Гидротехнические сооружения на водосборной площади, пригодные для условий Удмуртии

Предназначены для задержания поверхностного стока и относятся к группе простейших, менее дорогостоящих сооружений.

1. земляные горизонтальные валы – террасы и наклонные по отношению к горизонталям водоотводящие валы-террасы. Высота валов 30-60см после усадки, ширина основания в 10-12раз больше (3-7м). Обработка почвы и посев проводятся вдоль валов террас. Они изобретены в Черноземной зоне. На дерново-подзолистых почвах в местах выемки пахотного слоя создаются полосы сильносмытых почв.

2. водозадерживающие валы – для приостановки роста оврагов, в 20-40м от вершины оврага. Представляют собой сочетание оврагов и валов. Валы – ниже по рельефу. Высота валов 1,2м.

3. водоотводящие валы-канавы – для перехвата и отвода поверхностного стока от вершины оврага, в т.ч.при их выполаживании. «Лишнюю» воду направляют в задернованные залесенные откосы. Уклон дна канав i = 0,003-0,005. Максимальная скорость воды в задернованном водотоке 1 м/с.

4. распылители стока – предназначены для отвода массы водных потоков от ложбин, полевых дорог, борозд вдоль лесных опушек и вдоль меж, идущих вдоль склона на залуженные или залесенные участки. Сооружаются с помощью напашки плугом под углом 45° к дороге, ложбине при уклонах при i до 4° через 150-200м, i >4° - то через 100м.

Часто причиной эрозии являются колеи по полевым дорогам. Для их прерывания дорогу пересекают неглубокой выемкой. Распылители лучше устраивать весной, когда грунт дороги еще не уплотнен.

5. прерывистые канавы с валами – их устраивают вдоль стокорегулирующих лесополос на полях рядом с полосами. Канавы длиной 10м, глубиной 1-1,5м, оставляя между ними нетронутый грунт длиной 2-3м. Канавы заполняют хворостом и соломой. Такое сочетание лесополос поперек склонов с валами и канавами можно применять в нашей зоне.

36.Гидротехнические сооружения в вершинах оврагов предназначены для безопасного сброса концентриров-ых водных потоков с верхних отметок рельефа на нижние и предотвращение роста оврагов созд-ся:при борьбе с оврагами,у кот-х размеры водосборной площади велики и земляные валы не позв-ют полностью предотвр-ть концентр-ый сток,а т-же при подходе вершин оврагов к ценным сооружениям(дорогам,мостам,улицам).Типы вершинных сооруж-й зав.от рельефа,глуб.оврага и площади водосбора.Строят:наклонные или шахтные быстротоки,ступенчатые перепады,консоли трубчатого и прямоуг-ого сечения.Для гошения избыточной энергии потокаони допол-ся водобойными колодцами и водоб-ыми стенками.Быстроток состоит из 3 частей(входной части).Лоток призматический одинакового сечения по всей длине.Вода движется не отрываясь от конструкции быстротока.Уклон наклона быстротока 10-15⁰линии горизонта.Устройство быстротока не допуск-ся на насыпном грунте.Чаще прим-ся бетонные быстротоки из сборных деталей заводского изготовления.Ниже быстротока дно закрепл-ся камнем.Перепады-ступенчатые сооружения,в кот-х вода местами свободно падает по воздуху.Строятся,в случаях,когда уклоны местности велики более 15⁰.Высота стенок падения 0,5м,длина ступеней в 4-6р больше.Шахтные водосборы:входной колодец,труба,выходной головок.Консольные перепады строят в оврагах с большой глубиной в вершине.Отл-ся,что водонаправляющие латки устр-ют на опоре.Наконец простейшие перепады из плетней хвороста и машин,строят из площади водосбора до 15га(хворост на 50% живой-ивовый). Быстротоки,перепады, стенки падения, консольные сбросы.Условия применения:этот тип сооружений устраивается для закрепления растущих вершин оврагов, угрожающих особо ценным землям и сооружениям, при площадях водосбора не менее 15—20га. При глубоких вершинах оврагов отдается предпочтение перепадам.Стенки падения устраиваются при высотах обрыва в вершине оврага до 5—6м. Консольные сбросы устраиваются без больших капитальных вложений из-за отсутствия устройств по гашению энергии сбрасываемой воды.Условия пропуска воды: движение воды происходит без отрыва от поверхности лотка быстротока Движение воды в пределах сооружения происходит без отрыва от его поверхности, а на остальном пути поток воды падает свободно в воздухе. Основные параметры сооружений:быстротоки устраиваются открытые лотковые или закрытые трубчатые.Головные сооружения выполняются из бетона, железобетона и камня.Параметры сооружений определяются гидравлическими расчетами.Головные овражные (вершинные) сооружения-перепады,быстротоки и консольные сбросы-применяются для прекращения размыва вершины оврага,особенно при его угрозе мостам,железным и шоссейным дорогам,капитальным зданиям и т. д.При помощи этих сооружений сток с водосборной площади можно безопасно транспортировать на дно оврага и далее отводить в ближайшие водотоки.

37.Донные и русловые гидротехнические сооружения. Виды сооружений: донные запруды.Условия применения:устраиваются за водосбросными сооружениями по дну оврага для предотвращения его размыва сбрасываемыми водами.Материал донных запруд, как правило, местный-хворостяной плетень, фашина, выстилки в комплексе с отсыпкой грунта.Условия пропуска воды:пропуск воды происходит через гребень запруды с напором на гребне 0,3 м и перепадах до 0,6 м и расходах 0,2—2,0 м3/с. Основные параметры сооружений: запруда строится со стрелой прогиба по фронту равной 1/6 – 1/10 ее длины. Виды сооружений:противоэрозионные пруды.Условия применения:для борьбы с донной эрозией имеют многоцелевое назначение и используются также для орошения, рыборазведения, водоснабжения, пожаротушения и отдыха трудящихся.Условия пропуска воды:пропуск воды происходит через специальные водосбросные сооружения.Сооружения прудов относятся к IV классу капитальности.Основные параметры сооружений:все параметры сооружений определяются комплексом гидрологических и гидротехнических расчетов.Русловые и донные сооружения,выполняемые в виде запруд, применяют для борьбы с углублением оврага.Донные запруды уменьшают скорость движения воды по дну оврага, что приводит к стабилизации его поперечного сечения и закреплению растительностью.Террасирование склонов является основным инженерным приемом, обеспечивающим снижение скорости поверхностного стока и предупреждение смыва почвы на склонах.В зависимости от размеров стока и уклона местности террасы могут быть горизонтальные или наклонные.

38.Выполаживание оврагов и использование овражных земель. При выполаживании оврага вначале выполаживают вершину его отвершка и по одному варианту-отделяют ее от остальной части путем возведения земляной запруды, по второму варианту - покрывают ее гумусированным слоем почвы толщиной не менее 30-40 см и затем производят одерновку ложа водотока.Способ осуществляют следующим образом.В вершинах отвершков устраивают водоотводящие 4 и водозадерживающие валы 2 для того, чтобы не допускать в отвершки стекающую с водосбора воду.От вершины оврага вал размещают на расстоянии,равном 2,5-3,5глубины оврага; преимущественно валы размещают на непахотноспособной площади на участке с небольшим уклоном(чем меньше уклон, тем больше емкость прудка).Для насыпки водозадерживающего вала через 15-25м определяют расположение вала, при этом высота вешек равна высоте вала.После определения контуров проводят вспашку тракторным плугом полосы, которая пойдет под основание вала, и площади зеркала прудка для надежного сочленения вала с грунтом, и для облегчения сдвигания гумусного (растительного)слоя.Вспашку повторяют до ликвидации растительного слоя.В завершение выстилают растительным грунтом дно прудка, откос и гребень вала и окончательно планируют их.Поверхность валов и прудки засеивают смесью многолетних злаково-бобовых трав,преимущественными видами являются костер безостый,люцерна,эспарцет,донник,а в прудках,кроме того,клевер и райграс.Затем осуществляют строительство каскада земляных запруд.Каскад запруд располагают так,что верхняя запруда начинается сразу же за зеркалом подпора, образуемого нижней запрудой.Расстояние между запрудами (L в м) определяют по формуле:L = h/i_o-i,где h = рабочая высота запруды;i_o- уклон русла оврага, определяемый как отношение разности отметок начала и конца закрепленного участка к его длине.Первую запруду насыпают так, что зеркало пруда подтапливает вершину и предотвращает ее дальнейший рост.В тело плотины устанавливают наклонно трубчатый водосбор с наваренными диафрагмами, которые предупреждают прорыв воды вдоль водосброса.Верхний конец трубы определяет уровень воды.На случай,если приход воды будет больше пропускной способности водосброса, с одной или двух сторон оврага в теле плотины делают аварийные сливы.Ниже первой плотины насыпают вторую,третью и т.д.,которые также оборудованы трубчатыми водосбросами и аварийными водосливами.В этом каскаде первый пруд является своего рода отстойником, где вода очищается от взвеси.Дамбу-перемычку насыпают на предварительно вспаханное основание.Технология работ совпадает с насыпкой задерживающих валов.Однако при строительстве дамбы в русле оврага грунт для ее отсыпки сначала перемещают на его берега,а потом сталкивают бульдозером в овраг,где тщательно утрамбовывают послойно.Для надежного сочленения дамбы с берегами оврага, последние срезают по всей ширине дамбы.Поскольку высота дамбы-перемычки достигает 5-8м,то наряду с бульдозерами на строительстве используют скреперы.Если емкость перед дамбой не вмещает всего возможного объема стока, то с помощью водоотводных валов излишек воды отводят к другому приовражному участку,на котором возводятся требуемое количество водозадерживающих и водоотводящих валов в вершинах отвершков,осуществляют выполаживание,которое производят следующим образом:оставляют 1-1,5-метровые полосы нетронутого грунта при его перемещении в овраг.Когда откосы достигнут заданного угла, равного 12-15^o,все полосы с гумусным слоем равномерно растаскивают по откосам.Кроме того,можно осуществлять и частичное выполаживание, которое проводят,когда нет возможности прекратить доступ воды в овраг,при этом выполаживают только те откосы, сдвинутый грунт которых в овраг не завалит русло водотока.Строят земляную запруду.Отсеченную дамбой часть оврага выполаживают с помощью бульдозера;откосам оврага придают угол 12-15^o.Пруд перед дамбой служит емкостью для воды,а также для мелкозема, выносимого с полей.Если водосборная площадка велика, то нет возможности защитить овраг от размыва с помощью водозадерживающего вала, то производят выполаживание оврага,а в его вершине устраивают одернованный водоток.Для этого весной после пропуска весенних вод с помощью бульдозера вершину оврага выполаживают,желобообразный водоток шириной 1 - 2 бульдозерных отвала с продольным уклоном его не более 5 - 6^o,сверху водоток покрывают слоем гумисированной земли толщиной 30-40 см.Для одернования водотока в местах с хорошо развитым злаковым покровом навесным плугом со снятыми отвалами проводят нарезку дернины.Ленты ее режут лопатой на куски и транспортируют к вершине оврага, где дернину, начиная снизу,плотно укладывают на ложе водотока.Сверху куски дернины присыпают плодородной землей,затем приминают соломой и обильно поливают.Большие потребности в воде для орошения,перспектива использования зарегулированных вод весеннего и ливневого стока приобретает большую актуальность.Поэтому каждая овражно-балочная система должна быть обследована на пригодность ее для строительства в ней каскадов прудов.Пруды имеют и большое противоэрозионное значение,так как поднимают местный базис эрозии,очищают стоковые воды от твердой части,благодаря чему перестают расти донные овраги, повышается уровень грунтовых вод,улучшается гидрологический режим местности.Глубина прудов должна быть в пределах 4,5-5,5м, гребень плотины должен быть выше постоянного горизонта воды на 1,5-2,0м.Предусматриваются аварийные сбросы воды в особо многоводные и другие весенние паводки и летние ливни.Таким образом,предлагаемый способ закрепления многовершковых оврагов дает возможность превращения этих площадей в продуцирующие угодья. Дамбы-перемычки предназначаются для борьбы со склоновыми оврагами, глубоко врезающимися в пахотные земли, а также вершинами и крупными береговыми оврагами.Дамбы-перемычки,отсекая вершину оврага или рассекая овраг на отдельные части,спрямляют границы пахотных земель путем выполаживания бровок оврага,сокращают объездные пути сельскохозяйственной техники,создают условия искусственного заиления овражных понижений.Строительство дамб-перемычек осуществляется на оврагах глубиной 5-6м с напором воды в пруде до 5м.Для предотвращения роста оврагов дамбы-перемычки могут проектироваться в комплексе с водозадерживающими и водоотводящими валами, а также с выполаживанием оврагов.

39.Освоение и использование крупных крутых склонов. Склоновые земли являются одним из основных резервов дальнейшего увеличения площадей виноградников.При выборе участков для закладки виноградников на склонах необходимо учитывать:экспозицию и крутизну склонов,характер и степень рассеченности рельефа,высоту расположения участка над уровнем моря;возможность создания крупного,удобного для эксплуатации массива виноградников;характер водного режима,наличие выходов грунтовых вод, степень оползневой и эрозионной опасности;состав почвы,пригодность ее для культуры винограда;мощность почвенных и подпочвенных горизонтов, степень их засорения крупными обломками скальных пород,возможность удобной связи с населенными пунктами и винзаводами.При опасности развития оползней на участке проектные работы могут быть начаты лишь после детального гидрогеологического обследования,которое проводится по заказу.В систему мелиоративных мероприятий по освоению,улучшению и защите почвы от эрозии входят:отвод избытка поверхностных и грунтовых вод с осваиваемых участков склонов(открытый и закрытый дренаж);капитальная планировка поверхности склонов(при этом сохраняют верхний плодородный слой почвы)с засыпкой оврагов,ложбин,оползневых впадин и срезкой оползневых бугров;террасирование склонов или создание наклонных площадок для обеспечения ухода за почвой и насаждениями,коренное повышение плодородия почв путем землевания(завоз 1500—3000 м3/га плодородной почвы),внесения навоза,минеральных удобрений.

40.Особенности экономики противоэрозионных мероприятий. Экономическая сущность противоэрозионных мероприятий складывается из экономического эффекта,достигаемого в результате предотвращения ущерба,наносимого эрозией почв народному хозяйству,и получения дополнительной сельскохозяйственной продукции в результате их осуществления.Выявленная степень интенсивности эрозионных процессов позволяет при планировании с достаточной убедительностью устанавливать объекты первоочередного внедрения противоэрозионного комплекса и обосновать экономическую целесообразность внедрения мероприятий в проектах внутрихозяйственного и межхозяйственного землеустройства,в бизнес-планах коммерческих предприятий.Осуществление комплекса противоэрозионных работ следует начинать с проведения более дешевых агротехнических,лугомелиоративных и лесомелиоративных мероприятий, которые дают значительный противоэрозионный эффект.Гидротехнические мероприятия,как завершающие противоэрозионный комплекс, целесообразно проводить в тех случаях, когда все названные работы оказываются в борьбе с оврагами недостаточно эффективными.Противоэрозионные комплексы-п.к.(система противоэрозионных мероприятий)-сочетание различных групп противоэрозионных мероприятий (организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических), обеспечивающих защиту почвы от эрозии.Оптимальный П.к. — это полное или частичное сочетание различных групп противоэрозионных мероприятий (агротехнических,лугомелиоративных,гидротехническихпротивоэрозионных, организационно-хозяйственных и правовых),которые для данных конкретных природно-хозяйственных условий позволяют при наименьших затратах задержать или безопасно отвести сток талых и ливневых вод заданной обеспеченности,сократить смыв и выдувание почвы до уровня интенсивности почвообразовательного процесса или до другой заранее определенной величины,приостановить рост существующих оврагов и предотвратить образование новых,повысить плодородие эродированных почв.Для сельскохозяйственных предприятий оптимальныйП.к. должен предусматривать наиболее продуктивное использование всех земель,увеличение валового сбора сельскохозяйственной продукции, повышение ее качества и снижение себестоимости.ОптимальныеП.к. могут разрабатываться на определенную площадь, ограниченную естественными рубежами (водосборами)-бассейны рек разного порядка,районы ветровой эрозии, водосборы балочной(овражно-балочной)системы,водосборы лощины и т.д.или площадь,ограниченную хозяйственными границами или искусственными рубежами-территория административного района,хозяйства,угодья,севооборота, поля.Достоверность обоснования затрат сельскохозяйственных товаропроизводителей на выполнение механизированных работ по противоэрозионной обработке почвы лежит в основе оценки эффективности данных мероприятий,обоснования и выбора технических средств для выполнения этих работ.Поэтому их планирование должно максимально достоверно отражать реальную годовую наработку машин,затраты на приобретение и эксплуатацию машин и орудий, оплату труда работников,обязательные платежи и другие производственные затраты.При этом стоимость полученной продукции должна обеспечивать не только возврат затраченных на ее производство материально-технических и других ресурсов, но и прибыль, достаточную для ведения расширенного производства.Дополнительный доход от реализации комплекса мер по противоэрозионной обработке получен от повышения урожайности возделываемых культур и ввода дополнительных площадей в севооборот.