Файл: Холупяк К.Л. Устройство противоэрозионных лесных насаждений.pdf

рению рабочего участка. Таким образом, чем больше уклон обле­ сенного склона, тем уже рабочий участок, чем меньше уклон, тем он шире. Изменение местных уклонов вызывает соответствующие изменения в ширине рабочих участков.

Величина уклонов рабочих участков является одним из важ­ ных факторов, от которых зависит их длина. Однако на длину проникновения потока в лес, кроме уклона, влияют расход воды, ширина и глубина потока, характер лесной обстановки и другие условия. Это затрудняет установление количественной зависимо­

до 20%. Это подтверждает наличие между ними прямой зависи­ мости. Если представить эту зависимость графически, разместив по оси у длину, а по х — уклоны, то она выразится уравнением прямой y=ax-ï-b.

На основе аналитических расчетов установлена достоверная тес­ нота связи с коэффициентом корреляции 0,87±0,20. Уравнение ре­

На основе этого уравнения вычислены значения длины донных рабочих участков на каждый градус уклона (табл. 3).

Из данных табл. 3 видно, что даже при водосборах до 5 га длина донных рабочих участков достигает больших величин.

а с увеличением скорости потока происходит деформация лесной подстилки.

Длина рабочих участков, вычисленная для уклонов через Г на основе уравнения у = 6,3л' — 35

Длина рабочего участка зависит от его типа. При площади водо­ сборов до 26 га и уклонах донных рабочих участков от 5 до 20% эта зависимость выражается уравнением регрессии

В табл. 4 приведены данные, вычисленные на основе уравнений (23, 24). Из них видно, что длина рабочих участков при распылен­ ном сбросе примерно в 2 раза меньше, чем при донном, следова­

тельно, и минимальная ширина насаждения может быть также уменьшена на эту величину.

Т а б л и ц а 4

Вычисленная длина рабочих участков в зависимости от типа стокосбросных участков

Мощность потока, а следовательно, и длина рабочего участка зависит не только от уклона, но также и от площади его водо­ сбора.

Достоверная зависимость а от і и F была установлена на основе фактических данных. Коэффициент корреляции этих трех переменных величин г=0,9+0,02, а уравнение регрессии этой ли­ нейной зависимости имеет вид

Это уравнение дает возможность вычислить длину рабочих уча­ стков при b до 20 м, і до 0,25 и К до 10 га.

Отложение смытой почвы на рабочих участках леса

При размещении границ горизонтально или с небольшим от­ клонением значительная часть продуктов эрозии задерживается выше стокоударной границы, а также выше стокосбросного уча­ стка.

Процесс отложения происходит в результате: а) потери ско­ рости потока (подпор, расчленение, расширение и распыление, уменьшение массы воды в связи с фильтрацией, задержанием под­ стилкой, провалом в пустоты, заполнением углублений); б) задер­ жания частиц почвы при процеживании воды сквозь подстилку и травянистый покров; в) задержания растительных остатков опав­ шими ветками, кустарником и стволами деревьев.

Н. Ю. Дахновской, в Придонецких естественных дубравах основ­ ная масса почвы откладывается на 5—10 м ниже стокосбросных участков границ (табл. 5).

Из данных табл. 5 видно, что с ростом крутизны увеличивается не только общая длина рабочих участков (с 20 до 100 м для дон­ ного и с 20 до 70 м для распыленного сброса стока), но также длина участков, где происходит аккумуляция смытой почвы.

Для условий донного сброса в ложбинах прослеживается пря­ мая зависимость длины аккумулирующей части донных рабочих участков от их уклонов. Она может быть выражена, с некоторым приближением, уравнением

1,2 — постоянное эмпирическое число.

Длина проникновения смытой почвы в лес при различных условиях поступления потоков

Для распыленного (горизонтального и наклонного) сброса стока эта зависимость от уклонов длины аккумулирующих рабочих участков в приведенных данных прослеживается не так четко. Например, при увеличении уклона с 10,4 до 32,4% длина участка отложения ила увеличилась только па 1 м. Возможно, это обус­ ловлено более быстрой потерей скорости и большим задержанием его выше границы.

Непостоянство расходов и скоростей потоков, деформация под­ стилки и ее заиление, образование новых элементов микрорельефа,

между длиной аккумулирующих участков и их уклоном. При зна­ чительных скоростях течения воды смытая почва начинает откла­ дываться на разных расстояниях ниже стокосбросного участка. Это значит, что начальная скорость здесь достаточная, чтобы транспортировать все продукты смыва. Дальность переноса почвы зависит также от крупности агрегатов и их устойчивости. Пыле­ ватые частицы переносятся на большие расстояния.

Важной в практическом отношении особенностью широкофроптального распыленного сброса стока в лес является отложение ■смытой почвы в непосредственной близости от стокосбросного участка границы. Это способствует быстрой разгрузке потока от твердого стока, в результате чего сохраняется фильтрационная способность подстилки и почвы на нижерасположенной части ра­ бочих участков.

Следует отметить, что при интенсивном и систематическом от­ ложениях большого количества смытой почвы лесная среда не мо­ жет восстанавливаться и лес теряет свою мелиорирующую способ­ ность. Больше того, аккумулятивные формы микрорельефа часто становятся преградой на пути движения стока в лес, а также при­ чиной вторичной концентрации стока,

Мелиоративные нагрузки рабочих участков

При любых условиях поступления полевого стока и его про­ хождения под пологом леса только рабочие участки леса имеют контакт с потоками воды, которые под влиянием лесной среды расчленяются, растекаются, задерживаются кустарниками, мерт­ вым и живым покровом, просачиваются и впитываются подстил­ кой и почвой. Еще на меньшей площади леса кольматируются продукты эрозии. Следовательно, при всех основных расчетах необходимо учитывать возможность зарегулирования его не всей облесенной поверхностью, а только рабочими участками.

Чтобы поток прекратил свою разрушительную работу, необхо­ димо уменьшить его энергию на единицу площади до такой сте­ пени, чтобы ей могла противостоять лесная среда. Механизм вза­ имодействия эродирующих и противостоящих им сил весьма слож­ ный. Способность потока разрушать мелиорирующую среду, как уже отмечалось, зависит не только от количества стока, цо также от его изменчивой структуры. Под влиянием различных условий кинетическая энергия потока на пути движения может ослабляться или усиливаться даже при постоянном расходе воды (например, при сужении и увеличении глубины русла). В конечном итоге, если мелиорирующая среда леса на какой-то площади в доста­ точной степени уменьшает массу воды и скорость ее движения, разрушающая его способность сводится к безопасному минимуму или полностью ликвидируется. Это приводит к тому, что на рабо­ чем участке леса устанавливается относительное равновесие между мелиорирующей средой и мелиоративной нагрузкой.

Если рабочие участки леса и поступающий на них сток рас­ сматривать не по частям, а в целом, то можно представить себе мелиоративную нагрузку потоков как осредненную величину. Эта величина, при других равных условиях, прямо пропорциональна площади водосбора, питающего поток, и обратно пропорциональна площади рабочего участка (К. Л. Холупяк, 1951)

сива), имеющего ряд рабочих участков, определяется как средняя суммарная величина

I

где /Ис — средняя мелиоративная нагрузка насаждения, м2/м2 или

га (м2)\

SF — суммарная площадь водосборов, м2 или га\ 2R — суммарная площадь рабочих участков, м2.