Засыпка оврагов и выполаживание откосов.

Гидротехнические противоэрозионные мероприятия применяются когда агротехнических и лесомелиоративных недостаточно. Чаще всего – это на крутых склонах и на сильно заовраженных землях. Они высокоэффективны , но и дорогостоящи, поэтому являются завершающим звеном противоэрозионного комплекса.

Простейшие гидротехнические сооружения

По своему назначению противоэрозионные гидротехнические сооружения делятся на следующие группы:

1.Водозадерживающие сооружения – валы-террасы, водозадерживающие валы, распылители стока, лиманы, пруды и т.д.

2. Водонаправляющие валы, нагорные канавы и др.

3. Водосбросные сооружения, донные сооружения (запруды) и т.д.

Гидросооружения размещают как на водосборе, так и по дну овражно -балочной сети. Рассмотрим основные из них.

Валы-террасы. Устраиваются на склонах на горизонтальной местности крутизной 4-6 град . при невысокой ложбинности склона, их привязывают к границам полей и производственных участков. Высота валов 30-60 см, ширина основания в 8-12 раз больше. Благодаря пологим откосам они легко преодолеваются всеми сельскохозяйственными машинами при обработке почвы. Для строительства валов-террас необходимы плуги, грейдеры и бульдозеры. Расстояние между соседними валами рассчитывают по двум условиям: неразмываемости пространства между ними и непереполняемости прудка перед валом (рис.7 ).

Рис.2 Вал-терраса с широким основанием

1-вал; 2 – прудок; h – высота вала; h_p – рабочая высота вала

Один погонный метр вала задерживает объем воды (V.м²), равный

V = h²/2 J; где

h – рабочая высота вала, м

J - тангенс угла наклона

Максимальный расход воды (q_мах) с полосы склона шириной 1 м равен rσх

qмах = r σ x , где

r – интенсивность осадков,м/с;

σ-коєффициент стока;

х - длина склона (расстояние между валами террасами,м),

Объем стока (W ) с полосы шириной 1м равен

W = qмах Т = r σ x Т, где

Т – продолжительность осадков, с

Если вода не переливается через вал, выполняется условие

W £ V

Тогда h²/2 J = r σ Хдоп Т

Отсюда легко найти допустимое расстояние между валами:

Хдоп £ h²/2 J r σ Т

В условиях избыточного увлажнения на тяжелых маловодопроницаемых почвах делают наклонные террасы, чтобы сбросить избыток воды в залуженные водотоки. Уклон по длине вала в сторону водосбора принимается не более 0,005 во избежание размыва.

Ступенчатые террасы сооружаются в целях интенсивного использования крутых склонов под ценные многолетние культуры с механизированной обработкой почвы и уходом за растениями, задержания поверхностного стока и защиты почв от эрозии.

Ступенчатые террасы состоят из полотна, выемочного и насыпаного откосов (рис. 8). Расстояние между насыпным откосом верхней террасы и выемочным откосом нижней террасы называется бермой. В поперечном сечении террасы бывают с прямым уклоном (3-6^о), горизонтальные и с обратным уклоном. Террасы с прямым уклоном экономически наиболее выгодны, так как при их сооружении требуется меньший объем земляных работ. Горизонтальные террасы наиболее удобны в эксплуатации, однако на склонах с меняющейся крутизной ширина полотна оказывается непостоянной, это приводит к образованию клиньев.

Рис.3 Схема строения ступенчатой террасы.

1 – полотно террасы

2 – выемочный откос

3 – насыпной откос

4 – берма

b - угол наклона склона

Террасы с обратным уклоном (3-6^о) задерживают наибольшее количество влаги, поэтому их целесообразно сооружать в засушливых районах. Террасы нарезают в направлении горизонталей. Верхнюю кромку выемочного откоса будущей террасы обозначают колышками, идущими строго по горизонталям. При уклоне 8-10^о , обычно делают полосы шириной 10 м, при уклоне 10-12⁰ - 6-8 м, при 12-14⁰ – 4-6 м и при уклоне 14-16⁰ –3-4 м (Заславский ,Каштанов, 1979).

Водозадерживающие валы устраивают в условиях спокойного рельефа на водосборах площадью не более 15 га при средней крутизне склона не более 3⁰. В процессе сооружения вала его уплотняют катком. Вал имеет гребень 2,5 м. Горизонтальность гребня проверяют с помощью нивелира. Сухой откос вала (заложение 1:1,5) круче мокрого (заложение 1:2,5). Высота вала меняется в пределах 0,8- 1,5 м. Валы размещают по горизонталям местности

ы и консоли. Быстротоки- это сооружения в которых вода движется непрерывно по их дну. В перепРис.4 Поперечный разрез вала

Валы возводят бульдозером путем сдвигания предварительно вспаханной почвы. Для укрепления вала весной следующего года его засевают смесью многолетних трав (ежа сборная, тимофеевка, клевер, овсяница луговая). Иногда валы совмещают с канавами (рис.10). При внедрении комплекса противоэрозионных мероприятий в бывшем опытном хозяйстве с-зе «Ударник» создана система валов-канав в сочетании с двухрядными лесными полосами.

Рис. 5 Поперечный разрез вала- канавы

Распылители стока создают для рассредоточения потоков воды, концентрирующихся в ложбинах , разъемных бороздах, межах, напашах, у дорог и лесных полос. Распылитель стока представляет собой валик с расположенной перед ним выемкой, перегораживающей понижение под углом 45⁰ к его оси (рис.11). Высота валика обычно 0,3-0,5 м, в сторону нижнего конца он уменьшается и сходит на нет. Распылытели размещают по длине ложбин через каждые 50-100 м. Их устраивают за один или два прохода трактора с навесным плугом, у которого оставляют только два средних корпуса.

Рис.6 Распылители стока

водопрочностью грунтов

- глубиной залегания грунтовых вод.

Водонапрявляющие вал ы и нагорные канавы применяются для отвода воды от вершин оврагов в задернованные ложбины. Их рассчитывают на пропуск наибольшего расхода воды 10% обеспеченности. Уклон водоотводящего вала не должен превышать 0,003-0,005, чтобы избежать размываю.

Водосбросные сооружения на оврагах служат для безопасного сброса воды через вершину на дно оврага. Выделяют три типа вершинных сооружений: быстротоки, перепададах и консолях - на одних участках по дну, а на других падает по воздуху. Выбор вида вершинного сооружения определяется :

- глубиной обрыва в вершине оврага

Быстроток

Перепады

Консоль

Рис. 7 Водосбросные сооружения

Донные сооружения (запруды) создают после укрепления вершин оврага для предотвращения дальнейшего углубления дна. Запруды обычно строят в привершинной части оврага, где вследствие больших уклонов скорость потока оказывается выше допустимой для данного грунта.

Расчет количества запруд проводится по формуле:

n =(H – J₀ L) ¤ h , где

n –число запруд;

Н – разность отметок начальной и конечной точек укрепляющего русла;

J₀ – уклон, при котором русло не размывается (0,005 – для песчаных грунтов; 0,008 – для суглинистых; 0,010 – для глинистых);

L – расстояние между запрудами;

h – проектная высота запруды, зависимая от используемого материала.

Расстояние между запрудами вдоль русла определяется по формуле:

L = h ¤ (J – J₀ ), где

J – уклон русла

вогнутых склонов.

К 3-ей категории - средние и местами верхние части склонов крутизной 3-5⁰ и более волнистой поверхностью, изрезанной ложбинами.

К 4-ой категории- нижние части склонов крутизной 3-5°, изрезанные ложбинами.

Первые четыре категории земель объединены в кл

асс «А» – земли пригодные для интенсивного использования в земледелии. Однако при повышении индекса категории земель нарастают насыщенность севооборотов почвозащитными культурами и интенсивность применения противоэрозионных мероприятий Запруды делаются из самых разных материалов. Для этого используют старые автомобильные шины, проволоку и т.д. Они могут быть земляные, деревянные, каменные и бетонные . Высота их варьирует от 1 до 2,5 м.

Засыпка оврагов и выполаживание откосов является наиболее радикальным методом борьбы с линейными формами эрозии. В настоящее время используется метод, позволяющий бульдозером выполаживают откосы на втором участке и покрывают его сохранить плодородный слой почвы без существенного увеличения объема работ. (Рожков 1981). Овраг , начиная от устья разбивают на участки. Бульдозером срезают землю и перемещают ее в овраг на первом участке сначала с одной стороны, затем с другой. После этого срезают гумусовый слой со второго участка и распределяют его по поверхности первого. Затем гумусовым слоем с третьего участка. В дальнейшем принцип работы на других рабочих участках остается таким же, как и на втором участке. Последний привершинный участок покрывают гумусовым слоем, взятым из-под основания водотводной канавы или вала, сооружаемого выше вершины оврага для перехвата поверхностного стока.

Вопросы для самоконтроля

1.Что собой представляет гидротехнические противоэрозионные мероприятия.

2. Что собой представляют валы террасы.

3. Что собой представляет ступенчатая терраса.

4. Расскажите о водозадерживающих валах.

5. Что собой представляют распылители стока.

6. Как производится засыпка оврагов и выполаживание откосов.

ЛЕКЦИЯ 5