Способ закрепления барханных песков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Рациональное использование и охрана природных ресурсов Северного и Центрального Казахстана. - Алма-Ата: Изд-во "Кайнар", 1981, с. 61-64.Гришина Л,А. Основы охраны почв. Издво МГУ, 1980, с. 21.Теоретические основы и методы фито- мелиорации пустынных пастбищ Юго-Западного Кызыл кума. - "Фан", 1973, с. 97-99. Изобретение относится к агролесомелиорации песков и может быть использовано при закреплении и облесении барханных (подвижных) песков животноводческих, газопромысловых, технических (дорожных) ирригационных и других объектов в пустыне.В современной агролесомелиорации при закреплении барханных песков применяются различные виды механических и химических защит с лесомелиорацией. Материалами для механических защит служат высокостебельчатые растения и хворост древесно-кустарниковых пород. Механические защиты устанавливаются на песке вручную. Материалами для химических защит (фиксаторов песка) служат различные химические препараты - битум, нефть, нэро.,Ы 1724027 А 1(54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ БАРХАННЫХ ПЕСКОВ(57) Изобретение может быть использовано в агролесомелиорации, строительстве. Сущность изобретения; у подножья бархана с наветренной стороны устраивают траншеи в направлении эрозионно опасных ветров, Срезаемый почвогрунт, равный мощности почвообразующего слоя, перемещают на нижнюю половину наветренного склона бархана и равномерно распределяют по его поверхности. Сверху укладывают слой песка, который перемещают с верхней части склона бархана на его нижнюю часть. Поперек склона бархана высаживают сеянцы древесных пескоукрепляющих пород. 3 з.п, ф лы, 4 ил 2 табл. зин, сульфито-спиртовая барда (ССБ) с модификатором ПВА (поливинилацетатная эмульсия) и др.Химические препараты наносятся на поверхность песка (опрыскиванием или разливанием) битумовозами, автогудронатами, пескоукрепительным агрегатом АПНи др.Для рекультиваций горных пород, защиты пылящих поверхностей и песка используются почвогрунты. Использован способ песконакопительных борозд для естественной и искусственной фитомелиорации,Известен способ нанесения слоя суглинки 10 см для рекультивации горных пород на разрушенных промышленными разработками местах, когда используют 2-3 и 10 - 50-сантиметровые слои почвы для покрытия открытых пылящих поверхностей.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Известен способ использования песконакопительных борозд, нарезанных тракторным плугом, глубиной 20 - 35 см, шириной 45 - 50 см. Отвал пахоты (насып) в одной стороне, длина до нескольких километров. Борозды предназначены для естественной и искусственной фитомелиорации на серо-бурых почвах(за пределами барханных песков).Недостатком известных способов нанесения почвогрунта на поверхность является то, что на покрытиях образуется прочная корка, которая заметно препятствует проростанию семян, проникновению атмосферных осадков в глубину песка. Часть воды по склону бархана стекает (бесполезно) вниз и смывает поверхности покрытий. Кроме того, на покрытиях часто происходит растрескивание, раздробление поверхностного слоя. На смытых и растресканных поверхностях развивается дефляция, в результате которой значительное количество нанесенных покрытий разрушается, в следствие чего снижается результативность фитомелиоративных работ.Защитный материал (почвогрунт) в известных способах заранее заготавливается - выкапывается и подвозится на большое расстояние и наносится на поверхность вручную или с помощью дополнительных соответствующих механизмов. Известные способы очень трудоемкие и непроизводительные, Для их осуществления требуется огромная техника (автомашины, трактора, экскаваторы), рабочая сила, денежные средства и т,д.Известные фитомелиоративные песконакопительные борозды имеют значительно меньшую емкость, которая до момента созревания семян трав заполняется песком, и в дальнейшем туда не попадают семена растений.Целью изобретения является повышение эффективности фитомелиоративных работ при закреплении барханных песков, расположенных на такырах и глинистых отложениях.Барханные (голые, подвижные) пески встречаются на такырах, солончаках или в подобных геологических пустынных условиях и занимают обширную территорию в Средней Азии. Подвижные пески, засыпая различные ценные объекты, приносят большой ущерб народному хозяйству, Огромные массивы барханов являются непригодными для животноводческих пастбищ из-за своей подвижности и опустошенности,Поставленная цель достигается закреплением наветренных половин барханов почвогрунтом при помощи бульдозера и заращиванием этих объектов кустарниковотравянистой растительностью, Для этого бульдозер срезает почвогрунт, находящийся при барханном пространстве, перемещая его на 20-30 м и более и равномерно засыпает на поверхности бархана толщиной 15 - 20 см с последующей планировкой отвалом на заднем ходу, Засыпка грунта (закрепление) производится до половины наветренных склонов барханов с последующей лесомелиорацией,Применение слоя почвогрунта 15 - 20 см вызвано тем, что наносимый на поверхности бархана почвогрунт с меньшей мощностью (5 - 10 см) .оказывается неустойчивым против разрушения ветром и механизмом. При работе бульдозера этот грунт разрушается и перемешивается с песком. Грунт мощностью более 20 см очень устойчив против разрушения, но допускается большой расход почвогрунта, т.е. защитного материала, поэтому более оптимальным оказался слой мощностью 15 - 20 см,В предлагаемом способе с целью закрепления и заращивания барханов в качестве защитного материала используется такыровидный почвогрунт (такыры), находящийся возле каждого бархана. Такыровидная почва характеризуется плохими водными и физическими свойствами - низкой фальтрацией, большой связанностью, малой пористостью, тяжелым механическим составом, а также высокой карбонатностью, засоленностью, щелочностью ( рН 8 - 10 ), малой плодородностью (гумус 0,5 - 0,7 Д).Основные катионы; йа, Мц, Са, Н, анионы: О, ЯО;, СО НСОз. Тип засоления - хлористо-сульфатн ые-натриевые. Практика показала, что на покрытиях из почвогрунта образуется плотная корка, которая заметно препятствует прорастанию семян и проникновению атмосферных осадков в глубину песка. Кроме того, она обусловливает возникновение водной эрозии(кроме песков, все почвы подвержены водной эрозии). Часто происходит растрескивание поверхностного слоя покрытий (особенно после высыхания),На смытых и растресканных местах покрытий развивается дефляция, в процессе которой значительная часть покрытий разрушается, в результате снижается результативность фитомелиорации.Для предотвращения процессов коркообразования, растрескивания и водной эрозии, а также для улучшения водных и физических свойств (водопроницаемости) покрытий на поверхности нанесенного грунта (толщиной 15 - 20 см) дополнительно наносится слой песка толщиной 5 - 10 см, т.е,в 2 - 3 раза меньшей, чем толщина покрытий, Технология следующая, После закрепления бархана почвогрунтом бульдозер из незакрепленной выше средней части бархана сгребает отвалом песок и равномерно наносит его на поверхность покрытий толщиной 5 - 10 см на заднем ходу. В процессе двух - трех-кратного прохода трактора (бульдозера) на покрытиях слой песка гусеницами придавливается, несколько перемешивается и уплотняется (прессуется) в "тело" увлажненного покрытия до 5 см и более. Благодаря вводу в тело покрытия песчаного слоя создается новое, более рыхлое почвенное свойство для водопроницания и фито- мелиорации, так как песчаная масса обладает высокой водопроницаемостью, которая является одной из мер предотвращения процессов коркообразования, растрескивания и водной эрозии на поверхности покрытий, Слой песка более 10 см не продавливается, не уплотняется в тело "покрытий" бульдозером, таким образом использованный слой песка 5 - 10 см оказывается более целесообразным,С целью создания благоприятных почвенных условий естественного зарастания объекта на межбарханных понижениях (такыровидная, засоленная почва, где трудно или вообще не произрастают пастбищные растения, см. табл. М 1) создается (бульдозером) комплекс песконакопительных фито- мелиоративных траншей, которые характеризуются отсутствием насыпей (препятствующих попаданию песка в траншеи) с двух сторон (грунт выносится бульдозером для закрепления барханов), наличием пологих склонов крутизной 15 - 20 (для удобства работы бульдозера и притекания атмосферных осадков), большими физическими емкостями, Ширина 9,6 м,глубина 20 - 40 см, длина 10 - 15 м и более. Расстояние между траншеями или толщина стенки 20 - 40 и более.Параметры траншеи песконакопительных емкостей зависят от длины отвалов, применяемого бульдозера и от крупности защищаемого бархана. Ширина траншеи может быть 2,6, 3,5 м и более или менее.Для закрепления крупного бархана требуется большое количество почвогрунта, т.е. больше выносится почвогрунт из траншеи, следовательно, и длиннее становятся траншеи, и наоборот,Количество траншей зависит от ширины барханов или барханных цепей, Траншеи имеют большую емкость, поэтому в них накапливаются большие количества песка, семян и осадков, т.е, траншеи являются эффективным сооружением для создания10 15 20 здания пустынных пастбищ. Через год незакрепленная верхняя25 часть бархана выдувается глубиной до 2 м и 30 35 40 45 50 55 благоприятных условий фитомелиорации. Устройство траншеи производится одновременно с закреплением барханов. После закрепления барханов производится рядовая посадка однолетних сеянцев песчаных пород (саксавула, кандыма, черкеза), расстояние между рядами 3 - 4 м. В ряду 1 - 1,5 м. Посадка ручная. Ряды посадок размещаются поперечно к направлению бархана. Посадку можно производить осенью или весной. Посадка сеянцев песчаных пород по схеме (1 - 1,5) х (3 - 4) м обусловлена тем, что при посадке сеянцев в рядах 1 - 1,5 м кроны культур в конце вегетации первого года начинают смыкаться и надежно укрепляют песок от дефляции. Культуры в первом же году жизни достигают 1,5-2 м. Они способны защищать междурядное пространство от выдувания ветром,Указанные закрепление барханов и устройство траншей способствуют повышению результативности фитомелиорации для сорассеивается до 20 м и более. Рельеф становится более пологим, стабильным,На закрепленный бархан и в фитомелиоративные траншеи поступают задуваемые ветром семена различных растений, произрастающих на прилегающих к объекту территориях (различные виды солянки, селин, горониновая, куморчик),Установлено, что на втором году вегетации количество прижившихся растений достигло 8 - 10 тыс. шт. на 1 га. Приживаемость культур составила 84,6 оили на 14,5 больше, чем по известным способам, Высота культур достигла до 2 м, В ряду кроны частично сомкнулись, начали семенноносить. Интенсивно происходило самозарастание объекта, Постепенно барханный массив покрылся растениями и через 4 - 6 лет преобразовался на пастбище (для отгонного выпаса Каракульских овец, коз и верблюдов),Таким образом, в предлагаемом способе технологические процессы работы механизированы, осуществляются только одним бульдозером (различных марок), который имеется в каждом хозяйстве,На фиг. 1 показан объект закрепленного почвогрунтом бархана с посадкой сеянцев и траншеи, общий вид; на фиг,2 - то же, разрез; на фиг,3 - то же, разрез через год; на фиг.4 - траншея, продольный разрез.Способ осуществляют следующим образом.Бульдозер разрабатывает и перемещает находящийся на передней части подо10 15 20 30 35 40 45 50 55 швы наветреннего склона бархана почвогрунт на расстоянии до 20 и более метров, равномерно засыпает его на поверхность бархана с последующей планировкой отвалом на обратном заднем ходу, При этом закрепляется только нижняя половина наветренного склона бархана, В зависимости от шероховатости поверхности и технической управляемости бульдозером толщина покрытий колеблется в пределах 5 - 25 см и более. Средняя толщина 15 - 20 см.После закрепления бархана почвогрунтом бульдозер из незакрепленной выше средней части бархана огребает отвалом песок и равномерно наносит его на поверхность покрытий слоем 5 - 10 см на заднем ходу (фиг.2,ж),После 2 - 3-кратного прохода бульдозера на покрытиях слой песка (5 - 10 см) гусеницами придавливается, несколько перемешивается и уплотняется (прессуется) в "тело" покрытий до 5 см и более. Тем самым улучшается водно-физическое свойство покрытий (водопроницаемость).фитомелиоративные траншеи (фиг,1,б) устраиваются одновременно с закреплением бархана. Необходимое количество грунта для закрепления объекта выносится бульдозером из траншеи, Для удобства работы бульдозера и притекания атмосферных осадков начальная и конечная части устраиваются более пологими крутизной 15 - 20, длина склонов 3 - 4 м, глубина до 40 см, длина траншеи 10 - 15 м и более, Ширина по ширине захвата отвала бульдозера 2,6 м, расстояние между траншеями (стенки) 30 - 40 см и более, количество зависит от ширины закрепления бархана. Вид фитомелиоративной траншеи в разрезе показан на фиг.4 (1 - вертикальная стенка, 2 - склоны, 3 - основание).При осуществлении предлагаемого способа используют бульдозер на тракторе Т, Ширина захвата отвала 2,6 м, Закрепление барханов проводится весной влажным почвогрунтом, Высота бархана (фиг.2,н) 4,5 м, длина (фиг.2,л) 35 - 40 м,После закрепления барханов производится посадка однолетных сеянцев саксаула и кандыма вручную (расстояние в ряду 1 - 1,5 м, между рядами 3 - 4 м).Испытаны следующие способы (варианты) по нанесению такыровидного почвогрунта на поверхность песка с лесомелиорацией и по устройству песконакопителей; ленточное (полосное) нанесение покрытий (вручную) - ширина ленты 0,5 - 1 м, толщина 4 - 6 см, расстояние между лентами 3 - 4 см; сплошное нанесение покрытий толщиной 4 - 6 см (вручную); сплошное нанесение покрытий толщиной 15 - 20 см с последующим нанесением слоя песка толщиной 5 - 10 см (бульдозером); устройство песконакопительных траншей (бульдозером); нарезка песконакопительных борозд (3-корпусным плугом) шириной 50 - 60 см,глубиной 25 - 35 см.Для определения степени аккумуляционных процессов производится нивелирование поверхности барханов, устанавливается количество сохранившихся лесных культур, покрытий, накопленных песков в траншеях и бороздах. Проводится учет прижившихся естественных трав на траншеях, бороздах, закрепленных барханах и их незакрепленных частях.При использовании первого варианта края покрытия сильно подвергаются выдуванию, значительная часть покрытий раздробляется, разрушается ветром, растения выдуваются, что является недостатком. Сохранность покрытий и лесных культур составляет не более 50 - 60%,При использовании второго варианта на покрытиях образуется плотная корка, которая заметно препятствует прорастанию семян и проникновЕнию атмосферных осадков в глубину песка, Часть воды стекает посклону в них и смывает поверхности покрытий, Кроме того, на покрытиях почвогрунтачасто происходит растрескивание поверхностного слоя (особенно после высыхания).На смытых и растресканных поверхностяхразвивается дефляция, в результате чегозначительное количество покрытий разрушается, вследствие чего резко снижаетсярезультативность фитомелиорации.Технология в первом и втором вариантах ручная, работа очень трудоемкая, немеханизирована,При использовании третьего вариантарезультаты нивелирования поверхностибарханов показали, что верхняя часть (незакрепленная) закрепленного бархана в годвыдута на глубину до 2 м, Рассеивание песчаных масс достигает до 20 м и более, Рельеф стал более пологим, стабильным длядальнейшего самозарастания,Установлено, что количество песка на 10и/м в бороздах оказалось в среднем 2,2 м,за в траншеях 6,7 м, т.е. в три раза больше.Основные показатели способов приведены в табл.1 и 2.Из табл.1 видно, что по числам растенийотличились фитомелиоративные траншеи,Данные табл.2 показывают, что предлагаемый способ имеет высокую результативность по всем показателям,Использование такыровидного почвогрунта, находящего на межбарханных пони1724027 10 Таблица 1 50 55 жениях, в качестве защитного материала дает возможность сэкономить большие трудовые, денежные затраты и технические средства.,цополнительное нанесение слоя песка толщиной 5 - 10 см на поверхность покрытий из почвогрунта заметно улучшает водно-физическое свойство грунта, В результате этого повышается (табл,2) сохранность покрытий до 91,7 , сохранность лесных культур до 84,6 оили по сравнению с известным способом соответственно больше на 23,7 и 14,5 о . Кроме того, количество естественных трав при предлагаемом способе в 3 - 4 раза больше, чем при известном,Песконакопительные траншеи оказываются эффективными сооружениями для фитомелиорации. Они имеют большую емкость, поэтому в них накапливается большое количество песка, семян и осадков. В результате количество прижившихся растений в 10-метровой траншее достигает в среднем до 204 шт. (Табл.1) или в 2 - 3 раза больше, чем при известном способе и в 5 раз больше, чем при открытом межбарханном пространстве. Предлагаемый способ механизирован и отличается простой технологией. Использование предлагаемого способа даст возможность улучшить и ускорить темпы создания искусственных пастбищ на массивах барханных песков, которые раньше считались непригодными для выпаса скота. Формула изобретения 1. Способ закрепления барханных песков, включающий создание песконакопительных емкостей вдоль направления 5 эрозионно опасных ветров, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения эффективности фитомелиоративных работ при закреплении барханных песков, расположенных на такырах и глинистых от ложениях, песконакопительные емкости устраивают у подножья бархана с наветренной стороны, срезая слой почвогрунта, равный мощности почвообразующего слоя, и перемещая его на нижнюю 15 половину наветренного склона бархана,равномерно распределяя по его поверхности, а сверху укладывают слой песка, перемещая его с верхней части склона бархана на нижнюю его часть, а затем высаживают 20 сеянцы древесных пескоукрепляющих пород, располагая их поперек склона.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что почвогрунт наносят слоем мощностью 15 - 20 см, а песок - слоем мощностью 25 5-10 м.3. Способ по п 1,отл ича ющийсятем, что песконакопительные емкости создают в виде траншей шириной 2,6 м, дли, ной 10 - 15 м и более, глубиной 0,2 - 0,4 с на 30 расстоянии одна от другой 0,2-0,4 м.4. Способ. по п.1, о т л и ч.а ю щ и й с ятем, что сеянцы древесных пород размещают в ряду с шагом посадки 1,0-1,5 м при ширине междурядий 3 - 4 м.3512 1724027 Таблица 2 Сохранность покрытий Способы Сохранность лесныхкультур Естественные травы Лесныекультуры Итого 68,0 2016 1752 3768 70,1 2115 84,6 91,7 9726 7611 3,Известный способ(сплошное нанесение покрытий из почвогрунта на поверхность песка, вручную)Предлагаемый способ (сплошное нанесение покрытий из почвогрунта на поверхность песка с последующими нанесением слоя песка толщиной 5-10 см и устройством фитомелиоративных траншей буль- дозе ом Результативность фитомелиорации ( на втором году вегетациик льт Количество астений, шт, на 1 га