Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
КР 03. 00. ПЗ
Разраб.
Кузьмич
Пров.
Домасевич
Консульт.
Н. контр.
Утв.
Проект лесомелиорации сельскохозяйственных ландшафтов
Лит.
Листов
10
БГТУ 104092213
У
3. Проект лесомелиорации сельскохозяйственных ландшафтов
Сельскохозяйственные ландшафты являются одним из видов антропогенных ландшафтов. Антропогенный ландшафт – ландшафт. Который складывается из взаимодействующих природных и антропогенных компонентов, формируется под влиянием деятельности человека и природных процессов (ГОСТ 17.8.1.01-86). Сельскохозяйственные ландшафты используются для целей сельскохозяйственного производства, функционируют и формируются под ее влиянием. Современные агроландшафты представлены сельскохозяйственными угодьями – пашнями, лугами, пастбищами, сенокосами и т.д. [6]
3.1 Противоэрозионная организация территории
Сельскохозяйственные ландшафты в значительной мере подвергаются воздействию неблагоприятных условий: сильные ветры вызывают сдувание снега, мелкозема, резко изменяется тепловой режим в ответственные периоды развития растений, наблюдается водная эрозия почвы. Поэтому для предупреждения и уменьшения отрицательного воздействия неблагоприятных факторов в условиях агроландшафтов необходимо предусмотреть противоэрозионную организацию территории, которая заключается в проектировании организационно-хозяйственных, агротехнических, лугомелиоративных, гидротехнических, лесомелиоративных и пескоукрепительных мероприятий.
Для правильного составления плана использования площади сельскохозяйственного предприятия и разработки эффективной системы мероприятий необходимо произвести противоэрозионную организацию территории. Выделяют три эрозионные зоны: приводораздельную, присетевую, гидрографическую. Эти зоны в различной степени подвержены водной эрозии и на каждой из них применяется специфическая система ведения хозяйства. Основным критерием для выделения зон является уклон местности:
Приводороздельная зона – входят водораздельные плато и прилежащие к ним земли с уклоном до 5% (3˚). Здесь отсутствуют резко выраженные процессы водной эрозии, а основные мелиоративные мероприятия должны быть направлены на борьбу с ветровой эрозией. Эта зона обычно отводится под полевой (основной) севооборот.
Присетевая зона расположена ниже приводораздельной и включает земельные участки с уклоном от 5% (3˚) до 15% (9˚). В этой зоне наблюдается плоскасная эрозия (смыв почвы), поэтому все мелиоративные мероприятия здесь направлены на борьбу со смывом почвы. Эта зона отводится под кормовой (противоэрозионный) севооборот.
Гидрографическая зона – включает гидрографическую сеть и прилежащие склоны с крутизной более 15% (9˚). На этой территории ярко выражены процессы линейной эрозии (размыв почвы). Данная зона используется в основном под лугопастбищные или лесные угодья [4].
Борьба с эрозией почв – одна из важнейших государственных проблем в системе мер, направленных на сохранение, восстановление и преобразование ландшафта. Решать эту проблему можно только проведением комплекса взаимосвязанных мероприятий, основными из которых являются организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные, лугомелиоративные и гидротехнические. [6]
Наиболее важными противоэрозионными мероприятиями являются лесомелиоративные. Лесомелиоративные мероприятия направлены на устранение причин возникновения ветровой и водной эрозии и уменьшения их вредного влияния. Они включают создание взаимосвязанной системы лесных насаждений (полезащитных, стокорегулирующих, приовражных, прибалочных и др.), расположенных с учетом рельефа местности и эрозионных процессов. Создание и
выращивание взаимодействующей системы защитных лесных насаждений в комплексе с другими противоэрозионными мероприятиями является мощным фактором борьбы с этим явлением.
Лесные насаждения для защиты почв от водной эрозии в равнинных районах создают чаще всего в виде полос, а также в виде сплошных и куртинных насаждений, схемы размещения древесных пород и кустарников в полосах приведены на рисунке 3.1. Эти насаждения одновременно служат для защиты сельскохозяйственных культур от ветровой эрозии и сухостоев.
а
б
в
г
Главные породы Кустарниковые
Сопутствующие породы Корнеотпрысковые
Направление стока
Рисунок 3.1 – Схемы размещения древесных пород и кустарников в полосах: а, б – стокорегулирующих, в – приовражных, г – прибалочных
Стокорегулирующие лесные полосы предназначены для задержания и регулирования поверхностного стока, предотвращения смыва и размыва почвы на нижележащих частях склонов, равномерного снегораспределения. Они выполняют также полезащитную роль. Их создают на склонах крутизной более 1,5 – 2о, где наблюдается интенсивный сток воды и водная эрозия почв.
Прибалочные лесные полосы создают вдоль бровок балок с целью предотвращения размыва, сдувания в балки снега с полей, улучшения микроклимата на прилегающей территории, дополнительного увлажнения и хозяйственного использования прилегающих малопродуктивных земель. Полосы задерживают поверхностный сток и переводят его во внутрипочвенный. Прибалочные полосы часто создают на смытых и сильносмытых почвах, на хорошо дренированных участках. Поэтому древесные породы и кустарники должны быть малотребовательными и устойчивыми, с глубокой корневой системой.
Приовражные лесные полосы предотвращают рост действующего оврага, защищают его откосы от размыва, регулируют поверхностный сток, улучшают микроклимат на прилегающей территории, отеняют откосы, улучшают их гидрологический режим, способствуют естественному заращиванию и рациональному использованию эродированных земель.
Под системой защитных насаждений понимают размещение на установленной территории всех видов защитных насаждений, которые оказывают мелиоративное воздействие на смежные сельскохозяйственные угодья. Системы защитных насаждений являются организующей структурой противоэрозионного комплекса, определяют направления обработки почвы, повышают эффективность агротехнических и гидротехнических мероприятий, оказывают существенное влияние на оптимизацию современных агроландшафтов.
Агротехнические мероприятия направлены на борьбу с ветровой и водной эрозией почв. Для борьбы с ветровой эрозией проводят безотвальную обработку почв и при этом оставляют стерню, что снижает скорость ветра у поверхности почвы в 1,5-2 раза. Защита почв от водной эрозии предусматривает задержание и рассредоточение поверхностного стока воды на склонах и перевод его в почвенный. Наиболее эффективными средствами борьбы с водной эрозией почв являются специальные виды обработки почвы: глубокая пахота, обвалование зяби, прерывистое бороздование, лункование, щелевание, кротование.
Гидротехнические сооружения применяют для задержания и перераспределения поверхностного стока воды в целях прекращения роста оврагов. Могут применяться распылители стока, водозадерживающие валы, водоотводные канавы, донные гидротехнические сооружения.
Пескоукрепительные мероприятия проводят для закрепления подвижных песков. Самым распространенным способом является шелюгование.[7]
3.2 Создание полезащитных (ветроломных) лесных полос
Полезащитные лесные полосы создают на территории приводораздельного фонда, а также на осушенных торфяно-болотных и орошаемых территориях.
Полезащитные лесные полосы представляют собой насаждения в виде узких лент, которые размещаются на сельскохозяйственных землях для повышения урожайности сельскохозяйственных культур путем улучшения микроклиматических условий. Основное назначение полезащитных лесных полос – это предотвращение ветровой эрозии, снижение вредоносности засух, пыльных бурь, холодных и метелевых ветров и обеспечение равномерного снегораспределения.
Влияние полезащитных лесных полос на микроклимат агроландшафтов зависит от их конструкции, которая обуславливает различный характер их ветропроницаемости. Различают три основных типа конструкции полезащитных лесных полос: плотные, ажурные и продуваемые.
Плотная полоса не имеет просветов по всему вертикальному профилю. Это обычно 3-ярусная широкая густая полоса, сквозь которую ветровой поток почти не проникает. Для создания таких полос используются дуб, клен, пузыреплодник.
Ажурная полоса менее плотная. Она имеет просветы площадью от 15 до 35% по всему продольному профилю, через которые проходит часть ветрового потока. Может создаваться из тополя или некоторых других пород.
Продуваемая полоса – это насаждение из древесных пород без подлеска и кустарника. В нижней части между почвой и кронами она имеет крупные просветы высотой 1,5-2 м, через которые свободно проникает ветровой поток. В верхней части в области крон полоса ветронепроницаема. Такие полосы создаются при использовании березы повислой и других пород.
Плотные полосы в качестве полезащитных лесных полос не применяются. Они находят применение для защиты автомобильных и железных дорог, жилых построек и других объектов от снежных и песчаных заносов, а также от холодных ветров. В качестве полезащитных применяются в основном ажурные и продуваемые полосы.
Различают основные полосы и вспомогательные.
Основные полосы размещают параллельно друг другу и перпендикулярно направлению преобладающих ветров. На территории Беларуси – это ветры западные и юго-западные. Отклонение полос от перпендикулярного направления к преобладающим ветрам допускается на угол до 30º. Расстояние между полосами применяется равным 25 высотам полосы, которую она достигает к 30 годам, то есть в среднем 300 – 400 м, а между вспомогательными – не более 1000 м.
Вспомогательные полосы размещают перпендикулярно основным. Они предназначены для ослабления воздействия ветров других направлений. Если на территории хозяйства полевые угодья чередуются с лесными насаждениями, то полезащитные полосы следует размещать так, чтобы они соединяли контуры отдельных лесных массивов. Рекомендуется в условиях равнинного и слаборасчлененного рельефа создавать 3 – 4/5-рядные полосы шириной не более 15 м. Расстояние между рядами принимается 2-3 м, в ряду – 0,75-1 м. Вспомогательные полосы обычно проектируются 2-3-рядные (на 30% уже основных). Наиболее эффективны полосы продуваемой и ажурной конструкции [6].
Выбор ширины полос и схем посадки осуществляется исходя из степени эрозионной опасности земель, которая, в свою очередь, зависит от степени зарастания почвы.
По заданию характеристика приводораздельного фонда следующая: почва – супесь связная на супеси легкой; степень зарастания – 40%, степень гумусированности – сильная.
Почвы на нашей территории супесчаные, подстилаемые супесью связной, сильногумусированные, поэтому в качестве главной породы основных полос будет выступать лиственница европейская, сопутствующая порода – липа мелколистная. Полоса создается 5-рядная с расстоянием между рядами 2,0 м, шагом посадки 1,5 м и шириной закрайка 1,0 м.
Вспомогательные полосы создаются однопородными из 3 рядов липы мелколистной с расстоянием между рядами 3,0 м, шагом посадки 1,0 м. Таким образом, ширина вспомогательной полосы – 8,0 м
Схемы основной и полезащитной полос представлены на рисунках 3.2 и 3.3.
Рисунок 3.2 – Схема основной полезащитной лесной полосы
Рисунок 3.3 – Схема вспомогательной полезащитной лесной полосы
Водорегулирующие лесные полосы служат для распыления и поглощения поверхностного стока, предотвращения размыва и смывания почвы. Их целесообразно создавать на границе присетьевого и приводораздельного фондов, а также в присетьевом фонде. На склонах крутизной менее 4° – расстояние между водорегулирующими полосами принимается 350–400 м, а при крутости склона более 4° – расстояние обычно не превышает 200–250 м.
Полосы могут быть двух типов:
По заданию характеристика территории присетьевого фонда следующая: длина линии стока – 470 м; запас воды в снеге – 710 м3/га; коэффициент стока, % – 0,6;коэффициент залегания водоупора – 8000.
Ширина полосы рассчитывается по формуле:
, м
В – ширина полосы, м;
Л – длина линии стока, м;
М – запас воды в снеге на 1 га, м3;
К – коэффициент стока, %;
Н – коэффициент залегания водоупора.
Таким образом, ширина полосы в нашем случае рассчитывается следующим образом:
м.
В связи с тем, что в результате расчетов ширина полосы оказалась равна более 21 м, а создание лесной водорегулирующей полосы шириной более 21 м нецелесообразно, так как для нее нужно отводить большие площади пахотопригодных сельскохозяйственных земель, поэтому в данном случае расчетную ширину полосы уменьшим до 21 м за счет проведения агротехнических мероприятий в приводораздельной зоне. В данном случае будет запроектирована лесная водорегулирующая полоса.
Исходя из вышесказанного, в данной лесной полосе будет принят древесно-кустарниковый тип смешения, при котором в качестве главной породы будет выступать ясень обыкновенный (1 ряд), который чередуется с 2 рядами клена остролистного (сопутствующая порода). Крайние ряды верхней опушки представляют собой живую изгородь из шиповника, шаг посадки 0,75 м. Схема посадки лесной полосы 2,0×1,0 м, закрайки – 1,0 м. Схема лесной водорегулирующей полосы приведена на рисунке 3.4.
Сток воды
0,75 м
1,0 м
204 м
2 м
21 м
Шиповник
Ясень обыкновенный
Клен остролистный
Рисунок 3.4 – Схема лесной водорегулирующей полосы
Так как водорегулирующие полосы закладываются на границе приводораздельной и присетевой зон, а также на территории присетевой зоны, где уклоны достигают 4-5 %, при обработке почвы следует предусмотреть противоэрозионные методы обработки с возможно большей глубиной рыхления.
Будем применять частичную обработку почвы, параллельно горизонталям создаются борозды плугом ПКЛ-70 в агрегате с трактором МТЗ-82.
В связи с тем, что почва у нас на этом участке относительно богатая (супесь), то здесь может иметь место бурное развитие травянистой растительности, которая будет мешать росту культур. Поэтому проводим уходы культиватором КЛБ-1,7 в агрегате с трактором МТЗ-82.
3.4 Приовражные лесные полосы
Приовражные лесные полосы создаются вдоль гидрографической сети при отсутствии насаждений в оврагах. Приовражные лесные полосы предупреждают рост оврагов в ширину, уменьшают поверхностный сток и повышают увлажнение склона оврага. Прибалочные полосы создают вдоль бровок балочных систем, имеющих береговые размывы, а приовражные - вдоль бровок крупных оврагов II и III стадий развития на расстоянии ожидаемого осыпания откосов, но не ближе 15-20 м от бровки оврага в расчете на обрушение грунта в процессе роста оврага в ширину [6].
Ширина полос для II стадии развития оврага колеблется от 15 до 20 м и рассчитывается по формуле:
, м
где В – ширина полосы, м; М – запас воды в снеге на 1 га, м3; Р - площадь водосбора, м2; К – коэффициент стока, %; Н – коэффициент характеризующий глубину залегания водоупора; Б – ширина водосборного участка, м.
м.
В данном случае полосы будут запроектированы по древесно-кустарниковому типу, плотной конструкции со смешением чистыми рядами. Учитывая сильную смытость и большую сухость почв приовражной территории, в ассортимент пород для создания полос целесообразно будет включить малотребовательные к почвенному плодородию засухоустойчивые породы, которые способны давать корневые отпрыски и формировать мощную корневую систему. Схема посадки для приовражных лесных полос вдоль оврагов второй стадии развития для всех пород составляет 1,5×1м.
Первые 2 ряда от бровки оврага закладываются из засухоустойчивых кустарников, в данном случае использован терн. Остальные ряды чередуются из древесных и кустарниковых пород. В качестве главной породы выбрана осина, а в качестве кустарника – акация желтая. Первые 3 ряда со стороны присетевой зоны создаются из плодово-ягодных кустарников – смородина золотистая. Ширина между рядами 1,5м; шаг осадки – 1,0 м.
Овраг
1,0 м
20 м
1,5 м
– рябина черноплодная
– акация желтая
– осина
– терн
Рисунок 3.5 – Схема приовражной полосы
3.5 Мелиоративные мероприятия в гидрографической зоне
К гидрографическому фонду относят гидрографическую сеть и прилежащие к ней склоны крутизной 9о и более.
Для гидрографического фонда характерны процессы линейной эрозии: почва и подстилающие ее породы разрушаются в вертикальном по отношению к водным потокам направлении. Потоки сосредоточены в узком русле. Проектируемые мелиоративные мероприятия в этой зоне в первую очередь должны быть направлены на борьбу с линейной эрозией, вред от которой больше, чем от плоскостной.
Мелиоративные мероприятия в гидрографической зоне
Неблагоприятные факторы, вызывающие необходимость проведения мелиоративных мероприятий в гидрографической зоне. Перечень этих мероприятий приведен ниже:
В целях борьбы с оврагообразованием и ростом существующих оврагов могут быть использованы следующие виды сооружений:
а) земляные водозадерживающие валы для задержания стока;
б) распылители стока для рассредоточения потоков воды;
в) водоотворные валы-канавы для отвода стока от размываемых вершин оврагов на задернованные склоны;
г) водосборные сооружения для безопасного в эрозионном отношении сброса вод поверхностного стока.
Водозадерживающие валы являются одним из наиболее надежных, простых и дешевых видов оврагоукрепительных сооружений. Строительство водозадерживающих валов наиболее эффективно на пологих (5 – 7°) склонах с небольшим количеством промоин.
Распылители стока представляют собой простейшие земляные сооружения, способствующие отводу поверхностного стока от размываемых вершин, снижению его эрозионной деятельности и лучшему впитыванию в почву.
Водоотводные валы-канавы следует проектировать в тех случаях, когда по каким-либо причинам невозможно осуществить закрепление оврагов и балок при помощи агролесомелиоративных мероприятий и распылителей стока. Наиболее перспективными является сочетание водоотводных валов-канав с водозадерживающими валами, когда сток от вершин оврагов, расположенный недалеко от дорог и т.д., отводится на участки малоценных выгонов, на которых осуществляется строительство водозадерживающих валов. Сочетание земляных сооружений с защитными лесонасаждениями и залужением способствует повышению их мелиоративных функций.
Водосбросные сооружения (открытые быстротоки-перепады) – сравнительно сложные и дорогие устройства, поэтому проектирование их для закрепления оврагов производится для защиты ценных объектов при невозможности прекратить рост оврагов более простыми и дешевыми способами.
Насаждения на склонах балок и откосах оврагов являются дополнительным звеном в системе противоэрозионных мероприятий. Они закрепляют почву и грунт, защищают склоны балок и откосы оврагов от разрушения, поглощают поверхностный сток, улучшают микроклимат и способствуют хозяйственному использованию малопродуктивных земель.
Защитные насаждения на склонах балок и откосах оврагов создают в виде куртин и сплошных массивных насаждений. Под сплошное облесение проектируют крутые склоны балок, имеющие многочисленные размывы и не пригодные под луговые пастбищные угодья. Облесение откосов оврагов возможно лишь в тех случаях, когда овраги находятся в стадии затухания (IV стадия), т.е. когда они сформируют устойчивый профиль. Сначала проводят посадки в устье оврага, где берега раньше принимают угол естественного откоса, а затем постепенно передвигаются к вершине. В первую очередь облесяются нижние части теневых склонов, т.к. здесь имеются наиболее благоприятные условия для приживаемости, роста и развития древесных и кустарниковых пород.
Насаждения на склонах балок и откосах оврагов создают сложными по форме и смешанными по составу с обязательным участием кустарников.
При подборе ассортимента древесных и кустарниковых пород следует учитывать экспозицию склона, его снегозаносимость и ориентироваться на корнеотпрысковые засухоустойчивые деревья и кустарники, способные расти на сильносмытых почвах. На участках с благоприятными почвенными условиями следует проектировать плодово-ягодные насаждения.
Сплошная обработка почвы на склонах допустима при уклонах до 4°. На берегах балок крутизной до 7° почва обрабатывается полосами в чередовании с буферными лентами, оставляемыми без обработки. На берегах крутизной 7 – 12° насаждения создаются по напашным, а с уклоном 12 – 30° – по выемочно-насыпным террасам.
На тракторонепроходимых участках – по берегам гидрографической сети, на крутых склонах, по откосам и днищам размывов и промоин, размытым днищам балок и т.п. – почву под посадку готовят на глубину 20 – 25 см площадками, ямками, кармашками.
Учитывая большую сухость грунта склоновых земель, на уходы за почвой в культурах следует обратить особое внимание.
Создание защитных лесных насаждений на донной части балок и оврагов проектируется с целью предупреждения возможного возникновения размывов дна, максимального задержания твердого стока и использования этих участков в хозяйственных целях.
На участках, где требуется активное противоэрозионное воздействие, должны быть запроектированы мероприятия по облесению и закреплению дна оврагов и балок.
При недостатке в хозяйстве выпасных угодий, не опасные в эрозионном отношении участки донной части балок, должны быть использованы под залужение с урегулированным выпасом скота.
Закрепление дна оврага путем его облесения возможно лишь после выработки профиля равновесия (IV стадия развития оврагов). В период роста оврага (II и III стадия развития оврагов) при необходимости быстрого прекращения его развития в глубину по дну оврага проектируют гидротехнические сооружения (донные запруды).
Донные насаждения закладывают после проведения всего комплекса работ по регулированию стока на водосборе; сплошное облесение дна приводят в том случае, если сток по дну незначителен. При большом стоке русловую часть под насаждения не занимают, оставляя ее для прохода талых и ливневых вод.
По широким слабозадернованным днищам балок и оврагов, по которым переносится в речные долины и водохранилища много мелкозема, в среднем и устьевой их части проектируют насаждения – илофильтры, включающие кустарниковые ивы, с размещением рядов через 1 м и растениями в рядах через 0,5 м.
На благоприятных по плодородию и увлажнению почвах донной части целесообразно закладывать плодово-ягодные насаждения в соответствии с требованиями агротехники, применяемой при выращивании плодовых садов и ягодников. [6,8]
3.5.1 Защитные лесные насаждения на откосах оврагов. Насаждения на склонах балок и откосах оврагов являются дополнительным звеном в системе противоэрозионных мероприятий. Они закрепляют почву и грунт, защищают склоны балок и откосы оврагов от разрушения, поглощают поверхностный сток, улучшают микроклимат и способствуют хозяйственному использованию малопродуктивных земель. [6]
В данном случае полосы будут запроектированы по древесно-кустарниковому типу со смешением чистыми рядами. Учитывая экспозицию склона и ориентировку на корнеотпрысковые засухоустойчивые деревья и кустарники, данный участок можно превратить в красивый уголок и место отдыха населения благодаря правильно подобранному ассортименту растений.
Посадка деревьев будет производиться в борозды, проведенные поперек склона и с расстоянием между ними 2 м. Посадка производится по частям, начиная с нижних частей склона и постепенно продвигающаяся к бровке оврага. Ассортимент высаживаемых деревьев будут включены чередующиеся ряды березы повислой и тополя канадского, из кустарников будет использована облепиха крушиновая. В качестве посадочного материала будут использоваться саженцы 4-х летнего возраста. На берегах балок почва будет обрабатываться полосами в чередовании с буферными лентами, которые будут оставлены без обработки. Уход за лесными культурами будет осуществлен с использованием мотокустореза «Stihl» (1 – 2 – 1 – 1). Подготовка почвы перед посадкой будет осуществлена при помощи плуга ПКЛ-70 с расстоянием между бороздами – 3 м. Густота посадки составляет 1,7 тыс.шт/га.
Рисунок 3.6 – Схема размещения пород на откосах оврагов
3.5.2 Мелиоративные мероприятия по дну оврагов. Создание защитных лесных насаждений на донной части балок и оврагов проектируется с целью предупреждения возможного возникновения размывов дна, максимального задержания твердого стока и использования этих участков в хозяйственных целях. [6]
В данном случае при закладке донных насаждений будет проведено культивирование дна палисадами, которые располагаются через 10 м и высаживая по 4 растения в каждом. В качестве посадочного материала будут использованы черенки ивы белой с черенками длиной 30 – 40 см, с размещением между рядами 1 м, а в ряду 5 м. Густота посадки – 667 шт./га.
10 м
Рисунок 3.6 – Схема размещения пород по дну оврагов