Осуществление комплекса противоэрозионных мероприятий

Устройство водозадерживающих валов с широким основанием и водопоглощающих канав с органическими заполнителями является одной из важнейших и самых трудоёмких работ. Это комплексное сооружение несёт основную нагрузку по задержанию и переводу в почву избытков поверхностного стока в напряжённых, критических ситуациях. Поэтому на устройство валов-канав необходимо обращать особое внимание.

Водопоглощающие канавы можно устраивать различными машинами и орудиями. Выбор в каждом конкретном случае определяется необходимостью работы с наивысшей производительностью, наличием машинно-тракторного парка и почвенно-климатическими условиями зоны. Глубина канавы во всех случаях и в любых условиях должна предохранить почву дна от промерзания в зимний период, а органическое заполнение должно способствовать улучшению водно-физических свойств почвы, создавать благоприятные условия для перевода в почву воды, поступающей в канавы.

Зона недостаточного увлажнения характеризуется значительными различиями условий, зимнего промерзания почвы. По А.М. Шульгину (1972), здесь встречаются районы со всеми переходными вариантами климата зимой – от очень мягкого, до очень холодного. Соответственно, в больших пределах колеблется средняя и максимальная глубина промерзания почвы. Только на европейской территории СССР средняя глубина промерзания варьирует от 20 до 90 см.

Нарезка канав плантажными или другими плугами, канавокопателями с пассивными рабочими органами не позволяет регулировать глубину. Поэтому зона  применения отдельных видов таких орудий ограничена климатическими условиями. В опытно-производственном хозяйстве ВНИИВиВ участки канав, нарезанных плантажным плугом ППУ-50А и заполненных соломой озимой пшеницы, имеющие глубину 40 – 50 см, сохраняли дно в непромёрзшем состоянии даже в зиму 1971/72 г., когда почва промёрзла на 90 – 100 см (рис. 16).

Аналогичная картина наблюдалась в эту зиму и в колхозе «Россия» Куйбышевского района Ростовской области. Ширина непромёрзшей зоны на дне канав в этот год составляла в среднем 20 см. В зимы с меньшим промерзанием почвы защищённая от промерзания зона была значительно шире.

Рис. 16. Ход оттаивания почвы в поле и под водопоглощающей канавой
в опытно-производственном хозяйстве ВНИИВиВ:

а – промерзание на 15 марта; б – промерзание на 20 марта; в – промерзание на 25 марта; г – не промерзшая почва; д – максимальная глубина промерзания;
е – водопоглощающая канава; ж – водозадерживающий вал.

 

Сооружение канав с помощью плантажного плуга может широко применяться в районах, сходных по условиям с юго-западной частью Ростовской области. В районах более южных, где почва промерзает на меньшую глубину и где сток талых вод не бывает большим из-за неустойчивости снежного покрова, а валы-канавы рассчитываются на устранение ливневого поверхностного стока, можно применять орудия для нарезки временных оросителей типа КЗУ-0, 5 или КОР-500.

Преимущества указанных орудий состоят в том, что они формируют откосы канав, устойчивые к естественному осыпанию, имеют широкую зону контакта органических материалов с почвой. При активном разложении органических материалов почва в зоне контакта быстро восстанавливает хорошие водно-физические свойства и обеспечивает высокую скорость фильтрации поступающей в канаву поверхностного стока выпадающих осадков.

В тех районах, где глубина промерзания почвы к моменту формирования стока талых вод превышает 100 см, устройство канав лучше проводить экскаваторами типа ЭО-2621 или ЭТЦ-161. Глубину канав в этих случаях необходимо увеличивать.

Водозадерживающие валы устраивают в непосредственной близости к водопоглощающим канавам, а при применении плантажного плуга и канавокопателей их сооружение технологически взаимосвязано. Мокрый откос вала, обращённый к канаве, должен иметь угол, близкий к естественному. Чтобы предотвратить зарастание его сорной травянистой растительностью, органические заполнители укладывают на нём мульчирующим слоем.

Сухой откос делают пологим и на нём возделывают те же культуры, что и на прилегающей к валу нижней полевой полосе.

Ширина основания сухого откоса делается в 6 – 12 раз больше высоты вала.

Способ устройства вала зависит от выбранного для нарезки канав орудия. При использовании прицепного плантажного плуга вначале 6-кратным проходом (по три прохода сверху и снизу разбивочной оси) формируют свальный гребень. Образовавшуюся выше гребня канаву заполняют органическими материалами. К свальному гребню бульдозером перемещают почву с нижней контурной полосы в таком объёме, который необходим для достижения запроектированной строительной отметки.

Окончательное формирование вала и планировку откоса выполняют грейдером. В ходе формирования и планировки сухого откоса вал уплотняется гусеницами тракторов, что придаёт ему устойчивость, необходимую для задержания стока в первый год после проведённого строительства.

Устройство валов на маломощных и сильносмытых почвах осложняется необходимостью сохранения плодородного слоя почвы в месте забора грунта. ВНИИВиВ разработал и использует в таких случаях способ устройства валов с последовательной разработкой грунта на ограниченных площадках (рис. 17).

При этом способе бульдозер ведёт работу на площадке шириной 12 м. При начале строительства на первой площадке снимают плодородный слой почвы и перемещают его во временный кавальер. Затем обнажившийся грунт сдвигают в тело вала. При разработке очередной площадки плодородный слой перемещают и разравнивают на месте предыдущего забора грунта. Таким образом насыпают вал по всей его длине. Плодородный слой, снятый в начале строительства, при необходимости можно перевезти и разровнять на месте разработки последней площадки.

Канавокопатели, предназначенные для устройства временной оросительной сети, во время работы образуют валы выше и ниже канав. При их использовании вал, расположенный выше канавы, убирают грейдером, а извлечённый из канавы грунт разравнивают на верхней полевой полосе. Формируют водозадерживающий вал у таких канав, а также у канав-траншей, сооружаемых экскаваторами, бульдозером, при последующей планировке сухого откоса грейдером.

При пересечении трассой вала-канавы потяжин, ложбин и промоин их спрямляют. Вал в таких случаях подсыпают. В зависимости от мощности почвенного покрова или степени эродированности подсыпку проводят с предварительным снятием плодородного почвенного слоя во временные кавальеры и последующим их разравниванием на месте забора грунта в тело вала или с непосредственным перемещением почвы верхней полевой полосы в тело вала.

 

Рис. 17. Формирование вала-канавы бульдозером:

а – нетронутый плодородный слой почвы; б – перемещённый плодородный слой почвы; в – материнская порода; 6-10 – номера последовательно разрабатываемых площадок.

 

Подсыпку валов в местах пересечения мелких эрозионных форм рельефа на маломощных и эродированных почвах начинают со снятия бульдозером верхнего слоя почвы и перемещения его во временные кавальеры. Основную часть плодородного слоя снимают со склонов ложбин, потяжин или промоин, подводящих поверхностный сток к месту спрямления трассы. Расстояние перемещения в большинстве случаев не превышает 8 м.

Затем с площади, где снят основной плодородный слой, грунт бульдозером перемещают во временный кавальер на расстоянии 5 – 8 м ниже по склону от оси вала-канавы. Для удобств последующего перемещения кавальера в тело вала наибольшая высота его создаётся в средней части, непосредственно в ложбине, потяжине или промоине.

Когда по всей трассе вала-канавы выполнена предварительная разработка почвогрунта и насыпаны временные кавальеры, плантажным плугом или другим орудием, выбор которого обоснован проектом, нарезают водопоглощающую канаву по технологии, описанной выше.

Грунт из временных кавальеров бульдозером перемещают в тело вала в месте пересечения потяжины, ложбины или промоины. Эта работа выполняется одновременно с перемещением грунта в вал по всей его протяжённости для достижения заданной проектом строительной высоты. Окончательное оформление вала и его планировку по всей длине выполняют с помощью грейдера.

После сооружения водозадерживающего вала разравнивают почву, перемещённую во временные кавальеры на местах забора грунта для подсыпки валов. На мощных почвах подсыпку валов в местах их спрямлений проводят без предварительного сгребания почвенного слоя.

В заключительный период формирования водозадерживающего вала делают контрольную нивелировку и устраняют все возникшие при строительстве отступления от проекта. Строительная высота водозадерживающих валов в соответствии со строительными нормами и правилами превышает расчётную величину рабочей высоты. Величина превышения определяется необходимым для надёжной работы запасом высоты над максимальным подпорным уровнем и осадкой грунта.

В качестве органического заполнителя водопоглощающих канав можно использовать всевозможные отходы сельскохозяйственного производства: листостебельную массу подсолнечника, не обладающую кормовыми достоинствами солому, ботву огородных культур, навоз, обрезки лоз и ветвей, неликвидные отходы рубок в лесных полосах и т. п.

Механизация работ по заполнению канав органическими материалами достигается использованием ряда широко распространённых сельскохозяйственных машин. Если органические материалы находятся в копнах в непосредственной близости от канав, можно использовать толкающие волокуши. Измельчённые материалы вносят в канавы кормораздатчиками. Солому из скирд измельчают и загружают в кормораздатчики с помощью фуражира.

На второй-третий год после первого заполнения водопоглощающих канав проводят пополнение их органической массой. В первую очередь пополняют канавы, заполненные соломой, которая сравнительно быстро уплотняется и разлагается. В канавы, заполненные листостебельной массой подсолнечника, дополнительное внесение органических материалов требуется на третий-четвертый год. Виноградная лоза и обрезки ветвей могут служить и ещё более длительное время.

Правильно устроенные водопоглощающие канавы, расположенные на расчётно-обоснованных расстояниях друг от друга, служат в течение длительного периода и не требуют углубления, по крайней мере, в течение десятилетнего периода. Частые обновления канав, смена органических материалов в них нежелательны, так как они нарушают в большинстве случаев биологические процессы в зоне действия мульчирующего покрытия почвы. Основная задача в период эксплуатации водопоглощающих канав – сохранение среды, в усиленном виде воспроизводящей почвообразовательный процесс под степным войлоком.

Основные затруднения при переходе от прямолинейной, клеточной, к контурно-полосной организации территории встают на пути механизаторов. Привычка к шаблонной организации загонок и необходимость заканчивать полевые работы в самые ранние сроки, не считаясь ни с чем, создают особый психологический барьер. На преодоление его требуется некоторое время, в течение которого обрабатывающий поля персонал убеждается, что более сложная контурная организация является средством интенсификации производства. Обычно в первый же год состояние полей после снеготаяния или ливней убеждает в необходимости идти на издержки ради обеспечения действенной защиты почв от эрозии.

Большое разнообразие условий, в которых целесообразна контурно-полосная организация территории, не исключает возможности расположения водозадерживающих валов и водопоглощающих канав параллельно друг другу. Выгоды от этого, связанные, прежде всего, с упрощением условий работы машинно-тракторного парка, не должны, однако, отодвигать на задний план основные требования, стоящие перед комплексом противоэрозионных мероприятий с контурно-полосной организацией территории и устройством водопоглощающих канав – устранение поверхностного стока и прекращение эрозионных процессов.

Валы-канавы с параллельным расположением могут применяться только на склонах со спокойным рельефом, крутизной не более 3 – 4°. Расстояние между такими валами-канавами определяют специальными гидрологическими расчётами, и они всегда меньше расстояний между контурными валами-канавами. Участки валов, пересекающие горизонтали и неспособные задерживать перед собой поверхностный сток, могут устраиваться меньшими по высоте в сравнении с валами на работающих участках. Канавы в таких местах делаются с обязательными перемычками.

Протяжённость участков валов-канав, пересекающих горизонтали и уклоны вдоль них, определяют расчётами таким образом, чтобы вода, стекающая вдоль валов и на поле, по бороздам, возникающим при обработке почвы, не достигала размывающей скорости. Для того чтобы канавы, пересекающие горизонтали, оставались по своему назначению водопоглощающими, перемычки в них должны устраиваться на расстояниях, приведённых в таблице 6.

 

Таблица 6

Расстояния между перемычками на наклонных участках водопоглощающих канав (в м)

Машина или орудие, используемые для устройства канав	Угол наклона канавы
	0, 25°	0, 5°	1, 0°	1, 5°	2, 0°
ППУ-50А	50	30	20	10	5
КЗУ-0, 3	30	20	10	5	—
КЗУ-0, 5	40	25	15	10	5
КОР-500, МК-12	60	40	25	15	10
ЭТЦ-161, ЭО-2621	70 – 200	60 – 180	30 – 90	20 – 60	15 – 45

 

 

Применение противоэрозионного комплекса
в производственных условиях

На начальном этапе, в 40 – 50-х годах, Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия в основном уделял внимание комплексу противоэрозионных мероприятий для виноградников. В то время особо учитывали рельеф местности при закладке новых насаждений и разрабатывали основы противоэрозионной организации территории. Завершением начального периода явилась разработка в 1964 – 1967 гг. совместно с институтом «Южгипроводхоз» проекта организации территории нового, второго, отделения опытно-производственного хозяйства института. В нём с наибольшей полнотой были учтены достижения науки и применены разработанные принципы контурной организации территории, обеспечивающие максимальное регулирование стока.

С постепенного освоения проекта организации территории опытно-производственного хозяйства ВНИИВиВ начинается новый этап, для которого характерен углублённый подход к комплексному сочетанию отдельных видов противоэрозионных мероприятий. Опыт института и его рекомендации с этого времени стали использоваться при проектировании новых специализированных виноградарских хозяйств в нашей стране.

Винсовхозы «Курпский» и «Донская чаша» явились первыми хозяйствами, в которых противоэрозионные мероприятия, разработанные институтом, стали естественной составной частью производства. Хозяйства находятся в различных почвенно-климатических условиях, что позволяет проверять эффективность как отдельных элементов противоэрозионного комплекса, так и целых его звеньев.

Виноградники совхоза «Курпский» Кабардино-Балкарской АССР расположены на отрогах хребта Арик. Предкавказские чернозёмы здесь сравнительно недавно вовлечены в пашню, что во многом объясняет слабую выраженность эрозионных процессов и благоприятные водно-физические свойства почвы. Смыв в этой зоне вызывается в основном сильными ливнями, эрозия от снеготаяния бывает слабее, так как снежный покров редко устойчив на протяжении зимы.

На виноградниках совхоза «Донская чаша», расположенного вблизи впадения в Дон реки Северский Донец, смыв почвы происходит как при ливнях, так и при интенсивном снеготаянии. В обоих совхозах сотрудники ВНИИВиВ ведут наблюдения за состоянием почвенного покрова, процессами формирования поверхностного стока и условиями его регулирования с помощью осуществлённых мероприятий.

В результате проведённых работ выяснилась, прежде всего, необходимость тщательного расчётного гидрологического обоснования проектируемого противоэрозионного комплекса, в связи с чем были разработаны приведённые выше формулы. При закладке новых массивов институт корректирует проекты на основе гидрологических расчётов.

Расположение рядов виноградников строго поперёк склона, вдоль основного хода горизонталей, сказалось на условиях формирования поверхностного стока. Ливневые осадки, выпадающие на сильно уплотнённую многочисленными проходами тракторов почву, не успевают впитываться. Излишки влаги скапливаются в понижениях – колее тракторов, тянущейся двумя строчками вдоль каждого междурядья. Вдоль колеи, по вторичным микроуклонам, неизбежно возникающим из-за невозможности расположить все ряды точно вдоль горизонталей, вода направляется к потяжинам и ложбинам, всегда имеющимся на склонах. По таким потяжинам и ложбинам стекающая вода поступает к водопоглощающим канавам, устроенным в комплексе с водозадерживающими валами.

При достаточно точном расположении рядов по ходу основных горизонталей сток воды вдоль междурядий не вызывает эрозионных процессов. На ложбинчатых склонах нередко наблюдается процесс постепенного размыва выпуклых боковых скатов ложбин. При этом почва сносится в ложбины, где откладывается в виде небольших конусов выноса, так как скорость потока замедляется пересекающими ложбины бороздками и валиками.

Происходит постепенное выполаживание ложбин. Однако такая нивелировка микрорельефа наблюдается только там, где расстояния между водозадерживающими валами, совмещёнными с водопоглощающими канавами, выбраны таким образом, что не дают возможности концентрировать в ложбинах значительных потоков. Если же по ложбинам проходят большие массы поверхностного стока с нерегулируемых, выше расположенных водосборов, то дно ложбин размывается, и весь поступающий сюда из междурядий твёрдый сток уносится.

Это ещё раз подтверждает необходимость регулирования поверхностного стока на водосборе путём дробления его на водосборы меньшего порядка, изолированные друг от друга простейшими гидротехническими устройствами.

На виноградниках водозадерживающие валы с водопоглощающими канавами можно строить только вдоль магистральных дорог, идущих поперёк склона, близко к основному ходу горизонталей местности. При этом вдоль канав имеется уклон, хотя он неизмеримо меньше основного уклона территории, но всё-таки достаточный для довольно значительного снижения противоэрозионной эффективности валов-канав. 

При изучении фактической водорегулирующей способности валов и канав, расположенных вдоль дорог в винсовхозе «Курпский», было установлено, что из-за отклонения дорог от хода горизонталей, канавы, нарезанные плантажным плугом, и одновременно сформированные водозадерживающие валы, не обеспечивают существенного противоэрозионного действия. На одной из дорог в этом случае вал и водопоглощающая канава с учётом фильтрации в почву могли задерживать всего лишь 85 м³ стекающей воды, тогда как объём канавы составлял 230 м³. Вода не могла наполнить канаву, так как стекала вдоль неё в ложбины и там переливалась через самую низкую часть водозадерживающего вала.

Наиболее целесообразным путём повышения водорегулирующей способности валов-канав является устройство перемычек на пути стекающей воды и подсыпка водозадерживающих валов в местах пересечения ложбин и потяжин. В 1971 – 1973 гг. эти мероприятия были опробованы в совхозе «Курпский» и опытно-производственном хозяйстве ВНИИВиВ. Подсыпка водозадерживающего вала, устройство концевых глухих шпор и шпор на водоразделах некоторых ложбин позволили увеличить водорегулирующую способность вала-канавы до 1950 м³.

На вновь закладываемых виноградниках совхоза «Курпский» в 1972 – 1973 гг. подсыпку водозадерживающих валов проводили до начала посадочных работ. При этом вал формировали из грунта, срезанного скрепером на трассе будущей дороги.

Не вызывает никаких сомнений необходимость тщательного осуществления агроприёмов, способствующих уменьшению поверхностного стока и поглощению выпадающих осадков непосредственно на водосборной территории.

На виноградниках сильно распространено уплотнение почвы тракторами и опорными колёсами навесных орудий. Колея занимает 40 – 45% всей площади насаждений. В результате уплотнения скорость фильтрации снижается в 7 – 8 раз. Если учесть, что колея представляет углубление, куда стекает вода, то станет очевидным неудовлетворительное состояние почвенного покрова виноградников. Проведение глубокого рыхления колеи и нарезка борозд в середине междурядий или близко к ряду значительно уменьшают поверхностный сток.

Работы по дальнейшему усовершенствованию комплекса противоэрозионных мероприятий на виноградниках продолжаются, и практика виноградарских совхозов, осваивающих этот комплекс, оказывает решающее влияние.

В основу комплекса противоэрозионных мероприятий с контурно-полосной организацией территории положены принципы, имеющие одинаково важное значение как для многолетних культур, сходных с виноградом, так и для однолетних. На первых порах регулирование поверхностного стока на контурно-полосной основе осуществлялось в условиях небольшого полевого севооборота опытно-производственного хозяйства Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия. В 1969 г. решением бюро Ростовского обкома КПСС и исполкома Ростовского областного Совета депутатов трудящихся была начата работа по проверке противоэрозионного комплекса, разработанного ВНИИВиВ, в условиях колхозов и совхозов области.

Проектными организациями области с 1970 по 1973 г. подготовлены технорабочие проекты для осуществления противоэрозионного комплекса с контурно-полосной организацией территории на площади 12 300 га. Участки проектирования расположены в различных условиях по почве, рельефу, увлажнению и т. д. Освоение проектов и переход от традиционной организации территории к контурно-полосной проходили далеко не одинаково во всех хозяйствах.

Первые проекты новой организации полей, составленные институтами «Росгипрозём» и «Союзгипролесхоз», были далеки от совершенства. Стоимость работ по созданию водозадерживающих валов с водопоглощающими канавами в них была занижена, а перенос в натуру запроектированных мероприятий не всегда выполнялся достаточно точно. Очень часто не подготовленными к принципиально новой организации полей оказывались руководители хозяйств и механизаторы. При значительной разбросанности хозяйств и ограниченной возможности контроля за проведением мероприятий со стороны авторов проекта, часть проектов остаётся неосвоенной до сих пор. 

Тем не менее, в ряде хозяйств новый противоэрозионный комплекс нашёл полное понимание и поддержку со стороны производственников. В 1973 г. контурно-полосная организация территории с водозадерживающими валами и водопоглощающими канавами, заполненными органическими материалами, была применена только в Ростовской области на площади 9000 га.

Особенно большую инициативу в освоении предложенных ВНИИВиВ мероприятий проявило руководство Матвеево-Курганского (Н.В. Тарасов, В.И. Манченко и др.) и Куйбышевского районов (Ю.И. Агарков, В.П. Близнюк), а также руководители некоторых хозяйств (И.Е. Лямцев, А.Г. Боровик, В.С. Ковалев и др.).

Хорошую поддержку встречают рекомендации института и в ряде других районов. Однако более широкое внедрение комплекса всё ещё сдерживается недостаточной подготовленностью специалистов.

Опыт колхозов и совхозов Ростовской области показывает, что для производственного освоения комплекса мероприятий, направленного на полное регулирование поверхностного стока и базирующегося на контурно-полосной основе, необходимо тщательное проектирование и квалифицированный перенос в натуру мероприятий. Для большинства хозяйств на современном этапе своевременное и правильное создание гидротехнических устройств требует привлечения подрядных организаций.

Противоэрозионный комплекс с момента его создания должен охватывать водосбор от водораздела до гидрографической сети. Для того чтобы при его освоении не нарушался севооборот, всё строительство валов-канав необходимо заканчивать в сжатые сроки. В настоящее время без привлечения подрядных организаций такая задача под силу лишь немногим хозяйствам.

В 1973 г. по инициативе Ростовского областного управления сельского хозяйства для устройства водозадерживающих валов и водопоглощающих канав в колхозе имени XX партсъезда Орловского района был привлечён специализированный отряд Орловского отделения объединения «Сельхозтехника». Несмотря на то, что подобную работу специалистам отряда пришлось делать впервые, опыт закончился успешно. Областное управление сельского хозяйства и впредь планирует привлекать для строительства валов-канав специализированные подрядные организации.

Аналогичным образом организуется работа предприятий министерства лесного хозяйства по закладке сети лесных полос.

 

12345Следующая ⇒

Поделиться: