Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Холупяк К.Л. Устройство противоэрозионных лесных насаждений

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.24 Mб
Скачать

При размещении границы по линии а.ф% ее уклон на всем про­ тяжении, несмотря на различную крутизну склона, равен 1°. За­ тяжной уклон и большой искусственный водосбор, а также сток талых вод и в этом случае обусловят низкую противоэрозионную эффективность.

Из всех четырех вариантов, представленных на рис. 44, а, наи­ более приемлемым является размещение стокоударной границы деса по линии а3б3. Здесь горизонтальная ее часть б3к3 расположена на более крутом склоне, а наклонная — на пологом. Если угол от­ клонения от горизонтали будет равен 45°, то при уклоне поверх­ ности 7=1° уклон границы будет равен всего 0,5°.

Рис. 44. Различные варианты раз.ме-

 

Рис. 45. Примеры размещения лесных

щения прямолинейных границ насаж-

-

полос на поперечно-вогнутых водо-

дений на склонах:

сборах

а — выпуклой и б — вогнутой формы

 

 

На рис. 44, б приведены случаи размещения границ леса на во­ гнутом склоне различной крутизны. В первом случае сток посту­ пает вдоль наклонного учцстка ак и переходит на горизонтальный кб. В условиях постепенного уменьшения уклонов и небольшой длины крутого участка такой вариант может быть безопасным. Бо­ лее выгодно размещена граница насаждения аф\, часть которого (кібі), расположенная на более крутом склоне, — горизонтальная, а на пологом — наклонная. Для обоих случаев отрицательным яв­ ляется подвод части стока к пониженной части прогиба, где может возникнуть донный сброс. Второй вариант в этом отношении менее опасен. Чем меньше радиус закругления горизонталей и чем резче меняется крутизна склона, там большая опасность размыва.

Рассмотрим несколько примербв перераспределения стока пря­ молинейной лесной полосой на склоне вогнутой формы (рис. 45).

ПО

П р и м е р 1. Лесная полоса, или стокоудариая граница лесного массива, размещена по линии ае. На участке аб она имеет уклон, обеспечивающий отвод стока с водосборов f + f у. Широкофронтальный сброс потока происходит через наклонный стокосбросной участок бд=В. К горизонтальному участку полосы сток поступает с водосбора [2. В этом случае сток под полог лесного насажде­ ния поступает в распыленном виде, что обеспечивает высокий коэффициент его мелиоративного использования. Если на участке сброса стока бд мелиоративная нагрузка не превышает критическую, лесная полоса (и тем более лесной массив)

обеспечит необходимое ослабление эродирующей энергии стока.

размещена

Пр и м е р

2. Стокоударная

граница

лесной

полосы (массива)

по линии а,ді

(см. рис. 45). Сток с водосборов

/ + / 1 и талые воды

от тающих

приопушечных сугробов, как и в

первом

случае,

поступают через стокосбросной

участок б\д\. Недостатком такого способа размещения насаждения является отсутствие постепенного перехода наклонного участка в горизонтальный. Послед­ ний играет роль буфера в конце наклонного участка. Здесь под влиянием умень­ шения уклона и сброса в лес затухает и окончательно теряет свою энергию при­ рубежный поток. При отсутствии такого перехода и наличии вдоль границы эро­ зионно-аккумулятивного микрорельефа обычно возникает частичный или полный концевой сброс потока в пункте <?ь где при отсутствии защиты происходит размыв.

П р

и м е р 3. Наклонный

участок лесной

полосы а2б2 отводит

сток с водо­

сбора f

и сбрасывает поток

через концевой

стокосбросной участок

в пункте б2

на незащищенный склон. В результате такого недостаточного фронтального пере­ крытия стока показатели устроенное™ насаждения и его мелиоративного ис­ пользования равны нулю. В этом случае насаждение становится фактором эро­ зии. Придание полосе продуваемой конструкции уменьшает ее отрицательную роль, но полностью не снимает ее.

В случае перехода границы леса в границу дороги или поля, расположен­ ных на склоне или вдоль бровки балки, прирубежный поток при благоприятных условиях микрорельефа отводится и сбрасывается через наклонный участок б2д2. Если сброс происходит широким фронтом на залуженный берег балки и мелио­ ративная нагрузка не превышает нормы, очаг эрозии может не возникать.

П р и м е р 4. Лесное насаждение перекрывает склон только на участке б3д3, куда непосредственно поступает сток только с водосбора fi и от собственных приопушечных сугробов. Часть стока может быть сброшена в насаждение через наклонный стокосбросной участок. Однако по мере формирования прирубежного микрорельефа и под влиянием сугробов сток отводится и сбрасывается через концевой стокосбросной участок.

■При наличии дороги или старой межи на участке а3б3 количество стока, поступающего на незащищенный склон в пункте д3, увеличится. Однако оно будет меньшим, чем при наличии наклонной полосы во втором и третьем приме­ рах, так как здесь отсутствуют приопушечные сугробы.

Во всех рассмотренных случаях основная стоковая нагрузка создается на рабочих участках, расположенных ниже наклонных стокосбросных участков бд, буду, б2д2 и б3с?3. В тех случаях, когда мелиоративная нагрузка выше критической, лесная полоса ниже этих участков может быть расширена, а также усилена другими приемами. Стокоотводные наклонные участки лесной полосы, не участвующие в приеме стока, могут иметь меньшую ширину и про­ дуваемую конструкцию.

Таким образом, правильное сочетание наклонных участков сто­ коударных границ с различными уклонами, с горизонталями, даже при прямолинейном их размещении, дает в ряде случаев возмож­ ность эффективно перераспределять и сбрасывать сток в наиболее безопасных местах.

Изменение направления и величины уклонов стокоударных границ. Возможности противоэрозионного устройства стокоударных

Ш

границ лесных насаждений в целях повышения их защитной эффективности при условии сохранения их прямолинейности весьма ограниченны. Частичное или полное устранение этого недостатка может быть достигнуто путем изменения направления стокоудар­ ных границ в пределах, необходимых для регулирования стока и допускаемых требованиями организации территории. Пример та­ кого комбинированного размещения лесной полосы приведен на рис. 46.

Допустим, что в направлении аб необходимо разместить лесную полосу. Однако прямолинейному ее размещению препятствует очаг размыва О или широкая ложбина. В целях предотвращения усиле-

Рис. 46. Прогиб лесной полосы для отвода и распыления стока

ния концентрации стока по дну ложбины, а также повышения за­ щитной эффективности полосы на участке вдежз ей придается про­ гиб против уклона. При таком комбинированном размещении сто­ коударной границы полосы (массива) сток будет отведен от очага эрозии или ложбины и поступит под полог насаждения через го­ ризонтальные стокосбросные участки бд и жб. При необходимости на склоне (берегу балки), ниже стокосбросных участков, произво­ дится дополнительное облесение л.

В приведенном примере осуществлен двусторонний отвод стока, но в ряде случаев, если к этому вынуждают условия, он может быть и односторонний.

Особенности размещения стокоударных границ прибровочных лесных насаждений

Лесные полосы, расположенные вдоль бровок гидрографической сети (балок, логов, рек), часто имеют большую длину и перемен­ ный уклон. Горизонтальные участки, как правило, отсутствуют. Прирубежные полосы рекомендуется создавать прямолинейными, чтобы не осложнять конфигурацию полей. В действительности, не­ смотря на попытку спрямления границ насаждений, они вследствие большой сложности контуров балок и оврагов имеют извилистую форму и лишь на отдельных участках — прямолинейную.

При размещении лесной полосы вдоль бровки обычным спосо­ бом продольный профиль стокоударной границы имеет затяжной уклон, большой водосбор и снегосбор. В условиях небольшого уклона (1—1,5°) и наличии даже небольших прогибов и ложбинок вдоль полосы обычно возникают боковые и донные сбросы, которые уменьшают общий расход приопушечных потоков. Если такие сбросы происходят часто и их эродирующая энергия гасится на рабочих участках, опасность возникновения очагов эрозии огра­ ничена.

Однако такое распределение стока не исключает концентрации и сброса больших масс воды, многократно превышающих мелио-

Рис. 47. Размещение прирубежных лесных полос:

а — с прогибом; б автономными участками

рирующую способность насаждений. Особенно велика опасность размыва при сбросе стока на крутые обнаженные берега гидрогра­ фической сети. Нередки случаи, когда вновь созданная полоса в первые годы работает удовлетворительно, но под влиянием обра­ зования эрозионно-аккумулятивного микрорельефа и сугробов снега собирает большие массы воды со всеми вытекающими по­ следствиями.

Следует отметить, что установить минимальную ширину прямо­ линейных, как и случайно размещенных окаймляющих прибалочных лесных полос, при отсутствии направленного регулирования стока очень трудно. Повышение мелиоративной эффективности при­ рубежных лесных насаждений может быть достигнуто путем при­ менения двух основных способов.

П р и м е р 1. Полоса ае расположена вдоль бровки балки (рис. 47, а). При обычном прямолинейном ее направлении вдоль стокоударной границы возникают потоки с большим расходом. Их сброс в нижней части на берег балки приводит

ИЗ

к образованию берегового оврага. В целях устранения этоі'і опасности полосе придаются прогибы, которые образуют наклонные {бе) и горизонтальные (ед) стокосбросные участки. Они приурочиваются к наиболее ровным и укрепленным берегам балок вне влияния донных размывов. Расстояние между прогибами должно быть таким, чтобы прирубежные потоки после их сброса под полог насаждения не создавали опасных мелиоративных нагрузок. Чем больше водо­ сборы, тем чаще делаются прогибы. Рабочие участки лесной полосы могут быть усилены путем облесения склона выше бровки л и берега балки Л[. Здесь могут быть применены и другие способы ослабления энергии стока (посев травы, рас­ пыление бороздами и т. п.).

При расположении горизонталей под острым углом к бровке балки изгибы в натуре становятся настолько плавными и небольшими, что не влияют на обра­ ботку почвы, особенно поперек склона. Аналогичный способ противоэрозионного устройства может быть применен для водорегулирующих и других видов лесных полос, призванных регулировать сток в целях защиты почв от эрозии. Такое же расположение стокоударных границ целесообразно создавать у лесных куртин и массивов, размещенных на склонах, что предрхраняет их от опасных концевых сбросов и повышает мелиоративное использование.

П р и м е р 2. Прирубежные лесные насаждения можно создавать в виде системы автономных полос (ад, atdi и т. д„ рис. 47,6). Правильное сочетание наклонных водоотводных (аб), стокосбросных (бв) и горизонтальных (вд) участков с их стокоударными границами обеспечивает оптимальные условия для регулирования и безопасного сброса стока. При необходимости ниже стоко­ сбросных участков можно создавать дополнительные защиты путем расширения полосы км, облесения нижерасположенных участков л, их залуження з и устрой­ ства стокорегулирующих сооружений.

Улучшение противоэрозионного устройства лесных насаждений при угловом их размещении

Многие лесные полосы и стокоударные границы лесных масси­ вов расположены на склонах под углом, направленным в низ уклона. Сток с расположенных выше водосборов перехватывается и отводится наклонными границами и через узкие (0,5—1 м) угло­ вые стокосбросные участки поступает под полог насаждения. Кон­ центрация больших масс ливневой и талой воды создает мелио­ ративные нагрузки, во много раз превышающие допустимые, след­ ствием чего является низкая эффективность лесных насаждений и возникновение очагов эрозии. Ниже рассмотрены три случая та­ кого размещения лесных полос, а также соответствующие способы противоэрозионного устройства.

П р и

м е р 1. Лесная полоса размещена

на прямом

склоне

под углом АВБ

(рис. 48,

а). Сток с искусственного водосбора F поступает через угловой стоко­

сбросной

участок границы В на рабочий

участок R.

Ниже

рабочего участка

имеется действующий очаг эрозии. В случае образования оврага он в дальней­ шем разрушает рабочий участок и, подойдя к месту сброса стока, обычно •образует два отвертка, направленных в сторону прирубежных потоков. Значи­ тельное повышение стокорегулирующей способности этого насаждения может быть достигнуто путем придания угловой части стокоударной границы км двух плавных закруглений с переходом их в центральной части в горизонтальное положение (рис. 48,6). Двусторонний постепенный переход стокоудариой гра­ ницы от наклонного в горизонтальный обеспечит увеличение фронта сброса стока с В до В\, площадь рабочего участка — с R до R і.

Особенность определения минимальной ширины лесного насаждения в этих и аналогичных случаях состоит в том, что мелиоративные нагрузки определя­ ются для каждого бокового закругления отдельно. Следует учитывать, что даже

при соединении точек к и м прямым участком без закруглений мелиоративная нагрузка на двух боковых рабочих участках при симметричном размещении гра­ ниц будет в 2 раза меньше, чем на рабочем участке R, но во много раз больше, чем при комбинированном способе размещения. При таком способе устройства лесной полосы площадь ее практически мало изменится. Этот способ применим для вновь создаваемых насаждений.

Улучшение противоэрозионного устройства стокоударных границ у созданных уже насаждений следует осуществлять путем облесения (или залуження) угло­ вого участка. Здесь целесообразно высаживать кустарники, создавая из них заросли, обладающие не только высокими мелиоративными свойствами, но и

имеющие

необходимые

условия

для

 

гнездования

птиц.

 

 

 

 

 

 

П р и м е р

2 . Водораздельные склоны

 

между двумя отвертками балки имеют

 

выпукло-пироговидную форму. При рас­

 

пашке

таких

 

площадей

границы

полей,

 

а следовательно, и стокоударные гра­

 

ницы прибалочных лесных полос, рас­

 

положенных

 

вдоль

бровок,

образуют

 

угол. кмб

в

 

развилке двух

отвершков

 

' (рис. 49, а). Сток с водосборов f и f\

 

собирается

вдоль

наклонных

границ

 

насаждения км и бм в угол, где проис­

 

ходит угловой сброс его на крутой берег

 

балки и возникает очаг размыва. О. Для

 

устранения этого недостатка вновь соз­

 

даваемому или уже существующему при-

 

бровочному насаждению в развилке сле­

 

дует придавать закругление дле, кото­

 

рое

обеспечит

широкофронтальный

 

сброс

прирубежных

потоков. Изменение

 

условий стока хорошо видно по различию

 

форм продольных профилей при угловом

 

КіМ\б\ и комбинированном /с2діЛіеіб2 раз­

 

мещении

стокоударных

границ

 

леса.

 

При

необходимости

на

участках

 

склона, ' расположенных

ниже

стоко­

 

сбросных

участков,

производятся

обле­

 

сение,

залужение, устраиваются

распы­

Рис. 48. Угловое размещение лесных

лители

и

водозадерживающие

сооруже­

ния. Таким образом

ликвидируются

так

полос на склоне (а) и его улучшение

называемые

«карманы»,

опасные

в

эро­

путем устройства закругления (б)

зионном

отношении.

Устранение

углов

 

упрощает

конфигурацию

полей.

 

 

упрощенной конфигурации границы

П р и м е р

3. В

целях придания полям

полей и лесных полос в развилке балки обычно рекомендуется размещать по линии абде, как это показано на рис. 49, б, что обосновывается равномерностью нагрузок стока. В действительности же под влиянием рубежей на водосборе и стокоударных наклонных границ здесь происходит перераспределение стока и образование опасных эродирующих потоков.

Такой способ размещения прибровочиых лесных полос или по границам почвозащитного севооборота может быть рекомендован лишь при небольших уклонах ( < 1 °) и наличии наклонных, угловых или донных безопасных сбросов стока на участках аб и ед. Во всех других случаях сток с водосборов f+ h+ h+ fa поступит соответственно в пункты б и д через угловые стокосбросные участки — под полог насаждения. В этих условиях на крутых берегах балок возникают новые очаги эрозии (О, Оі). Повышение мелиоративной эффективности насажде­ ний может быть достигнуто при помощи устройства закругления стокоударной границы на участке бкд. Направление движения прирубежных потоков и усло­ вия их сброса под полог лесных насаждений при двух способах размещения границ показаны на соответствующих им продольных профилях а,б,відіеі и

Рис. 49. Размещение лесных прибалочных насаждений (полос) в развил­ ках отвершков балок:

а — угловое размещение границ кмб

и его улучшение

при помощи закругления Оле;

б — поперечное размещение границы

бд и ее улучшение

при помощи закругления бкд

Рис. 50. Сброс стока на закруглении границы в развилке балки

а\б\К\д\в\. Пример сброса стока на закруглении в развилке балки приведен на

рис. 50.

Если по линии абкде размещена прибалочная полоса, угловой участок в раз­ вилке при необходимости усиления рабочих участков может быть полностью облесен. При значительной площади ои может быть использован под сенокос, •сад, лесотехнические культуры. При размещении лесной полосы по границе поч­ возащитного севооборота последний также должен способствовать защите бере­ гов от смыва и размыва. В случае недостаточности фитомелиоративных меро­ приятий рекомендуется усиливать их стокорегулирующими сооружениями.

Размещение стокоударных границ лесных насаждений поперек ложбин и поперечно-вогнутых склонов

В лесомелиоративной практике часты случаи размещения лес­ ных полос поперек ложбин и прогибов. Рассмотрим несколько при­ меров противоэрозионного устройства стокоударных границ.

П р и м е р 1. Прямолинейная полоса (граница лесного массива) размещена поперек широкой пологой ложбины или прогиба. Донный стокосбросной участок имеет слабовыраженный поперечный профиль. Сток поступает под полог леса широкцм фронтом. В тех случаях, когда мелиоративная нагрузка не превышает допустимую, насаждение полностью трансформирует энергию потоков.

Рис. 51. Донно-поперечное размещение границ леса (а) и улучшение его противоэрозионного устройства (<?)

I

 

П р и м е р 2. Ложбина

имеет хорошо выраженный поперечный профиль -и

большой водосбор F (рис.

51, а). Размещение стокоударной границы леса по

линии АБ способствует образованию крупных потоков и больших мелиоративных нагрузок на донном рабочем участке R. В этих условиях вершина оврага О будет продвигаться вверх и уничтожит рабочий участок леса. Применение ком­ бинированного способа размещения стокоударной границы по линии А\Б\ дает вЬзможность уменьшить расход пограничных потоков, увеличить длину стоко­ сбросных участков и фронт сброса стока под полог насаждения с В до Д і+В 2+ +Вз и рабочих участков леса с R до R t, что в конечном итоге приведет

к прекращению роста оврага О. Площадь водосбора, с которого сток непосредст­

венно

поступает к донному стокосбросному участку В і

(даже при условии, что

В\+В)

также уменьшится с f до (3. Сток с водосборов

/4 + [в и U+h. поступает

через соответствующие горизонтальные стокосбросные участки В3нВз (рис.51,6). Чем резче изогнуты горизонтали, т. е. чем круче боковые водосборы лож­ бины, тем больше прогибы стокоударных границ. Величина этих прогибов, а также применение самого способа зависят от требований организации терри­ тории, опасности размыва, возможности и экономической целесообразности при­

менения

других способов регулирования стока

в почвозащитных

целях.

Следует

также учитывать, что направление обработки почвы параллельно

границам, размещенным комбинированным способом,

наиболее выгодно

в отно-

Рис. 52. Схема комбинированного размещения границ лесных насажде­ ний (а) и направленное перераспределение стока для повышения их почво­ защитной эффективности (б )

шении перераспределения стока и применения агротехнических приемов по за­ щите почв от эрозии.

П р и м е р 3. Ложбины и вершины логов часто имеют значительную длину и хорошо выраженные боковые водосборы. В этих .условиях, особенно при нали­ чии донного размыва, плавный прогиб с возможным приближением к горизон­ тали не обеспечивает зарегулирование донного потока. Этого можно достичь путем придания стокоударной границе леса более резкого прогиба, чем у гори­ зонталей (рис. 52). При таком способе размещения лесного насаждения донный поток с водосбора f полностью или частично отводится наклонными участками границ вс к ед а сбрасывается под полог насаждения через соответствующие им наклонные стокосбросные участки са и де, которые ниже постепенно переходят в горизонтальное положение. Такое распределение стока может быть обеспе­ чено, как это видно из приведенных выше материалов, с головного водосбора до 5— 6 га. В тех случаях, когда глубокое русло ложбины исключает возмож­ ность отвода с него донного потока вдоль границ, следует применять другие способы его регулирования: отвод и распыление стока, устройство водозадержи­ вающих и стокосбросных сооружений.

Размещение лесных насаждений по берегам балок и рек

Лесомелиоративный опыт показывает, что не всегда необходимо создавать прибалочцые лесные полосы. При наличии небольших боковых и головных водосборов, ровной поверхности склонов и рав­ номерном поступлении стока часто достаточно облесения береговбалок и небольших рек. В качестве примеров могут служить байрачные леса, искусственные береговые насаждения на Мариуполь­ ской ЛОС в Донецкой области УССР, а также многие балочные насаждения в различных районах страны (рис. 53). Верхняя гра-

Рис. 53. Береговое и донное лесные насаждения в балке обеспечи­ вают защиту от эрозии

ница таких насаждений полностью или в значительной мере совпа­ дает с бровкой балки (реки). Многоярусные высокополнотные бе­ реговые насаждения с хорошо развитым подростом и кустарни­ ками, с густой кустарниковой опушкой способны ослабить энергию потоков, кольматировать продукты смыва и размыва и защитить от эрозии берега крутизной до 30° и более. В тех случаях, когда бе­ рега имеют большую длину, для их защиты достаточно создавать насаждения только на верхней, более крутой части. Нижнюю часть берегов, переходящую в террасовидный уступ, широкое дно или пойму, целесообразно использовать под сенокосы, пастбища (К. Л. Холупяк, 1954 а), а при отсутствии опасности эрозии и заи­ ления водоемов — под овощные и другие сельскохозяйственные культуры. Сочетание леса с луговыми травами в этом случае не только увеличивает их способность распылять потоки, но и защи­ щать реки, водоемы от заиления и поступления в них раститель­ ных остатков.

у т

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ