Захисний пристрій для охорони агроландшафту від яружної ерозії

Захисний пристрій для охорони агроландшафту від яружної ерозії, що розташовується на кас 3 19870 кутом менше 90° і є мікролиманом, у якому енергія водного потоку гаситься безпосередньо самою водою, а з'єднуюча частина гачка і мікролиману розташована завжди строго вертикальна. Нашими дослідженнями встановлено, що у підніжжя ерозійних уступів існує тенденція до збільшення інтенсивності ерозії за рахунок прискорення потоків у вільному падінні та збільшення висоти уступів. Проте, ця тенденція регулюється ухилами нижче розташованих пологих ділянок і профіль ерозійної форми прагне до такого стану, при якому приблизно виконується врівноважений баланс наносів. Чим більше різниця між витратами наносів у різних створах - тим швидше рельєф перебудовується, щоб згладити її шляхом ерозійно-акумулятивних процесів. Проведені розрахунки середньої швидкості потоку у точці перегину схилу у початковий і кінцевий моменти вільного падіння струменя, навіть при куті нахилу 1 градус і довжині схилу 100м, уступ висотою 4мм веде до розмиву будь-якого грунту, бо потік прискорює свою швидкість до 0,305м/сек. Наведена оцінка підтверджує дуже велике значення гідромоніторного ефекту вільно падаючих струменів у процесі ерозії і вказує на безперспективність намагань точного її прогнозу. У сінергетиці самоорганізуючою називають таку систему, яка без специфічного зовнішнього впливу утворює якусь просторову, часову або функціональну стр уктур у. Така система на "вході" отримує потік певної енергії. При зміні цього керуючого параметру може виникнути нестійкість і система переходить у новий стан. В місцях втрати стійкості нестійкими стають невеликі кількості параметрів, які є параметрами порядку, що утворюють структур у системи. Завдяки змінам керуючих параметрів у широкому діапазоні можуть створюватись ієрархічні структури таких нестійкостей. Таким чином, ерозійні геосистеми є системами самоорганізуючими. В них нестійкими елементами структури є тільки ерозійні уступи. За рахунок нестійкості цих уступів інші елементи ерозійної геосистеми лишаються стійкими. Якщо виключити висоти відповідних ерозійних уступів, то профіль ерозійної форми рельєфу відповідатиме профілю рухомої рівноваги, що забезпечує мінімум дисипації енергії. Чим більше протиерозійна стійкість ґрунтів і чим більше транспортуюча спроможність водних потоків - тим більше різниця між цією спроможністю та фактичними витратами наносів тим більше стан системи відрізняється від врівноваженого у випадку, коли ерозійна форма має прямий профіль рельєфу. Система намагається досягти стану рівноваги шляхом формування ерозійних уступів, які, з одного боку, гасять енергію водних потоків безпосередньо у підніжжя, дискретно зменшуючи транспортуючу спроможність потоку у відповідних точках профілю, з іншого - збільшують фактичні витрати наносів, за рахунок свого руйнування. Це веде до вирівнювання транспортуючої спроможності потоку із фактичними витратами наносів - тобто до рівноваги системи. Чим складніше диференціація чинників ерозії у просторі і у часі, тим складніше система ерозійних уступів, що формуються під час прискореної еро 4 зії. Але функціональне їх призначення одне й теж досягнення рухомої рівноваги ерозійної геосистеми, яка відповідає нормальній ерозії. Чим менше критична швидкість ґрунтів, тим швидше ерозійні уступи руйнуються, а водні потоки насичуються наносами. Тому повздовжні профілі річок у м'яких ґрунтах мають плавні риси, а профілі у міцних гірських породах характеризуються водоспадами і відлогими ділянками між ними. Отже, ерозійні геосистеми є системами самоорганізуючими. Самоорганізація здійснюється через елементи рельєфу, проявляється на всіх стадіях розвитку цих систем і прагне забезпечити їх рівновагу. Горизонтальна та вертикальна складові структури чітко узгоджують параметри ерозійних геосистем на найбільш ефективні досягнення динамічної рівноваги [4]. На сучасному етапі землекористування проблема ерозії ґрунтів та яружна ерозія в Україні стоїть досить актуально і гостро. Існує тенденція подальшого її активного розвитку. Справа в тому, що у полезахисних лісосмугах, особливо непродувної конструкції, у зимовий період акумулюються величезні намети снігу (до 150см і більше). Це у свою чергу призводить до того, що у період активного танення снігу відбувається змив і розмив ґрунту, особливо обабіч лісосмуг, які розташовано уздовж схилів північної та південної експозиції, тобто, які запроектовані перпендикулярно східним пиловим вітрам. Саме в таких випадках уздовж лісосмуг створюються своєрідні направляючі русла талих і зливови х вод у екстремальні періоди року, що і призводить до активного розвитку яружної ерозії [5]. Як вже зазначалося, важливим є той факт, що в системі каскадного профілю яру, яка створювалась за відповідних кліматичних і геоморфологічних умов, відбувається динамічне руйнування саме вертикально-ввігнути х стінок каскаду. Тобто, процес "роз'їдання" ландшафту яружною ерозією протікає фактично у вертикальному напрямку. При цьому загальний горизонтально-драбинчастий профіль яру поступово "врізається" у вершину вододілу. Отже, закріпивши відповідним чином саме стінку яру, можна дійсно зупинити подальшу її руйнацію, чим буде забезпечено стабільну стійкість усього драбинчасто-каскадного профілю яру. Враховуючи ви щезазначене, пропонується наступний захисний пристрій для охорони ландшафту від яружної ерозії, який приведено на Фіг.1 Ввігнутий край стінки яру (4) вирівнюється до рівно-вертикального стану. По всій висоті стінки встановлюється захисна конструкція, висота (1) якої дорівнює висоті окремо взятого каскаду, та виготовлена з матеріалу, щільність якого не менша за щільність бетону. Кріпильний гак (2) горизонтальна ширина якого повинна бути не менше ніж 1м, що гарантує міцність і довговічність всієї конструкції, закріплюється в верхній частині каскаду, а нижня частина пристрою, яка відіграє роль мікролиману (3) відповідно розташовується в його нижній частині. Водний потік розподіляється по всій верхній площині каскаду, за рахунок чого значно зменшу 5 19870 ється його руйнуюча енергія, а залишкова його сила гаситься безпосередньо біля підніжжя стінки, чим дискретно зменшує транспортуючу спроможність потоку. Фактично відбувається процес "гасіння" падаючого водного потоку самою водою, що наповнює мікролиман. В умовах яружно-балочного ландшафту Лозівського району Харківської області було застосовано способи і пристрої для боротьби з яружною ерозією Зикова І.Г. та Антонова B.I. на малих формах рельєфу. Паралельно досліджувався в природних умовах і розроблений нами захисний пристій. Результатами спостережень було встановлено, що найбільш стійкою захисною системою є та, що передбачає закріплення стінок яру на протязі усього його каскадного профілю. Такі своєрідні тераси, укріплені захисними вертикальними конструкціями, зупиняють процеси розвитку яружної ерозії та забезпечують подальшу Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 6 рівновагу і довговічність усього драбинчастокаскадного профілю яру. Лытература: 1. А.с. №1475497 А01В 13/16, СССР «Устройство для борьбы с овражной эрозией» 2. А.с №1356976 А01В 13/16, СССР «Способ закрепления вершины оврагов» 3. А.с. №1477260 A01B 13/16, СССР «Устройство для борьбы с оврагами» 4. Куценко Н.В. Деякі особливості самоорганізації ерозійних систем // Науковий вісник Чернівецького ун-ту, вип уск 194, - Біологія, - Чернівці, 2004. - С. 199-207. 5. Диденко В.И. Современные агроландшафты Северной Степи Украины в условиях проявления дефляции и эрозии почв // Сб. Теоретические и прикладные вопросы изучения и использования почвенно-земельных ресурсов. - Минск. - Изд-во БГУ, - 2003. - С. 128-130. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601