СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛОС ТРАВЯНОГО ПОКРОВА НА ПОЙМЕ МАЛОЙ РЕКИ Российский патент 2010 года по МПК G01N33/00 G01C13/00 

Изобретение относится к ландшафтам малых рек с естественной растительностью в пределах водозащитной полосы и может быть использовано при биотехнической и биохимической оценке травяного покрова на пойменных лугах и луговинах лесов. Техническое решение также может быть применено при учете влияния на урожайность и другие свойства травы антропогенных факторов, например гидротехнических сооружений, объектов коммуникаций и продуктопроводов, расположенных внутри водоохраной зоны, а также населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, располагающихся вне водоохраной зоны малой реки.

Известен способ распределения растительности и испытания травяного покрова на пойме реки по академику В.Р.Вильямсу [Мосолов В.П. Многолетние травы и агротехнические основы севооборотов / В.П.Мосолов. - Сочинения. - Том III. - М.: Госсельхозиздат, 1953. - 536 с., с.68], включающий для борьбы с эрозией почвы в речной долине правильное сочетание древесной растительности с многолетней травянистой растительностью. Лес играет исключительную роль в борьбе с эрозией почвы. На облесенных склонах смыв почвы наблюдается в минимальной степени.

По данным самого академика В.Р.Вильямса [Вильямс В.Р. Собрание сочинений. Том четвертый: Луговодство (1901-1933) / В.Р.Вильямс. - М.: Гос. изд-во сельскохоз. лит-ры, 1949. - 502 с., с.91] нижние части склонов и долины реки дают наилучшие условия для роста и развития луговой травы. Она достигает здесь такой степени развития, что совершенно подавляет естественное возобновление древесных растений лесных растительных сообществ. Из-за преобладания на пойменных лугах растений микотрофного типа питания даже растения степной травяной формации не находят здесь условий для своего произрастания.

Структура фитоценозов и распределение растительности поперек реки и ее пойм были рассмотрены академиком В.Р.Вильямсом подробно в книге [Вильямс В.Р. Избранные сочинения / В.Р.Вильямс; Ред. В.П.Бушинского. Том III. Научные основы луговодства (1922-1933). - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 1008 с., с.734-747, 898-905].

Недостатком этого способа является низкая точность оценки качества пойменного луга, то есть растительной формации по берегам рек, прежде всего травяного покрова в пределах водозащитной полосы малой реки. В итоге по аналогу не удается количественно измерять травяной покров на самом уязвимом прибрежном рельефе речной долины, которым является водозащитная полоса малой реки.

Известен также способ измерения травяного покрова на площади водосбора по длине и падению притоков по патенту №2293290, МКИ G01C 13/00, включающий измерение длины притоков и площади водосбора притоков реки, а также падения притоков как разности высот между их истоками и устьями, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния орографических особенностей рельефа и ландшафта, расположенных на территории водосбора притоков.

Недостатком является применение измерений только визуальной оценкой площади водосбора в целом у каждого притока по наличию растительного покрова. Поэтому приток малой реки рассматривается целиком по площади водосбора, без разделения по полосам вдоль малой реки - водозащитной полосы и водоохраной зоны.

Технический результат - повышение точности измерений по результатам испытаний травяных проб в пределах водозащитной полосы малой реки и повышение функциональных возможностей выявления закономерностей влияния параметров рельефа и антропогенных долговременных воздействий на урожайность луговой травы и продуктивность почвы на пойме малой реки или ее отдельного притока в пределах территории водозащитной полосы.

Этот технический результат достигается тем, что способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки, включающий измерение длины притоков и площади водосбора притоков реки, а также падения притоков как разности высот между их истоками и устьями, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта расположенных на территории водосбора притоков, отличается тем, что внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока выделяют участок пойменного луга с испытуемым травяным покровом в виде травяных полос, затем на каждой травяной полосе размечают пробные площадки вдоль водозащитной полосы, после разметки измеряют расстояния от центра каждой пробной площадки до края зеркала воды малой реки или ее притока, кроме этого, измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока, а после срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности изменения биофизических и биохимических показателей свойств у проб травы.

Внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока визуально выделяют участок пойменного луга с испытуемыми травяными полосами до сенокоса, причем в минимальном случае выделяют три травяные полосы по течению малой реки или ее притока шириной не менее 10 м - левобережную, приречную по береговым кромкам малой реки или ее притока и правобережную.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места принимают излучины и другие формы руслообразования малой реки или ее притока.

На каждой травяной полосе в характерных местах без применения временных гидрометрических створов размечают не менее одной пробной площадки в заданном поперечном сечении водозащитной полосы.

При использовании временных гидрометрических створов в измерениях травяных полос размечают не менее трех створов в поперечном направлении в пределах водозащитной полосы с расстояниями между ними по течению малой реки или ее притока не более чем 100-кратной ширины зеркала воды в летнюю межень, а пробные площадки располагают на промежутках не менее чем 10 м между собой и от кромки зеркала воды прибрежных пробных площадок.

Вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока с учетом расположения травяных полос, причем нумерацию пробных площадок проводят от левого берега к правому при нахождения наблюдателя лицом по течению малой реки или ее притока.

После разметки измеряют расстояния от кромки зеркала воды примерно в летнюю межень до центров пробных площадок с точностью 0,1 м.

Высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности примерно в летнюю межень у малой реки или ее притока измеряют с помощью геодезических приборов с точностью до одного сантиметра, причем измерения этого параметра рельефа в другие сезоны года выполняют по постоянным реперным меткам.

Контуры каждой пробной площадки на месте взятия пробы травяных растений отмечают колышками с натянутым между ними шнуром по сторонам пробной площадки, ориентированным относительно границ травяной полосы, а для многократного взятия проб травы при изучении урожайности травы и сена по нескольким укосам в летний сезон на травяных полосах, а также для проведения экологического мониторинга влияния различных природных, природно-антропогенных и антропогенных факторов объектов на травяной покров по полосам, превращают пробную площадку в учетную площадку тем, что забитые в почву долговременные колышки снабжают метками с номером учетной площадки и другими общими для каждой травяной полосы данными.

По результатам испытаний выявляют закономерности влияния поперечного расстояния от кромки зеркала воды до центров пробных площадок и высоты расположения пробных площадок над урезом воды на биофизические и биохимические показатели проб травы, а по вывяленным статистическим закономерностям также проводят оценку влияния отличительных орографических особенностей прибрежного рельефа по травяным полосам и расположенных внутри и вне территории водозащитной полосы естественных и антропогенных объектов.

Сущность изобретения заключается в том, что от площади территории водосборного бассейна малой реки по отдельному ее притоку переходят на объект измерений в виде стандартизованного участка вдоль притока в виде водозащитной полосы. При этом учитывается не вся установленная стандартами ширина водозащитной полосы, а по крайней мере только три узкие полоски травяного покрова: левобережная прибрежная и правобережная шириной не менее 10 м. В пределах этих травяных полос и закладываются постоянные или временные пробные площадки и участки различных размеров (например, площадки 0,50×0,50, 1,00×1,00, 2,00×2,00 или участки 4,0×4,0, 5,0×5,0 и даже 10,0×10,0 и 20,0×20,0 м, где количество знаков после запятой означает требуемую точность измерений сторон пробной площадки) для испытания проб луговой травы.

Сущность изобретения заключается и в том, что по крайней мере одна пробная площадка, расположенная в каждой травяной полосе, становится основой многофакторных наблюдений, а множество пробных площадок, распределенных по крайней мере по трем травяным полосам вдоль малой реки на участке пойменного луга, становится постоянным или временным испытательным полигоном. В динамике вегетационного периода и гидрологического года появляется возможность оценки влияния гидрологического режима реки на урожайность травы по множеству точек, измеренных относительно зеркала воды в реке по травяным полосам.

Сущность заключается также и в том, что удельная урожайность травы на каждой пробной площадке зависит не только от параметров рельефа относительно уреза воды в реке в летнюю межень и не только от прямого и косвенного влияния антропогенных воздействий, но и от расположения продольной травяной полосы поперек реки на пойменном лугу.

Положительный эффект заключается в том, что по мере увеличения количества пробных площадок на каждой травяной полосе появляется возможность количественного описания территории всей водозащитной полосы в виде цифровой модели целиком или же по частям в виде травяных полос. Практический эффект достигается тем, что пробные площадки можно располагать в произвольных или характерных местах каждой травяной полосы без закладки даже временных гидрометрических створов. Это исходит из того найденного факта, что наиболее значимое влияние на биофизические и биохимические свойства луговой травы оказывает высота расположения пробной площадки над урезом поверхности реки, чем влияние расстояния между кромкой зеркала воды до центров пробных площадок. Поэтому на речных поймах с равнинным рельефом даже один сантиметр возвышения травы над урезом воды в малой реке влияет на содержание сухого остатка и химических соединений в травяной пробе, чем десятки метров расстояний по пологому склону речной долины.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предлагаемого изобретения, не обнаружено.

Пример практической реализации предлагаемого способа показан с тремя временными гидрометрическими створами внутри водозащитной полосы (границы по линиям) малой реки Ировка, впадающей в реку Илеть и затем в крупную Волгу, около деревни Яндемирово Параньгинского муниципального района Республики Марий Эл.

На фиг.1 показана карта-схема временного гидрометрического створа I внутри границ водозащитной полосы реки Ировка в верхней части запруды; на фиг.2 - то же по фиг.1 по измерительному створу II ниже по течению малой реки около излучины; на фиг.3 - то же по фиг.1 по измерительному створу III еще ниже по течению малой реки после запрудной плотины; на фиг.4 приведена схема расположения центров пробных площадок 1…6 (вертикальные штрих-пунктирные линии) относительно уреза воды; на фиг.5 - то же что на фиг.4 по створу II пробных площадок 7…12; на фиг.6 - то же что на фиг.4 по створу III пробных площадок 13…19; на фиг.7 показан вид сверху на расположение пробных площадок 1…6 вдоль первого гидрометрического створа с пунктирными линиями границ между травяными полосами; на фиг.8 - то же что на фиг.7, вид сверху на расположение пробных площадок 7…12 вдоль второго створа с продолжающимися от предыдущего створа пунктирными линиями границ между травяными полосами; на фиг.9 - то же что на фиг.7, вид сверху на расположение пробных площадок 13…18 вдоль третьего временного гидрометрического створа малой реки с пунктирными линиями границ между продолжающимися травяными полосами.

Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки с пробных площадок размерами 1,00×1,00 или 0,50×0,50 м, располагаемых на травяных полосах поперек пойменного луга малой равнинной реки, включает такие действия.

Вначале визуально изучают травяной покров на данной территории пойменного луга и намечают места с травяными полосами внутри водозащитной полосы с левой и правой стороны по ходу течения малой реки или ее притока.

Внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока выделяют участок пойменного луга с испытуемым травяным покровом в виде травяных полос, затем на каждой травяной полосе размечают пробные площадки вдоль водозащитной полосы, после разметки измеряют расстояния от центра каждой пробной площадки до края зеркала воды малой реки или ее притока, кроме этого, измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока, а после срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности изменения биофизических и биохимических показателей свойств у проб травы.

Внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока визуально выделяют участок пойменного луга с испытуемыми травяными полосами до сенокоса, причем в минимальном случае выделяют три травяные полосы по течению малой реки или ее притока шириной не менее 10 м - левобережную, приречную по береговым кромкам малой реки или ее притока и правобережную.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места принимают излучины и другие формы руслообразования малой реки или ее притока.

На каждой травяной полосе в характерных местах без применения временных гидрометрических створов размечают не менее одной пробной площадки в заданном поперечном сечении водозащитной полосы.

При использовании временных гидрометрических створов в измерениях травяных полос размечают не менее трех створов в поперечном направлении в пределах водозащитной полосы с расстояниями между ними по течению малой реки или ее притока не более чем 100-кратной ширины зеркала воды в летнюю межень, а пробные площадки располагают на промежутках не менее чем 10 м между собой и от кромки зеркала воды прибрежных пробных площадок.

Вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока с учетом расположения травяных полос, причем нумерацию пробных площадок проводят от левого берега к правому при нахождения наблюдателя лицом по течению малой реки или ее притока.

После разметки измеряют расстояния от кромки зеркала воды примерно в летнюю межень до центров пробных площадок с точностью 0,1 м.

Высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности примерно в летнюю межень у малой реки или ее притока измеряют с помощью геодезических приборов с точностью до одного сантиметра, причем измерения этого параметра рельефа в другие сезоны года выполняют по постоянным реперным меткам.

Контуры каждой пробной площадки на месте взятия пробы травяных растений отмечают колышками с натянутым между ними шнуром по сторонам пробной площадки, ориентированным относительно границ травяной полосы, а для многократного взятия проб травы при изучении урожайности травы и сена по нескольким укосам в летний сезон на травяных полосах, а также для проведения экологического мониторинга влияния различных природных, природно-антропогенных и антропогенных факторов объектов на травяной покров по полосам, превращают пробную площадку в учетную площадку тем, что забитые в почву долговременные колышки снабжают метками с номером учетной площадки и другими общими для каждой травяной полосы данными.

По результатам испытаний выявляют закономерности влияния поперечного расстояния от кромки зеркала воды до центров пробных площадок и высоты расположения пробных площадок над урезом воды на биофизические и биохимические показатели проб травы, а по вывяленным статистическим закономерностям также проводят оценку влияния отличительных орографических особенностей прибрежного рельефа по травяным полосам и расположенных внутри и вне территории водозащитной полосы естественных и антропогенных объектов.

Способ испытания полос травяного покрова по крайней мере на трех травяных полосах на пойме малой реки с пробных площадок размерами 1,00×1,00 м, располагаемых поперек малой реки в границах водозащитной полосы поперек пойменного луга малой равнинной реки вдоль по крайней мере трех временных гидрометрических створов с учетом влияния гидротехнических сооружений и населенного пункта, включает такие действия.

Вначале визуально или по карте изучают травяной покров на пойменном лугу и отмечают его расположение относительно речки и других природных, природно-антропогенных и антропогенных объектов. Затем на лугу размечают места взятия проб травы внутри каждой криволинейной травяной полосы в границах водозащитной полосы. А для травяного покрова на территории луга намечают места взятия проб также по временным гидрометрическим створам малой реки, располагаемым в характерных местах вдоль течения реки.

После разметки измеряют расстояния от центра каждой пробной площадки до края зеркала воды малой реки или ее притока, кроме этого измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока, а после срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности биофизических и биохимических показателей свойств у проб травы.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места принимают излучины и другие формы руслообразования малой реки или ее притока.

При использовании временных гидрометрических створов в измерениях травяных полос размечают не менее трех створов в поперечном направлении в пределах водозащитной полосы с расстояниями между ними по течению малой реки или ее притока не более чем 100-кратной ширины зеркала воды в летнюю межень, а пробные площадки располагают на промежутках не менее чем 10 м между собой и от кромки зеркала воды прибрежных пробных площадок.

Вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока с учетом расположения травяных полос, причем нумерацию пробных площадок проводят от левого берега к правому при нахождения наблюдателя лицом по течению малой реки или ее притока.

По результатам испытаний выявляют закономерности влияния поперечного расстояния от кромки зеркала воды до центров пробных площадок и высоты расположения пробных площадок над урезом воды на биофизические и биохимические показатели проб травы, а по выявленным статистическим закономерностям также проводят оценку влияния отличительных орографических особенностей прибрежного рельефа по травяным полосам и расположенных внутри и вне территории водозащитной полосы естественных и антропогенных объектов.

Предлагаемый способ прост в практической реализации из-за того, что территории водозащитной полосы у всех рек и их притоков в нашей стране вынесены в натуру. Поэтому выделение травяных полос, повторяющих геометрию русла малой реки или ее притока, не вызывает затруднений. Такое разделение водозащитной полосы по обеим березам на травяные полосы позволяет узнать о поведении травяного покрова пойменного луга по совокупностям травяных проб, находящихся на травяных полосах, а через это о поведении травяного покрова пойменного луга в целом.

Изобретение относится к способам исследования ландшафтов малых рек в пределах водозащитной полосы и может быть использовано при биотехнической и биохимической оценке травяного покрова на пойменных лугах, при учете влияния на урожайность травы антропогенных факторов. Сущность: внутри водозащитной полосы малой реки выделяют участок пойменного луга в виде травяных полос. На каждой травяной полосе размечают пробные площадки. Измеряют расстояния от центра каждой пробной площадки до края зеркала воды. После срезки проб травы подвергают ее испытаниям. По результатам испытаний выявляют закономерности изменения биофизических и биохимических показателей свойств травы. Технический результат: повышение точности результатов. 7 з.п. ф-лы.

1. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки, включающий измерение длины притоков и площади водосбора притоков реки, а также падения притоков как разности высот между их истоками и устьями, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, расположенных на территории водосбора притоков, отличающийся тем, что внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока по характерным местам выделяют участок пойменного луга с испытуемым травяным покровом в виде травяных полос, причем по течению малой реки или ее притока за естественные характерные места принимают излучины и другие формы руслообразования, а за искусственные характерные места принимают мосты, гидротехнические и иные сооружения, границы территории населенного пункта, затем на каждой травяной полосе размечают пробные площадки вдоль водозащитной полосы, причем на каждой травяной полосе в характерных местах без применения временных гидрометрических створов размечают не менее одной пробной площадки, а при использовании временных гидрометрических створов в измерениях травяных полос размечают не менее трех створов с каждой стороны малой реки или ее притока с учетом расположения травяных полос, после разметки измеряют расстояния от центра каждой пробной площадки до края зеркала воды малой реки или ее притока, кроме этого измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока, а после срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности изменения биофизических и биохимических показателей свойств у проб травы.

2. Способ испытания травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что внутри водозащитной полосы малой реки или ее притока визуально выделяют участок пойменного луга с испытуемыми травяными полосами до сенокоса, причем в минимальном случае выделяют три травяные полосы по течению малой реки или ее притока шириной не менее 10 м - левобережную, приречную по береговым кромкам малой реки или ее притока и правобережную.

3. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что при использовании временных гидрометрических створов в измерениях травяных полос размечают не менее трех створов в поперечном направлении в пределах водозащитной полосы с расстояниями между ними по течению малой реки или ее притока не более, чем 100-кратной ширины зеркала воды в летнюю межень, а пробные площадки располагают на промежутках не менее, чем 10 м между собой и от кромки зеркала воды прибрежных пробных площадок.

4. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.3, отличающийся тем, что вдоль каждого гидрометрического створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока с учетом расположения травяных полос, причем нумерацию пробных площадок проводят от левого берега к правому при нахождении наблюдателя лицом по течению малой реки или ее притока.

5. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что после разметки измеряют расстояния от кромки зеркала воды примерно в летнюю межень до центров пробных площадок с точностью 0,1 м.

6. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности примерно в летнюю межень у малой реки или ее притока измеряют с помощью геодезических приборов с точностью до одного сантиметра, причем измерения этого параметра рельефа в другие сезоны года выполняют по постоянным реперным меткам.

7. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что контуры каждой пробной площадки на месте взятия пробы травяных растений отмечают колышками с натянутым между ними шнуром по сторонам пробной площадки, ориентированным относительно границ травяной полосы, а для многократного взятия проб травы при изучении урожайности травы и сена по нескольким укосам в летний сезон на травяных полосах, а также для проведения экологического мониторинга влияния различных природных, природно-антропогенных и антропогенных факторов объектов на травяной покров по полосам, превращают пробную площадку в учетную площадку тем, что забитые в почву долговременные колышки снабжают метками с номером учетной площадки и другими общими для каждой травяной полосы данными.

8. Способ испытания полос травяного покрова на пойме малой реки по п.1, отличающийся тем, что по результатам испытаний выявляют закономерности влияния поперечного расстояния от кромки зеркала воды до центров пробных площадок и высоты расположения пробных площадок над урезом воды на биофизические и биохимические показатели проб травы, а по выявленным статистическим закономерностям также проводят оценку влияния отличительных орографических особенностей прибрежного рельефа по травяным полосам и расположенных внутри и вне территории водозащитной полосы естественных и антропогенных объектов.