- •Содержание
- •Введение
- •1. Основные условия, учитываемые при контурно-мелиоративной организации территории.
- •2. Подготовка исходных данных и расчетных гидрологических характеристик поверхностного стока.
- •3. Порядок и методика расчета потенциального смыва почв.
- •4. Оценка организации территории по величине предотвращаемого ущерба смыва почвы.
- •Библиографический список
1. Основные условия, учитываемые при контурно-мелиоративной организации территории.
1.1. Первопричиной водной эрозии является энергия капли падающего дождя и поверхностного стока. Как известно величины энергии (Е) прямо пропорциональна половине массы (m), умноженной на квадрат скорости (V2). Скорость падающих капель дождя в среднем равна 8 м/сек., а скорость стекающей воды со склонов редко превышает половины выпавшего количества осадков. Следовательно, разрушительная энергия ливней [Eл=m/2×82 = 32m] в десятки раз превышает разрушительную энергию поверхностного стока [Eе=m/2×12 = m/4]. Особенно разрушительны линии, выпадающие на почву незащищенную растительным покровом. На преодоление этих неблагоприятных факторов прежде всего должны быть направлены внедряемые противоэрозионные мероприятия. Главным из них является регулирование поверхностного стока талых и ливневых вод на всей водосборной площади от водораздела до базиса эрозии. Система применяемых мероприятий должна обеспечить задержание, сохранение и рациональное использование на водосборе поверхностного стока в объемах до полной полевой влагоёмкости и безопасный сброс избыточного стока в экстремальные периоды с последующим его зарегулированием в гидрографической сети.
1.2. Потенциальный смыв и размыв почвы поверхностным стоком в значительной мере зависит от его объемов и расходов. Поэтому для предотвращения эрозии почв от разрушительной энергии стекающей воды необходимо прежде всего уменьшить объем поверхностного стока и протяженности пути его сбегания по склону. Здесь наряду с агротехникой большое значение имеет правильный подбор и размещение линейных рубежей на пути поверхностного стока. Разумеется, не всякий дождь и не все количество выпавших осадков в период ливня является эрозионно опасным, как и не все осадки превращаются в поверхностный сток. Многое зависит от характера выпадения осадков и поверхности водосбора – его крутизны, почвенного и растительного покрова и состояния агротехнического фона. Изменить характер выпадения осадков человек не может, но защитить почвы от разрушительной силы дождевых капель может. И прежде всего с помощью растительного покрова. Для этого структура посевных площадей и технология возделывания сельскохозяйственных культур должны быть такими, чтобы в период выпадения эрозионно опасных ливней почвы были защищены растительным покровом.
1.3. Противоэрозионные мероприятия обеспечивают наиболее полную защиту почв от эрозии при внедрении их на всей водосборной площади – от водораздела до подножия склона. Поэтому расчеты потенциального поверхностного стока и смыва почв при организации территории производят по всему водосбору землепользования, а не только в вершинах растущих оврагов.
1.4. Степень развития эрозионных процессов зависит от совместного влияния многих факторов: климата, рельефа, геологического строения почв и растительного покрова, хозяйственного использования территории. Без учета совместного влияния всех этих условий невозможно сформировать агроландшафт, устойчивый к воздействию эрозионных процессов. Разработано несколько математических моделей прогноза потенциальной эрозии. В нашей стране известны модели эрозии Г. И. Швебса (1974), Ц. Е. Мирцхулавы (1978), Г. П. Сурмача (1979), Государственного гидрологического института (1979) и многие другие. В качестве нормативных документов при проектировании противоэрозионных мероприятий рекомендованы СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик», ГОСТ 17.4.4.03-86 «Метод определения потенциальной опасности эрозии под воздействием дождей». За рубежом широкое распространение получило «Универсальное уравнение потерь почвы» Уишмейера и Смита (Коке и Бертран, 1962, Гудзон, 1974).
1.5. При проектировании противоэрозионных мероприятий важно не только создать устойчивый к эрозионным процессам агроландшафт, но необходимо это обеспечить при экономически оправданных затратах. Водоотводящие, водозадерживающие и водосбросные сооружения рекомендуют проектировать исходя из расчета максимального суточного поверхностного стока 10%: обеспеченности. Для стока большей обеспеченности должен быть предусмотрен безаварийный сброс в гидрографическую сеть с последующим его зарегулированием с помощью прудов, лиманов и т. д.
1.6. Во избежание оползней, карстов, заболачивания и вторичного засоления почв, в местах задержания поверхностного стока воды необходимо учитывать не только почвенный покров, но и подстилающие породы. Не следует задерживать на водосборе больше воды, чем ее может удержать метровый слой почвы при насыщении до полной полевой влагоемкости.
Ориентировочно запасы влаги в метровом слое почвы при насыщении е до полной полевой влагоемкости составляют (м3/га): супеси и легкие супеси – 2250, средние суглинки – 3200, тяжелые суглинки – 3500. Более точные данные применительно к условиям конкретного участка можно получить по данным зональных научно-исследовательских учреждений.
1.7. Во избежание вымокания посевов и помех при обработке почв. Время пребывания на поверхности почвы, задерживаемой на склоне воды не должно превышать 3-4 дня. Это значит, что при определении объемов подлежащего задержанию на водосборе поверхностного стока следует учитывать инфильтрационные способности почв и потери воды на испарение (табл.1,2).
Таблица 1. Водопроницаемость различных типов почв, мм/мин (Лазарев Г.В. Гидрологическая роль почвы. - Л.: Наука, 1981, -216 с.)
Почвы |
Угодья | ||
пашня |
естественные пастбища |
лес | |
Подзолистые |
0,62 |
0,62 |
1,80 |
Светло-серые лесные |
0,17 |
- |
0,48 |
Серые лесные |
0,84 |
0,75 |
3,52 |
Темно-серые лесные |
1,59 |
- |
4,74 |
Черноземы выщелоченные |
1,73 |
0,55 |
4,04 |
Черноземы типичные |
2,11 |
0,70 |
8,00 |
Черноземы обыкновенные |
1,98 |
0,80 |
2,80 |
Черноземы южные |
1,36 |
0,92 |
- |
Таблица 2. Средняя испаряемость с поверхности почвы за период с 1951 по 1995 гг. разной вероятности превышения, мм (Х.М. Сафин, З.А. Галин Ресурсосберегающие технологии мелиорации земель Башкортостана. Уфа, 2000, - 214 с.)
Метеостанции |
Вероятность превышения испаряемости, мм | ||
5% |
50% |
95% | |
Акъяр |
495 |
669 |
930 |
Зилаир |
299 |
419 |
597 |
Баймак |
494 |
573 |
815 |
Мраково |
301 |
446 |
682 |
Мелеуз |
438 |
569 |
761 |
Стерлитамак |
403 |
510 |
735 |
Архангельское |
317 |
421 |
561 |
Учалы |
290 |
378 |
543 |
Уфа |
355 |
464 |
63! |
Туймазы |
386 |
529 |
755 |
Бирск |
357 |
523 |
717 |
Дуван |
285 |
379 |
527 |
Емаши |
235 |
339 |
451 |
Аскино |
299 |
387 |
555 |
Янаул |
316 |
439 |
584 |