23.4. Ерозійна ситуація в Україні

Для оцінки ерозійної ситуації визначають показник еродованості ґрунтового покриву у цілому для тієї чи іншої території. При збільшені крутизни схилів у цілому в Україні еродованість ґрунтів зростає. Схили крутіше 3 вже більше ніж на 80 % еродовані, причому середньобагаторічні втрати гумусу на них перевищують 10 т/га.

23.1. Поширення еродованих ґрунтів на схилах різної крутизни

(% загальної площі) схилів і втрата ґрунту на них (т/га на рік) [мис]

Крутизна схилу, 	Не еродовані землі, %	Еродовані землі, %			Всього еродованих земель, %	Коефіцієнт еродованості	Витрата ґрунту з 1 га схилу
		слабо	середньо	сильно
0-1	83,8	15,2	1,02	0,07	16,2	1,04	1,07
1-3	36,0	52,6	10,1	0,57	64,0	1,18	8,20
3-5	16,3	59,9	20,7	3,05	83,1	0,90	10,0
5-7	3,91	32,6	57,8	5,70	96,1	1,48	22,1
7-10	-	14,9	63,8	21,2	100	1,73	30,8
10-12	-	4,56	51,9	43,5	100	1,99	39,2
Понад 12	-	-	58,4	41,6	100	1,99	39,2

Ніяка інтенсивність ґрунтоутворюючих процесів не зможе компенсувати таку велику втрату гумусу. Для вирішення проблеми стійкості землеробства та його екологічної збалансованості необхідно розробити цілу систему захисту ґрунтів від ерозії, а також встановити раціональне співвідношення угідь в агроландшафті. Загальні нормативи такі: розораність території – 40-45 %, співвідношення екологічно сталих угідь (сіножаті, пасовища, ліси) до ріллі не менше як одиниця.

23.5. Захист ґрунтів від ерозії

Вперше систему заходів проти ерозії та посухи розробив В.В. Докучаєв, (1891). Вона охоплювала створення систем полезахисних лісосмуг проти вітрової ерозії, ґрунтозахисних прибалкових і прияружних лісонасаджень, водозатримних і водоскидних гідротехнічних споруд, будівництво протиерозійних ставків для регулювання стоку. Рекомендувались і агротехнічні протиерозійні заходи, такі як обробіток ґрунту впоперек схилу, залуження ерозійно небезпечних ділянок.

Для захисту ґрунтів від ерозії застосовують такі протиерозійні заходи: організаційно-господарські, агромеліоративні, лісомеліоративні та гідромеліоративні.

Організаційно-господарські заходи передбачають ство­рен­ня умов для запобігання і припинення ерозійних процесів, раціонального використання земель і підвищення родючості ґрунтів. Заходи цієї групи включають в себе:

• правильний вибір напрямку ведення сільського господарства, раціональне розміщення ґрунтозахисних сівозмін;

• раціональне розташування і будівництво дорожньої мережі;

• правильне планування території селищ і земель, що їх оточують;

• розташування полів довшим боком вздовж горизонталей місцевості;

Попередження водної ерозії ґрунту на схилах здійснюється через реалізацію таких принципів.

1. Підвищення водопроникності ґрунтів.

2. Уповільнення швидкості стікання води.

3. Скріплення верхнього шару ґрунту коренями рослин.

4. Зменшення промерзання ґрунту в холодний період року і швидке розмерзання його навесні.

5. Залуження ерозійно небезпечних ділянок багаторічними травами.

6. Зміна структури посівних площ.

Ці шість критеріїв повинні включатись в ґрунтозахисні технології всіх вирощуваних у зоні господарств культур.

Найповніше всі ці групи поєднуються у ґрунтозахисних технологіях, що базуються на безполицевому обробітку ґрунту поперек схилу з мульчуванням його стернею, соломою та іншими пожнивними рештками.

Агромеліоративні протиерозійні заходи представляють собою прийоми протиерозійної технології вирощування сільськогосподарських культур на схилах. До них належать:

• фітомеліоративні агрономічні прийоми, які передбачають вирощування багаторічних трав та однорічних культур для захисту ґрунтів від ерозії, відновлення їх родючості;

• прийоми протиерозійної обробки ґрунтів (контурна обробка, глибока оранка, щілювання, кротування) спрямовані на затримання і нагромадження вологи в ґрунті;

• спеціальні прийоми затримання снігу і регулювання сніготанення (розстановка щитів, валкування снігу, смугове укочування снігу);

• внесення збільшених доз органічних, мінеральних та мікродобрив, вапнування кислих змитих ґрунтів і гіпсування засолених змитих ґрунтів.

Лісомеліоративні протиерозійні заходи характеризуються водорегулюючою і кольматуючою дією лісної підстилки, вітроломною дією, що сприяють більш рівномірному розподілу зимових опадів і сніготаненню, зниженню величини випаровування з поверхні ґрунту. За меліоративною дією їх поділяють на такі види:

• вітрозахисні лісові смуги, що закладаються на рівних ділянках рельєфу і на пологих схилах на межах полів сівозміни;

• водорегулювальні лісосмуги застосовують на водозбірних схилах у вигляді основних, додаткових і допоміжних насаджень, розташованих на межах приводороздільного і примережового фонду;

• протиерозійні лісові, чагарникові та лісочагарникові смуги, що закладаються впоперек схилів вздовж меж полів сівозміни;

• прибалкові лісові смуги, які служать для поглинання стоку, що надходить з полів, поліпшуючи мікроклімат місцевості й огороджуючи ріллю від природних кормових угідь;

• лісопосадки і чагарникові насадження на схилах і днищах ярів;

• облісіння сильнорозмитих, а також дуже крутих схилів, непридатних для сільськогосподарського використання;

• водозахисні лісові смуги та чагарникові насадження навколо водойм і вздовж берегів річок, а також зрошувальних і скидних каналів.

Гідромеліоративні протиерозійні заходи передбачають використання гідротехнічних споруд, призначених для регулювання поверхневого стоку і закріплення балкових систем, а також виконання робіт, пов’язаних з меліорацією зруйнованих ерозією земель і освоєння крутих схилів (засипання промоїн і ярів, вилуджування відкосів ярів, планування схилів, терасування та ін.). Залежно від призначення гідротехнічні споруди поділяються на водозатримуючі, водонапрямні, водоскидні і донні. Вони створюються відповідно на водозбірній площі, на вершинах балок, ярів і по дну гідрографічної мережі.

Водозатримуючі споруди регулюють поверхневий стік шляхом його затримання і поступового відведення або використання для зволоження ґрунту. До них належать вали-тераси і водозатримуючі вали-канави.

Горизонтальні вали-тераси (рис. 23.3) споруджують на схилах, у садах, на ділянках залуження при похилах до 6 на добреводопроникних ґрунтах переважно у зонах недостатнього і помірного зволоження.

Висоту вала приймають 0,3-0,6 м, закладання верхового відкосу 1:8-1:10, а низового – 1:4-1:6. Це дає змогу сільськогосподарським машинам легко переходити через вал під час обробітку ґрунту і збирання врожаю.

Рис. 23.3. Горизонтальні вали-тераси: 1 – вал; 2 – ставочок; L – відстань між валами-терасами.

Вали-тераси будують за горизонталями місцевості і, по можливості, з мінімальною кількістю вигинів та паралельно один до одного. Відстань між ними встановлюють в результаті гідрологічних розрахунків і приймають кратною захисту основних сільськогосподарських знарядь.

Похилі вали-тераси створюють в умовах надлишкового зволоження і при наявності малих похилів і водопроникних ґрунтів для зменшення швидкості стікання поверхневих вод на схилах до 8. Вони представляють собою вали з широкою підвалиною (3-6 м), що формуються шляхом зсуву землі з однієї або обох боків. Висоту вала і глибину ставочка приймають від 0,3 до 0,6 м. Такі вали-тераси влаштовують під деяким кутом до горизонталей з невеликим поздовжнім похилом (0,001-0,0005), щоб скидати частину води.

Водозатримуючі вали будують для того, щоб припинити ріст ярів. Споруда складається з тіла валу, коритоподібної виїмки-канави, шпор, перемичок, водовипусків і водообходів.

Вали влаштовують трапецієподібної або трикутної форми з місцевого ґрунту. Висота валу – 0,8-2,0 м, ширина по гребеню до 3,0 м і закладання відкосів – 1,5-8,0 м. Тіло валу затримує воду, яка збирається перед ним у ставочку після дощу або танення снігу. Щоб вода із ставка не обтікала вал, на його кінцях влаштовують земляні дамби – шпори. Шпори розташовують у плані відносно валу під кутом не менше 100-130 проти схилу, щоб їх не підмивала вода з боку сухого відкосу. При великій довжині валу ставочок ділять поперечними валами (перемичками), які розташовують перпендикулярно до валу з відстанями між ними 80-150 м. Для опорожнення ставочка влаштовують водовипуски. Якщо ставочок не в змозі прийняти всю воду, то для запобігання переливу через гребінь валу і його руйнуванню в кінці шпори влаштовують водообхід шириною 1,5-3,0 м, який закріплюють посівом трав, деревом та іншими матеріалами.

Крутизна схилів на ділянці розташування валів не повинна перевищувати 6. При великих схилах будівництво валів економічно недоцільне, оскільки у цьому випадку об’єм води, яку затримує 1 м валу, менше об’єму вийнятого ґрунту.

Водонапрямні споруди (водовідвідні вали-канави, розпилювачі стоку, зливовідводи) спрямовують поверхневий стік до водозатримуючих або водоскидних споруд, або розосереджують водний потік на дрібні струмки. Вони також відводять стік від діючих вершин ярів і від схилів.

Водвідвідні вали-канави (рис. 23.4) застосовують для перехоплення і відведення поверхневого стоку від ярів з великою кількістю вершин, а також при їх виположуванні.

Рис. 23.4. Розташування водозатримуючого валу-канави біля вершини яру: 1 – яр; 2 – приярова лісосмуга; 3 – переливна шпора;

4 – водообхід; 5 – ставочок; 6 – перемичка; 7 – водовипуск;

8 – водозатримуючий вал-канава; 9 – глуха шпора; 10 – кювет;

11 – кінцевий водоскид

Поперечний переріз водовідвідних валів-канав приймають трапецієподібної або трикутної форми. Сухий відкіс валу приймають 1,0-1,5, мокрий і нижній відкоси канави – 1,5-2,0, верхній відкіс – 2-5. Ширина валу по гребеню – 2,5 м. Відмітки гребеня валу проектують, не менше як на 0,2 м вище розрахункового рівня при витратах до 1 м³/с і не менше 0,4-0,5 м при витратах 1-10 м³/с. Щоб канава не замулювалась, гребеню валу і дну виїмки надають похилу, близького до допустимого на розмивання для даних ґрунтів (0,005-0,003).

Розпилювачі стоку (рис. 23.5) влаштовують для розосередження концентрованого водного потоку у природних улоговинах, роз’ємних борознах, біля узлісся лісосмуг, по польових дорогах, що мають похил 0,009 (0,5) і більше. Вони представляють собою земляні валики, що перегороджують улоговини під кутом 45 до напрямку осі водотоку, і виводить стік на прилеглий схил.

Рис. 23.5. Схема розміщення розпилювачів стоку по улоговині

Висота валиків – 0,3-0,5 м. Поперечний переріз валів розпилювачів приймають трикутної або трапецієподібної фори з закладанням відкосів 1:1,5. Розташовують розпилювачі по улоговинах через кожні 50-100 м.

Зливовідводи представляють собою канави, дно і відкоси яких закріплені. Вони служать для швидкого відведення води.

Донні водоскидні споруди. Для боротьби з яружною ерозією, подальшим розташуванням і поглибленням ярів, які не можна виположити або засипати, створюють загати – споруди для скріплення дна й відкосів діючого яру, а також головні яружні споруди.

За характером матеріалу, з якого споруджують загати виділяють тинові, фашинні, дерев’яні, кам’яні, бетонні та залізобетонні.

Найпростішим і найдешевшим є тинові загати. Їх споруджують з верболозу заввишки 0,5-1,0 м для ярів з невеликими похилами і водозбірними площами. Обладнання загати починають з риття впоперек стоку траншеї на дні яру завширшки 0,2-1,0 м, завглибшки не менше 0,5 м. У центрі майбутньої загати обладнують водобійний майданчик. Саму загату споруджують з кілків діаметром 7-8 см і висотою 0,5 м. Кілки ретельно обплітають хмизом і закріпляють. Канаву засипають ґрунтовою масою і втрамбовують. З боку руху води насипанням та ущільненням ґрунту формують відкіс (1:2), який зверху покривають дереном.

Фашинні загати споруджують за тією ж технологією.

Загати з дерева відрізняються тим, що до паль прибивають дошки або дерев’яні пластини.

Загати підвищеної міцності (кам’яні, бетонні та залізобетонні) споруджують у тих випадках, коли потрібно захистити найцінніші угіддя, дороги, житлові та господарські споруди або якщо біля вершини яру вже побудовані головні яружні споруди. Загати зазначеного типу складаються з фундаменту, вертикальної стінки, водобійного майданчика, захисних бокових стінок та земляного насипу. Висота цих споруд може сягати 1,5-2,0 м, а глибина закладання фундаменту – 0,75- 1,00 м. На них споруджують також водозливи прямокутникоподібної форми з розмірами, розрахованими на пропуск максимальних витрат води.

Вершинні водоскидні споруди дуже дорогі, їх споруджують для скорочення росту яру лише тоді, коли інші протиерозійні заходити не забезпечують захисту цінних земель, а також доріг, населених пунктів від занесення та руйнування. За конструктивними особливостями серед цих споруд виділяють лотки-швидкотоки, східчасті та трубчасті перепади, консолі, шахтні водоскиди, швидкотоки вантової конструкції.

Швидкотоки-перепади (або лотки-швидкотоки) забезпечують переведення води з одного більш високого рівня на інший. Їх будують із залізобетонних збірних конструкцій.

Швидкотік складається з водонапрямних валів, понура, лотка, рисберми, у кінці якої обладнується замок (глиняний або кам’яний).

Водонапрямні вали мають підводити всю зібрану воду до понура, не допускаючи її переливання через вали або повз стінки понура.

Понур – вхідна частина водоскиду. Водобій виконує функції приймання удару потоку води та гасіння напору фільтраційних вод, що забезпечується завдяки водонепроникності цієї споруди.

Рисберма – частина споруди, що сприяє подальшому зменшенню руйнівної енергії потоку і його плавному виведенню в кінці водобою.

Лоток – це канал прямокутної, параболічної чи трапецієподібної форми.

Східчасті перепади створюють для скидання води на положистих, видовжених схилах ярів. Залежно від довжини схилів перепади бувають багато – або одно-, двосхідчастими. Елементами конструкції цих споруд є водонапрямні вали, понур, східці та рисберма. Східці складаються з водобійного колодязя, водозливної та бічної стінок.

Консолі – споруди, що дозволяють скидати воду у глибокі яри. Відрізняються від швидкотоків тим, що в кінці замість водобійного колодязя обладнують різкий зріз, з якого вода падає на дно яру. Консольні перепади обладнують на місцях з близьким заляганням скельних порід.

Трубчастий перепад будують для доповнення водоскидних споруд, у разі якщо є необхідність перетнути дорогу або вулицю. Він також складається з водонапрямних валів, понура, оголовка, трубопроводу, водобою та рисберми.