Совместное применение защитных лесных насаждений и простейших гидротехнических противоэрозийных сооружений для закрепления действующих оврагов

Приовражные лесные полосы предназначены для прекращения дальнейшего роста оврагов, находящихся во второй и третьей стадии развития. Закрепление действующих оврагов одними приовражными полосами невозможно без задержания поверхностного стока на склонах, составляющих водосборную площадь оврагов. Создание приовражных лесных полос и облесение оврагов должны сочетаться с устройством простейших гидротехнических сооружений.

Приовражные лесные полосы не создают в случае: а) полной засыпки оврагов и вовлечении площади в сельскохозяйственное пользование; б) выполаживании оврагов при постоянном залужении искусственных ложбин; в) отсыпки овражных откосов с последующим их облесением; г) сплошного облесения оврагов по террасированным откосам и выходом насаждений на прибровочную часть.

Приовражные лесные полосы располагают по одной или обеим сторонам оврага на определённом расстоянии от его бровок. Расстояние между бровкой оврага и лесной полосой принимают равным 3−5 м, если откосы оврага имеют крутизну, равную углу естественного откоса (для песчаных почв — 33⁰, суглинистых — 55⁰ и глинистых грунтов — 65⁰), для оврагов с откосами неустойчивого равновесия данное расстояние рассчитывают по специальным формулам.

Овраги первой стадии развития можно устранить засыпкой промоины или ее выполаживанием. Образовавшаяся искусственная ложбина используется вместе с прилегающей территорией под определенный фитомелиоративный покров — посев многолетних трав или посадку лесных насаждений.

В первой и второй стадиях развития первичного оврага основная масса воды поступает в него через вершину по искусственной ложбине, и лишь небольшая часть стока — через стокоударную бровку. В этом случае приовражную лесную полосу целесообразно закладывать только вдоль стокоударной бровки оврага по типу полезащитной шириной 12.5−15 м. Основное назначение этой полосы — распределение снега. Рост такого оврага может быть прекращен отводом воды от вершины оврага простейшими гидротехническими сооружениями [15].

В третьей и четвертой стадиях развития первичного оврага при значительном его протяжении по склону и сбросе в него большого количества поверхностного стока через стокоударную бровку целесообразно вдоль этой бровки закладывать приовражную лесную полосу по типу прибалочной шириной 17.5−21 м. По стокоударной опушке через 30−50 м устраивают валики-распылители для отвода воды в лесную полосу.

Развитие вторичных (донных) оврагов происходит по дну гидрографической сети при поступлении в неё большого количества воды. Основная масса воды поступает с прилегающих склонов через бровки и частично через вершины. В этих случаях приовражные лесные полосы закладывают по типу прибалочных вдоль старых бровок балок с обеих сторон, так как у них обе их бровки стокоударные.

При развитии оврага по дну ложбины (вершинный овраг) приовражную лесную полосу закладывают вдоль бровки оврага на расстоянии 4−5 м. В этом случае лесную полосу продолжают дальше вершины оврага до 50 м, то есть почти до конца ложбины, чтобы перехватить боковой сток поступающий в ложбину.

Если берега балок рассечены частыми струйчатыми размывами или короткими береговыми оврагами, приовражную лесную полосу закладывают параллельно бровки балки, но выше вершин промоин на ширину полосы. В многоснежных лесостепных районах приовражные лесные полосы проектируют большей ширины, чем в малоснежных степных районах.

В приовражные лесные полосы вводят деревья и кустарники с учётом экспозиции склона и степени смытости почвы. Подбирают малотребовательные к почвенным условиям деревья и кустарники, с хорошо развитой глубокой корневой системой. Для успешного зарастания откосов оврага в опушечный ряд со стороны бровки вводят корнеотпрысковые виды (лох узколистный и серебристый, облепиха, шиповники, ирга, вишня степная, осина). Для усиления отеняющей роли приовражных полос, особенно ранней весной высаживают высокорослые хвойные виды — сосну обыкновенную и лиственницу сибирскую.

На средне — и сильносмытых почвах эффективны лесные полосы с кустарниковыми опушками, в жёстких условиях произрастания кустарники вводят и в центральные ряды. На снегозаносимых склонах главные виды порядно смешивают с сопутствующей породой, в верхнюю опушку к сопутствующему виду примешивают кустарник.

Агротехника создания приовражных лесных полос аналогична прибалочным лесным полосам в соответствующих условиях. Необходимо учитывать, что направление приовражных лесных полос зачастую совпадает с направлением водотока, поэтому на склонах круче 6⁰ приовражные полосы создают по частично обработанной почве или с применением противоэрозионных приемов и устройством распылителей стока в полосе.

Все тальвеги (водоподводящие лощины), подводящие воду как к главной вершине, так и к отвершкам оврага, должны быть облесены, с целью сокращения скорости подходящего к оврагу водотока и кольматажа твердого стока. Лесные посадки предохраняют тальвег от разрушения и служат препятствием для роста оврага в длину; вследствие же кольматажа вода значительно очищается от мелкозема и попадает в овраг и дальше в реку более чистой. Таким образом, эти посадки улучшают также водный режим рек и выравнивают рельеф местности. Посадки располагают по руслу водотока и пологим склонам тальвега так, чтобы они частично выходили за бровку. Для более интенсивного осаждения твердых частиц посадки делают по руслу водотока густыми, лучше всего для этой цели использовать кустарниковые ивы. Ряды ивы высаживают перпендикулярно оси тальвега, навстречу текущей воде. Посадочные места располагают в шахматном порядке; расстояние между рядами 1 м, между растениями в рядах — 0.25−0.5 м. Выше русла тальвега в посадки вводят лесные и плодовые деревья, чередуя их с кустарниками. Расстояние между рядами 1.5−2.5 м, между деревьями в рядах 0.5−1 м для лесных и 1.5−3.0 м для плодовых культур. Общая ширина полосы (поперек тальвега) зависит от объёма стекающей воды, величины тальвега и степени смытости прилегающей к нему территории. Если сеть тальвегов сильно развита и склоны гидрографического фонда между ними представлены бедными смытыми почвами — производят сплошное облесение. Если эти почвы можно использовать под сельскохозяйственные культуры или травосеяние, ширина кольматирующих полос принимается несколько больше, чем ширина максимального уровня воды в тальвеге. Длина полос устанавливается в зависимости от объёма водотока и протяженности тальвега, но не менее 50 м.

Посадки по тальвегу могут быть сплошными или иметь вид кулис (полисадов), чередующихся с залуженными территориями — 5−6 рядов ивы кустарниковой (корзиночной, трехтычинковой и др.) через 5−10 м. В тех случаях, когда движение воды замедленное и имеется значительный слой наносной почвы, кустарниковые ивы можно заменять ягодниками (смородина черная, золотая и др.). Водозадерживающие валы, широко применяемые для борьбы с оврагами, задерживают полевой сток, предотвращают рост оврагов, увлажняют почву на прилегающих участках и ослабляют эрозию на нижележащих угодьях. При невозможности задержать весь объём воды рекомендуются водоотводящие (водонаправляющие) валы.

Укрепление откосов оврага. Прежде чем укрепить откос, ему необходимо придать определенный угол наклона, который не должен превышать угла естественного откоса. Только в этом случае можно легко добиться быстрого закрепления откоса растительностью.

Различают три вида откосов: а) материковый, когда необходимый угол наклона достигается путем срезания склона оврага на соответствующую величину; б) насыпной, когда к естественному откосу подсыпают и трамбуют необходимое количество земли и придают ему соответствующий угол наклона; в) смешанный, когда верхнюю часть откоса срезают, а получаемую землю подсыпают в нижнюю часть [4].

Наиболее прочен материковый откос, наиболее дорогой и наименее прочный — насыпной, самый дешевый — смешанный. К насыпному откосу следует прибегать лишь в том случае, если рядом с бровкой оврага проходит дорога или находятся постройки, препятствующие применению первых двух способов.

Величину откосов устанавливают в зависимости от гранулометрического состава грунта, чем больше примеси глинистых частиц, тем круче может быть угол. Дернование откоса. Лучший дерн получается от черноземных почв. Форма дернин прямоугольная, ширина 20−30 см, длина 30−40 см, толщина 6−8 см. Дернование производят полосами, наклоненными к оси оврага под углом 45⁰. Оно может быть сплошным и частичным, когда дерн выкладывают полосами, между которыми образуются клетки. Величина сторон клеток 1−2 м. В местах стыка дернины скашиваются так, чтобы они заходили одна за другую.

Дерн укладывают в предварительно приготовленные выемки, глубина которых соответствует толщине дерна. Для лучшего прорастания дерна перед его устилкой поверхность откоса посыпают растительной землей. В этом случае глубина выемки увеличивается на 4−5 см. Каждую дернину прибивают к откосу тремя-четырьмя деревянными колышками из живого ивового хвороста длиной 20 см и толщиной около 2 см. Во внутреннюю незакрепленную часть клетки высевают смеси трав, соответствующие местному климату и почвенно-грунтовым условиям, или высаживают кустарники.

Дернование откосов производят весной, в это время дернина хорошо приживается и за лето успевает хорошо укорениться. При осеннем же дерновании дернина не успевает до зимы прижиться и весной смывается талыми водами.

Укрепление дна оврага хворостом. Укрепление дна оврага проводится с целью прекращения роста оврага в глубину и ширину. Укрепление дна оврага способствует кольматажу твердого стока, выравниванию и поднятию дна оврага, уменьшению базиса оврага и предотвращению роста конуса выноса. Наиболее простым способом закрепления дна оврага является устилка его хворостом. Хворост лучше брать более суковатый и корявый. Укладывать его следует рядами поперек дна оврага с таким расчетом, чтобы вершины каждого ряда были прикрыты комлями вышележащего ряда. Укладку хвороста начинают с устья оврага. Толщина выстилаемого слоя 0.5−0.7 м. Каждый слой притуживают слегами, которые привязывают ивовыми прутьями к вбитым в грунт кольями.

Потоки текущей по дну оврага воды после закрепления его проникают в хворост вместе с твердым стоком. Вследствие резкого уменьшения скорости течения ил отфильтровывается и заполняет все пустоты в хворосте. Через некоторое время (год-два) слой хвороста заполнится наносами и дно оврага поднимется. После заполнения илом первого слоя можно на него уложить другой, затем третий, пока дно оврага не будет поднято на желаемую высоту. К хворосту примешивают часть живых ивовых прутьев для естественного зарастания дна. Колья также делают из живых стволиков и ветвей ив, тополей и других древесных и кустарниковых растений, обладающих способностью к размножению древесными черенками.

Укрепление откосов плетнями и камнями. К этому способу укрепления прибегают в тех случаях, когда необходимо в короткий срок прекратить разрушение откосов и в последующем облесить их. Для этого на откосе разбивают сеть плетней под углом к оси оврага в 45⁰, со стороной квадрата в 1 м. По намеченной линии перпендикулярно поверхности откоса забивают ивовые живые колья длиной 70−80 см на глубину не менее 50 см. После забивки кольев заплетают плетень высотой около 20 см и плетневые клетки заполняют камнями. Если условия произрастания неблагоприятны для ивовых кольев и они могут прижиться не по всему откосу, прибегают к посадке более устойчивых древесных растений в ямки. После посадки следует укрепить почвы щебенкой или камнями.

Коренная мелиорация оврагов. В настоящее время широкое распространение на сельскохозяйственных угодьях получила так называемая коренная мелиорация оврагов — овраги засыпают, отсыпают и выполаживают с целью перевода их в культурные земли.

При выполаживании оврагов предусматривается общая организация территории мелиорируемого участка, зарегулирование стока системой агро-, лесо — и гидротехнических мероприятий, восстановление тракторопроходимости участков поперек склона, ускоренное восстановление плодородия техногенных почвогрунтов, использование участка в почвозащитном севообороте. Общим принципом организации территории и противоэрозионных мероприятий является расчленение всего участка на узкие, изолированные друг от друга, вытянутые вдоль горизонталей полосы, по границам которых размещены водорегулирующие валы.

При мелиорации участка вначале насыпают водозадерживающие валы, затем выполаживают овраги, а в весенний период закладывают защитные лесные насаждения. Водозадерживающие валы устраивают по общепринятой технологии, засыпку оврагов — по технологии А. Г. Рожкова. Отсыпка оврагов — откосам оврага придается угол естественного откоса осыпи. Выделяют три типа откосов для отсыпки: устойчивые крутизной до 50−60⁰, неустойчивые (обрывистые) крутизной свыше 60⁰ и овраги с ограниченной по ширине приовражной полосой. Отсыпку почвогрунта на устойчивых откосах начинают с обрушения бровки оврага. Недостающий почвогрунт бульдозер доставляет с приовражной полосы.

При отсыпке на обрывистых откосах почвогрунт с приовражной полосы передвигают к бровке оврага, а затем осторожно перемещают на откос, после чего обрушивают бровку. В том случае, если ширина приовражной полосы не позволяет применять бульдозер, отсыпку откосов проводят путем нарезки по бровке оврага террасы, насыпной откос которой покроет откос оврага. При большой длине откоса оврага устраивают дополнительно 1−2 террасы. Во всех случаях отсыпка считается законченной, когда весь откос покрыт слоем почвогрунта 30 см. Сток на отсыпанный откос с приовражной полосы недопустим. Его отводят или задерживают на приовражной площади. Крупные овраги, а также овраги, расчленяющие твердые каменистые породы, выполаживать с помощью бульдозера малопроизводительно. Весьма перспективно для этих целей использовать энергию взрыва.