Способ закрепления барханных песков Советский патент 1992 года по МПК A01B13/16 A01G23/00 

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, нэрозин, сульфито-спиртовая барда (ССБ) с модификатором ПВА (поливинилацетатная эмульсия) и др.

Химические препараты наносятся на поверхность песка (опрыскиванием или разливанием) битумовозами, автогудронатами, пескоукрепительным агрегатом АПН-1 и др.

Для рекультивации 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.

viК)

о ю VI

Известен способ использования песко- накопительных 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 про- ростанию 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 песко- накопительные 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 по- чвогрунтом при помощи бульдозера и

заращиванием этих объектов кустарниково- травянистой 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

0 наветренных склонов барханов с последующей лесомелиорацией.

Применение слоя почвогрунта 15-20 см вызвано тем, что наносимый на поверхности бархана почвогрунт с меньшей мощно5 стью (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 про0 тив разрушения, но допускается большой расход почвогрунта, т.е. защитного материала, поэтому более оптимальным оказался слой мощностью 15-20 см.

В предлагаемом способе с целью за5 крепления и заращивания барханов в качестве защитного материала используется такыровидный почвогрунт (такыры), находящийся возле каждого бархана. Такыровид- ная почва характеризуется плохими

0 водными и физическими свойствами - низкой фальтрацией, большой связанностью, малой пористостью, тяжелым механическим составом, а также высокой карбонатностью, засоленностью, щелочностью ( рН 8-10 ),

5 малой плодородностью (гумус 0,5-0,7%).

Основные катионы: Na , Mg , Са , Н , анионы: CI, SO , COS , НСОз. Тип засоления - хлористо-сульфатные-на.три,евые. Практика показала, что на покрытиях из по0 чвогрунта образуется плотная корка, которая заметно препятствует прорастанию семян и проникновению атмосферных осадков в глубину песка. Кроме того, она обусловливает возникновение водной эрозии

5 (кроме песков, все почвы подвержены водной эрозии). Часто происходит растрескива- ние поверхностного слоя покрытий (особенно после высыхания).

На смытых и растресканных местах по0 крытий развивается дефляция, в процессе которой значительная часть покрытий разрушается, в результате снижается результативность фитомелиорации.

Для предотвращения процессов корко5 образования, 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 (та- кыровидная, засоленная почва, где трудно или вообще не произрастают пастбищные растения, см. табл. № 1) создается (бульдозером) комплекс песконакопительных фито- мелиоративных траншей, которые характеризуются отсутствием насыпей (препятствующих попаданию песка в траншеи) с двух сторон (грунт выносится бульдо- зером для закрепления барханов), наличием пологих склонов крутизной 15- 20° (для удобства работы бульдозера и при- текания 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 создания

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.

0 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 на5 чинают 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.

0 Указанные закрепление барханов и устройство траншей способствуют повышению результативности фитомелиорации для создания пустынных пастбищ.

Через год незакрепленная верхняя

5 часть бархана выдувается глубиной до 2 м и рассеивается до 20 м и более. Рельеф становится более пологим, стабильным,

На закрепленный бархан и в фитомели- оративные траншеи поступают задуваемые

0 ветром семена различных растений, произрастающих на прилегающих к объекту территориях (различные виды солянки, селин, горониновая, куморчик).

Установлено, что на втором году вегета5 ции количество прижившихся растений достигло 8-10 тыс. шт. на 1 га. Приживаемость культур составила 84,6% или на 14,5% больше, чем по известным способам. Высота культур достигла до 2 м. В ряду кроны час0 тично сомкнулись, начали семенноносить. Интенсивно происходило самозарастание объекта. Постепенно барханный массив покрылся растениями и через 4-6 лет преобразовался на пастбище (для отгонного

5 выпаса Каракульских овец, коз и верблюдов).

Таким образом, в предлагаемом способе технологические процессы работы механизированы, осуществляются только одним

0 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,

5 разрез; на фиг.З - то же, разрез через год; на фиг.4 - траншея, продольный разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Бульдозер разрабатывает и перемещает находящийся на передней части подошвы наветреннего склона бархана почвог- рунт 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 почвогрун- том 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.1,6) 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 шири- ны 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-4. Ширина захвата отвала 2,6 м. Закрепление барханов проводится весной влажным по- чвогрунтом. 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 почвог- рунта на поверхность песка с лесомелиорацией и по устройству пескона- копителей: 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 нивелиро0 вание поверхности барханов, устанавливается количество сохранившихся лесных культур, покрытий, накопленных песков в траншеях и бороздах. Проводится учет прижившихся естественных трав на

5 траншеях, бороздах, закрепленных барханах и их незакрепленных частях.

При использовании первого варианта края покрытия сильно подвергаются выдуванию, значительная часть покрытий раз0 дробляется, разрушается ветром, растения выдуваются, что является недостатком. Сохранность покрытий и лесных культур составляет не более 50-60%.

При использовании второго варианта

5 на покрытиях образуется плотная корка, которая заметно препятствует прорастанию семян и проникновению атмосферных осадков в глубину песка. Часть воды стекает по склону в них и смывает поверхности покры0 тий. Кроме того, на покрытиях почвогрунта часто происходит растрескивание поверхностного слоя (особенно после высыхания). На смытых и растресканных поверхностях развивается дефляция, в результате чего

5 значительное количество покрытий разрушается, вследствие чего резко снижается результативность фитомелиорации.

Технология в первом и втором вариантах ручная, работа очень трудоемкая, неме0 ханизирована.

При использовании третьего варианта результаты нивелирования поверхности барханов показали, что верхняя часть (незакрепленная) закрепленного бархана в год

5 выдута на глубину до 2 м. Рассеивание песчаных масс достигает до 20 м и более. Рельеф стал более пологим, стабильным для дальнейшего самозарастания.

Установлено, что количество песка на 10

0 п/м в бороздах оказалось в среднем 2,2 м3, а 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 растений

5 отличились фитомелиоративные траншеи. Данные табл.2 показывают, что предлагаемый способ имеет высокую результативность по всем показателям.

Использование такыровидного почвогрунта, находящего на межбарханных понижениях, в качестве защитного материала дает возможность сэкономить большие трудовые, денежные затраты и технические средства.

Дополнительное 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% или по сравнению с известным способом соответственно больше на 23,7 и 14,5%. Кроме того, количество естественных трав при предлагаемом способе в 3-4 раза больше, чем при известном.

Песконакопительныетраншеи оказываются эффективными сооружениями для фи- томелиорации. 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.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Способ закрепления барханных песков, включающий создание песконакопи- тельных емкостей вдоль направления эрозионно опасных ветров, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фитомелиоративных работ при закреплении барханных песков, расположенных на такырах и глинистых отложениях, песконакопительные емкости ус- траивают у подножья бархана с наветренной стороны, срезая слой почвогрунта, равный мощности почвообразующе- го слоя, и перемещая его на нижнюю 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 сеянцы древесных пескоукрепляющих пород, располагая их поперек склона.

2.Способ поп.1,отличающийся тем, что почвогрунт наносят слоем мощностью 15-20 см, а песок - слоем мощностью 5-10 м.

3.Способ по п.-1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что песконакопительные емкости создают в виде траншей шириной 2,6 м, длиной 10-15 м и более, глубиной 0,2-0,4 с на расстоянии одна от другой 0,2-0,4 м.

4.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что сеянцы древесных пород размещают в ряду с шагом посадки 1,0-1.5 м при ширине междурядий 3-4 м.

Таблица 1

Таблица 2

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.

Фиг. 2