|
|
Изучение морфометрических
характеристик рельефа ряда районов страны показамо, что берега балок имеют
значительную прот гженность по линии стока. В правобережье Нижней Волги они
достигают 280-350 м, в центральных районах Молдавии 300—400 м, в степных
районах правобеоежьь Днепра 200—250 м. При а ктивном лу опастбищном
использованш на берегах балок наблюдаются сильные эрозионные процессы
Проведенные ВНИАЛМИ в 1976-1980 гг. исследования гидрологической роли
лесонасаждений на длинных берегах б?лок показалг, что полосные насаждения даже
в многоводные годы эффективнее массивных. При соче- таниг береговых лесных
полос с земляными гидротехническими вооружениями на берегах коутизной 10—20°
здесь достигается полное зарегулирование стока 10%-чой вероятности
превышения. Оптимальная лшрина лесных полос на берегах балок крутизной до 12°
составляет 6—9 м, 12—20° —6 м, свыше 20° — 3,6 м. При луговом использовании оеоегов валок оптимальные расстояния между лесными полосами
составляют 40—60 м, а при активных протичоэрозионных мероприятиях на межполосных
полях (например, при щеле вании многолетних трав) они могут быть увеличены до
60—80 м
Особый интерес для расчета межполосных расстояний или
других стоксрегули- рующих рубежей представляет методика и система формул
Г.П. Сурмача. Допустимые расстояния между рубежами предложено устанавливать
по величине допустимого смыва почвы по формуле _ К ■'а Г jfcw/^ 7 ^лн
тал РтРмех Рэ смРст' где 0> - средняя величина смыва от ливневых или 1аЛых
вод на отрезке склона а на расстоянии L от водораздела в расчете на единицу
площади, т/га, а - отрезок гори зогтального про- ложения склона, на котором
определяется величина смыва, м; F — уклон отрезков а. находящихся на
расстоянии L от водораздела, на которых определяется смыв; L — расстояние
(горизонтальное проложение) от водораздела или верхнего зала до концевой
точки отрезка а, м; пир — показатели степени при F и L, значения которых
разли ны для различных условий смыва, 7 — гараметр, характеризующий насыщение
водного потока мелкоземом (мутность) вблизи водораздела на отрезке склона при
его длине 75 м и уклоне 0,004 г/м3; устанавливается с учетом имеющихся
э-сспериментгтьных данкых (значения параметра);
доразделы цм отрезке склона а и приводящий значение
начальной мутчости к ее значению при ywioHe отрезка Fnр, равном 0,004, и Улн
- величина ливневого стока той или иной обеспе ценности или стока за период,
а также ?а отдельный ливень, мм (берется ло картам Гидрометеослужбы или
устанаьливае-ся на основании экспериментальных данных), Утал - средняя
многолетняя (или кодовая) в с. ина сока талых вод с различные
сельскохозяйственных угодий, или сток заданной обеспеченности, мм; i -
показатель степени при У; для сгучая стыва. вызываемого л тневым стоком,
может колебаться в пределах 1,06—1,14, а в среднем равняется 1,10; для стока
талых вод менее 80 мм равняется 0,95, при большем сгоке колеблется в пределах
0,9^ С,89 (на кажд-ле 10 мм превышения стока показатель степени уменьшается
на 0,01); Рт - коэффициент, характеризующий относительную податливость эрозии
разных типов и подтипов почв (для черноземов тигичного. выщелоченного,
обыкновенного он равен 1,0, черноземов опоцзопвнного и южно"о, темно-
серой лесноР и темно-каштановей почв — 1,07, для сеоой лесной и каштановой
почв - 1,15, светло-серой, дерково-подзочистой, светло-каштановой почв -
1,23, красноземов и желтоземов - 0,75), /мех - коэффициент, харак-ери зующий
влилЬие механического состава почв на их относите 1ьную податливость эрезии
(pju глинистых почв он равен 0,90, тлжелосу-линис- тых — 0,95,
среднесуглинистых - 1,0, легкосуглинистых - 1,07, супесчаных — 1,15, песчаных
- 1,20; на супесчаных и песчаных почвах указанные коэффициенты применяю-* для
расчета смыва на отрезках склонов круче 2°; при их коутизне до 1° следует
боать коэффициент 0,9, от 1 до 2° — 1,0); РЭхм ~ коэффициент, характеризующий
влияние степени смытости почч на их относительи /ю податливос.ь эрозии (дл*
несм.лтмх почв он равен 1,0, слабосмыгых - 1,03, среднесмыть.х - 1,08,
сильносмытых - 1,14, очень сильносмытых — 1,20); Рсг — коэффициент,
характеризующий влияние степени смытости лочв на сток ливневых и iaiibix вод
Некоторые исследователи предл? ают определять межполосные
расстояния по не- размывающим скоростям водных потоков
При расчете межполосных расстояний иногда производят
подсчет протяженности "ветровой тени".
Проведенное ВНИАЛМИ изучение влияния противоэрозионных
лесных полос на урожай сельскохозяйственных культур в благоприятные и
неблагоприятные по погодным условиям годы показало, что математически
достоверная дальность влияния лесных полос и опушек массивных насаждений
простирается вверх по склону на 5—8 Н, вниз по склону — на 8—12 Н высот
лесополосы.
Защитные лесные насаждения улучшают почву на занимаемой
ими и прилегающей территории. Изучение влияния систем лесных насаждений на
почвы в районе правобережья среднего течения Дона показало, что за 30-летний
период сильносмытые почвы под пологом водорегулирующих лесных полос
восстановили слой аккумуляции, а на межполосных пространствах достигли параметров
слабо- и среднесмытых почв. На светло-каштановых почвах в окрестностях
Волгограда (ОПХ ВНИАЛМИ, урочище "Амфитеатр") под лесными полосами
за тот же период возросли мощность горизонтов аккумуляции и содержание
гумуса.
Лесонасаждения на смытых берегах суходола
"Одинокский" в ОПХ Новосиль- ской ЗАГЛОС за 40—50-летний период
полностью прекратили эрозионные процессы. В результате кольматации твердого
стока и ускоренного почвообразования гумусовый горизонт восстановился до
уровня зональных почв, а запасы органического вещества и гумуса в верхних
слоях даже превысили их содержание в зональных почвах. На смытых берегах
балок Молдавии, по исследованиям И.Г. Зыкова, прирост гумусированного слоя
почвы под 15—25-летними белоакациевыми насаждениями происходит за счет
кольматации продуктов смыва на 1—3,2 мм и за счет ускоренного
почвообразования — на 1,5— 2,5 мм в год.
Таким образом, для восстановления плодородия смытых почв
лесными насаждениями в зависимости от природных условий требуется от 30 до 50
лет. Более высокими темпами восстанавливают почву лесные насаждения из
быстрорастущих пород, находящихся в оптимальных для них эдафических условиях.
По наблюдениям на обыкновенных черноземах УССР, белоакациевые насаждения
защищают почву склонов от смыва ливневыми осадками уже в 3—5-летнем возрасте,
а дубовые — в 8-12 лет.
Одним из сложных вопросов проектирования является
совмещение лесных насаждений с гидротехническими сооружениями. Наиболее
эффективные способы сопряжений противоэрозионных гидросооружений приведены
на 9 и 10. Кроме них применяют стреловидные или односторонние
валы-распылители, шурфы в междурядьях, микролиманы под пологом насаждений.
Расчет, размещение и устройство их изложены в Рекомендациях ВНИИЛМ и других
нормативных документах.
Эффективность защитных лесных насаждений на склонах во
многом зависит от способа размещения лесных полос или опушек массивов.
Оптимальным вариантом является размещение полос и опушек по горизонталям
местности. В преобладающем же большинстве случаев защитные лесные полосы
закладывались и все еще проектируются прямолинейно по границам полей поперек
склона. При этом часть трассы лесной полосы проходит с отклонением от
горизонтали, порой довольно значительным. В южных районах Молдавии
протяженность горизонтальных участков
лепных полос (с уклоном до 1°) закладкч 1545—1953 гг.
составляет 26—59%, закладки 1967-1573 гг. - 30-57%. Отклонение лесных полос
от горизонтали приводит к формированию стока вдоль верхних опушек и
возможности размыва почве - грунтов.
В целях компромисса между прямолинейным и контурные
размещением лесных полос предлагалось размещать их ломаными прямолинейными
отрезками или сочетанием прямолинейных и криволинейных участков. Такие лесные
полосы эффек тивнее прямолинейных в гидрологическом отношении Они применимы
на собирающих и рассеивающих водосборах с равномерным падением крутизны
склонов.
В последние годы как в СССР, так и за рубежом, все бог ее
"тирокое применение получает контурное земледелие и его разновидности —
полосное и контурно- полосное. Контурна< организаг тя территории
предусматривает прокладку .раниц обрабатываемых участков стюого по
горизонталям местности. При очевидных преимуществах в гидрологическом
отношении такой способ страдатт серьезными организационными недостатками:
разная ширина рабочих участков, вызванная изменяющейся крутизной склона, при
юдит к образованию клиньев, снижает производительность тракторных агрегатов.
Кроме того, неравнозначность влияния на сток крутизны и длины линии стока в
районах развития эрозии от стока талых вод приводит к повышенной стоковой
нагрузке на менее крутых участках. Полосная организация территории применима
лишь на безложбинных, равномерных по крутизне, склонах. При постоянной ширине
участков преобладающая часть протяженности границ горизонтальна, что
обеспечивает высокий гидрологический эффект.
Достоинства контурной и полосной организации территории
сочетаются в контурно-полосной организации границ угодий, впервые широко
примененной в опытном хозяйстве Всероссийского научно-исследовательского
института виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко. Такая организация
территории, не создавая значительных организационных трудностей, обеспечивает
надежную защиту почв от эрозии.
ВНИАЛМИ разработал Рекомендации по созданию защитных
лесных полос с контурным размещением, в которых изложены вопросы
проектирования, создания и содержания лесных насаждений. В целях дальнейшего
совершенствования вопросов контурного земледелия в Волгоградском ОПХ им
создана система полезащитных водорегулирующих лесных полос с контурным
размещением. Аналогичная система создана в ОПХ Новосильской ЗАГЛОС и
Поволжской АГЛОС.
Проектируя лесные полосы при кон- турно-полосном
земледелии, необходимо стремиться к их параллельности. При этом контурность
(кривизна) лесных полос, если они являются направляющими линиями обработки,
должна быть такой, чтобы начав обработку от лесных полос, радиусы загонов на
всем участке были не менее 60-70 м. Продольный уклон и протяженность участков
лесных полос и загонов обработки не должны превышать указанных в табл. 15.
К I группе почв относятся — дерново- подзолистые,
светло-серые, серые, темно- серые; ко II группе — черноземы обыкновенные,
выщелоченные, оподзоленные, южные; к 1П группе — черноземы мощные.
При проектировании систем защитных лесных насаждений
важное значе
ние приобретает выбор технологий их выращивания,
предусматривающих максимально возможную механизацию трудовых процессов и
учитывающих перспективы социально-экономического развития региона. Для
удобства работы тракторных агрегатов на склонах с контурным размещением
основных лесных полос вспомогательные (поперечные) лесные полосы не
проектируют.
Значительные сложности представляет проектирование
прибалочных лесных полос. Бровка балки по длине не горизонтальна и поэтому
прибалочные полосы, создаваемые вдоль бровок, будут иметь продольный уклон и
пониженный гидрологический эффект. С целью повышения водопоглощения в такой
лесной полосе проектируют, помимо вала по нижней опушке, открытые шпоры-перемычки.
Длину шпор и расстояние между ними устанавливают гидрологическими расчетами.
В Поволжской АГЛОС разработан способ размещения лесных
полос короткими горизонтальными отрезками на разных высотных уровнях с
перекрытием концов участков по линии стока. В целях сокращения отводимой под
прибалочную лесополосу пашни НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева рекомендует
размещать большую часть ее ширины ниже бровки балки на заранее подготовленной
террасе. Такая полоса обладает высокой гидрологической эффективностью и такой
же, как у обычных лесных полос протяженностью ветровой тени на прилегающем
поле. Необходимость создания балочных лесных полос и их ширина определяются
степенью пораженности прибалочных систем современными формами линейной эрозии.
При очень слабой степени, когда отношение длины древнего балочного звена к
длине современных форм линейной эрозии составляет больше 1:25, прибалочные
полосы проектируют всего на 3—5% общего параметра овражно-балочной системы, а
взамен их по контуру балочной системы высевают многолетние травы лентой
шириной 20 м. При слабой степени пораженности прибалочную лесополосу
проектируют на 6-10% периметра балки, при средней —на 16%, сильной —на
51—80%, очень сильной — на 80-95%. Ширина приба- лочной полосы должна
возрастать по мере увеличения интенсивности пораженности.
Песчаные земли СССР являются значительным земельным
резервом, рациональное использование которого позволит существенно увеличить
производство сельскохозяйственной продукции. При правильном использовании
песков обеспечивается также повышение их противодефляцион- ной устойчивости,
улучшаются санитарно- эстетические условия засушливых территорий и др.
Передовая практика лесхозов, колхозов, совхозов, а также исследования
ВНИАЛМИ, УкрНИИЛХА и других научно-исследовательских и опытных учреждений
показывают, что песчаные земли, за небольшим исключением, могут быть
продуктивно и всесторонне использованы в народном хозяйстве под лесные
насаждения, сады и виноградники, пастбища, посевы бахчевых, зерновых, трав и
других сельскохозяйственных культур. Наиболее эффективным является
комплексное использование песчаных земель с обязательным и правильным
сочетанием отраслей сельского и лесного хозяйства, где все виды защитного
лесоразведения должны способствовать дальнейшему подъему сельскохозяйственного
производства. Роль леса на песках проявляется в улучшении ландшафта и
микроклимата, защите почв от дефляции, активизации влаго- оборота и
геохимических процессов.
|