Світличний О.О., Чорний С.Г.
Основи ерозієзнавства

Гідромеліоративні заходи захисту грунтів від ерозії

У системі заходів щодо захисту грунтів від ерозії гідротехнічні заходи є засобами активного, безпосереднього впливу на схиловий і русловий стік для меліорації зруйнованих ерозією земель і припинення яружного руйнування. До них належать:

  • водоутримуючі споруди (вали-тераси, водоутримуючі вали та водовідвідні канави для перехоплення і відведення схилового стоку талих і зливових вод; розпилювачі стоку);
  • споруди для скидання надлишкового стоку (лотки-швидкотоки, ступеневі перепади тощо);
  • споруди для укріплення днищ ярів та балок (запруди, греблі тощо);
  • схилові тераси різного типу.

Водоутримуючі споруди

З водоутримуючих споруд в Україні найбільшого поширення дістали вали-тераси. Ці споруди (рис. 6.7а) мають невелику висоту (0,3-0,6 м) та некруті укоси ширина основи у 8-12 разів більше висоти, що забезпечує можливість проходу тракторів та інших сільськогосподарських машин. Для повного затримання стоку вісь вала розміщується чітко по горизонталях. Через кожні 50-60 м будують перемички, які розташовують перпендикулярно вісі валів. В умовах екстремального стоку, коли існує небезпека прориву вала, наявність таких перемичок зменшує ризик великих розмивів грунту. Кількість валів-терас розраховується на повне затримання весняного або зливового стоку заданої забезпеченості (як правило, 10%). Використання валів-терас найбільш ефективне на ухилах не більше 3-4°. На грунтах важкого гранулометричного складу, з низькою водопроникністю можливе тривале стояння води в ставках, що призводить до вимокання посівів. Для більш рівномірного розподілу грунтової вологи та зменшення небезпеки вимокання посівів рекомендується застосовувати на терасах між валами щілювання, кротування тощо. Досліди показують, що можна збільшити відстань між валами за рахунок зростання поглинання води при впровадженні суто агротехнічних засобів регулювання поверхневого стоку.

Схеми гідротехнічних протиерозійних споруд  а – вал-тераса, б – водоутримуючий вал, в – водозатримуюча водовідвідна вал-канава
Рис. 6.7. Схеми гідротехнічних протиерозійних споруд
а – вал-тераса, б – водоутримуючий вал, в – водозатримуюча водовідвідна вал-канава

Створення на схилах протиерозійних валів-терас з відстанню між валами 36 м зменшувало обсяг стоку в 5-8 разів порівняно з нетерасованим контролем, сумарне вимивання біогенних елементів (з водою і грунтом) на ділянках без терас було в десятки разів більше порівняно з терасованими схилами: азоту – у 14-23 рази, фосфору – в 11-37 разів, калію – у 14-38 разів, кальцію – у 23-24 рази. Сумарні втрати активного кальцію, що регулює фізико-хімічні і водно-фізичні властивості грунтів, були на ділянці без терас у 10-15 разів більшими, ніж на терасованому схилі (Копистинський, 1983; Тарарико, Вергунов, 1992).

Водоутримуючі вали (рис. 6.7б) облаштовують для відведення стоку від ділянок, що зазнали значного впливу яружних ерозійних процесів. Стік затримується валами, а потім через спеціальні водовідвідні споруди скидається на добре задерновані або залісені схили чи днища улоговин, які повинні бути попередньо укріплені. Висота валів і їхня довжина визначається ухилами схилу та обсягами регульованого стоку. Як правило, вали споруджують висотою 1-1,5 м, шириною по поверхні 1,5-2,5 м із закладенням укосів – сухого 1:1 або 1:1,6, мокрого 1:2. Для спорудження водоутримуючих валів і перемичок більш придатні суглинні грунти. Грунт для спорудження вала береться з ділянки, розташованої вище місця закладення вала. Побудовані вали зміцнюють посівами багаторічних трав або травосумішками.

Водовідвідні канави (рис. 6.7в) створюють для скидання та відведення талих та дощових вод. Перехоплений поверхневий стік спрямовується у водоутримуючі або водоскидні споруди, до розпилювачів стоку, на схили балок, виярки та лощини, що добре задерновані або зарослі лісом чи чагарниками. Найчастіше використовується трикутна форма поперечного профілю водовідвідних канав із закладанням укосів 1:2-3.

Розпилювачі стоку являють собою земляні валики висотою 30-50 см і положистими укосами, які перекривають водостік і вивідну борозну, що є продовженням валика і перерізує місцевий вододіл потяжини чи будь-якого іншого підвищення (рис. 6.8). У разі відсутності виражених улоговин розпилювачі роблять у вигляді борозни або виїмки з валиком. Вони можуть проходити прямолінійно або криволінійно, але обов'язково з таким розрахунком, щоб борозна або виїмка в усіх випадках знаходилась першою на шляху стоку.

Розпилювачі стоку
Рис. 6.8. Розпилювачі стоку

Споруди для скидання надлишкового стоку

Споруди для скидання надлишкового стоку влаштовують у вершинах ярів (тому їх і називають – «вершинними») для безпечного скидання концентрованого поверхневого стоку на нижні рівні в тих випадках, коли вершини ярів близько підходять до цінних технічних споруд – житловим і промисловим будівлям, шляхам сполучення, мостам і ін. До них відносять швидкотоки, ступеневі перепади і консольні водоскиди (рис. 6.9). Ці споруди будують з фашин (зв'язок хворосту), дерева, каменя, бетону і залізобетону. Матеріал вибирають, виходячи з об'єму води, що пропускається через споруду. У особливо відповідальних випадках вершинні споруди виконують з бетону і залізобетону за спеціальними проектами.

Вершинні водоскидні споруди:  а – швидкоток; б – ступеневий перепад; в – консоль з похилим лотком; г – консоль з прямим лотком
Рис. 6.9. Вершинні водоскидні споруди:
а – швидкоток; б – ступеневий перепад; в – консоль з похилим лотком; г – консоль з прямим лотком;

1 – закріплена вершина яру; 2 – лоток; 3 – опора лотка; 4 – водобійний колодязь; 5 – укріплене каменем дно яру – рисберма

Схилові тераси

На шляху концентрованого водного потоку, щоб води, які скидаються в яр, не розмивали його дно, у руслі яру встановлюють систему поперечних стінок, що розбивають подовжній профіль дна на ряд терас. Стінки розташовуються вертикально уступами і повинні мати безпечний щодо розмиву грунту ухил. Поперечні стінки на дні яру можуть бути кам'яними, бетонними, дерев'яними, плотовими. Дерев'яні і плотові загати застосовуються тільки у вибалках, тому що термін їхньої дії не перевищує двох-трьох років. Закріплені яри, які поступово перетворюються на задерновану балку, використовують, як правило, під пасовища. Багате мулистими відкладеннями дно можуть відводити під штучні луги, а схили – під деревні насадження або під ягідники.

На гірських схилах, схилах великих балок та по берегах річок часто застосовують такий ефективний засіб боротьби з ерозією, як терасування. Створення терас є штучною зміною поверхні схилів для кращого використання їх під сільськогосподарські та лісові культури. При терасуванні створюють тераси у вигляді обмежених валами площадок, уступів, канав і т. ін. Розрізняють тераси гребенеподібні, східчасті (лавоподібні), траншейні і тераси-канави.

Гребенеподібні тераси облаштовують при ухилах місцевості 1-7°, насипаючи поперек схилу вали висотою 25-40 см. Ширина терас (відстані між валами) 18-50 м. Використовуються тераси для вирощування винограду, плодових культур, насаджень з чагарників та декоративних дерев. Вийнятий із траншеї підгрунтовий шар йде на утворення валів, траншеї заповнюють грунтом, знятим із самої траншеї та з прилеглої площі.

Тераси-канави влаштовують у районах з ухилом місцевості 7-40° і при тонкому шарі грунту. Вали насипають один вище за інший на 2-2,5 м із грунту, вийнятого з канав, і служать для збору і відведення зливового стоку та зволоження валів. Використовуються для вирощування плодових і лісових порід.

Східчасті тераси (рис. 6.10) найбільш поширені; застосовуються для вирощування овочевих, плодових культур і винограду на місцевості з ухилом 7-15°. Поверхня цих терас горизонтальна або з ухилом не більш 7°. Ширина східчастих терас не менш 2,5-3 м. Укоси терас іноді зміцнюють кам'яною кладкою, завдяки чому вони стають більш стійкими. Але найчастіше роблять похилі земляні укоси, що закріплюються багаторічними травами та травосумішами.

Східчасті тераси на схилах балкиРис. 6.10. Східчасті тераси на схилах балки

При терасуванні влаштовують нагорні водовідвідні канави, що регулюють стік. При ширині терас 4,5-5 м можливий механізований обробіток грунту. На терасах шириною понад 6 м розміщують по 2 ряди і більше яблуні і груші на шпалерах (опорах у вигляді вертикальної, горизонтальної або іншої площини, до якої підв'язують гілки дерев). Утворення терас проходить кількома способами: плантажне (виконується плантажними плугами), бульдозерне (здійснюється універсальним бульдозером на схилах з великими похилами), напашне (проводиться звичайними тракторними плугами) (Копистянський, 1983; Сазонов, 1984).

Значущість усіх цих заходів визначається тим, що вони здатні негайно припинити руйнівний вплив поверхневого стоку та, у багатьох випадках, перевести частину вологи, що втрачається і руйнує грунт, в активні запаси, які можуть бути використані для формування врожаю сільськогосподарських культур. Засоби протиерозійної гідротехніки майже завжди займають, як і захисні лісонасадження, постійну площу і служать для надійного та довгострокового меліоративного впливу на режим поверхневого стоку.

На відміну від біологічних компонентів протиерозійного комплексу гідротехнічні спорудження забезпечують лише захист і продуктивне використання земель безпосередньо в зоні їхнього впливу, але не дають побічної продукції, як лісові насадження або різного роду куліси. їх застосовують у випадку економічної доцільності і якщо не можна використовувати інші протиерозійні заходи.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом
При копіюванні інформації обов'язкові прямі посилання на сторінки сайту.
Всі книги та статті є власністю їхніх авторів та служать виключно для ознайомлення.