Противоэрозионные мероприятия, приводящиеся при рекультивации земель

Эрозионные процессы — это процессы разрушения поверхностей под действием различных факторов: механических, термических, химических, солнечной радиации и др. Применительно к природной среде можно выделить два основных вида механической (физической) эрозии поверхностного слоя земли, в том числе почвенного покрова: ветровую и водную.

Различают естественную геологическую водную эрозию, в результате которой происходит формирование и изменение земной поверхности, и современную, ускоренную, техногенную эрозию, развивающуюся- в результате различных видов деятельности человека при природопользовании.

В зависимости от рельефных и гидрологических особенностей территорий выделяют следующие разновидности водных эрозий:

1. Эрозия почв в лесостепных и степных равнинных районах: поверхностная, струйчатая (ручейковая), овражная (линейная).

2. Эрозия в горных условиях: горная эрозия, сели (грязевая, грязекаменная, водокаменная).

3. Эрозионные процессы по берегам рек, водохранилищ, прудов, водоемов: разрушение берегов, переработка берегов волнами, образование оползней, отложение наносов на поймах, заиление русл.

4. Ирригационная эрозия на орошаемых землях: плоскостной смыв, намывная эрозия с прилегающих склонов при выпадении ливневых осадков и от селей.

В отличие от водной ветровая эрозия характерна для районов недостаточного увлажнения, с малосвязанными почвами, с резкими колебаниями температур и сильными ветрами на открытых площадях.

Вопрос 2,

В ландшафтах, где почвы подвержены ветровой эрозии, достаточно эффективно себя зарекомендовали почвозащитные насаждения. Оказывая положительное влияние на микроклимат приземной зоны, почвозащитные насаждения способствуют уменьшению скорости ветра и тем самым обеспечивают защиту почвы, предотвращая ветровую эрозию. Уменьшение скорости ветра в приземном слое способствует также улучшению микроклимата для произрастания растений. За счет ослабления ветра улучшается водный режим почвы, снижаются потери воды. Кроме того, безветрие способствует образованию росы. Ветрозащитные насаждения оказывают положительное влияние на тепловой режим почвы и приземное воздушное пространство. С уменьшением испарения повышается температура почвы.

Оптимального защитного эффекта достигают путем создания взаимосвязанной сети защитных насаждений. Основные полосы защитных насаждений располагают перпендикулярно господствующему направлению ветра. Их соединяют между собой вспомогательными полосами, размещаемыми на двойном расстоянии друг от друга. В результате образуются зоны, ограниченные насаждениями (микроклиматические пространства), площадь каждой из которых должна быть не менее 10 га. Закладываемые почвозащитные насаждения не должны быть густыми. Наилучшая защита прилегающих угодий достигается при 50%-й продуваемости насаждения ветром. При более густых насаждениях за ними образуются вихревые потоки, что уменьшает зону ветрозащитного эффекта. Ширина ветрозащитной зоны при насаждениях, продуваемых ветром наполовину, составляет с наветренной стороны-пятикратную, а с подветренной — двадцатикратную высоту препятствия. Большего эффекта защиты от ветра достигают при следующем сочетании деревьев и кустарников, образующих защитное насаждение: деревья 1-й величины — 10...20 %; 2-й величины — 30...40; кустарники — 40...60 %. При таком сочетании деревьев и кустарников обеспечиваются максимальная высота, достаточные разреженность и плотность насаждений. Более или менее эффективная защита от ветровой эрозии может быть обеспечена, кроме того, при применении щадящих агротехнических технологий или при закреплении эродируемых участков.

Вопрос 3.

Для лесостепной и степной зон надежная противоэрозионная защита земель может быть достигнута при выполнении комплекса мероприятий и работ на всей водосборной площади, по берегам гидрографической овражно- балочной сети, рек, водохранилищ и прочих водоемов.

Интенсивность водной эрозии почв зависит от многих факторов, главные из которых:

1. климатические условия, формирующие величину и интенсивность стока в зависимости от количества, интенсивности и частоты выпадения осадков, характера снежного покрова, интенсивности таяния снега;

2. элементы рельефа: площадь водосбора, расчлененность территории, крутизна, форма и длина склонов, местный базис эрозии, определяющие формирование, режим и характер поверхностного стока, распределение стока по поверхности. скорости течения;

3. физико-механические свойство почв и почвообразующих пород, гип н гранулометрический состав почвы, связность, структура, размножаемость, размываемость;

4. наличие, вид и густота растительного покрова, особенности корневой системы растений, защищающей поверхность от размыва и смыва;

5. хозяйственное или иное использование территории, влияющее на рельеф, состояние поверхности, структуру почвогрунтов, поверхностный сток.

Вопрос 4.

Комплекс противоэрозионных мероприятии разрабатывают в традиционно сложившейся последовательности:

1- й этап — обоснование необходимости противоэрозионных мероприятий с составлением генеральной схемы;

2- й этап — составление принципиальной схемы противоэрозионных мероприятий в границах общей водосборной площади;

3- й этап — разработка комплекса противоэрозионных мероприятий для условий конкретного хозяйства в составе проекта землеустройства или в дополнение и развитие существующей системы использования территории;

4- й этап — разработка проектной и сметной документации на выполнение радикальных противоэрозионных работ по созданию лесных насаждений, строительству противоэрозионных гидротехнических сооружений по мелиорации заовраженных земель.

Все противоэрозионные мероприятия можно разбить на две группы:

первая — работы по закреплению поверхности водосбора, выполняемые при использовании (эксплуатации) угодий, как правило, хозяйственным способом (силами землепользователя); К первой группе противоэрозионных мероприятий относят противоэрозионную организацию рекультивируемой территории, агротехнические и лугомелиоративные приемы защиты почвы от водной эрозии.

вторая — работы по защите территории от дальнейшего развития эрозионных процессов с выращиванием лесонасаждений, строительством противоэрозионных гидротехнических сооружений, выполняемые подрядным способом силами лесохозяйственных, водохозяйственных или мелиоративных предприятий.

Вопрос 5.

Под противоэрозионной организацией территории понимают:

1. использование территории с учетом возможного проявления и ускорения эрозионных процессов;

2. размещение всех объектов землепользования, сельскохозяйственного производства, инженерных сооружений и коммуникаций с учетом требований максимальной защиты территорий от эрозии;

3. ограничение и исключение применения технических средств и технологических приёмов, разрушающих незащищённую поверхность земли, растительный покров и почву;

4. сохранение в естественно закрепленном состоянии эрозионно опасных площадей и участков;

5. ограничение в использовании отдельных эрозионно опасных площадей и участков под пастбища, интенсивные сенокосы, лесозаготовки и запрет на сводку леса;

6. создание условий для естественного закрепления и восстановления площадей, разрушаемых эрозией;

7. выполнение системы мероприятий по защите и восстано&зению земель, подвергшихся эрозионному разрушению.

Агротехнические приемы защиты почвы от эрозии основаны на специальных технологиях обработки почв и создании микрорельефа, способствующих уменьшению поверхностного стока за счет задержания и равномерного распределения его на водосборной площади, ускорения впитывания воды и перевода ее в почвенную влагу (глубокая вспашка поперек склона, прерывистое бороздование с образованием микролиманов, лункование, щелевание, замедление снеготаяния, увеличение норм высева семян трав на склонах, внесение минеральных и органических удоорении с целью ускорения развития высеваемых растений и повышения их противоэрозиокного значения, полосное размещение сельскохозяйственных культур ка склонах с чередованием полос по 25...50 м — основной культуры и по 10...20 м — многолетних трав).

Применение того или иного агротехнического приема зависит от специфики рельефа, особенностей почвенного покрова, хозяйственного использования территории, технических и экономических возможностей. Лучшего эффекта достигают, сочетая несколько агротехнических приемов, приемлемых для конкретных условий.

Лугомелиоративные приемы защиты почв от водной эрозии — это группа приемов, основанная на залужении эрозионно опасных участков, площадей и территорий посевом специально подобранных видов многолетних трав.

Противоэрозионный эффект от высева трав достигается за счет скрепления почвы корневой системой, проникающей на глубину до 1 м: уменьшения скорости движения воды по поверхности в результате повышения шероховатости; задержания смываемых с вышерасположенных участков частиц почвогрунта. Кроме того, травы улучшают структуру почвы, способствуют накоплению питательных веществ в ней и повышают ее плодородие.

Вопрос 6.

Гидротехнические мероприятия применяют на крутых склонах с большими площадями водосборов, когда агротехнические и лесомелиоративные мероприятия оказываются недостаточными. Основу их составляет террасирование склонов, включающее следующие разновидности террас:

Гребенчатые террасы бывают с горизонтальными и вертикальными валами. Террасы с горизонтальными валами применяют при уклонах 0,02-0,12 на легких почвах. Валы высотой 30-40 см отсыпают параллельно горизонталям поверхности.Поперечное сечение валов треугольное с заложением откосов 1:3-1:4, шириной по низу 2-4 м.

Валы насылают грейдером, террасером или плугом. Расстояние между заградительными валами и их высоту определяют на полное задержание расчетного слоя стока между валами. Гребневые терраса с наклонными валами применяют на тяжелых почвах. Их располагают под острым к горизонталям тлом с уклоном вдоль валов не более 0,005. При таком размещении валов вода не застаивается, а стекает вдоль них в водоприемники. Ширину и высоту террас определяют из условия, чтобы дождевая вода могла стечь до прекращения ливня, не размывая русла. В зависимости от уклонов поверхности ширина террас составляет 18-70 м при высоте 0,5-2,7 м.

При больших уклонах поверхности (от 0,12 до 0,25) расстояние между террасами очень малые, поэтому гребневые террасы не устраивают, а применяют ступенчатые террасы. При их устройстве выполняют срезку грунта в верхней половине террасы и отсыпку его в нижней. Благодаря этому уклон склона уменьшается до безопасного в отношении смыва. Ступенчатые террасы в зависимости от направления искусственного уклона поверхности подразделяют на наклонные горизонтальные и наклонные с обратным уклоном (скамьевидные). Величина срезки гранта должна быть такой, чтобы мощность гумусового горизонта была не меньше 20-25 см. Почву после планировки рыхлят и вносят повышенные дозы минеральных и органических удобрений.

Ширину ступенчатой террасы и ее высоту определяют из геометрических соображении, исходя из допустимой глубины срезки грунта, естественного и искусственного уклонов поверхности. Ступенчатые террасы очень узкие и не удобные для посевов. Их используют в основном для садов и ягодников.

На крутых склонах (уклон более 0,2) применяют траншейные террасы, на которых выращивают сады, чай, цитрусовые культуры. В траншейных террасах чередуются канавы, вырытые вдоль горизонталей и земляные валы, насыпанные из вынутого грунта у нижнего края канав. Устраивают их так: при рытье канав плодородный почвенный слой складируют на верховой стороне канавы, а подпочвенный грунт на низовой в вал. После проходки канавы ее засыпают гумусированой плодородной почвой, а в случае необходимости ее дополнительно срезают с террасы. В бывшую канаву с плодородной почвой высаживают деревья, а из бесплодного грунта формируют оградительный вал.

На очень крутых склонах (при уклонах 0,3-1,0) применяют террасы- канавы. Валы насыпают с двух сторон от канавы, для предохранения от оползания подошву их заглубляют в материковый грунт. Расстояния между валами 2-2,5 м, ширина их поверху не менее 0,5 м. По валам сажают плодовые деревья и канал служит для отвода поверхностного стока.

Вопрос 7.

Оползни - скользящее смешение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают на участке склона или от вследствие нарушения равновесия пород, вызванного увеличением крутизны склона в результате подмыва водой, ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подъемными водами_:воздействием сейсмических толчков, а также строительной и хозяйственной деятельностью, без учета геологических условий местности (разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерный полив садов и огородов, расположенных на склонах, и т.д.). Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными (глинистыми) и водоносными (песчано-гравийными, трещиновато-известняковыми) породами.

Оползни происходят в местах, где грунты слоистые, причем верхние слои более водопроницаемы, чем нижние. Грунт сползает по нижнему пластичному слою, если его уклон направлен в сторону склона. Для образования оползня необходимо, чтобы поверхность соприкасающихся слоев была за счет поступления воды достаточно влажной и силы сцепления частиц грунта стали недостаточными для удержания земляной массы. Чем больше наклон слоев, насыщенность верхнего слоя грунта водой и степень смоченности поверхности нижнего слоя и меньше угол естественного откоса грунта, тем больше вероятность и опасность оползня.

Причиной медленно созревающего оползня часто являются выклинивание грунтовых вод и талые воды, насыщающие верхний слой грунта.

Развитию оползней способствуют наклон слоев земли в сторону уклона, трещины в породах, направленные также в - сторону уклона. В сильно увлажненных глинистых породах оползни приобретают форму потока. Оползни наносят большой ущерб с/х угодьям, промышленным предприятиям, населенным пунктам и т.д.

Для борьбы с оползнями применяют:

• Ограждение оползневого массива от притока поверхностных и подземных вод с помощью нагорных и ловчих каналов

• Осушение поверхности соприкосновения и возможного скольжения слоев грунта

• Укрепление основания оползневого массива с помощью подпорных стенок и защиты от подмыва (защитные сооружения при этом не должны подпирать грунтовые воды в оползневом массиве)

• Снижение влажности грунта и уменьшение сползающей массы.

Дрены закладывают под прямым углом к направлению движения грунтовых вод для более полного их перехвата, заглубляя в слой, подстилающий оползневую массу.

Воду ил дрен, штолен и галерей отводят в водоприемник. Во избежание пропитывания грунтовых вод поверхностными, проводят следующие мероприятия:

• Поверхностный сток за пределами оползня перехватывают нагорными каналами или водоотводными лотками

• В пределах оползня устраняют всевозможные источники инфильтрационного питания грунтовых вод (пруды и водотоки)

• Ликвидируют или покрывают противофильтрационными одеждами

• Орошение проводят минимальными нормами и только дождеванием.

Борьба с оползнями может быть эффективной только при условии тщательного изучения всех возможных причин, его обуславливающих. Для этого проводят специальные исследования.

Вопрос 8.

Сель (селевой поток) - это горный поток, формирующийся в речном бассейне преимущественно при ливневых осадках и насыщенный твердым материалом. Сель представляет собой, по существу, грязекаменную массу, состоящую из каменных обломков, камней, щебня, растительных остатков и обволакивающей их грязи, придающей всей массе связность и определенную структурность. Селевой поток содержит до 80-90% твердого материала, в том числе 25-45% грязевой массы (глина, алюмоселикаты), и всего 10-20% воды. Объемная масса селя 1,9-2,3 т/м³. Селевой поток обладает огромной разрушительной силой за счет напора потока и удара камней.

Помимо селевых потоков выделяют также селевые паводки - грязекаменные потоки. Они состоят в основном из воды, содержащей до 20- 30% по массе наносы (щебень, грязь). Их объемная масса 1,1-1,3 т/ м³ .

Селевой поток и селевой паводок отличаются от обычного ливневого большим содержанием твердой фракции и объемной массой.

Селевые потоки формируются в верховьях некоторых горных рек, характеризующихся интенсивно-развитыми эрозионными процессами. В очагах их образования обычно бывают крутые обнаженные от растительности и почвы склоны.

Формирование селей происходит во время выпадения ливневых осадков после продолжительной засухи. Из-за засухи поверхность очагов покрывается слоем пыли и истолченной животными сухой травы. Так как пыль плохо смачивается и не проницаема для воды, происходит сток почти всей ливневой воды в виде грязевой массы. По мере движения вниз по ущелью она захватывает продукты разрушения горных пород и оползневые массивы. На предгорные равнины поступает с селями десятки, сотни тысяч куб.метров грязекаменной массы.

Сели могут возникнуть также при землетрясениях и обвалах. Сели по пути движения разрушают мосты, ГТС, шоссейные и железные дороги, населённые пункты, заносят грязью пастбища и пашни. Редко их прохождение обходится без человеческих жертв.

Для защиты от селей применяют противоселевые мероприятия организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические.

Организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные мероприятия были рассмотрены при борьбе с эрозией. Оки включают правильное хозяйственное использование горных территорий, улучшение горных лесов и пастбищ, облесение оголенных склонов в верховьях горных рек, задернение перегруженных пастьбой скота пастбищ, ведение противоэрозионного земледелия и т.п.

Гидротехнические мероприятия включают комплекс противоэрозионных ГТС на склонах водосборов, в руслах водотоков и та конусах выноса (террасирование склонов, перепады, быстротоки, полузапруды, лунки, подпорные стенки, дренажи и прочие). Применение их резко уменьшает эрозию и селевые явления. Однако их реализация требует много времени, и положительные последствия могут сказаться через много лет. Там, где сели уже сформировались или формируются, необходима защита территорий от них с помощью специальных противоселевых ГТС. По характеру их воздействия на селевые потоки выделяют четыре группы ГТС: Селерегулирующие, селеделительные, селезадерживающие и селетрансформирукяцие.

Селерегулирующие ГТС в свою очередь включают:

1. Селепропускные сооружения (селеспуски, селеотводы), которые устраивают для пропуска селя в обход защищаемого объекта, над или под ним

2. Селенапрвляющие сооружения (дамбы, подпорные стенки), устанавливаемые для пропуска селя вдоль защищаемого объекта

3. Селесбрасывающие сооружения (запруды, пороги, перепады) для укрепления русла и береговых сооружений

4. Селеотстойные сооружения (полузапруды, шпоры), устанавливаемые перед защитными дамбами и подпорными стенками

Селеделительные ГТС включают:

1. Селезаградители, тросовые селерезы и селевые запруды. Их устраивают для задержания крупных и пропуска мелких фракций селевого потока.

Обратите внимание на лекцию "Дескриптивные исследования, опрос и наблюдение".

Селезадерживающие ГТС бывают:

1. Глухие (плотины, котлованы, обвалование), задерживают полностью сели и водные потоки.

2. С отверстиями (плотины с отверстиями), задерживают только твердую массу селя, пропуская горный сток.

Селетрансформирующие ГТС позволяют преобразовать сель в селевой или ливневой паводок, каждый из которых менее опасен, чем сель. Для этого устанавливают на селебезопасных притоках реки водохранилища, воду из которых по каналу (трубопроводу) подают в движущийся селевой поток, как бы разбавляя его водой. Расход потока после разжижения селя за счет выпадения крупных камней уменьшается в два раза, одновременно снижая высоту потока, и значительно уменьшается его разрушающая сила.

Для выбора рациональных способов защиты от селей необходимо располагать материалами изысканий и исследований по геологии и гидрологии, почвенному покрову и растительности, климату и хозяйственному использованию земель всего речного бассейна.

При всех видах инженерных и лесомелиоративных мероприятий обязательны: организация службы оповещения населения по возникновению селей, для чего ведутся постоянные гидрометеорологические наблюдения; пропаганда среди населения приемов правильного использования горных склонов; упорядочение лесопользования в горах с проведением лишь рубок ухода; ограничение или запрет пастьбы скота на водосборах горных рек и ручьев.

Поделитесь ссылкой:

Популярные услуги

Противоэрозионные мероприятия, приводящиеся при рекультивации земель

Рекомендуемые материалы

Рекомендуемые лекции