Проектирование комплекса противоэрозионных мероприятий с контурно-полосной организацией территории
Проектирование – один из основных путей передачи передовых научных разработок в производство. Специализированные проектные организации, располагающие высококвалифицированными кадрами, способны внедрять достижения сельскохозяйственной науки в короткое время на значительных площадях.
Проектирование комплекса противоэрозионных мероприятий, включающего контурно-полосную организацию территории, имеет ряд особенностей. Поскольку задачей комплекса является устранение поверхностного стока как главной причины водной эрозии, требуется детальный учёт рельефа, климатических особенностей, почвенных и гидрологических условий местности. Определение состава, порядка размещения проектируемых мероприятий и практическое их осуществление выполняются в научно обоснованной последовательности на основании материалов специальных расчётов.
Оптимальным вариантом является проектирование контурно-полосной организации территории и приспособленного к её условиям противоэрозионного комплекса в рамках внутрихозяйственного землеустройства. Таким методом велось внутрихозяйственное землеустройство виноградарских совхозов «Курпский» Кабардино-Балкарской АССР и «Донская чаша» объединения «Донвино». Первый проект составлен институтом «Севкавгипропищепром» (Краснодар), второй – институтом «Гипроспиртвино» (Москва).
В этих совхозах на всех виноградных насаждениях запроектирован рекомендуемый ВНИИВиВ комплекс противоэрозионных мероприятий с соответствующей противоэрозионной организацией территории. Проекты были выполнены в 1970 г. и в настоящее время успешно осваиваются хозяйствами.
|
|
|
Проектированием комплекса противоэрозионных мероприятий с контурно-полосной организацией территории в условиях полевых севооборотов колхозов и совхозов Ростовской области около 4 лет занимается Южный филиал института «Росгипрозём». Для ряда хозяйств Ростовской области в 1970 – 1973 гг. составлял проекты Ростовский филиал института «Союзгипролесхоз».
Опыт, накопленный при разработке проектов, последующем переносе их в натуру и практическом освоении, представляет значительный интерес.
Основным вопросом на стадии проектирования является расчётное обоснование ширины контурных полос. Располагающиеся по их границам водозадерживающие валы с широким основанием, совмещённые с водопоглощающими канавами, заполненными органическими материалами, должны полностью задерживать и переводить в почву избытки поверхностного стока воды, чего нельзя сделать на полях с помощью агротехнических мероприятий. Подобные ситуации очень часто возникают при образовании притёртой ледяной корки и при ливнях большой интенсивности на полях, почва которых значительно уплотнена (озимые культуры и многолетние травы в период оттепелей и снеготаяния, пропашные культуры, стерня зерновых после уборки, междурядья садов и виноградников, содержащиеся под чёрным паром, пары, реже зябь).
|
|
|
Определить ожидаемую величину поверхностного стока, формирующегося в критических ситуациях, очень сложно. Современные гидрологические исследования дают достаточно точное представление только о речном стоке. Сведений о поверхностном стоке с малых водосборов, представленных в большинстве зон сельскохозяйственными угодьями, недостаточно для точного предварительного вычисления стока в любой местности при любом сочетании условий.
Исследования поверхностного стока с сельскохозяйственных угодий, выполненные в нашей стране в последние годы, свидетельствуют о значительной его изменчивости в связи с почвенно-климатическими условиями различных зон, рельефом местности и характером хозяйственной деятельности человека. Для расчётного обоснования противоэрозионных мероприятий Государственным гидрологическим институтом в 1972 г. предложена методика определения величины поверхностного стока с малых водосборов[2].Она может служить основой гидрологических расчётов для комплекса противоэрозионных мероприятий с контурно-полосной организацией территории, но в первую очередь следует использовать материалы стоковых площадок, расположенных на полях в сходных почвенно-климатических условиях.
|
|
|
В соответствии с требованиями строительных норм и правил, гидротехнические противоэрозионные устройства простейшего типа рассчитывают на полное задержание поверхностного стока 10%-ной обеспеченности (то есть такой его величины, превышение которой может случаться раз в 10 лет). Полное устранение стока такой расчётной величины даёт возможность надёжно защитить почву от смыва. Добавочное увлажнение территории способствует улучшению условий произрастания сельскохозяйственных культур.
Каким образом достигается устранение поверхностного стока, видно на рисунке 14. При расчётной ширине контурной полосы 120 м на водосборную площадь 100-метрового отрезка вала и канавы выпадает 430 м3 осадков в виде ливня. Величина поверхностного стока достигает при этом 310 м3, остальные 120 м3 впитываются почвой, задерживаются на водосборе микрорельефом и растительностью. Основную массу стекающей воды удерживает вал – 260 м3 и 50 м3 успевает впитаться в почву в канаве.
|
|
|
Рис. 14. Диаграмма распределения ливневых осадков при полном задержании поверхностного стока 10%-ной обеспеченности. Длина канавы 100 м, расчётный слой стока 25 мм: а – объём воды, задержанной на поверхности почвы; б – объём воды, впитавшейся в почву; в – объём впитавшейся в канаву воды за время добегания поверхностного стока; г – объём прудка воды, образованного валом.
Как видно на рисунке 14, точность гидрологического обоснования комплекса почвозащитных мероприятий зависит от достоверности оценки величин, составляющих уравнение водного баланса. Чем лучше изучены фильтрационные свойства почвы в канаве и под сельскохозяйственными культурами, чем точнее оценена ожидаемая масса стока, тем надёжнее расчёты и работа всего комплекса.
Основными водорегулирующими сооружениями в комплексе противоэрозионных мероприятий, разработанном Всероссийским научно-исследовательским институтом виноградарства и виноделия, являются водозадерживающие валы с широким основанием, совмещаемые с водопоглощающими канавами, заполненными органическими материалами. Валы-канавы устраивают по горизонталям местности со спрямлениями в местах пересечения мелких эрозионных форм рельефа.
Проектирование на плане и последующий перенос трасс валов-канав в натуру проводят по вертикальным отметкам тех горизонталей, на которых их устраивают. Для водосборов с почвами, одинаковыми по водно-физическим свойствам, разность отметок (превышение) соседних валов-канав является постоянной. Это упрощает проектирование и разметку трасс на местности.
Превышения соседних валов-канав для условий задержания стока талых вод определяют по следующей формуле:
,
где 
– превышение между соседними канавами (в м);
– рабочая высота водозадерживающего вала (в м);
– ширина зоны в канаве, поглощающей воду (в м);
– скорость водопоглощения (в м за 1 минуту);
– время водопоглощения (в минутах);
– площадь поперечного сечения водопоглощающей канавы
(в м2);
– слой поверхностного стока 10%-ной обеспеченности подлежащий задержанию (в мм);
– средневзвешенный уклон водосбора.
Для определения превышений между валами-канавами для условий задержания ливневого стока применяется формула:
,
где 
– средняя скорость инфильтрации в канавах за время существования поверхностного стока (в м за 1 минуту);
– средняя скорость инфильтрации в зоне прудка, образующегося перед водозадерживающим валом (в м за 1 минуту);
– время водопоглощения (в минутах).
Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.
Для предварительной оценки применимости валов-канав и противоэрозионного комплекса с контурно-полосной организацией территории в различных зонах в таблице 2 приведены примерные превышения. Таблица отражает только общие закономерности почвенно-климатических зон, а местные условия в отдельных хозяйствах могут вызывать значительные отклонения.
Основную сложность при расчётах представляет определение суммарного водопоглощения, для чего требуется знание водопроницаемости тех почвенных разностей, на которых устраиваются канавы. От достаточной обоснованности величины суммарного водопоглощения зависит точность определения местоположения валов-канав при графическом проектировании.
Противоэрозионный эффект водопоглощающих канав определяется количеством воды, успевающей просочиться в более глубокие слои почвы за период существования поверхностного стока. Роль органического заполнения водопоглощающих канав, широко применяемых в опыте ВНИИВиВ, состоит в значительном улучшении фильтрационных свойств почвы.
Органический материал, покрывающий дно и стенки канавы, способствует активизации почвообразовательного процесса, в результате чего улучшается структура и порозность почвы. Деятельность почвенной флоры и фауны со временем распространяется от зоны контакта органического материала с почвой до глубины свыше 1,5 м.
При сравнении свойств почвы под водопоглощающими канавами с аналогичными горизонтами почвы на прилегающих полях, проведённом в колхозе «Россия» Куйбышевского района Ростовской области, были установлены существенные изменения. В 1972 г. после 3 лет эксплуатации можно было наблюдать снижение объёмного веса, свидетельствующее об увеличении пористости почти в полуметровом слое почвы.
Горизонт | Объёмный вес (в г/см3) | ||
| В поле на расстоянии 50 м ниже канавы | Под канавой | В поле на расстоянии 50 м выше канавы | |
| 40 60 80 100 150 | 1,13 1,35 1,60 1,60 1,67 | 1,01 1,20 1,47 1,51 1,60 | 1,37 1,46 1,57 1,60 1,56 |
Перенести на один разворот Таблица 2
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 150; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!