Способ закрепления барханных песков

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712873! 15 (22) 12.05.89 (46) 07,04,92. Бюл. М 13 (75) И,С.Сафаров (53) 628.8:631.61(088.8) (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 фитомелиорации 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„„ „„1724027 А1 (я)5 А 01 В 13/16, А 01 G 23/00 (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 АПН-1 и 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.

1724027

20

40

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) ).

Основные катионы; Na, Mg, Са, Н, анионы: CI, SO;-, 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.

1724027 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 (бул ьдозера) 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 фитомелиорации, 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. N 1) создается (бульдозером) комплекс песконакопительных фитомелиоративных 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 создания

20 здания пустынных пастбищ.

Через год незакрепленная верхняя

25 часть бархана выдувается глубиной до 2 м и

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 или 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 бул ьдозером (различных ма рок), 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 подо1724027 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-4.

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 нанесе5

55 ние 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 по склону в них и смывает поверхности покрытий. Кроме того, на покрытиях почвогрунта часто происходит растрескивание поверхностного слоя (особенно после высыхания).

На смытых и растресканных поверхностях развивается дефляция, в результате чего значительное количество покрытий разрушается, вследствие чего резко снижается результативность фитомелиорации.

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

При использовании третьего варианта результаты нивелирования поверхности барханов показали, что верхняя часть (незакрепленная) закрепленного бархана в год 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 и/м в бороздах оказалось в среднем 2,2 мз, 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 отличились фитомелиоративные траншеи, Данные табл.2 показывают, что предлагаемый способ имеет высокую результативность по всем показателям, Использование такыровидного почвогрунта, находящего на межбарханных пони1724027

Таблица 1

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 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.

Песконакопительные траншеи оказываются эффективными сооружениями для фитомелиорации. Они имеют большую емкость, поэтому в них накапливается большое количество песка, семян и осадков. B 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 от10 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, отличающийся тем, что почвогрунт наносят слоем мощностью 15 — 20 см. а песок — слоем мощностью

25 5-10 м.

3. Способ по и 1, отличающийся тем, 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 шийся тем, что сеянцы древесных пород размещают в ряду с шагом посадки 1,0-1,5 м при ширине междурядий 3 — 4 м.

12

1724027

Таблица 2

Сохранность покрытий

Способы

Сохранность лесных культур

Л е с н ы е Естественкультуры ные травы

Итого

68,0

2016

1752

3768

70,1

2115

84,6

91,7

9726

7611

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 бульдозе ом

Результативность фитомелиорации (на втором году вегетации к льт

Количество астений, шт, на 1 га