Водорегулирующая роль лесонасаждений и гидротехнических сооружений

Водорегулирующая роль лесонасаждений и гидротехнических сооружений. Ослабить процесс заиления водохранилищ можно, если будет уменьшен сток и прекращена эрозия на водосборных площадях, а также путем задержания твердых продуктов на берегах и в днищах гидрографической сети. Задача уменьшения стока на водосборах и борьбы с эрозией решается комплексно. Важнейшую роль в этом деле играет высокая агротехника. Проводимая поперек основных склонов глубокая зяблевая пахота обеспечивает в степных районах почти полное поглощение весеннего стока в течение восьми-девяти лет из каждых десяти. Однако на землях, занятых озимыми культурами, многолетними травами, и на пастбищных угодьях почти ежегодно бывает значительный весенний сток. Имеет место и летний ливневый сток. Для задержания стока воды и в целях повышения продуктивности угодий на участках с многолетними травами и на улучшенных выпасах поздней осенью следует применять щелевание. Это мероприятие может сократить сток талых вод на 10–25 мм, а сток ливневых вод на 10 мм.
Важнейшая роль в регулировании стока и борьбе с эрозией в защитной зоне водохранилищ принадлежит мелиоративным лесонасаждениям: водорегулирующим лесным полосам, расположенным поперек склонов, прибалочным и приовражным полосам, а также насаждениям по склонам и днищам оврагов и балок. Однако эти насаждения не в состоянии полностью прекратить поверхностный сток, особенно в многоводные годы. Согласно данным ВНИАЛМИ и других учреждений почва под лесными насаждениями в условиях степи может поглотить от 150 до 300–400 мм талой воды. Хотя эта величина в 10–20 раз превышает водопоглощение на пашне, однако этого все же далеко недостаточно, чтобы задержать сток с полей. Во время весеннего снеготаяния в лесные полосы при их ширине 20–30 м нередко поступает с вышележащего склона такое количество воды, которое в расчете на ширину полосы составляет от 500 до 1200 мм водяного слоя, не считая снега в самой полосе. В ряде случаев весь этот сток проходит по ложбинам в виде ручьев и почти совсем не поглощается в лесных полосах. Поэтому необходимо задерживать на водосборе главную массу талых и ливневых вод, не допуская ее в русла балок и оврагов. Для увеличения поглощения воды почвой под лесополосами надо добиться, чтобы талая вода более или менее равномерно покрывала поверхность под лесными насаждениями. Особенно это важно для склонов с частыми ложбинами.
Для большего задержания стока в лесонасаждения, как показал опыт, следует широко применять простейшие гидротехнические мероприятия. В первую очередь следует проводить обвалование нижнего края тех лесных полос, которые расположены поперек склонов, а также устраивать в ложбинах, пересекаемых лесополосами, водозадерживающие валы. Вал вдоль нижнего края лесной полосы на склонах до 3° устраивается двумя проходами плантажного плуга с отваливанием пласта вверх по склону (в сторону лесополосы). Затем в лесополосе через каждые 20–50 м устраиваются перемычки, не допускающие стока воды вдоль лесополосы. В тех случаях, когда лесные полосы расположены под небольшим углом к горизонталям, валы по их нижнему краю хорошо действуют без перемычек.
Валы следует оборудовать водосливами в виде покрытого дерном понижения для постепенного сброса излишней воды.
На склонах крутизной более 3° высота валов повышается до 0,7–0,8 м, а их насыпка проводится бульдозером. При наличии уклона вдоль лесополосы поступающая в нее талая вода медленно передвигается в снежном сугробе по уклону и поглощается почвой. В случае ее выхода в конце лесополосы необходимо предупредить размыв.
Валы в ложбинах, пересекаемых лесополосами, насыпаются по опушкам с помощью бульдозера. Высота валов меняется в зависимости от глубины ложбины и уклона по ее оси с таким расчетом, чтобы не допустить переливания воды из одной ложбины в другую.
Опыт показывает, что на склонах с обвалованными лесополосами талая и ливневая вода большей частью, а нередко полностью задерживается и впитывается в почву.
В опытном хозяйстве ВНИАЛМИ в г. Волгограде в период 1960–1961 гг. в обвалованных лесополосах поглощение воды составляло от 1000 до 1200 мм талой воды, а без обвалования всего 150–200 мм; валы в ложбинах задерживали сток талых и ливневых вод (рис. 3). Поля, расположенные ниже обвалованных лесных полос, были защищены от поступления вод с вышележащих полей и смыв почвы на них прекратился или протекал слабо. Лишь в исключительно многоводном 1963 г. обвалованные полосы не смогли полностью поглотить сток и на полях наблюдался значительный смыв почвы. Если на глубине 3–4 м имеется водоупор, то под лесополосами в многоводные годы образуется верховодка. Если водоупорного горизонта нет, то за счет поглощенной воды пополняются местные грунтовые воды. Так, весной 1961 г. в лесополосе № 9 появилась верховодка, которую отмечали в смотровой скважине вплоть до 20 июня.


Эффективность обвалования лесополос зависит от крутизны склона; чем меньше уклон, тем шире будет полоса сплошного стояния воды перед валом и тем больше впитается ее в почву. На склонах в 2–3° и более целесообразно сооружать два вала, один по нижнему краю лесополосы, а другой в ее середине. Таким путем можно достигнуть наилучшего задержания и поглощения стока. На более крутых склонах обвалованные лесополосы, размещенные под небольшим углом к горизонталям, кроме задержания воды, довольно успешо содействуют отводу воды к безопасным в отношении эрозии участкам, защищая от смыва и размыва нижележащие поля. Обвалование лесополос и создание валов в ложбинах повышает их водорегулирующую роль в 3–4 раза.
Расчеты показывают, что в случаях, когда все мелиоративные насаждения будут занимать в защитной зоне водохранилища 3% от площади сельскохозяйственных угодий, а лесополосы, расположенные поперек склонов и играющие наибольшую водорегулирующею роль, в том числе составят 2%, то при задержании и поглощении под обвалованными полосами слоя воды 1200 мм в среднем на всю площадь поглощенная вода составит 24 мм. Далее, если принять, что в шлейфовой зоне лесополос шириной 50 м будет в среднем поглощаться 100 мм, то величина поглощения на всю площадь увеличится еще на 6,7 мм, а всего составит 31 мм.
Если поглощение воды под полезащитными полосами достигнет 300 мм, а в шлейфовой 50-метровой зоне полос оно составит 100 мм, – то среднее поглощение воды в пересчете на всю площадь составит 7,9 мм.
Согласно карте Д. Л. Соколовского средняя величина весеннего стока в Нижнем Поволжье находится в пределах 30–55 мм.
Таким образом, расчет показывает, что защитные насаждения в сочетании с обвалованием в среднем могут поглощать 39–40 мм стока, что составит большую его часть. Однако это возможно на склонах сравнительно небольшой крутизны. Между тем в приречных зонах много крутых склонов, где формируется сильный сток и наблюдается интенсивная эрозия. На таких землях, кроме того, необходимы более мощные гидротехнические сооружения, например водозадерживающие валы типа Борткевича.
Такие валы широко практикуются в защитной зоне Волгоградского водохранилища, в частности, Дубовским и Камышинским лесхозами.