Проектирование противоэрозионных мероприятий на землях Курской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Государственный университет по землеустройству

Кафедра почвоведения, экологии и природопользования

Инженерное обустройство территории

Практическая работа

Проектирование противоэрозионных мероприятий на землях Курской области

Выполнил: ст. 22 ГК гр.

Андреев М.С.

Проверил: к.т.н. доц.

Абрамов А.М.

Москва - 2013

Содержание

1. Природно-климатические условия

1.1 Климат Курской области

1.2 Почвы Курской области

1.3 Рельеф Курской области

1.4 Гидрология Курской области

2. Проектирование защитных лесонасаждений в эрозионно - ландшафтных зонах

2.1 Полезащитные в приводораздельной зоне

2.2 Стокорегулирующие в присетевой зоне

2.3 Приовражные и прибалочные защитные лесополосы в гидрографической зоне

3. Проектирование противоэрозионного рубежа

Список использованной литературы

1. Природно-климатические условия

1.1 Климат Курской области

Климат Курской области умеренно континентальный, с умеренно холодной зимой и теплым летом. Континентальность усиливается с запада на восток.

Территория области за год получает солнечной энергии 89 ккал на 1 смІ поверхности, а с учетом отражения -- 36 ккал/смІ. Продолжительность солнечного сияния в год составляет около 1780 часов (45 % летом, и около 55 % зимой). Для области характерна пасмурная погода, общее число пасмурных дней в год составляет около 60 %, облачных и ясных -- по 20 %. Развитию большой облачности способствует относительно высокая влажность воздуха и частые циклоны.

Среднегодовая температура воздуха по области колеблется от +4,6°С (на севере) до +6,1°С (на юго-западе). Период со среднесуточной температурой воздуха выше 0°С продолжается 220--235 дней, с температурой выше + 5°С -- 180--195 дней, выше + 10°С -- 140--150 дней, выше +15°С --90--110 дней. Длительность безморозного периода -- 140--160 дней. Летом среднесуточная температура воздуха, как правило, держится в пределах + 15--20°С, зимой -- от 0°С до минус 5°С. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает + 41°С, абсолютный минимум -- минус 40°С.

Средняя продолжительность отдельных сезонов года: зима длится около 135, весна -- 55, лето -- 105, осень -- 70 дней.

Для области характерна неоднородность в распределении атмосферных осадков. В северо-западных районах выпадает от 550 до 640 мм осадков в год, на остальной территории -- от 475 до 550 мм в год. На тёплый период (апрель-октябрь) приходится 65--70 % годовой суммы осадков.

Постоянный снежный покров устанавливается в первой декаде декабря, в начале марта начинается снеготаяние, длящееся около 25 дней (Кабанова и др., 1997). Высота снежного покрова колеблется от 20 до 40 см (максимум 60 см), а сам покров лежит в среднем 3,5-4 месяца.

1.2 Почвы Курской области

Почвы Курской области характеризуются сочетанием двух основных типов: черноземов, сформировавшихся под влиянием степной растительности, и оподзоленных почв, образованных лесной растительностью.

В северо-западной части с наиболее расчлененным рельефом имеют преимущественное распространение дерново-подзолистые и серые лесостепные почвы. Серые лесные и лесостепные почвы, сформированные под пологом широколиственных лесов, занимают территорию области, ограниченную долинами р. Тускари и Сейма. Отдельные, сравнительно крупные массивы серых лесных почв встречаются также и на правобережье р. Псел в районах : Беловском, Бесединском, Золотухинском. Мелкие пятна этих почв встречаются и в других районах области. Серые лесостепные почвы по содержанию гумуса, степени оподзоленности и другим свойствам делятся на три группы: светло-серые, серые и темно-серые. Отличительной чертой этих почв является наличие в нижней части гумусового горизонта и в подгумусовом горизонте ореховатой структуры. Пахотные горизонты их обычно имеют комковато-пылеватую структуру. Светло-серые и серые почвы большей частью расположены на пологих склонах, примыкающих к долинам рек. Темно-серые почвы обычно приурочены к вершинам и верхним частям водораздельных склонов. В Дмитриевском и Михайловском районах имеют распространение дерново-подзолистые почвы. На небольших площадях эти почвы встречаются и в других районах северо-западной части области. Массивы их расположены в узких вытянутых приуроченных участках долин рр. Свапы и Сейма и распространены островами среди серых лесных почв в Льговском, Глушковском, Рыльском и Корневском районах.

К числу наиболее плодородных почв, имеющихся в области, относятся мощные и выщелоченные черноземы, которые занимают южную и восточную части области. Они обладают мелкозернистой структурой, темной, почти черной окраской, постепенно бледнеющей к нижним горизонтам.

1.3 Рельеф Курской области

Территория Курской области расположена на юго-западных склонах Среднерусской возвышенности. Характеризуется наличием древних и современных форм линейной эрозии -- густой сети сложно-разветвленных речных долин, оврагов и балок расчленивших водораздельные поверхности, что определяет пологоволнистый, слегка всхолмлённый равнинный рельеф. Рельеф имеет сложный характер вертикального и горизонтального расчленения, характеризуется наличием разнообразных высотных ярусов. Густота долинно-балочной сети на большей части территории колеблется от 0,7 до 1,3 км/км2, а овражной сети -- от 0,1 до 0,4 км/км2.

Высота поверхности над уровнем моря, в основном, 175--225 м. Наиболее приподнята центральная часть области. Абсолютная высота территории в поймах современных рек редко поднимается выше 140--170 м (в пойме р. Сейм самая низкая отметка -- 130 м). Над поймой, в междуречьях, преобладают высоты 200--220 м. Наивысшая точка -- 274 м, возле села Ольховатка Поныровского района. (По другой версии 288 м в верховьях р. Рать.) Общий наклон местности идет с северо-востока на юго-запад. Глубина врезания речных долин до 80--100 м.

В области выделяются три основные водораздельные гряды -- Дмитровско-Рыльскую, Фатежско-Льговскую и Тимско-Щигровскую. Они перекрещиваются, образуя треугольник, снижающийся к западу--юго-западу.

Из рельефообразующих процессов на территории области ведущую роль сыграли тектонические движения земной коры. В современных же условиях главная роль в создании рельефа принадлежит деятельности текучих вод, создающих эрозионный рельеф. В области практически отсутствуют ледниковые формы рельефа.

Площадь области равна 29,8 тыс. км2.

1.4 Гидрология Курской области

Курский край не располагает значительными водными ресурсами, хотя имеет густую речную сеть (0,17 км/км2), с объёмом годового стока 3,38 км3. Реки западной и центральной части области (79 % территории) принадлежат к бассейну Днепра, а восточной (21 % территории) -- к бассейну Дона. Количество всех рек области длиною более 10 км -- 188, а их общая длина -- почти 5160 км.

В пределах области большинство водотоков относится к очень малым, рек длиной более 100 км всего пять: Сейм, Псел, Свапа, Тускарь и Кшень. Речная сеть лучше развита на севере, востоке и в центре области, где её средняя густота составляет 0,25--0,35 км/км2, уменьшаясь к юго-западу до 0,15--0,20 км/км2.

Долины крупных рек, как правило, широкие и глубокие. Долины небольших притоков основных рек области по своей форме напоминают крупные балки. Они имеют только пойму, реже -- невысокую первую надпойменную террасу, сложенную суглинками.

Питаются реки главным образом талыми снеговыми водами (50--55 % годового стока) и меньше -- грунтовыми (30--35 %) и дождевыми (10--20 %). Особенностью режима рек является высокое весеннее половодье, продолжающееся 20--30 дней, и низкий уровень летом и зимой. Обычно реки области вскрываются в конце марта -- начале апреля. Наиболее низкий, так называемый меженный уровень воды наступает в августе-сентябре.

В области насчитывается больших и малых 870 озёр, общей площадью до 200 кмІ. Естественные озера в области встречаются только в поймах рек, наибольшее их число приурочено к древним, хорошо развитым речным долинам. Почти все озера по своему происхождению являются старицамии обычно имеют вид узких и вытянутых полос длиной от нескольких десятков метров до нескольких километров. Наивысший уровень в таких озёрах отмечается весной, а самый низкий -- в конце лета. Внепойменные озера в Курской области встречаются очень редко.

На территории области имеется 785 искусственных водоемов -- прудов и малых водохранилищ, общей площадью 242 кмІ (то есть 0,8 % территории), в среднем около 30 водоемов на 1000 кмІ площади территории. Площадь прудов в среднем невелика -- 0,002 кмІ), их средняя глубина0,8--2 м, максимальная до 3--4 м. В области имеется четыре крупных водохранилища -- Курское, Курчатовское, Старооскольское и Михайловское, с объёмом наполнения более 40 млн м3. Насчитывается также 147 сравнительно крупных искусственных водоемов, объёмом от 1000--10000 тыс. м3, 363 водоема размером 100--1000 тыс. м3 и 275 небольших водоемов объёмов до 100 тыс. м3. Большинство природных и искусственных водоемов относится к бассейну Днепра.

2. Проектирование защитных лесонасаждений в эрозионно - ландшафтных зонах

2.1 Полезащитные в приводораздельной зоне

Полезащитные лесополосы предназначены для регулирования ветрового режима на территории агроландшафтов. Режим воздействия ПЗЛП на ветровой поток зависит от конструкции полезащитных полос. В этой связи, исходя из функционального назначения ПЗЛП, в различных географических регионах страны, применяются разные конструкции полезащитных полос.

В условиях регионов с многоснежными зимами защитные лесонасаждения необходимы для регулирования скоростного режима метелевых ветров. В условиях засушливых районов страны ПЗЛН предназначены для борьбы с летними суховейными ветрами.

Плановое размещение. ПЗЛП, проектируемые вдоль длинных сторон поля, называют продольными (основными), а вдоль коротких сторон полей - поперечными (вспомогательными). При плановом расположении длинные стороны полей, предопределяющие плановое расположение основных ПЗЛП, должны размещаться перпендикулярно направлению действия вредоносных ветров, вызывающих метели, суховеи или черные бури. В этом случае обеспечивается максимальный эффект лесополос, т.е. максимальная ветровая тень. При отклонении от прямого угла ветровая тень уменьшается.

Конструкция полезащитных лесополос. Схемы смешения и размещения древесных пород в ПЗЛП.

Полезащитные лесополосы в степной зоне и зоне сухих степей предназначены для укрощения суховеев и предотвращения черных и пыльных бурь. Наиболее целесообразная форма ЗЛН древесно - кустарниковая, конструкция таких ПЗЛП ажурная. Ширина лесополос 12-15м, количество рядов 4-5.

2.2 Стокорегулирующие в присетевой зоне

Функциональное назначение СРЛП. Стокорегулирующие полосы являются разновидностью противоэрозионных лесополос, предназначенных для регулирования поверхностного стока (ливневого или весеннего снеготаяния) в условиях присетевойэрозионно - опасной зоны. Территория этой зоны имеет значительные уклоны поверхности земли (от 2? до 8?-10?), что способствует интенсивному продвижению стока по склону и развитию эрозионных почвенных процессов. В пределах этой зоны почвы претерпевают от слабой до сильной степени смытости, а в некоторых случаях не исключаются случаи разрушения всего почвенного горизонта, т.е. размыва.

Рис. 1. Схемы планового расположения стокорегулируемых лесополос (СРЛП) на склоновых территориях.

(1) - горизонтали поверхности земли;

(2) - стокорегулирующие лесополосы;

(3) - линия стока;

(4) - границы контуров;

(5) - территориальные контуры.

Плановое расположение СРЛП обусловлено природой и особенностями проявления главного вредоносного фактора в присетевой зоне - поверхностного стока. Направление движения стока, перпендикулярное основному направлению горизонталей. Следовательно, с целью максимального перехвата стока лесополосы в своем оптимальном и плановом расположении должны повторять траекторию горизонталей. Сток (его струйки) должен входить в СРЛП в направлении, перпендикулярном лесополосе. Плановое размещение СРЛП должно осуществляться с оптимальной «привязкой» лесополос к границам полей, участков сельскохозяйственных угодий. Стокорегулирующие лесополосы, как правило, проектируют вдоль линии, приходящейся на перегиб профиля поверхности земли от меньших к большим уклоном, и в таких случаях СРЛП является предметным буфером - границей между основными и почвозащитными севооборотами.

На размещение стокорегулирующих лесополос значительное влияние оказывает форма рельефа склоновых территорий.

В природе возможны различные типы склонов. В зависимости от особенностей поперечного и продольного профилей склонов выделяют три их основных типа: прямые, выпуклые и вогнутые. Характер формирования стока на таких склонах разный, а следовательно, схемы организации территории и размещения противоэрозионных защитных лесополос тоже будут различные. защитный лесонасаждение эрозионный ландшафтный

На прямых склонах возможна прямолинейная организация территории. Длинная сторона полей или рабочих участков ориентирована вдоль горизонталей, короткая - в направлении склона. Оптимальное размещение стокорегулирующих лесополос - вдоль длинных сторон полей и горизонталей, т.е. перпендикулярно линии стока (рис 6-1).

Контурно - параллельное размещение полей, рабочих участков и стокорегулирующих лесополос возможны на склонах с рассеивающим типом взаимно - параллельных горизонталей. В этих схемах и границы участков и лесополосы проектируют в направлении взаимно - параллельных (криволинейных) горизонталей (рис 6-2).

Контурно - прямолинейная схема организации территории предусматривает проектирование границ полей (рабочих участков) и стокорегулирующих лесополос по контурно - прямолинейному принципу, т.е. по ломаной прямой, когда на отдельных участках границы и линии лесополос проектируют с отступлением от горизонталей, т.е. под острым углом к ним (не более 15°). Эта схема реализуется на склонах с рассеивающимися горизонталями (рис 6-3).

Размещение СРЛП в присетевой зоне предполагает необходимым установление расстояния между ними. Решение этого вопроса непростое. Причина этого с сложном сочетании и многообразии природных факторов (интенсивность стока, уклоны, тип почв и их качественное состояние и т.д.). При разработке схем планового размещения расстояния между СРЛП принимают согласно рекомендациям ученых исследователей и региональных научно - производственных организаций.

Конструкция стокорегулирующих лесополос. Схемы смешения и размещения древесных пород в СРЛП.

СРЛП, регулируя режим поверхностного стока, должны максимально способствовать переводу его во внутрипочвенный. Для этих целей целесообразно использовать древесно - кустарниковую форму и ажурную конструкцию защитных лесополос. Строение СРЛП, как правило, трехярусное, лесополосы с обязательным включением кустарников. Вполне допустимо применение плодово - ягодных пород. Ширина СРЛП от 15 до 20м.

Схемы смешения пород возможны двух принципиальных вариантов:

1 схема: центральные чистые ряды главной породы, а опушечные в подеревном смешении сопутствующей породы с кустарником.

2 схема: центральный и опушечный ряды из кустарников и примыкающие к центральному ряду чистые ряды или ленты (2 и более рядов) из главной и сопутствующих пород.

Главная порода:лиственница сибирская

Сопутствующая порода:липа мелколистная

Кустарник:облепиха

2.3 Приовражные и прибалочные защитные лесополосы в гидрографической зоне

Приовражные лесополосы являются главным составляющим лесозащитного комплекса, в состав которого входят также лесомелиоративные насаждения на склонах и доньях оврагов. Однако, кардинальное решение вопросов для прекращения роста и закрепления оврагов возможно при введении в защитный комплекс гидротехнических мелиораций, предусматривающих строительство капитальных (и временных ) гидротехнических сооружений в приовражной зоне, а также на склонах и доньях оврагов.

Основное назначение приовражных лесополос в создании естественной гидравлической шероховатости с целью уменьшения, замедления стока и снижения его эрозионного потенциала.

Территориальное расположение приовражных лесополос зависит от плановой конфигурации оврага. При вершинном типе оврагов ПОЗЛ проектируют в виде ломаной прямой или в виде прямолинейных отрезков повторяя при этом плановый контур оврага. Расстояние от бровки оврага до лесополосы зависит от состояния грунта в откосе оврага. Если откос еще не пришел в устойчивое положение по причине перемещения (сползания) грунта, то расстояние до лесополосы рекомендуется численно принимать равным 2-3Н (Н- действующая глубина оврага, м). При устойчивом положении откосов расстояние от бровки оврага до лесополосы должно быть не менее 4-5м. Лесополосы предусматривают с обеих сторон оврага уводя их дальше вершины на 40-50 м, т.е. доводят их до конца ложбины и смыкают.

Приовражные лесополосы создают древесно-кустарниковой формы и плотной конструкции. Ширина лесополос 20…30м. ПОЗЛ в большинстве случаев состоят из 6-8 рядов древесных и кустарников пород. Подбор пород имеет большое значение. Необходимо учитывать степень смытости почв и нарушенное плодородие земель приовражной зоны. Предпочтение следует отдавать нетребовательным к плодородию древесным породам.

При разработке схем смешения , как правило, опушечные ряды создают из кустарниковых пород. В данном случае вполне приемлем двухкустарниковый тип смешения. Чистые ряды кустарников можно размещать и между центральными рядами главной породы. Предопушечные ряды целесообразно составить из сопутствующих корнеотпрысковых пород. Примерная схема смешения и размещения древесных и кустарниковых пород представлена на рис. 9.

Главная порода:береза повислая

Сопутствующая порода:рябина

Кустарник:лещина

Корнеотпрысковый кустарник:вишня-полевка

Прибалочные лесополосы предназначены для предупреждения размыва балок и образования вторичных оврагов. Противоэрозионный эффект ПБЗЛ обеспечивается за счет значительного накопления снега внутри полосы, препятствуя сносу снега в балки и медленного его таяния весной. ПБЗЛ способствуют переводу стока поверхностного во внутрипочвенный.

Плановое расположение ПБЗЛ. Защитные лесополосы располагают не ближе 3…5м от бровок балки. Их проектируют в виде ломаной прямой или прямолинейных отрезков, повторяя при этом плановый контур балки. ПБЗЛ предусматривают с обеих сторон балки и в вершине их смыкают.

Конструкция ПБЗЛ плотная. Ширина 20…30м. в состав лесополос вводят от 3 до 5 древесных пород с обязательным включением кустарников. Древесно-кустарниковые породы следует использовать с глубокой и мощной корневой системой. Породы должны подбираться с учетом степени смытости почв и нарушенного их плодородия. Схемы смешения пород в ПБЗЛ предусматривают обязательное использование в опушечных рядах (в чистом виде) кустарников. В опушечном ряду со стороны пастбищ применяют колючие кустарники. При большой ширине в прибалочных лесополосах можно отвести под кустарники в чистом варианте еще один из центральных рядов.

Главная порода:береза повислая

Сопутствующая порода:рябина

Кустарник:лещина

Корнеотпрысковый кустарник:вишня-полевка

Схема смешения и размещения древесных и кустарниковых пород в прибалочной защитной лесополосе разрабртывается аналогично ПОЛП.

3. Проектирование противоэрозионного рубежа

В противоэрозионный рубеж входит: стокорегулирующая лесополоса (СРЛП); водопоглощающая траншея и водозадерживающий вал.

Расчеты по противоэрозионному рубежу проводятся для склона с уклоном 4-5? и расположением на склоне 3-4-х СРЛП.

Расчеты проводятся на задержание объема стока 10% вероятности превышения.

Основная задача рубежа - это перехватить поверхностный сток, приходящий на этот рубеж с водосборной площади и предупредить эрозию почв.

В начале рассчитываем слой стока 10% вероятности превышения:

h10%=h0*K, где

h0- норма весеннего слоя снеготаяния в мм;

Кр- модуль коэффицент;

h10%=1,67*134=223,79

Рассчитываем водопоглащающую способность вала и траншеи.

Раздельно рассчитываем способность вала и траншеи:

Wр=Wв+Wтр

Сначала определяем уклон по створу

i=h/S=15/350=0,042

Находим глубину воды в прудке:

h0=В*i=15*0,042=0,64 м

Находим высоту вала:

hв=h0+?=0,64+0,2=0,84

Определяем водозадерживающую способность вала, при этом принимаем коэффициент заложения откоса равного от 2 до 2,5

Wв=0,5*hв2(m+1/i), где

m- коэффициент заложения откоса;

hв- глубина воды в прудке;

i-уклон

Wв=0,5*0,642*(2+1/0,042)=5,28 м3/п.м.

Определяем водозадерживающую способность траншеи:

Wтр=Кф*Т*в*hтр, где

Кф - коэффициент фильтрации ( от 1,5-2 м/сутки)

Т - продолжительность весеннего снеготаяния для условий области, 10-12 суток

в - ширина траншеи (0,4 м)

hтр - глубина траншеи (1,5-2 м)

Wтр=1,5*10*0,4*1,7=10,2 м3/п.м.

Водозадерживающая способность рубежа будет равна:

Wр=Wв+Wтр=5,28+10,2=15,48 м3/п.м.

Рассчитываем расстояние между рубежами:

L=Wр/(10-3*h10%)=15,48/(10-3*223,79)=69,2 м

Список использованной литературы

1. Лекционные материалы по дисциплине «Инженерное обустройство территории»;

2. Учебное пособие «Инженерное обустройство территории» Л.П. Груздева М. ГУЗ, 2006г.

3. Учебное пособие «Агролесомелиорация» М. изд. «Колос» 1979 г. Авторы А.Е.Дьяченко и др.;

4. Методические материалы по хозяйству. Кафедра землеустройства ГУЗ, М. 2007г.;

Размещено на Allbest.ru