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

Например, при EF= 1099 га и ЪК—1,38 га Мс Великоанадольского лесного массива равна 0,08 га/м2, или 800 м2/м2, т. е. весьма высокая.

Мелиоративная гидрологическая нагрузка может быть выра­ жена также через суммарное количество стока:

Qсум

~ R ~ ’

(29)

где Mq— мелиоративная гидрологическая нагрузка, мг/м2; Qсум — количество стока, поступающее с водосбора, иг3;

R — рабочая площадь, иг2.

В этом случае могут быть учтены запасы воды в сугробах снега.

Интенсивность мелиоративной нагрузки Му может быть полу­ чена путем замены суммарного расхода модулем стока (л/сек/га) или расходом в единицу времени соответствующей обеспеченности

Однако, как уже отмечалось, гидрологические способы бпределения мелиоративных нагрузок сопряжены с большими труд­ ностями. Для получения зависимости площади рабочих участков от расходов необходимо провести сложные многолетние стаци­ онарные наблюдения за стоком, а также скоростью фильтрации воды в местах прохождения потоков. Значительный интерес в этом отношении представляют результаты исследований, выполненных Г. Ф. Басовым и И. П. Сухаревым в Каменной Степи на стаци­ онарных стоковых площадках (И. П. Сухарев, 1966). Однако и в этих исследованиях, как и во многих других, не учитывалась площадь лесных насаждений, принимавшая непосредственное уча­ стие в приеме полевого стока и трансформации энергии потоков. Вместе с тем И. П. Сухарев отмечает наличие концентрации стока под влиянием рельефа и неравномерность поступления стока под полог лесного насаждения.

Известно, что. суммарный расход Qcум и расход в единицу вре­ мени Qсек является' функцией площади питания стока (водо­ сбора F). Поэтому М также зависит от F. К- П. Воскресенский (1956, с. 6) отмечает, что «в одном и том же географическом районе различия в стоке с малых водотоков разных размеров могут харак­

теризоваться величиной площади водосбора». Водосбор является одним из основных параметров гидрологических расчетов.

Всестороннее изучение состояния мелиорирующей среды на

личины, интенсивности и структуры стока ливневых и талых вод за период существования лесного насаждения. На основе таких исследований устанавливается также способность того или иного насаждения противостоять разрушительным силам потоков при

различных водосборах и условиях их сброса на облесенные склоны.

Применение предложенной автором методики определения ме­ лиоративных нагрузок дает возможность в короткое время .опредёлить для различных почвенно-климатических условий стокорегу­ лирующую способность искусственных и естественных лесных на­ саждений при различной величине водосборов и уклонов рабочих участков. Полученные таким образом параметры могут быть использованы для расчета при проектировании почвозащитных насаждений.

Независимо от того, какая из вышеприведенных формул—(27), (29) или (30) — будет применена для определения мелиоративной нагрузки, во всех случаях на основе характеристик рабочих участ­ ков можно решать вопрос об их мелиорирующей способности и определить минимальную ширину лесных насаждений. Многолет­ нее взаимодействие потоков со средой, трансформирующей ее' энергию, а также возможность получить необходимое количество вариантов и повторность обеспечивают достаточно высокую досто­ верность расчетных данных. Вполне понятно, что параллельное применение других методов исследований (в том числе стационар­ ных наблюдений в естественных, условиях на водосборах и искус­ ственных площадках с помощью дождевания, сброса искусствен­ ных потоков и т. п.) дало бы возможность более глубоко изучить этот вопрос

Мелиоративная нагрузка, при которой поток теряет свою эро­ дирующую способность под влиянием лесной среды (или другого вида фитомелиофонда), считается допустимой. Определение такой нагрузки дает возможность установить площадь и длину рабочих участков для данных условий, что необходимо для научно обосно­ ванного проектирования стокорегулирующих почвозащитных меро­ приятий.

Зависимость между мелиоративной нагрузкой и уклоном

Выше уже отмечалось наличие прямой зависимости между длиной рабочего участка и его уклоном. Чем больше уклон, тем больше кинетическая энергия потока, тем больший путь он пройдет под пологом леса, пока эта энергия будет погашена под влиянием мелиорирующей среды. Между мелиоративной нагруз­ кой М и уклоном рабочих участков і существует обратная зависи­ мость. Впервые она установлена в 1954 г. (К. Л. Холупяк, А. А. Чер­ нышев, 1956; К. Л. Холупяк, 1961). Для этой цели детально были изучены условия работы 23 рабочих участков ложбинного типа с допустимыми мелиоративными нагрузками — от 12 до 69 м2/м2,

сводосборами от 0,5 до 24,0 га (табл. 6).1

1Представляет интерес зависимость между М и ливнями той или иной обес­ печенности, однако она не отражает влияния весеннего стока.

Допустимые мелиоративные нагрузки при различных условиях сброса и прохождения потоков в лесных насаждениях

Для графического анализа эти данные нанесены на координат­ ную сетку (рис. 19). По оси абсцисс отложены величины уклонов, а по оси ординат — соответствующие им мелиоративные нагрузки. Характер распределения точек и направление прямой подтвер­ ждают наличие обратной связи между М и і.

В результате обработки данных методом математической ста­ тистики установлен коэффициент корреляции между мелиоратив­

также подтверждает высокую тесноту связи и достоверность. Уравнение регрессии этой линейной зависимости имеет следующий вид:

М = 7 3 -2 5 3 і. (31)

На основе уравнения (31) вычислены мелиоративные нагрузки на каждый градус уклона і. Результаты этих вычислений приве­ дены в табл. 7 и на графике (рис. 19).

Из табл. 7 видно, что при увеличении уклона рабочего участка допустимая нагрузка уменьшается на 4—6 м2/м2. На основе таб­ лицы, а также по графику можно определить допустимую на-

грузку для данных условий при любом уклоне. Например, при уклоне 3° tgi'=0,052, М= 60. ~

При водосборах более 10 га и крутизне рабочих участков 14—15° даже естественные многоярусные насаждения с хорошо, развитым подлеском при концент­ рированном донном сбросе полевого стока не могут обеспечить его пол­

эрозии. В этих случаях допусти­ мые нагрузки должны быть незна­ чительные, а ширина насаждений намного превышать длину берегов балок.

Очень часто полевой сток, пре­ жде чем поступить в лес, встречает

’на своем путизадернелую полосу земли, расположенную вдоль опушки. Пройдя через лесное наса­ ждение, поток, при условии его не­ полного зарегулирования, снова вы­