способ защиты склонов от водной эрозии

Формула изобретения

Способ защиты склонов от водной эрозии, включающий создание у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной по горизонтали местности, с водозадерживающим земляным валом и расположение в ней водоудерживающего экрана, заполненной неорганическим наполнителем, а поверх фильтрационным материалом, отличающийся тем, что неорганический наполнитель выполняют из пластмассовых шаров со сквозными отверстиями, способный удерживать воду с дальнейшей постепенной фильтрацией ее в грунт.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах и предотвращению роста оврагов.

Известен способ борьбы с эрозией почвы на склонах (авт. свид. RU № 1644734, A01B 13/16, БИ № 16 от 30.04.1991 г.) путем совместного создания на склонах по горизонталям местности водозадерживающих траншей, заполняемых керамзитом, и кротовин под углом к ним, заполняемых соломой, с одновременной нарезкой щелей, разрушающих плужную подошву.

Недостатком способа являются его низкая эффективность на сложных склонах с различными крутизной и экспозицией рельефа, а также временность действия траншей и щелей из-за разрушения их последующими обработками почвы.

Известен способ борьбы с эрозией почвы на склонах (авт. свид. RU № 886765, кл. A01B 13/16, БИ № 45 от 07.12.1981 г.), включающий создание параллельных земляных валков с расположением в них вертикальных экранов, создающих водозадерживающее препятствие.

Недостатком данного способа является высокая стоимость используемого раствора полимерного материала, способного к затвердеванию.

Наиболее близким техническим решением является способ защиты склонов от эрозии (авт. свид. RU № 1653553, A01B 13/16, БИ № 21 от 07.06.1991 г.), включающий поделку траншеи с валом, заполнение ее неорганическим водопоглощающим материалом и укладку на разных уровнях по диагонали к основному склону водоотводящих элементов в виде труб с отверстиями и посадку древесных растений в верхней части склона.

Недостатком способа являются: высокая стоимость в связи с характером используемых материалов (полиэтиленовые трубы); высокая трудоемкость; кроме того, увлажнению подвергаются лишь отдельные участки почвы (у отверстий труб), а не весь слой почвы.

Сущность изобретения - перехват поверхностного стока в период весеннего снеготаяния, а также во время ливневых дождей за счет создания задерживающего земляного вала и траншеи с неорганическим наполнителем и водоудерживающим экраном.

Технический результат - предотвращение водной эрозии, роста вершин оврагов и перевода земель в категорию нарушенных.

Технический результат достигается за счет поглощения поверхностного стока неорганическим наполнителем, представляющим собой морозостойкие пластмассовые шары со сквозными отверстиями, которые в дальнейшем способствуют постепенной фильтрации.

Перед действующей вершиной оврага дугообразно на расстоянии, не допускающем осыпания вершины и безопасном для работы транспорта (катка), по горизонтали намечают трассу траншеи, например бульдозером ДЗ-101, после прорывают траншею, например экскаватором Э-2626. Верхний плодородный слой 50 см снимается в кавальер, более глубокий слой идет с отсыпкой водозадерживающего земляного вала, который утрамбовывают, например, катком ДУ-101. Далее рабочие вручную устанавливают водоудерживающий экран из двух пластмассовых пластин толщиной 0,4 см. (ТУ 2213-001-00208982-06, ГОСТ 22648-77 Пластмассы). Одна пластина, равная ширине траншеи, кладется на дно, а другая располагается вертикально непосредственно к стенке траншеи на высоту h, равную либо выше высоты водозадерживающего земляного вала. Далее подвозят автотранспортом и заполняют траншею неорганическим наполнителем, представляющим собой полые пластмассовые (ГОСТ 22648-77 Пластмассы) шары диаметром 5 см с толщиной стенки b, равной 0,2÷0,3 см, имеющих 6 сквозных отверстий диаметром 0,5 см (изготовленных на заказ ИМИД, OOO/IMID, Ltd Россия Город: Москва, улица: Вадковский пер., дом /корпус/ квартира: 18 Телефон: +7(495)5457469 Факс: +7(495)7395394. Сайт: www.imid.ru, а также ООО НПО «Промышленные системы», г.Санкт-Петербург, ул. Бестужевская, д.54. Телефоны, факс: 8-901-301-20-05, 8-812-446-05-15. Сайт: www.pr-systems.narod.ruE-mail.pr-systems@mail.ru). Оставленные верхние 20 см для фильтрационного материала засыпаются вручную вровень с поверхностью земли каменноугольным шлаком фракцией 2,0÷2,5 см, привезенным из ближайшей промышленно-энергетической зоны таких перерабатывающих предприятий, как теплоэлектростанций, теплоцентралей, промышленных и отопительных котельных (например, НчГРЭС),

Длина траншеи зависит от величины вершины оврага, ширина и глубина определяются величиной планируемого задержания стока. Гидрологические расчеты ведут по формуле А.Н.Костякова на задержание стока 10%-ной обеспеченности (Костяков А.Н. Основы мелиорации. 6-е изд. - М.: Сельхозгиз, 1960, 862 с.; с.606-614).

Вода во время снеготаяния и дождей, стекая по склону и проникая в глубь почвы, наталкивается на водоудерживающий экран, установленный в траншее, в результате чего поступает в пустоты пластмассовых шаров. Поверхностный сток задерживается водозадерживающим земляным валом и также поступает в траншею, проходя через слой каменноугольного шлака, обладающего цеолитными свойствами и создающего фильтрационный барьер для наносов во избежание попадания последних в пустоты пластмассовых шаров.

После весеннего оттаивания почва начинает поглощать воду, находящуюся в пустотах шаров. Медленный переход влаги в почву способствует недопущению водной эрозии. Слой каменноугольного шлака задерживает наносы, очищает воду.

В результате перехвата поверхностного стока траншеей предотвращается: эрозионный смыв, рост вершины оврага, отчуждение пашни, вынос плодородного слоя с поля, при этом происходит повышение влагообеспеченности культур.

Способ защиты склонов от водной эрозии поясняется фигурами 1-3. На фиг.1 - изображен способ защиты склонов от водной эрозии (вид сверху); на фиг.2 - схема траншеи с неорганическим наполнителем (А-А); на фиг.3 - схема элемента неорганического наполнителя.

Способ защиты склонов от водной эрозии заключается в создании перед действующей вершиной оврага (фиг.1) дугообразной (по горизонтали местности) траншеи 1, которую роют с перемещением грунта в водозадерживающий земляной вал 2 и укатывают катком. Далее устанавливают водоудерживающий экран 3 высотой h, охватывающий дно и стенку траншеи 1 (фиг.2). Заполняют траншею 1 неорганическим наполнителем 4, представляющим собой пластмассовые шары, имеющие сквозные отверстия 6 (фиг.3), и сверху насыпают фильтрационный материал 5 (фиг.2) до уровня поверхности почвы.

Способ защиты склонов от водной эрозии работает следующим образом. Поверхностный сток, стекая со склона и попадая в траншею 1, задерживается водоудерживающим экраном 3 (фиг.1), расположенным перед водозадерживающим земляным валом 2. Поверхностный сток, проходя через фильтрационный материал 5 (фиг.2), поступает в траншею, где, по мере наполнения, проникает в сквозные отверстия 6 пластмассовых шаров, в результате чего происходит задержание влаги. После весеннего оттаивания и по мере снижения уровня накопленной влаги в почве происходит постепенная фильтрация за счет задерживаемой воды неорганическим наполнителем 4, находящейся в пустотах пластмассовых шаров (фиг.3).

За счет постепенной фильтрации, полученной в результате задержания поверхностного стока неорганическим наполнителем, значительно уменьшается смыв почвы и предотвращается рост вершины оврага. В процессе прохождения воды через фильтрационный материал происходит ее обогащение цеолитными свойствами, что благоприятно сказывается на почве и растениях.