Восстановление нарушенных земель КФХ «Красный Октябрь» Пугачевского района Саратовской области

Агротехнические мероприятия  направлены на внедрение соответствующих  противоэрозионных севооборотов, а  также специальной агротехники  с целью предупреждения и ликвидации эрозионных процессов и повышения  продуктивности эродированных склонов  земель.

Лесомелиоративные мероприятия  направлены на создание рациональной сети защитных лесных полос на водосборе, облесение берегов, откосов, дна  оврагов и балок. Для борьбы с  водной эрозией на сельскохозяйственных полях с уклонами более 2º создаются  водорегулирующие лесные полосы, на эродированных  присетьевых землях – приовражные  и прибалочные лесные полосы, осуществляется массивное и куртинное облесение  эродируемых земель, не используемых в сельском хозяйстве.

Гидротехнические мероприятия  направлены на создание системы распылителей стока, водозадерживающих и водоотводящих  валов и водосбросных сооружений. Основное назначение этих мероприятий  – прекращение разрушительной способности  остаточного стока с водосборов, то есть той части стока, которая  на данном этапе не может быть зарегулирована организационно-хозяйственными, агротехническими и лесомелиоративными мероприятиями. Поэтому на первом этапе борьбы с  эрозией, когда требуется свести до минимума или обезвредить её действие в кратчайший срок, основная роль принадлежит  склоновым и овражным инженерным сооружениям. На втором этапе будут  действовать остальные мероприятия, особенно лесомелиоративные.

Кроме профилактических мер  целесообразно проводить восстановление нарушенных овражной эрозией земель с помощью способов коренной мелиорации. К ним относят : полную засыпку  оврагов и промоин местным  привозным грунтом, выполаживание  и отсыпка откосов оврагов  до параметров, обеспечивающих их естественную устойчивость и дающих возможность  выполнять на них сельскохозяйственные и лесокультурные работы. Эти способы  совместно с земляными гидротехническими  сооружениями удачно сочетают приемы борьбы с оврагами и приемы освоения ранее неудобных земель на базе максимальной механизации работ при почти  полном исключении ручного труда. Восстановленные  при этом земли используют для  облесения, выращивания многолетних  трав и полевых культур, создания садов и виноградников.

 

2.2.1. Расчет параметров и технология строительства водоотводящего вала.

 

На первом этапе работ  по рекультивации оврага выше по склону строят водоотводное сооружение для  перехвата и отвода поверхностного стока от вершины и предохранения  восстанавливаемого участка от размыва. Для этой цели используют водоотводящие  валы, а также валы в сочетании  с канавами. Отводимые воды направляют в задернованные балки или  ложбины. При сильной расчлененности склонов промоинами и оврагами водоотводящие  валы, прекращая рост одних оврагов, могут усиливать рост других, поэтому  на таких склонах они могут  применяться лишь в сопряжении со сбросными сооружениями. Поперечный профиль водоотводящего вала, как  правило, бывает трапециевидной формы  с выемкой ( канавой ) треугольного сечения. Валы и канавы строят с заложением сухого откоса вала 1:2, мокрого откоса вала и нижнего откоса канавы 2-5, верхнего откоса канавы 2-5. Ширина вала по гребню 2,5 м. Отметки гребня вала проектируют не менее чем на 0,2 м выше расчетного уровня воды при расходах до 1 м³/с и не менее 0,4-0,5 м при расходах 1-10 м³/с.

Водоотводящие валы строят на пропуск максимальных расходов стока 10% обеспеченности. Уклон канав принимают  таким, чтобы скорость стекания воды вдоль вала не была выше критической  на размыв почвы и в то же время, чтобы канава не заиливалась наносами мелкозема - 0,005-0,003. Нижние концы валов  подводят к водосбору – специальному сооружению для безопасного сброса воды или задернованной ложбине.

Для определения размеров конструктивных элементов водоотводящего вала производятся гидрологические  расчеты по определению максимальных объемов и расходов стока 10% обеспеченности.

Рассчитаем расстояние от вершины оврага до вала:

 

l в=3*H*К = 3*6*1,2 = 21,6 м.

Где, l –расстояние от вершины оврага до вала, м;

Н – глубина оврага, м;

К – коэффициент откоса грунтов, м. (для лесов – 1,5; для суглинков – 1,4; для глины – 1,2; для песчаников – 1).

 

Рассчитывают требуемую  площадь живого сечения потока для максимального расхода Q при не размывающей скорости:

= = 1,9 м²,

где, V н - не размывающая скорость воды для грунтов.

Пересеченное сечение  канавы принимают треугольной формы  и рассчитывают ее глубину, м:

hк  = = 1 м,

где, hк– глубина воды в канаве, м; – площадь живого сечения потока, ; mк – заложение откосов канавы, которое принимается от 2 до 3.

Строительная глубина  канавы определяется по формуле:

hс= hк+Z = 1+0,2 = 1,2 м,

 

где, Z – запас, составляет 0,2-0,3 м.

Для определения допустимого  уклона водоотводящего вала рассчитывают гидравлический радиус:

 

R=

Зная гидравлический радиус  и  неразмывающую скорость воды, рассчитывают допустимый уклон:

 

 

Где, Iд –допустимый уклон вала;

Vн –неразмывающая скорость воды, м/с;

С-коэффициент Шези:

 

 

R-гидравлический радиус, м; n-коэффициент шероховатости грунта (n=0,0275).

Длина водоотводящего вала определяется по топографической карте  исходя, из того, чтобы вал перехватывал стекающую воду и отводил ее от вершины оврага к водосбросу.

Высоту водоотводящего вала принимают равной строительной глубине  канавы hв=hс, коэффициент заложения откоса mв=2, ширина вала по гребню а=2,5 м. Приложение 1.

 

Земляные работы при строительстве  валов выполняют бульдозером, грейдером  и катком без ручных доработок. Вначале разбивают с помощью нивелира полосу, занимаемую валом и канавой, и закрепляют на местности кольями. Затем проводят вспашку полосы на глубину 20 см, после чего разрыхленный плодородный слой почвы смещают в сторону ниже вала. Отсыпку вала и выемку грунта из канавы ведут бульдозером поперечными ходами, а разравнивание – продольными, вдоль оси вала. Катками послойно через каждые 20 см уплотняют грунт. Каждый слой увлажняют и утрамбовывают 3-4 проходами катков. После того как вал и канава будет сформированы, ранее снятый плодородный слой почвы перемещают на сухой откос вала и разравнивают грейдером. Для увеличения срока службы вал засевают травянистой растительностью. Долговечность земляных валов во многом зависит от качества строительных работ и правильной эксплуатации. Валы не должны зарастать сорняками, откосы необходимо регулярно обкашивать,  размывы заделывать.

Объем земляных работ на 1 м вала , м³;

= (2.5+0.6*(4))*1.2=5,9 м³

а- ширина гребня вала, м;

hв - высота водоотводящего вала, м;

m – заложение мокрого и сухого откосов оврага.

Объем земляных работ по строительству вала W ,м³;

*Lв,=5,9*150=885 м²

где Lв – длина вала, м.

 

Объем земляных работ по срезке плодородного слоя почвы в  зоне строительства вала и канавы :

=Lв*,=150*12,1*0,2=363 м³

- ширина зона  строительства вала (м), определяется как сумма ширины основания вала и ширины канавы;

глубина срезки плодородного слоя почвы, м.

Площадь планировка профиля  вала (м²) рассчитывается:

=L* (a+* (√²+1+√²+1))=150(2,5+1,2(√2²+1+√2²+1)=1180 м²

Площадь планировки профиля канавы (м²) :

= L*  * √( ²+²+1))=150*(1.2((√2²+1+√2²+1))=805 м²

Общая площадь планировки  (м²) : 

= + =1180+805=1985 м²

После проведения расчетов по определению объемов работ  составляется локальная смета на строительство водоотводящего вала и канавы (таблица 1).

 

 

Таблица 1.

Шифр  и номер позиции норматива	Наименование  работ и затрат, единица измерения	Количество	Стоимость единицы. руб.	Общая стоимость, руб.	Затраты труда рабочих, чел.-ч.
					На  единицу	всего
СНиП IV-5-82, I-281	Рыхление  грунта вала и канавы на глубину 20 см, длина гона 200 м, 100 м³	3,6	0,49	1,8	0,2	0,7
СНиП IV-5-82, I-233	Срезка  растительного грунта с поверхности  карьера бульдозером с перемещением на 50 м, 1000 м³	0,4	118,5	47,4	40,58	16,2
СНиП IV-5-82, I-233	Разработка  грунта бульдозером с укладкой его  в тело вала, 1000 м³	0,9	80,3	72,3	2,37	2,1
СНиП IV-5-82, I-537	Разравнивание грунта в теле вала бульдозером с  перемещением до 10 м, 1000 м³	0,9	21	18,9	6,91	6,2
СНиП IV-5-82, I-1150	Уплотнение  грунта в основании вала катком, 100 м³	8,9	7,26	64,6	3,04	27,1
СНиП IV-5-82, I-1186	Увлажнение  грунта в основании вала, м³	8,9	9,9	88,1	3,00	26,7
СНиП IV-5-82, I-213	Разработка  растительного грунта во временном  отвале и перемещение его на вао, 1000 м³	0,4	68,26	27,3	18,39	7,4
СНиП IV-5-82, I-1144	Планировка  грунта на откосах и гребня вала, 100 м²	19,9	5,59	111,2	7,05	140,3
СНиП IV-5-82, I-1205	Укрепление  поверхности вала посевом многолетних  трав, 100 м²	11,8	10,2	120,4	5,16	60,9
Итого прямых затрат				552		287,6

 

 

 

2.2.2. Выполаживание оврага

Схема и очередность операций при производстве работ по выполаживанию  оврагов с сохранением на поверхности  плодородного слоя почвы сводится к  следующему.

Овраг разбивают на рабочие  участки шириной 20-40 м. Бульдозер  начинает работу с устьевой части  оврага. На первом рабочем участке,  срезает слой почвы и складирует его в кавальер. Затем срезает  и перемещает породу с обеих бровок в овраг, доводя уровень его засыпки  до заданного проектного уклона.

После того как закончено  полное выполаживание первого рабочего участка, бульдозер переезжает на второй рабочий участок, срезает с него гумусный слой почвы, перемещая на первый рабочий участок, и ровным слоем  разравнивает на поверхности выположенного  первого рабочего участка. При этом основную массу гумусного слоя почвы  перемещают в центральную часть  оврага и на места с обнаженной породой.

Мощность срезаемого слоя почвы в различных частях полосы среза будет неодинаковой. Если в  верхней части полосы среза необходимо снять слой почвы на  10-12 см, то в нижней части желательно срезать  весь гумусный слой, который может  достигать  50-60 см и более.

Закончив снятие гумусного  слоя почвы, приступают к срезанию обнажившейся породы и перемещают ее на дно оврага, доводя поверхность второго рабочего участка до проектного состояния. В  дальнейшем принцип работы на других рабочих участках остается таким  же, как и на втором участке. При  этом получается, что на последнем  рабочем участке ( у вершины) выположенная поверхность остается без гумусного  слоя почвы. Для покрытия ее гумусным слоем следует использовать почву  из кавальера первого рабочего участка.

Как в процессе выполаживания, так и после его окончания  насыпной слой уплотняют. Это выполняется  путем нескольких проходов бульдозера или тяжелых катков по центральной (насыпной), наиболее рыхлой части оврага. Одновременно с уплотнением насыпной части центр сформировавшейся ложбины  делают выровненным и широким, что  позволяет рассредоточить стекающую  воду и уменьшить опасность повторного размыва. По окончании земляных работ  на всей рекультивированной площади  высевают многолетние травы. В залуженном состоянии восстановленной участок  находится 2-3 года до полной усадки грунта, после чего вводится в сельскохозяйственный оборот и учитывается в соответствующих  угодьях.

При проведении работ по рекультивации  оврагов необходимо рассчитать следующие показатели: ширину полосы среза, максимальную глубину  срезаемого слоя, глубину насыпного  слоя, объем земляных работ.

Для оврагов с треугольным  поперечным сечением расчет необходимо показателей проводится по приведенным  ниже формулам:

Ширина полосы среза грунта , м:

= = = 14 м,

где, - уклон откосов оврага до выполаживания, в градусах;

 – проектный  уклон выполаживания, в градусах, 5º

Максимальная глубина  срезаемого слоя грунта , м:

  * = 14*0.087 =1,2 м

Глубина насыпного слоя , м:

* = 14* = 4,1 м

 

Объем работ по снятию плодородного слоя почвы , м³:

=2*L* =2*14*290*0.3 = 2436

где, L – длина оврага, м; плодородного слоя почвы, м.

Объем земляных работ при выполаживании оврага м³:

 =

где, В – ширина оврага, м; L – длина оврага, м.

Площадь планировки выполаживания оврага S, м²:

S = *L = *290 = 11600 м²

После проведения расчетов по определению объемов земляных работ на выполаживание оврага составляется локальная смета (таблица 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

Шифр  и номер позиции норматива	Наименование  работ и затрат, единица измерения	Количество	Стоимость единицы, руб.	Общая стоимость, руб.	Затраты труда рабочих, чел.-ч.
					На  единицу	всего
СНиП IV-5-82 I-233	Срезка  растительного грунта бульдозером  с перемещением на 50 м, 1000 м³	0,4	118,5	47,4	40,58	16,2
СНиП IV-5-82 I-233	Разработка  грунта бульдозером с перемещением в овраг, 1000 м³	5,7	80,3	457,7	2,37	13,5
СНиП IV-5-82 I-537	Разравнивание грунта бульдозером в овраге с  перемещением до 10 м, 1000 м³	5,7	21,0	119,7	6,91	39,4
СНиП IV-5-82 I-1150	Уплотнение  насыпного грунта в овраге катком, 100 м³	56,8	7,26	412,4	3,04	172,7
СНиП IV-5-82 I-1150	Перемещение почвы из временного отвала на поверхность  выположенного оврага, 1000 м³	0,4	118,5	47,4	40,58	16,2
СНиП IV-5-82 I-1144	Планировка  грунта на засыпанном овраге, 100 м²	11,6	5,59	64,8	7,05	81,8
СНиП IV-5-82 I-1205	Укрепление  поверхности вала посевом многолетних  трав, 100 м²	11,6	10,2	118,3	5,16	59,8
	Итого			1267,7		399,6