СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ СКЛОНОВ ПОСЕВОМ СЕМЯН ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ Российский патент 2011 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к мероприятиям по укреплению склонов переувлажненных земель, в частности, путем посадки влаголюбивых, например, ивовых растений, на бровке перехода почвы к склону и непосредственно на склоне.

Известен способ укрепления склонов путем ступенчатого террасирования склона, устройство анкеров, противоразмывного экрана, упорных габионных блоков, закрепление упорных габионных блоков к анкерам, см. патент РФ №2171875, публ. 20.07.2000 г. При этом линии пересечения берм с откосными частями вышележащих террас располагаются за плоскостью обрушения склона, после чего осуществляют устройство вертикальных анкеров в основании и на бермах террас, затем выполняют устройство упорных габионных блоков в основании и на бермах террас склона и закрепляют их к вертикальным анкерам, далее выполняют устройство противоразмывного экрана и гибких противоэрозионных покрытий, соединяя их с упорными габионными блоками. Технический результат состоит в повышении устойчивости оползневого склона при волновом на него воздействии.

К недостаткам известного способа можно отнести высокие затраты на выполнение работ по укреплению склонов, которые не приемлемы для многочисленных существующих вокруг полей и посадок на склонах, особенно вблизи дорог, сооружений, оврагов и т.д.

Для укрепления склонов переувлажненных земель используют георешетку, представляющую собой сотовую конструкцию из полиэтиленовых лент толщиной 1,5 мм, скрепленных между собой в шахматном порядке сварными высокопрочными швами. При растяжении в рабочей плоскости образуется устойчивый горизонтально и вертикально каркас, который предназначен для фиксации наполнителя (грунт, кварцевый песок, бетон и т.п.). Георешетка широко применяется для армирования грунтов в транспортном, гидротехническом и других отраслях современного строительства. Благодаря большой несущей способности и сравнительно малой деформации георешетка может быть использована для фиксации подушки различных видов дорожного покрытия, укрепления откосов и фиксации склонов повышенной крутизны, укрепления прибрежной зоны водоемов и рек, фиксации откосов конусов железнодорожных путей, сооружения подпорных стен и др.

Крепление георешеток на поверхностях склонов выполняют при помощи Г-образных анкеров 12-16 мм и длиной 0,6-1,2 м, изготовленных из стали, или высокопрочных пластиковых материалов. Анкеры устанавливаются по контуру каждой георешетки для обеспечения ее правильного растяжения в виде прямоугольника. Между георешетками и поверхностью грунтового откоса (в случаях заполнения каркаса щебнем) укладывают разделительную и дренирующую прослойку из нетканого геотекстиля плотностью 200-400 г/м. В качестве заполнителя ячеек георешеток применяют грунт, щебень и бетон морозостойкостью не ниже М 200.

К недостаткам известного способа можно отнести значительные затраты на изготовление георешеток и их монтаж на склонах, что также является неприемлемым для многочисленных существующих в природе склонов, например вблизи сельскохозяйственных посадок, полей, вблизи дорог, сооружений, оврагов и т.д.

Известен более совершенный с меньшими затратами способ укрепления склонов, см. патент РФ №2116709, публ. 10.08.1998 г.«Способ посадки лесных культур на склонах» - прототип, включающий подготовку почвы, укладку кольцеобразных элементов в виде использованных шин, заполнение их пустот грунтом и высаживание в него растений, при этом перед укладкой шины перфорируют, подготовку почвы выполняют путем нарезания на поверхности склона по горизонталям борозд, шины укладывают в борозды с упором в их стенку, между соседними рядами пневмошин отсыпают водонаправляющие почвенные перемычки, в качестве растений используют кустарник и деревья, причем кустарник высаживают на перемычках, а деревья - в заполненные грунтом пустоты шин.

К недостаткам известного способа-прототипа можно отнести его высокую трудоемкость, низкую эффективность укрепления склона и загрязнение окружающей среды химическими и механическими компонентами, входящими в состав шин.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности обеспечение возможности эффективного закрепления склонов переувлажненных земель древесными растениями с низкими затратами труда, без экологического ущерба для окружающей среды.

Поставленная задача достигается тем, что в период массового распространения семян влаголюбивых, например, ивовых растений, поверхность бровки и склона посыпают крупнозернистым, например, речным песком слоем в 2…6 мм, обеспечивающим благоприятные условия для активного всхода и укоренения семян, связанных с накоплением тепла на поверхности бровки и склона, с хорошей прогреваемостью и водопроницаемостью почвы.

В период массового распространения семян влаголюбивых ивовых растений осуществляют принудительное распространение семян путем потряхивания находящихся вблизи ивовых растений во время направленного движения потока ветра либо потряхивание над поверхностью склона и бровки привозными обсемененными ветвями ивы.

Ширину бровки, посыпаемую песком, затем семенами ивы, выполняют равной 0,1…0,5 высоты склона.

Поверхность бровки и склона посыпают песком в виде сплошного покрова и/или в виде выборочных участков.

Годичный и более прирост насаждений вершиной пригибают к поверхности почвы наклонно вниз и вверх, влево, вправо, под углом, с перекрещиванием побегов, до их соприкосновения с почвой и с фиксацией наклонного положения прироста путем воздействия на него нагрузки с образованием в процессе роста под каждой нижней почкой густой ветвистой корневой системы.

Новизной предложенного способа является направленный посев в период массового распространения семян влаголюбивых, например, ивовых растений, поверхности бровки и склона крупнозернистым, например, речным песком слоем в 2…6 мм, обеспечивающим благоприятные условия для активного всхода и укоренения семян, связанных с хорошей прогреваемостью и влагопроницаемостью почвы и с накоплением тепла на поверхности бровки и склона.

Так, размещение семян ивовых растений на бровке перед переходом преимущественно горизонтальной поверхности почвы к склону позволяет закрепить почву на наиболее подверженном к сползанию почвы участке, а посадка непосредственно на склоне способствует более надежному закреплению почвы от сползания. Ивовые растения не боятся переувлажненных почв, хорошо размножаются семенами, приживаются и формируют густую ветвистую корневую систему. Наличие слоя песка на поверхности бровки и почвы способствует впитыванию влаги, хорошо аккумулирует тепло солнечных лучей и обеспечивает высокую всхожесть и активное прорастание семян.

Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям предлагаемый способ является новым и направлен на достижение поставленной изобретением задачи.

Признаки пригибания вершин побегов, полученных из семян к поверхности после их годичного роста до соприкосновения с почвой с образованием под каждой нижней почкой густой ветвистой корневой системы, позволяет получить дополнительный положительный эффект, связанный с распространением корневой системы в требуемом направлении вдоль побегов прироста, позволяя этим самым расширить и укрепить большую площадь поверхности склона от сползания, образуя дополнительные механические связи между корневыми системами одного растения. Поскольку пригибать прирост ивовых растений можно в различных направлениях, то и укрепление почвы осуществляется направленно и более эффективно. Выбор направлений пригибания побегов создает возможность образования корневой системы в направлении свободных от ивовых растений участков.

На фиг.1 схематично представлена поверхность переувлажненной земли с бровкой и склоном, на которых посыпан слой песка, например, крупнозернистого речного и показаны сформировавшиеся побеги ивовых растений.

На фиг.2 изображены пригнутые к поверхности почвы годичные побеги ивовых растений в различных направлениях. На схеме показаны бровка 1 и склон 2, на которых насыпан слой 3 песка. Побеги 4 ивовых растений расположены как на бровке 1, так и на склоне 2. Побеги 4 ивовых растений могут быть пригнуты к почве вниз 5, влево 6, вправо 7, под углом 8, или вверх 9 с пересечением побегов 10. В пригнутом положении побеги удерживаются либо комьями почвы 11 либо прищепками 12.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:

В ранне-весенний период, во время созревания и массового распространения семян ивовых растений сначала насыпают слой 3 песка на поверхность бровки и склона толщиной 2…6 мм. Затем в зависимости от наличия обсемененных ивовых растений и направления ветра ивовые растения начинают встряхивать с таким расчетом, чтобы их семена летели на бровку и на поверхность укрепляемого склона. В случае отсутствия в непосредственной близости естественно растущих ивовых растений обсемененные ветви ивы привозят из другой местности и стряхивают семена на поверхность посыпанных слоем 3 песка, бровки 1 и склона 2. Наличие влаги, пропитавшей почву бровки 1, склона 2 и слоя 3 песка обеспечивает постоянный контакт семян ивовых растений с водой и способствует их прорастанию, выживанию и развитию. После года роста выросшие всходы 4 пригибают в требуемом направлении до соприкосновения с почвой и закрепляют их в пригнутом положении при помощи груза, которым может служить ком почвы, камень, прищепка и т.п. подручный предмет.

Пригибание побегов осуществляют, например, в сторону неприжившихся побегов или в сторону свободного от ивовых растений участка. Побеги можно пригибать и в стороны, создавая этим направленное корнеобразование в слое почвы склона и образование сетчатой структуры побегов растений при их пересечении и прохождении один под другим, обеспечивая этим более качественное его закрепление.

Конкретный пример осуществления способа

Первоначально в ранне-весенний период (21…30-апреля) во время созревания и массового распространения семян ивовых растений бровку 1 и поверхность склона 2 на площади 0,17 га на болотных поселенческих землях муниципального образования с. Быстрый Исток Быстроистокского района Алтайского края для вовлечения в сенокосные угодья посыпали слоем 3 речного крупнозернистого песка толщиной в 2…6 мм с таким расчетом, чтобы на поверхности не было видно темных пятен почвы, не засыпанных песком. Затем в момент направленного на укрепляемый участок потока ветра легким потряхиванием находящихся в непосредственной близости обсемененных ивовых растений рассредоточили семена по всей поверхности склона 2 и бровки 1. Наличие влаги в переувлажненной почве и в пропитавшимся влагой слое 3 песка обеспечило постоянный контакт семян ивовых растений водой во время их прорастания, всходов и роста в весенне-летний период 2008 года. На склоне, где не было поблизости растущих ивовых растений, распределение семян осуществляли привозными обсемененными ветвями ивы путем их потряхивания над поверхностью бровки 1 и склона 2.

К концу осени 2008 года всходы достигли высоты 20…40 см. Для предотвращения густой поросли поверхность бровки и склона прореживали, исходя из расчета 2…4 всхода на 1 м.² Весной, в апреле 2009 года 70…80% побегов пригнули к поверхности почвы и закрепили в наклонном положении комьями почвы. При этом пригибание годичного прироста к поверхности почвы выполняли вниз, влево, вправо, под углом, вверх и с перекрестным расположением побегов растений. Пригибание не всех побегов позволило корневой системе части побегов развиваться вглубь склона, а часть побегов, которые были пригнуты, обеспечивали образование корневой системы по всему склону и поверхности бровки 1. Хорошее переплетение корневых образований, созданных на различном расстоянии друг от друга пригнутых побегов формировало прочную, укрепляющую склон корневую систему.

Выкопанные для исследования всходы показали направленность образования корневой системы в сторону побега. Корневая система пряморастущих побегов углубилась в почву на 40…60 см, а под каждой почкой пригнутого к земле побега образовалась корневая система, которая распространялась в глубину на 30…35 см, т.е. сконцентрирована в поверхностном слое почвы.

В настоящее время на предлагаемый способ разработана техническая документация, проведено опытное закрепление влагонасыщенного склона, получены положительные результаты.

Принято решение рекомендовать предложенный способ всем хозяйствам Алтайского края для укрепления склонов переувлажненных земель.

Способ укрепления склонов путем посева семян древесных растений включает посев семян в почву склона. При этом в период массового распространения семян влаголюбивых, например, ивовых растений, поверхность бровки и склона посыпают крупнозернистым, например, речным песком слоем в 2…6 мм, обеспечивающим благоприятные условия для активного всхода и укоренения семян. Распространение семян осуществляют принудительно путем потряхивания находящихся вблизи укрепляемого склона или привозными обсемененными ветвями растений ивы. Изобретение обеспечивает возможность эффективного закрепления склонов переувлажненных земель древесными растениями без экологического ущерба для окружающей среды. 4 з.п ф-лы, 2 ил.

1. Способ укрепления склонов посевом семян древесных растений, включающий посев семян древесных насаждений в почву склона, отличающийся тем, что в период массового распространения семян влаголюбивых, например, ивовых растений, поверхность бровки и склона посыпают крупнозернистым, например, речным песком слоем в 2…6 мм, обеспечивающим благоприятные условия для активного всхода и укоренения семян, связанных с накоплением тепла на поверхности бровки и склона, с хорошей прогреваемостью и влагопроницаемостью почвы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в период массового распространения семян влаголюбивых ивовых растений осуществляют принудительное распространение семян путем потряхивания находящихся вблизи укрепляемого склона ивовых растений во время направленного движения потока ветра, либо потряхивание над поверхностью склона и бровки привозными обсемененными ветвями растений ивы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширину бровки, посыпаемую песком, затем семенами ивы, выполняют равной 0,1…0,5 высоты склона.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхность бровки и склона посыпают песком в виде сплошного покрова и/или в виде выборочных участков.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что годичный и более прирост насаждений вершиной пригибают к поверхности почвы наклонно вниз и вверх, влево, вправо, под углом, с перекрещиванием побегов, до их соприкосновения с почвой и с фиксацией наклонного положения прироста путем воздействия на него нагрузки с образованием в процессе роста под каждой нижней почкой густой ветвистой корневой системы.