железобетонные, бетонные и каменные запруды применяются в условиях, когда необходимо защитить от выносов ценные угодья, дороги, жилые и хозяйственные постройки. Они обязательны в оврагах, где имеются созданные в вершинах или отвершках головные овражные сооружения. Запруды из этих материалов состоят их фундамента, вертикальной стенки, водобойной площадки, защитных боковых стенок (крылья) и земляной насыпи. Плетневые запруды просты по устройству и эффективны в работе для большинства оврагов с небольшими водосборными площадями. Высота плетневых запруд устанавливается в 0,5 м. Технология их устройства следующая. Поперёк дна и в откосах оврага вырывается канава глубиной и шириной в 0,5 м с прокопами в откосы на 1 м. По центру будущей запруды, в сторону уклонов, выбирается грунт на глубину 15-20 см и длиной 0,75-1,0 м для устройства водобойной площадки. В канаву забиваются ивовые колья (диаметр 7-8 см) на глубину 0,5 м. Вначале забивается два кола в центре на расстоянии 20-25 см один от другого. Затем через такие же расстояния в обе стороны устанавливаются и последующие колья, но высота каждого последующего должна быть на 2 см больше, чем предыдущего. В результате подобного изменения высот в центре запруды образуется стрела прогиба, что позволяет сосредоточивать сток в центре запруды и предохранять берега от подмывания. По установленным кольям плотно заплетается хворост с закреплением его поверху мягкой проволокой. Затем канава засыпается грунтом и утрамбовывается. Со стороны движения воды, вплотную к плетню, насыпается грунт (откос 1:2), утрамбовывается камнем или устилается фашинами.

Пойменные лиманы являются важным приёмом в регулировании стока рек. Они предназначаются для частичного перехвата паводковых вод, которые проходят по рекам в период весеннего снеготаяния и выпадения интенсивных ливневых дождей. Особое значение пойменные лиманы приобретают в условиях недостаточного или неустойчивого увлажнения, а также в долинах малых рек, где пропускная способность русел ниже максимальных секундных расходов, которые образуются за счёт стока с водосборов бассейнов. Устройство пойменных лиманов в пределах бассейнов, где не обеспечено достаточное регулирование поверхностного стока, позволяет улучшить режим стока рек путём снижения размеров паводков за счет задержания части паводковых вод в нужных местах. Пойменные лиманы позволяют рационально использовать воды поверхностного стока для сельскохозяйственного производства, предохранить определенные участки земель от затопления и заиления, снизить процессы разрушения пойменных земель, обеспечить задержание и отложение плодородной илистой фракции, поступающей с распаханных водосборов, снизить процессы разрушения берегов и заиления русел и т.д. Высота оградительных дамб пойменных лиманов достигает 1,2-1,5 м. Ширина гребня принимается в 2,5 м, ширина основания - 6-9 м с заложением откосов 1:1,5 или 1: Технология устройства земляных дамб аналогична устройству водозадерживающих валов.

...