CC BY
14
УДК 634.266 DOI: 10.34736/FNC.2021.112.1.001.6-18
Ландшафтный гидромелиоративно-гидротехнический кластер в ландшафтно-синергетическом агроэкологическом природопользовании степного засушливого пояса России
В.И. Панов, к.г.н., с.н.с., e-mail: aglos163@mail.ru - Поволжская агролесомелиоративная опытная станция -филиал ФНЦ агроэкологии РАН, (Поволжская АГЛОС), Самарская область, Россия
Работа посвящена раскрытию ландшафтной сущности воздействия и природопреобразующей роли обширного гидромелиоративно-гидротехнического кластера (приёмов и методов) на факторы среды степной засушливой природно-географической зоны при агроэкологическом сберегающем ландшафтно-синергетическом (докучаевском) природопользовании. Гидромелиоративно-гидротехнический ландшафтный кластер является важной составной частью воздействия, управления и преобразования негативных процессов и явлений степной засушливой зоны при ландшафтно-синергетической методологии аграрного природопользования. Он оказывает большое воздействие на гидрологический, агроэкологический и эрозионный режим катенно-бассейновой земельной территории, обеспечивает 100% задержание атмосферных осадков на водосборном бассейне и более продуктивное использование остаточного местного поверхностного стока. Он является главным средством быстрой и надёжной остановки роста действующих оврагов, повышения водопоглотительной роли стокорегулирующих лесных полос и биопродуктивного использования поглощённого стока с помощью лесомелиоративного осушительно-увлажнительного дренажа, что позволяет целенаправленно управлять (во времени и пространстве) гидрологическим режимом водосборного бассейна. Совместно с другими ландшафтными кластерами (лесным, пастбищно-сенокосным, адаптивно-аграрным и др.) можно дополнительно привлечь к биопродуктивному производству и увеличению меженного стока малой реки за счёт задержания весеннего паводкового и ливневого стока 20-50 мм, а всего уменьшить годовые непродуктивные потери атмосферных осадков с водосбора на 110-160 мм и более, повысить и стабилизировать продуктивность преображённого бассейнового агроэколандшафта.
Ключевые слова: пруды, водохранилища, поверхностный сток, противоэрозионные гидротехнические сооружения, осушительно-увлажнительный дренаж, малое орошение, лесомелиоративный осушительно-увлажнительный дренаж, водосборно-бассейновый агроландшафт.
Поступила в редакцию: 15.01.2021 Принята к печати: 16.03.2021
Главной житницей Российской Федерации является природно-географический пояс, включающий в себя лесостепь, степь и сухую степь. Вся эта территория является водосборным бассейном крупнейших рек Европы - Волги, Дона, Урала, Кубани и их притоков. Рельеф степного пояса - эрозионно-самоорганизованный в виде целостной иерархической системы водосборных бассейнов разного ранга [1, 7, 10]. Почвы - преимущественно тёмные, гумусированные, чернозё-мовидные, высокоплодородные (от тёмно-серых лесных и мощных чернозёмов в лесостепи и степи до южных чернозёмов и каштановых почв в сухой степи). Климат - засушливый континентальный, благоприятный для жизни человека и для аграрного природопользования [1, 4, 10].
Но в этом регионе - дефицит влаги, сухость воздуха, суховеи летом и метели зимой, частые сильные и катастрофические засухи, разрушительные процессы антропогенной эрозии [1, 8, 19]. Сельскохозяйственные земли разрушаются размывами, промоинами и оврагами, в результате плоскостного смыва происходит разрушение верхних гуму-сированных слоёв почвы. Всё это неблагоприятно отражается на продуктивности и стабильности сельского хозяйства, снижает продовольственную безопасность страны [2, 3, 11, 20].
Большие потенциальные возможности в повышении биопропродуктивности и устойчивости аграрного природопользования открывают перспективные методологические подходы к его организации - это ландшафтный принцип В.В. Докучаева «упорядочения водного хозяйства в степях России» [4] и комплекс противоэрозионной мелиорации А.С. Козменко, Г.П. Сурмача и их школы [2, 3, 7, 10, 19, 20].
В последние годы ведётся разработка научно-практического направления в эрозиоведении - современная концепция синергетического эро-зиоландшафтоведения как теория и практика самоорганизации гидрологических и эрозионных процессов, рельефа и ландшафтов, принципов ландшафтно-синергетического агроэкологиче-ского сберегающего природопользования [10, 11]. В нём достаточно много нового, находящегося на стадии исследований, разработок, уточнений, но важно, чтобы основные положения были изложены и обсуждены, сложилось ясное представление о теории вопроса, имеющихся перспективах и реальных возможностях. Информация о ландшафтном лесном защитно-мелиоративном кластере в ландшафтно-синергетическом агроэкологическом природопользовании опубликована в работе [14].
В данной статье рассмотрим другой важный
ландшафтный кластер - гидромелиоративно-ги-дротехнический, в который входит много различных приёмов, устройств и конструкций «технических, техногенных», созданных человеком [5, 9, 10, 12, 13, 15-22].
Цель работы - показать большое значение ги-дромелиоративно-гидротехнического ландшафтного кластера в разработанном В.В. Докучаевым «ландшафтном подходе [4] в теории и практике эрозиоландшафтоведения, его место в концепции и структуре ландшафтно-синергетического агро-экологического природопользования. Так, по В.В. Докучаеву, «наша чернозёмная полоса несомненно подвергается, хотя и очень медленному, но упорно и неуклонно прогрессирующему иссушению» [7, с.101]. Это подтверждает и С.В. Зонн в статье «Наши степи прежде и теперь (через 100 лет после экспедиции В.В. Докучаева)» [6].
В.В. Докучаев большую роль отводил лесному и гидромелиоративно-гидротехническому кластерам: широко использовать защитное лесоразведение, на крупных реках построить плотины и создать водохранилища, на оврагах и балках создать каскады небольших прудов и водоёмов для орошения, на равнинных водораздельных землях лощины, балки, малые реки перегородить плотинами, создать водохранилища для полива сельхозкультур, пробурить глубокие скважины и начать использовать артезианскую воду для орошения, остановить рост действующих оврагов, для каждого региона выработать нормы, определяющие относительные площади пашни, лугов (степи, сенокосов, пастбищ), леса и вод (прудов, водохранилищ, акваугодий). А.С. Козменко первым в Европе и в России разработал и применил комплекс лан-дшафтно-мелиоративных противоэрозионных кластеров для борьбы с эрозией почв [7, 8].
Методология и опытные объекты. В качестве методологической основы борьбы с засухой и эрозией почв при аграрном природопользовании был принят ландшафтный принцип В.В. Докучаева и комплекс агролесогидромелиоративных противоэрозионных мелиораций А.С. Козменко, а в качестве эталонных объектов ландшафтного обустройства балочно-речных межхозяйственных бассейновых землепользований - агролесогидро-мелиорированные агроландшафты «Каменной Степи» и Новосильской ЗАГЛОС. В течение многих лет автором на Поволжской АГЛОС (Самарская область) ведутся фундаментальные и прикладные исследования разных кластеров ландшафтно-про-тивоэрозионного аграрного природопользования, совершенствуются ранее созданные перспективные разработки и создаются новые приёмы и способы, расширяющие возможности комплекса и дающие в целостном единстве синергетический защитно-мелиоративный эффект [6, 11, 14, 20].
Природными ландшафтными объектами гидро-мелиоративно-гидротехнического кластера являются разные водные (гидро-, аквальные) системы на равнинном эрозионно-само-организованном
рельефе - ручейки, водные лужи, естественные пруды в блюдцеобразных понижениях рельефа (со-лефлюкционные просадочные углубления грунта при выносе водорастворимых солей), разные по величине ручьи, потоки, речки и речные системы, болота, озёра, старицы, водоёмы, родники и истоки рек. Природные объекты гидротехнического ландшафтного кластера - блюдцеобразные углубления на эрозионном рельефе, где скапливается вода (лужи, пруды, озёра, старицы), разные естественные грунтовые перемычки и плотины на водотоках и в руслах рек, естественные водовыпуски и задернованные водосбросы из прудов и озёр, естественные каменные водосбросы и перепады.
Ландшафтное обустройство водосборов при аграрном природопользовании определяется природными законами и факторами эволюционной зонально-географической самоорганизацией равнинного рельефа степного пояса, по которым исторически-эволюционно сформировалась фрактально-иерархическая системная целостность, образующая водосборные бассейны больших рек -Волги, Дона, Урала, Кубани и других, разделённых друг от друга водоразделами. Каждый водосбор представлен центральным дренирующим руслом, разделяющим бассейн на два склона, рыхлый грунт которых был защищён от разрушения самоорганизованными устойчивыми элементарными природно-зональными биокосными структурами с участием живой материи и их сообществами.
Аграрнотехногенное природопользование в степном поясе коренным образом нарушило адаптированные к изменениям природной среды естественные зонально-локальные эколандшафты, превратив их в пахотные угодья - поля-агроцено-зы и катенно-бассейновые агроэколандшафты. На них почвы разрыхлены, значительную часть года лишены мульчирующего растительного покрова и скрепляющего дернинного эффекта корневых систем; в таком состоянии пашня непродуктивно теряет дефицитную влагу и подвержена сильному антропогенному эрозионному разрушению. Ландшафтно-синергетическое бассейновое сберегающее природопользование, базирующееся на ландшафтном принципе (В.В. Докучаев) и на сбалансированном ландшафтно-кластерном комплексе противоэрозионных мероприятий (А.С. Козменко) с оптимизацией регионального соотношения агрофонов и угодий. Такой оптимально преображённый ландшафтными кластерами балочно-речной межхозяйственный агроэколан-дшафт (обычно общей площадью несколько тысяч гектаров) предложено называть агроэкополисом с добавлением конкретного названия балочно-реч-ной системы или населённого пункта. Ландшафтное обустройство пока не осуществляется. В настоящее время оно сдерживается рядом факторов и неопределённостей.
Методической основой ландшафтного обустройства водосборов необходимо решить вопросы выделения земель землепользователей с
разной формой собственности под ландшафтные проектные объекты, отработать основные положения концепции сберегающего агроприродо-пользования, программу и методику составления экспериментальных проектов ландшафтного при-родообустройства, необходимое материально-техническое обеспечение практической реализации всех запроектированных ландшафтных кластеров в проектах и многие другие вопросы.
В настоящее время границы землепользований сформировались исторически, в результате перераспределения земель по земельной реформе с изменением прав собственности. Доминируют прямолинейные границы полей и сельхозугодий, не вписывающиеся в контуры рельефа, что не отвечает требованиям борьбы с эрозией почв. Для рационального природопользования необходим полный переход на контурное размещение длинных границ полей и стокорегулирующих лесных полос в приближении к горизонталям [5, 10, 12, 13, 15-22].
Результаты исследований и их обсуждение.
Приёмы и методы гидромелиоративно-гидротех-нического ландшафтно-техногенного кластера (в тесной кооперативной общей увязке с другими ландшафтными кластерами) обладают большими потенциальными эколого-гидрологическими, почвозащитными и ландшафтно-преобразующими возможностями. Они создают эффект синергии или обеспечивают общий повышенный синергети-ческий эффект. Устройства, приёмы и методы ги-дромелиоративно-гидротехнического ландшафт-но-техногенного кластера являются эффективным инструментом воздействия и оперативного управления водными ресурсами в аграрном природопользовании, их сбережения, накопления и безопасного пропуска, а также эффективного перераспределения и использования, инструментом мелиорации и защиты агроэколандшафта. Земли водосборного бассейна, на которых создаются ги-дромелиоративно-гидротехнические сооружения и которые подвержены защите и мелиорации этими сооружениями, относятся к категории земель гидро-мелиоративного фонда. Большинство из них располагаются преимущественно в суходольно-речной гидрографической сети (плотины, дамбы, водосбросы и др.), противоэрозионные гидротехнические сооружения - на всех элементах эрозионного рельефа, гидромелиорированные земли - на приводораздельных (плакорных) равнинных землях и верхних склонах. Гидромелиоративные и противоэрозионные гидротехнические сооружения строятся с разным целевым назначением: первые - для мелиорации земель, агроцено-зов и агроэколандшафтов, вторые - для прекращения линейных (размывов, оврагов) и плоскостных форм эрозии (смыва, мелкоструйчатых размывов) в тех случаях, когда агротехнические и лесомелиоративные мероприятия не обеспечивают сокращения стока до безопасной величины на овражно-ба-лочных системах (осушительно-увлажнительный
дренаж в системе контурных стокорегулирующих лесополос, вертикально-щелевый дренаж), вертикальное мульчирование-щелевание угодий с уплотнённым поверхностным слоем для их лучшего увлажнения (стерни, многолетних трав, сенокосов и др.).
Кроме того, противоэрозионные гидротехнические сооружения являются основным элементом комплексного освоения оврагов и балок при их выполаживании с целью ввода в сельскохозяйственный оборот площадей, занятых оврагами и балками, или их использование под облесение и залужение посевом многолетних трав (коренная трансформация крупных размывов и оврагов на пологих сильно заовраженных и размытых склонах для ввода их в хозяйственный оборот методом коренного улучшения землеванием и залужением.
Все они разделяются на 4 основные группы по действию на воду:
- водозадерживающие - водохранилища разного класса комплексного назначения с капитальными плотинами и надёжными водосбросными сооружениями; пруды разной величины в оврагах и ложбинах-лощинах; каскады противоэрозионных прудов и прудов-илоотстойников; водозадержи-вающие валы в вершинах действующих оврагов; каскады мелкослойных прудов-лиманов (для лиманного увлажнения суходольных и пойменных сенокосов и пастбищ); валы с широким основанием; гидротехническое усиление водопоглоща-ющего действия контурных стокорегулирующих лесных полос;
- водорассеивающие - распылители стока, водо-отводящие или водонаправляющие валы, валы-канавы и др.;
- водосбросные мелиоративно-противоэрози-онные сооружения на оврагах и водохранилищных плотинах - трубчатые и лотковые быстротоки, перепады, стенки падения, консольные водосбросы, шлюзовые и сифонные паводковые водосбросы на плотинах и др.;
- осушительно-увлажнительный лесомелиоративный дренаж на лесомелиорированных полях - на поле, расположенном ниже контурной стоко-регулирующей лесной полосы с гидроусилением, террасы на сухих склонах для степного лесоразведения, вертикальное мульчирование суходольных сенокосов и пастбищ, глубокое мелиоративное рыхление тяжёлых глинистых грунтов, мелиоративное землевание смытых почв и другие методы защиты и мелиорации эрозионного рельефа.
Рассмотрим наиболее целесообразные, эффективные и испытанные в условиях степной чернозёмной зоны Среднего Поволжья.
1. Базовые водохранилища эталонного суходольно-речного водосборного бассейна с разработанным ландшафтно-синергетическим сберегающим агроприродопользованием.
Это наиболее важные, сложные и ответственные объекты гидромелиоративно-гидротехнического ландшафтного кластера. Их созданию уделяется
большое внимание и в ландшафном принципе В.В. Докучаева и в бассейновом противоэрозионном агролесомелиоративном комплексе А.С. Козменко.
На Поволжской АГЛОС в Волжском районе Самарской области было создано водохранилище на местном стоке. При этом особое внимание было обращено на обеспечение выполнения всего комплекса мероприятий в границах целых водосборов с учётом следующих требований: под строительство должна изыматься минимально возможная площадь сельхозугодий, особенно пашни; проектируемые сооружения должны быть наиболее экономичны, просты и удобны в эксплуатации и наиболее технологичны в производстве работ. Под водохранилища наиболее приемлемы земли гидрографической сети суходольной и малых рек с
площадью водосборного бассейна 40-70 км2.
В крупных бассейновых межхозяйственных балочно-речных агроэкополисах важнейшими, наиболее сложными и дорогостоящими гидромелиоративными сооружениями являются водоналивные водохранилища комплексного назначения многолетнего регулирования за счёт поверхностного местного стока снеговых талых вод с водосборного бассейна, рассчитанного на полное задержание поверхностного стока 10%-ной обеспеченности.
На Поволжской АГЛОС в 1956 году создано такое водохранилище на суходоле (балке) Ближний Лопатинский объёмом 4-5 млн. м3 для орошения участка площадью 450-500 га. (рисунки 1, 2).
Рис 1 - Схема размещения на Поволжской АГЛОС базового водохранилища объёмом 5,2 млн кубических метров,
каскада прудов и системы защитных лесных насаждений
Рис. 2 - Водохранилище Поволжской АГЛОС на суходоле Ближний Лопатинский на местном талом стоке (Волжский район, Самарская область)
1 - балочные леса, 2 - лесные полосы, 3 - лесные массивы, 4 - снегомерные маршруты
Для устойчивого обеспечения полива такого участка необходимо водохранилище объёмом 4-5 млн.м3 многолетнего регулирования стока; в многоводные по стоку годы (с обеспеченностью меньше 10%) требуются сбросы излишков воды через паводковый водосбросный трубчатый сифонный и щитово-сифонный узел. Для защиты плотины от аварийного разрушения в годы со стоком 1-5%-ной обеспеченности предусмотрено устройство аварийного канала с дернованным креплением. Площадь водосбора водохранилища - 42,4км2, средняя норма стока - 52 тыс. м3/км2. Объём воды в водохранилище при максимальном наполнении
- 5,25 млн. м3, площадь водного зеркала - 111га. Водохранилище успешно функционирует 65 лет. В новых условиях XXI века, с полным освоением ландшафтно-синергетического сберегающего аг-роэкологического природопользования, водные ресурсы водохранилища могут существенно повысить продуктивность и устойчивость сельскохозяйственного производства.
На водохранилище велись наблюдения за весенним паводковым стоком: средний слой паводка за 50-летний период (1961-2010 гг.) с водосбора водохранилища составил 35 мм, а средний с водосборов трёх ближних рек - Чапаевки, Чагры и Большого Иргиза - 42 мм. По собранным из разных источников сведениям о стоке этих рек, его средняя величина за период 1906-1925 гг. равнялась 46 мм, а за весь 105-летний период 1906-2010 гг. - 43 мм. Исходя из реальной нормы стока 43 мм (сток 50%-ной обеспеченности), среднегодовое поступление весенних талых вод с подобранного водосборного бассейна 4240 га или 42,4 км2 за весну составит 1823 тыс.м3 или 1,823 млн.м3. При величине коэффициента вариации стока ^=0,915, его колебания в хронологическом ряду весьма значительны - от 1-5 мм до 101-128 мм, когда с водосбора в чашу водохранилища может поступить от 4,282 до 5,427 млн. м3 талых и дождевых вод (по проекту, при стоке 5%-ной обеспеченности, в водохранилище может поступить 6,2 млн.м3 талых вод, а при 1%-ной (раз в 100-летие) - 9,28 млн. м3 (это катастрофически большие и очень опасные объёмы). Чаша водохранилища может задержать 5,2 млн.м3 с учётом мёртвого запаса (280 тыс. м3). За вегетационный период с поверхности водохранилища в 100 га испарится слой воды 80-100 см
- объёмом около 1 млн м3. В ложе водохранилища накапливается порядка 3-4 млн. м3, из которых на полив можно ежегодно использовать 1,5-2,5 млн. м3. Это позволит резервировать воду на следующий год и стабилизировать поливную площадь. За последний 20-летний период (2001-2020 гг.) средняя норма местного поверхностного стока составила 29-30 мм (поступление в водохранилище 1,11,3 млн.м3 (маловодный по стоку период), на смену которому должен когда-то придти нормальный и многоводный период.
В целях рационального использования накопленной воды необходимо изучить организацию
вспомогательного орошения на лесомелиориро-ванных полях с малой нормой полива, что позволяет расширить орошаемую площадь, повысить биологическую продуктивность каждого гектара и в целом всего водосборного бассейна. При одной минимальной норме припосевного полива в 25-35 мм и использовании на полив 1,0-1,5 млн.м3 площадь полива на лесомелиорированных полях может достигнуть 2500-3000 га, при двух поливах (60 мм) - площадь составит 1700-2500 га.
2. Каскады прудов комплексного и противо-эрозионного назначения.
Выше и ниже базового водохранилища и на других гидрографических системах создаются каскады прудов для более полного задержания остаточного местного стока с целью улучшения обводнения территории, организации рыбоводства и орошения, для целей рекреации улучшения культурно-эстетического состояния ландшафтов, возрождения малых рек, появления экологических ниш, обогащения и оздоровления растительного и животного мира. Они могут выполнять роль пру-дов-илоотстойников для первичного перехвата и осаждения в них смытой почвы, чтобы продлить срок службы базового водохранилища. Создание каскада водохранилищ по суходольной гидрографической сети - важный и необходимый составной элемент противоэрозионного комплекса. На протяжённых малых речных системах можно создавать 2-3 небольших водохранилища; такой каскад на лощинно-суходольной и малой речной сети строят там, где рельеф позволяет осуществить полную аккумуляцию весеннего поверхностного стока 10%-ной обеспеченности и увеличить площадь полива. Плотины оборудуются автоматическими (сифонными) трубчатыми паводковыми водосбросами расчётной пропускной способности.
Противоэрозионные пруды. Размещаются в вершинах размытых донными размывами и оврагами ложбин и лощин для прекращения роста оврага путём затопления его вершины. Плотины оборудуются простыми паводковыми водосбросными сооружениями трубчатого типа, обеспечивающими пропуск весенних паводков 10%-ной обеспеченности и безопасными водогасящими устройствами (каменными набросками, бетонными коробчатыми водобоями).
Инфильтрационные пруды создаются при близком залегании к дневной поверхности трещиноватыми и песчаными высокофильтрующими породами (мел, пески, мергели, известняки, песчаники и др.). Аккумулированные в таких прудах талые и ливневые воды быстро фильтруются через берега и дно и пополняют грунтовые воды. Пополнение грунтовых вод - важное мероприятие по улучшению водного режима территории; в дальнейшем они могут быть использованы на орошение и другие хозяйственные цели.
3. Увлажняющие мелководные пруды-лиманы и увлажнительные прудки перед противоэ-розионными водозадерживающими валами.
Увлажнительные мелководные пруды-лиманы широко используются в сухостепной и полупустынной природных зонах, в местах с равнинным, слабо выраженным рельефом с уклоном до 0,5° -1,0°. Создаются они для повышения урожайности многолетних трав на сенокосах и пастбищах; полив ведётся методом тонкослойного затопления прудком-лиманом многолетних трав весенними талыми водами, растущими перед каскадом во-дозадерживающих валов, созданных на ровных, очень пологих склонах. Валы высотой до 1 м проектируются с использованием крупномасштабных топографических карт с сечением горизонталей через 0,5 м или 1,0 м. Для каждого вала предусматриваются концевые водообходы и их залужение многолетними дернинными злаками.
Противоэрозионные водозадерживающие гидротехнические сооружения создаются для прекращения линейных форм эрозии (размывов, оврагов) в тех случаях, когда агротехнические и лесомелиоративные мероприятия не обеспечивают сокращения стока до безопасной величины на овражно-балочных системах.
4. Водозадерживающие валы в вершинах действующих оврагов и в сочетании со стокоре-гулирующими лесными полосами.
В Среднем Поволжье получили наибольшее распространение водозадерживающие валы. Они полностью задерживают ливневый сток расчётной обеспеченности и частично весенний сток, прекращают рост вершин оврагов, значительно уменьшают интенсивность, заиление прудов и рек. Под защитой водозадерживающих валов производится выполаживание оврагов. Водозадерживающие валы применяются при площадях водосбора до 20 га, размещаются на пологих приовражных склонах с уклонами до 0,03 при строительной высоте вала до 1 м и с уклонами до 0,05 при строительной высоте вала 1,5-3,0 м. Валы на склонах с большими уклонами размещать нерационально по технико-экономическим показателям.
При уклонах склонов более 0,05 следует предусматривать отведение стока валами-канавами к во-дозадерживающим валам, размещаемым на участках с более пологими склонами или водосбросным сопрягающим сооружением, либо к противоэрози-онным прудам, размещённым в вершинах оврага.
Продольную ось вала следует размещать прямолинейно с минимальным числом поворотов с пересечением лощин и неглубоких вершин оврагов, при этом строительная высота насыпи на наиболее пониженных участках не должна превышать 3-х метров. Валы следует размещать, как правило, на пастбищных, сенокосных участках и залежи.
Водозадерживающие валы, рассчитываются на задержание ливневого стока 10% обеспеченности. Валы устраиваются 1-2-ярусными, трапециедаль-него профиля, шириной по верху 3,0 м, заложение откосов принимается; сухого 1,5, мокрого 2,0 при строительной высоте вала до 1,0 и соответственно 2 и 2,5 при высоте вала более 1,0 м. Пространство
перед валами залужается многолетними травами и облесяется влаголюбивыми древесными и кустарниковыми породами.
Гребень вала, шпор и перемычек имеют одну отметку, сухой гребень над максимальным уровнем принимается не менее 0,35 м при высоте вала до 1 м и 0,5 м при высоте вала более 1,0 м.
В случаях вынужденного размещения водоза-держивающих валов на пашне они должны строиться в виде распластанного (проезжего) треугольного профиля со строительной высотой не более 1 м с заложением откосов - 5 при глинистых почвах и - 8 при супесчаных почвах.
Водообходы водозадерживающих валов проектируются трапециедальнего профиля с высотой затопления 0,1 или 0,15 м, расчетные расходы 10%. Как правило, конструктивно проектируются два водообхода с максимальным расходом для каждого не более 0,5 м3/сек и шириной не менее 3,0 м.
5. Гидротехническое усиление водопоглоти-тельного и противоэрозионного действия контурных стокорегулирующих лесных полос.
Водорегулирующие лесные полосы, расположенные поперек склона, при сочетании с простейшими гидротехническими устройствами - валами вдоль нижней по склону опушки с перемычками, с глубокими (0,6-2,0 м) щелями-дренами, прерывистыми траншеями и шурфами в междурядьях -повышают водопоглощающий эффект в 2-3 раза и противоэрозионное влияние в 3-5 раз.
Обвалование стокорегулирующих лесных полос (рисунок 3) проводится вдоль нижней опушки за 2-3 прохода плантажного плуга напахиванием за 5-7 проходов навесного 5-тикорпусного плуга или бульдозером. Высота уплотнённого вала доводится до 0,3-0,7 м с учётом, чтобы образуемый им прудок не выходил за пределы лесной полосы. В некоторых случаях стокорегулирующие лесные полосы усиливают канавами с валом, щелями-дренами с фильтрующим наполнителем, ямами-шурфами в междурядьях и другими водозадер-живающими гидротехническими приёмами. Валы обсеваются смесью семян многолетних злаковых трав (кострец, мятлик, пырей и др.).
а - лесополоса расположена вдоль горизонтали; б - лесополоса пересекает горизонтали под некоторым углом (обвалование с перемычками)
Рисунок 3 - Усиление водопоглощающего действия стокорегулирующих лесных полос для повышения их водорегулирующего и противоэрозионного эффекта
6. Лесомелиоративный осушительно-увлаж-нительный дренаж контурных стокорегулиру-ющих лесных полос по нижнему полю.
Контурные стокорегулирующие лесные полосы в 2-3 раза эффективнее задерживают и поглощают поверхностный сток, чем полосы без усиления (под ними впитывается 500-1200 мм и более талых вод). Это приводит к тому, что поглощённая дополнительно вода не идёт на повышение урожая, а способствует ускоренному подъёму грунтовых вод под лесными полосами, что не совсем желательно. На Поволжской АГЛОС был предложен и испытан лесомелиоративный осушительно-увлажнитель-ный дренаж усиленной стокорегулирующей лесной полосы, прокладываемый на нижележащем от неё поле до середины межполосного
поля. Он закладывается на глубине 0,4-0,6 м щелерезом с размещением 2-х ножей-щелерезов с раструбами, через которые в зону щели-дрены подаётся сыпучий фильтрующий наполнитель (измельчённые стебли подсолнечника и кукурузы, лузга подсолнечника, разные измельчённые растительные отходы и др.). Дрены нарезаются через 2-2,5 м в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Вода, переувлажняющая почву и грунт у контурной и усиленной гидротехникой лесной полосы, отводится щелями-дренами (здесь почва осушается) на нижележащем от лесополосы поле до его середины, где она дополнительно увлаж-
няет почву (увлажнительный эффект дренажа) и вместо ускоренного повышения уровня грунтовых вод используется на повышение урожайности выращиваемых здесь сельхозкультур. Такой дренаж активирует внутрипочвенный сток, проверен и работает; его надо обязательно использовать на лесомелиорированных полях.
7. Противоэрозионные водосбросные гидротехнические сооружения (рисунки 4-6).
Перепады: а - стенка падения; б - шахтный водосброс; в - ступенчатый перепад
Рисунок 4 - Сложные противоэрозионные гидротехнические сооружения водосбросного типа, создаваемые в вершинах крупных действующих оврагов
Рисунок 5 - Сложное противоэрозионное гидротехническое сооружение - сборный лотковый быстроток для закрепления вершин больших действующих оврагов: а) схема сборного лоткового быстротока из раструбных железобетонных тонкостенных (возможны варианты из твёрдого полиэтилена) лотков параболического сечения конструкции В.И. Панова; б) модельный опытный лотковый быстроток
Они пропускают собранные ливневые и талые воды в овраги, не допуская дальнейшего роста оврагов. Применяются они при площади водосбора более 20 га и расчётных расходах 5% обеспеченности более 1 м/сек. В большинстве случаев к водос-
бросным сопрягающим сооружениям паводковые воды подводятся от нескольких вершин оврагов по водонаправляющим валам-канавам.
При проектировании водосбросных сопрягающих сооружений производится привязка типовых
трубчатых и лотковых быстротоков из сборного железобетона (ТП 820-136, ТП 820-208, ТП 820233). Наибольшее распространение получили трубчатые быстротоки. Ниже быстротоков на дне оврагов, где происходят размывы, размещаются донные запруды из каменной наброски или сборного железобетона.
Выполаживание оврагов. Завершающим этапом в комплексном освоении оврагов является их выполаживание и залужение посевом многолетних трав. Выполаживание производится только после строительства противоэрозионных сооружений,
8. Простейшие гидротехнические устройства.
Простейшие гидротехнические устройства широко применялись при борьбе с небольшими промоинами и оврагами, площадь водосборов которых не превышает 3-5 га. К ним относятся разного рода водоотводящие валики, распылители стока, гидротехническое усиление стокорегулирующих лесных полос, временные водосбросы при биозакреплении водотоков, выполаживание с биозакреплением водотоков.
9. Водоотводящие (водонаправляющие) валы и канавы создаются для защиты от повторных размывов выположенных и только что засеянных многолетними травами вершин небольших оврагов и промоин, а также крутосклонных участков, повреждённых многочисленными промоинами, и где проведена их засыпка, коренная мелиорация и хозяйственное освоение (начальная стадия за-лужения, распашка под посев и т.д.). Применение таких водоотводящих устройств связано с последующим рассеиванием отведённого стока на залуженных или облесенных участках склона. Конструкция валов самая разнообразная: от обычных с заложением откосов 1:2-1:4 до валов с широким основанием с заложением откосов 1:5-1:8. В зависимости от рельефа участка продольный уклон вала от направления горизонтали принимается от 0,001 до 0,005. При малых расходах и объёмах стока в условиях хорошего задернения водотока,
исключающих поступление в овраг паводковых вод, выполаживаются овраги глубиной до 12 м при наличии необходимых по ширине межовражных полос. Откосы на всём протяжении выполаживае-мых оврагов и балок срезаются и подсыпаются до заложения 1:5 при суглинистых грунтах и 1:8 при песчаных грунтах. Перед выполаживанием растительный грунт срезается и перемещается во временные кавальеры, затем перемещается на откосы и разравнивается равномерным слоем, после чего производится залужение.
засеянного многолетними травами с участием злаковых, допускается и более крутой уклон.
10. Водорассеивающее устройство. Ложбини-стые склоны благоприятствуют формированию поверхностного стока, его концентрации в потоки и усиленному проявлению эрозионных процессов. Эффективным приемом борьбы с этим явлением служит засыпка промоин с последующей планировкой территории. Эти работы трудоемкие, но перспективные и долгодействующие. Перед засыпкой ложбин верхний растительный слой почвы срезается и хранится в отвалах. После засыпки эта почва перемещается на прежнее место, распределяется ровным слоем и планируется.
11. Распылители стока применяются на склонах с небольшими ложбинами и представляют собой валик высотой 30-60 см, пересекающий под углом ложбину и заканчивающийся выводной бороздой, прорезающий местный водораздел ложбин и обеспечивающий вывод стока из ложбины и его дальнейшее рассосредоточение (распыление) прохождения по стоку. Обычно распылители стока насыпаются под углом 20-30 градусов к горизонталям и имеют вид вала с широким основанием и заложением откосов 1:6-1:10. Располагаются они друг от друга на расстоянии 40-60 метров. Отведенная распылителем вода направляется на участок склона рассеивающего типа, на задернованный или облесённый участок ложбины, где она в
дальнейшем не производит размыва.
12. Временные водосбросы из мягких пленоч-но-тканевых материалов (рисунок 7) устанавливаются на выположенных и обсеянных многолетними травами вершинах оврагов до образования густого травостоя и прочной дернины. Подобно бетонному быстротоку он имеет водоприемную, водосливную и водобойную части. Водоприемная часть представляет собой металлический лист с круглым отверстием в средней части, вдоль кром-
ки которого приварен кольцевой выступ такого же диаметра для крепления с помощью хомута мягкой пленочно-тканевой трубы или лотка (сливной части). Сливная часть изготавливается из мягких пленочно-тканевых материалов в виде трубы или лотка. Объем им придается с помощью каркаса и опор. На конце сливной части с помощью хомутов закрепляется водобойное устройство коробчатого типа из листового материала.
Рисунок 7 - Временные противоэрозионные гидротехнические устройства из плёночно-тканевых армированных материалов и листовой резины: а) плёночный полог-водоток для пропуска весеннего стока в первые 1-2 года после посева; б) лоток-быстроток из мягких плёночно-тканевых материалов, лежащий на земле; в) и г) плёночный мягкий лоток находится в подвешенном положении на специальных опорах
13. Биозакрепление выположенных вершин оврагов - один из наиболее экономичных, долговечных и совершенных способов закрепления водотоков по аналогии с природой. Там, где позволяют природные условия, необходимо возможно шире применять такое закрепление. Но чтобы создать надежно работающий и хорошо задернованный водоток, необходимо на период от посева и до образования прочной дернины обеспечить его защиту от размыва, безопасно пропустить или отвести воду. Для этого следует дополнительно применить временный водосброс.
Другой разновидностью биозакрепления выпо-ложенных вершин оврагов является одерновка русла водотока плитками или лентами нарезанного дерна. Заготовка дерна производится на ближайшем участке выгона с хорошо развитым травостоем и мощной густой дерниной. Нарезку ведут вручную с помощью лопат, плитками размером 0,8x0,3 м и толщиной 8-10 см механизировано с помощью навесной дернорезной скобы на колесном
тракторе. Дернорезной скобой с дисковыми ножами нарезаются ленты шириной 0,3-0,5 м, которые разрубаются на куски длиной 0,5-0,6 м и на металлическом листе транспортируются к выполо-женной вершине оврага. Здесь они укладываются плотно друг к другу и закрепляются кольями. При проведении работ весной после укладки дерна для повышения приживаемости необходимо провести 1-2 полива.
14. Противоэрозионная мелиорация овраж-но-балочных земель (земель присетевого и гидрографического фонда, по А.С. Козменко). Овраж-но-балочные земли являются местом интенсивной эрозии, вызывающей ускоренное заиление водоемов и занос мелкоземов ценных пойменных угодий. На этих землях в целях более эффективного использования под лесные насаждения, лесосады и плантации, под пруды и водохранилища необходимо применять элементы и методы гидромели-оративно-гидротехнического ландшафтного кластера. Борьба с овражной эрозией будет наиболее
эффективной при условии комплексного воздействия лугомелиоративных, лесомелиоративных и гидротехнических мер. По видам перспективного освоения овражно-балочные земли Среднего Поволжья распределяются на три мелиоративных фонда: лугопастбищный, который составляет порядка 30-40 %, лесомелиоративный - 20-30% и гидромелиоративно-гидротехнический (создание каскадов прудов и водохранилищ, водозадержива-ющих валов и противоэрозионных гидротехнических сооружений и др.) - 25-45%.
В лугово-пастбищный фонд для коренного
улучшения следует относить балочные берега крутизной до 10° при расстоянии между ними промоины более 100 м, для поверхностного улучшения - хорошо задерневшие берега балок крутизной до 15о-18о, а также участки крутизной до 10о сложного рельефа и задерневшие днища оврагов и балок. Большие исследования по лесогидромелиорации крутосклонной суходольной гидрографической сети были выполнены на Поволжской АГЛОС, созданы экспериментальные лесные посадки на крутых склонах суходольной гидрографической сети в Волжском районе Самарской области.
Рисунок 7 - Защитно-мелиоративные насаждения из сосны и берёзы, на балочной системе на террасированных кру-
тосклонах суходольной гидрографической сети
По исследованиям А.П. Кузнецова [20] в лесомелиоративный фонд (ЛМФ) следует включать эродированные берега балок, как правило, осве-щённых юго-восточных, южных и юго-западных экспозиций крутизной более 10°; мелкоконтурные межовражные участки балок при расстояниях между разрывами менее 50 м; оползни, овражные откосы со слабо задерневшей поверхностью; не-задерневшие днища и днища в местах создания насаждений - илофильтров; балочные берега, примыкающие к прудам и водоемам, и мокрые откосы водозадерживающих валов. В связи со сложностью рельефа технология освоения лесомелиоративного фонда овражно-балочных земель предусматривает применение различных способов основной подготовки почвы.
В степных условиях сплошная подготовка почвы составляет около 13% и применяется на мелкоконтурных межовражных участках крутизной до 90о, напашное террасирование составляет 35% и применяется на балочных берегах крутизной более 20о, составляют 6% площади. Площадки, устраиваемые механизированным способом, размещают на мелкоконтурных участках крутизной до 21о. Они составляют 18% площади ЛМФ.
На мелкоконтурных балочных берегах круче 21°
и овражных откосах применяется подготовка площадок ручным способом, составляющая 15% площади. Сплошное и пунктирное сполаживание (вы-полаживание) овражных откосов составляет 5%, овражных откосов и мокрых откосов водозадержи-вающих валов без подготовки почвы - 6% и днища для насаждений-илофильтров без подготовки почвы - 2% площади. В лесостепных условиях и на теневых экспозициях степей сплошная подготовка почвы производится по системе раннего пара и состоит из 2-3-кратной обработки пласта дисковыми орудиями типа БДТ-2,2, осенней перепашки без оборота пласта на глубину до 30-35 см. В степи на южной, а в сухой степи на всех экспозициях, подготовка почвы осуществляется по системе однолетнего черного пара. Кроме дисковых орудий здесь можно применять также культиваторы. По окончании парования производится безотвальное рыхление почвы на глубину до 35-40 см. На участках между размывами, где обработка поперёк склона затруднена, она производится вдоль склона или по диагонали. При невозможности прохода трактора вниз вспашка почвы и другие виды механизированных работ производятся подачей агрегата задним ходом к размыву, а затем рабочим ходом вверх по склону.
До начала террасирования с помощью бульдозера производится засыпка промоин глубиной не более 0,5-0,8 м. С помощью геодезических инструментов производится разбивка склона на полосы, ширина которых зависит от крутизны склона и количества рядов на террасе. Напашное террасирование балочных берегов осуществляется по технологии Поволжской АГЛОС 7-8-кратным проходом навесного плуга ПН-4,35 и однократным проходом грейдера Д-20 в агрегате с трактором ДТ-75 К или Т-74. после устройства террас с помощью тер-расёров типа ТР-2А или террасёров с активными рабочими органами производится рыхление полотна 2-кратным проходом плуга ПН-4-35 в агрегате с ДТ-75 К. Во избежание оползневых явлений террасы в условиях лесостепи устраиваются с положительным уклоном полотна, а в степных условиях для удержания и накопления влаги - с отрицательным уклоном в 5-7°.
Для подготовки площадок механизированным способом применяются площадкоделатели, бульдозеры, корчеватели, ямокопатели. Обязательным агротехническим требованием при подготовке площадок в степных и сухостепных условиях является создание с их помощью на лесокультурной площади водоудерживающего микрорельефа в виде заглублённых емкостей. В условиях лесостепи на освещённых экспозициях ямы-шурфы площадью 0,5-1 м2, а на теневых 0,25-0,50 м2, можно готовить с помощью ямокопателя КЯУ-100 с укороченными на 80% длины лопастями бура. На 1 га склона размещают 2000-2500 шурфов. При подготовке почвы корчевателем на 1 га площади размещают около 800 площадок. В степных условиях на всех экспозициях площадки можно готовить бульдозерами методом сдвигания грунта. При подготовке бульдозером Д-686 на тракторе Т-100 площадка 3,6 м2 имеет водоудерживающую емкость около 0,45 м3. На 1 га склона таких площадок требуется 500-550 шт.
Площадки, устраиваемые ручным способом, длинной стороной размещают поперек склона. Размер площадок в лесостепи на теневой экспозиции (северо-западная, северная, северо-восточная) должны равняться 0,25-0,50 м2, а на освещён-ной - 0,50-1,0 м2. В степных условиях для теневых экспозиций рекомендуются площадки размером 1 м2 (0,5x2,0 м), а для освещённых - 2 м2 (1,0x2,0 м). В условиях лесостепи и на теневых экспозициях степи поверхность площадки делается горизонтальной или с положительным уклоном, а в степных условиях - с уклоном 3-5° в сторону нагорной части склона и устройства водозадер-живающего валика по нижней стороне площадки. Такая площадка имеет водозадерживающую емкость около 0,20 м3. В лесостепных условиях на 1 га крутосклона размещают 2000-2500, а в степи 1000-1200 площадок. При облесении овражных откосов подготовку почвы целесообразно проводит в виде микротеррас шириной полотна 0,4-0,5м, размещаемых по горизонталям через 2 м
друг от друга. В перспективе возможна механизация их устройства.
Сплошное выполаживание откосов до тракторо-проходимой крутизны производится на береговых оврагах глубиной до 5 м. Участок сполаживания сверху должен быть защищён водозадерживаю-щим валом. Сплошное выполаживание целесообразно на почвах с лёгким мехсоставом. Пунктирное сполаживание откосов применяется на оврагах с глубиной более 5 м, а также на почвах с тяжёлым механическим составом. Производится оно на ширину ножа бульдозера с оставлением нетронутого промежутка двойной ширины ножа вдоль всего оврага.
Образовавшиеся после сполаживания карьеры распахиваются подачей агрегата с навесным плугом ПН-4-35 задним ходом к бровке оврага и рабочим ходом от оврага. Посадка леса производится по отсыпанному грунту и распаханному дну карьера. В случае пунктирного сполаживания ограждение оврага водозадерживающим валом не обязательно.
Создание насаждений без предварительной подготовки почвы осуществляется методом посева семян или посадки черенков и сеянцев древес-но-кустарниковых пород.
На прибалочных склонах в целях обеспечения лучшего роста и развития многолетних естественных и сеяных трав создают лесные насаждения в виде узких увлажнительных 1-2 рядных кулис. В условиях лесостепи и северной степи кулисы выращивают из 1 ряда кустарников и 1 ряда древесных пород. Расстояние между кулисами не более 80-100 м. В зоне сухой степи на указанных землях применяют кулисы из 1-2 рядов через 50-60 м.
Заключение. Ландшафтный принцип В.В. Докучаева и бассейновый противоэрозионный агролесомелиоративный комплекс А.С. Козменко и их последователей открывает большие возможности поставить современное аграрное природопользование на надёжные основы экологического ландшафтно-синергетического сберегающего его ведения с экономным, биопродуктивным и устойчивым использованием природных и привлечённых ресурсов и условий среды. Сбалансированные разнообразные ландшафтные кластеры существенно расширяют возможности управлять процессами аграрного природопользования. Большие возможности в этом открывает ландшафтный гидромелиоративно-гидротехни-ческий кластер. Его водозадерживающие искусственные объекты (валы, дамбы, плотины, пруды, водохранилища) могут на 100% обеспечить сохранение суммы годовых атмосферных осадков, стекающих с водосборного бассейна, и использовать их для орошения сельскохозяйственных культур. Противоэрозионные гидротехнические объекты этого кластера останавливают разрушение самоорганизованного равнинного рельефа оврагами, размывами и промоинами, локализуют разрушительные процессы смыва почвы.
Литература:
1. Агролесомелиорация. - М.: Лесная промышленность, 1972. - 320 с.
2. Барабанов А.Т. Эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. - Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. - 188 с.
3. Гаршинёв Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация. Экспериментальная оценка, расчёт, проектирование. Волгоград, ВНИАЛМИ, - 2002. - 220 с.
4. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь (1892 г.). - М.: Сельхозгиз, 1936. - 117 с.
5. Журавлёв Г.И. Земляные плотины и водосбросные сооружения. М.: Сельхозгиз. - 1957. - 192 с.
6. Зонн С.В. Наши степи прежде и теперь (через 100 лет после экспедиции В.В. Докучаева) / С.В. Зонн // Почвоведение. - 1992. - № 12. - С. 4-12.
7. Козменко А.С. Основы противоэрозионной мелиорации. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. - Москва, 1954. - 424 с.
8. Козменко А.С. Борьба с эрозией почвы на сельскохозяйственных угодьях. Изд-во с.-х. литературы. М.: 1963. - 208 с.
9. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Государств. изд-во с.-х. литературы. - 1951. - 750 с.
10. Кочетов И.С., Барабанов А. Т., Гаршинев Е.А., Зыков И.Г. и др. Агролесомелиоративное адаптивно-ландшафтное обустройство водосборов / Волгоград: ВНИАЛМИ, 1999. - 84 с.
11. Панов В.И. Синергетическое эрозиоландшафтове-дение (теория и практика самоорганизации гидрологических и эрозионных процессов рельефа и ландшафтов // Защитное лесоразведение в РФ: матер. науч.-практ. конф. г. Волгоград, 17-19 окт. 2011 г. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2011. - С. 231-240.
12. Панов В.И. Быстроток из лотков параболического
сечения для закрепления вершин действующих оврагов / В.И.Панов // Сб. трудов Поволжской АГЛОС: «Эрозия почв, лесоразведение и урожай. Вып. 8.Куйбышев - Куйбышевское кн. изд-во. - 1975. - С. 95-103.
13. Панов В.И. Новое в закреплении вершин действующих оврагов / В.И. Панов// Сб. трудов Поволжской АГЛОС, Выпуск 9. - Куйбышев. Куйбышевское кн. изд-во.
- 1978 - С. 25-37.
14. Панов В.И. Ландшафтный лесной кластер в лан-дшафтно-синергетическом экологическом агроприро-допользовании в засушливом степном поясе России // Научно-агрономической журнал. - 2020. - № 2 (109). -С. 4-12.
15. Проездов П.Н. Противоэрозионные гидротехнические сооружения. Учебное пособие. Саратов: Саратовская с.-х. академия. - 1996. - 196 с.
16. Проектное задание водохранилища на территории экспериментальной базы Поволжской агролесомелиоративной опытной станции Куйбышевской области. Том 1. Пояснительная записка и чертежи. Куйб. Филиал Гипроводхоза. - 1956. - 38 с.
17. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. М.: «Колос». - 1981.
- 199 с.
18. Степанов П.М., Овчаренко И.Х., Захаров П.С. Гидротехнические противоэрозионные сооружения. М.: Колос.
- 1980. - 144 с.
19. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л.: Ги-дрометеоиздат, 1976. - 254 с.
20. Сурмач Г.П., Гаршинёв Е.А., Кузнецов А.П., Панов В.И., Глыбин Т.Г. Рекомендации по созданию комплекса агролесомелиоративных противоэрозионных мероприятий. Волгоград, ВНИАЛМИ - 1973. - 114 с.
21. Сус Н.И. Эрозия почв и борьба с нею. М.: Гос. изд-во с.-х. литературы. - 1949. - 350 с.
22. Типовые проекты гидротехнических сооружений из местных материалов по борьбе с эрозией почв (овра-гообразованием). М.: Агролеспроект. - 1962. - 101 с.
Landscape Irrigation and Hydraulic Engineering (Aquatic) Cluster in the Landscape-Synergetic Agroecological (Conservation) Nature Management of the Arid Steppe Zone of Russia
V.I. Panov, K.G.N., senior researcher, e-mail: aglos163@mail.ru - Volga agroforestry experimental station, Samara region - affiliate of FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia
The article is devoted to the disclosure of the landscape essence of the impact and the nature-transforming role of the vast hydro-reclamation and hydrotechnical cluster (a set of techniques and methods) on the steppe arid natural-geographical zone of Russia environmental factors in the agroecological conservation landscape-synergetic (Dokuchaev's) nature management. The hydro-reclamation and hydrotechnical landscape cluster is an important part of the impact, management and transformation of negative processes and natural phenomena of the steppe arid zone under the landscape-synergetic (Dokuchaev's) agricultural nature management methodology. It has a great impact on the catenary-basin land area hydrological, agroecological and erosion regime, can provide 100% retention of atmospheric precipitation from the catchment basin
and more productive use of the residual local surface runoff. It is the main means of quickly and reliably stopping the growth of existing ravines, increasing the water-absorbing role of flow-regulating forest strips and bio-productive use of the absorbed runoff with the help of forest-reclamation drainage, which allows purposefully managing (in time and space) the catchment area hydrological regime. Together with other landscape clusters (forest, pasture-hayfield, adaptive-agricultural, etc.), it is possible to additionally involve 20-50 mm of moisture in bio-production and increasing the low-water period runoff of the small river due to the retention of spring flood and storm runoff, and to reduce non-productive losses of annual precipitation from catchment area by 110 - 160 mm or more, increase and stabilize the transformed basin agroecolandscape productivity.
Keywords: ponds, water reservoirs, surface runoff, anti-erosion hydrotechnical structures, dehumidificational and humidificational drainage, lesser irrigation, forest-reclamation dehumidificational and humidificational drainage, catchment-basin agricultural landscape
Translation of Russian References:
1. Agrolesomelioracija, Moscow, Lesnaja promyshlenost' Publ., 1972. - 320 p.
2. Barabanov A.T. Erozionno-gidrologicheskaja ocenka vzaimodeistvija prirodnykh i antropogennykh faktorov formirovanija poverkhnostnogo stoka talykh vod i adaptivno-landshaftnoe zemledelie [Erosion-hydrological assessment of the interaction between natural and anthropogenic factors in the surface meltwater runoff formation and adaptive landscape agriculture.], Volgograd, FSC of agroecology RAS Publ., 2017. - 188 p.
3. Garshinjov E.A. Erozionno-gidrologicheskij process i lesomelioracija. Eksperimental'naja ocenka, raschjot, proektirovanie [Erosion-hydrological process and forest reclamation. Experimental evaluation, calculation, engineering], Volgograd, VNIALMI Publ., 2002. - 220 p.
4. Dokuchaev V.V. Nashi stepi prezhde i teper' (1892 g.) [Our steppes before and now (1892)], Moscow-Leningrad, Sel'khozgis Publ., 1936. - 117 p.
5. Zhuravljov G.I. Zemljanye plotiny i vodosbrosnye sooruzhenija [Earthen dams and spillway structures], Moscow, Sel'hozgiz Publ., 1957. - 192 p.
6. Zonn S.V. Nachi stepi prezhde i teper' (cherez 100 let posle jekspedizii V.V. Dokuchaeva) [Our steppes before and now (100 years after the expedition of V. V. Dokuchaev)] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science], 1992, no 12. - pp. 4-12.
7. Kozmenko A.S. Osnovy protivoerozionnoj melioratsii [Fundamentals of anti-erosion reclamation], Moscow, Gosudarstvennoye izdatel'stvo sel'skohozyajstvennoj literatury [State Publishing House of agricultural literature], 1954 - 424 p.
8. Kozmenko A.S. Bor'ba s jeroziej pochvy na sel'sko-xozjajstvennykh ugod'jakh [Combating soil erosion on agricultural land], Moscow, Gosudarstvennoye izdatel'stvo sel'skohozyajstvennoj literatury [State Publishing House of agricultural literature] 1963. - 208 p.
9. Kostjakov A.N. Osnovy melioracii [Basics of land reclamation], Moscow, State publishing house of agricultural literature, 1951. - 750 p.
10. Kochetov I.S., Barabanov A. T., Garshinev YE.A., Zykov I.G. et al. Agrolesomeliorativnoye adaptivno-landshaftnoye obustrojstvo vodosborov [Agroforestry adaptive landscape arrangement of water catchments], Volgograd, 1999. - 84 p.
11. Panov V.I. Sinergeticheskoye eroziolandshaftove deniye (teoriya i praktika samoorganizatsii gidrologicheskih i erozionnyh protsessov rel'yefa i landshaftov) [Synergetic erosiolandscape studies (theory and practice of self-organization of hydrological and erosive processes in relief
and landscapes)] // Zashchitnoye lesorazvedeniye v RF: mater. nauch.-prakt. konf [Protective afforestation in the Russian Federation: materials of the scientific and practical conference], Volgograd, VNIALMI Publ., 2011. - pp. 231-240.
12. Panov V.I. Bystrotok iz lotkov parabolicheskogo sechenija dlja zakreplenija vershin deistvujuwikh ovragov [Fast flow from parabolic cross-section trays for fixing the tops of existing ravines] // Sb. Trudov Povolzhskoi AGLOS: Erozija pochv, lesorazvedenie i urozhaj [Compilation of works of the Volga Agroforestry Experimental Station: «Soil erosion, afforestation and harvest»], Issue 8, Kujbyshev, Kuybyshev Publ., 1975. - pp. 95-103.
13. Panov V.I. Novoye v zakreplenii vershin dejstvuy-ushchih ovragov [New techniques in fixation the tops of existing ravines] // Sb. Trudov Povolzhskoi AGLOS [Compilation of works of the Volga Agroforestry Experimental Station], Issue. 9, Kujbyshev, Kuybyshev Publ., 1978. - pp. 25-37.
14. Panov V.I. Landshaftnyi lesnoj klaster v landshaftno-sinergeticheskom ekologicheskom agroprirodopol'zovanii v zasushlivom stepnom pojase Rossii [Landscape forest cluster in landscape-synergetic ecological agro-nature management in the arid steppe zone of Russia] // Nauchno-agronomicheskij zhurnal [Scientific-agronomic journal], 2020, no 2(109). - pp.4-12.
15. Proezdov P.N. Protivoerozionnye gidrotehnicheskie sooruzhenija. Uchebnoe posobie [Anti-erosion hydro-technical structures. Training manual.], Saratov, Saratov Agricult. Academy Publ., 1996. - 196 p.
16. Proektnoe zadanie vodohxraniliwa na territorii jeksperimental'noj bazy Povolzhskoj agrolesomeliorativnoj opytnoj stanzii Kujbyshevskoj oblasti. Tom 1. Pojasnitel'naja zapiska b chertezhi. Kujb. Filial Giprovodhxoza. - 1956. - 38 s.
17. Rozhkov A.G. Bor'ba s ovragami [Combat against ravines], Moscow, Kolos Publ., 1981. - 199 p.
18. Stepanov P.M., Ovcharenko I.H., Zakharov P.S. Gidrotekhnicheskie protivoerosionnye sooruzhenija [Hydrotechnical anti-erosion structures], Moscow, Kolos Publ., 1980. - 144 p.
19. Surmach G.P. Vodnaja erozija i bor'ba s nej [Water erosion and its control], Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1976. - 254 p.
20. Surmach G.P., Garshinjov E.A., Kuznecov A.P., Panov V.I., Glybin T.G. Rekomendacii po sozdaniju kompleksa agrolesomeliorativnykh protivojerozionnykh meroprijatij [Recommendations for the creation of a complex of agroforestry anti-erosion measures], Volgograd, VNIALMI Publ., 1973. - 114 p.
21. Sus N.I. Erozija pochv i bor'ba s neju [Soil erosion and its control], Moscow, State publishing house of agricultural literature, 1949. - 350 p.
22. Tipovye proekty gidrotekhnicheskikh sooruzhenij iz mestnykh materialov po bor'be s eroziej pochv (ovragoobrazovaniem) [Typical projects of hydrotechnical structures made of local materials to control soil erosion (gully formation)], Moscow, Agrolesproekt Publ., 1962. - 101 p.
Цитирование. Панов В.И. Ландшафтный гидромелиоративно-гидротехнический кластер в ландшафтно-синерге-тическом агроэкологическом природопользовании степного засушливого пояса России // Научно-агрономический журнал. - 2021. - №1(112). - С. 6-18. DOI: 10.34736/FNC.2021.112.1.001.6-18
Авторский вклад. Автор настоящего исследования принимал непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования.
Автор настоящей статьи ознакомился и одобрил представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Citation. Panov V.I. Landscape Irrigation and Hydraulic Engineering (Aquatic) Cluster in the Landscape-Synergetic Agroecological (Conservation) Nature Management of the Arid Steppe Zone of Russia // Scientific Agronomy Journal, 2021. 1(112). 6-18. DOI: 10.34736/FNC.2021.112.1.001.6-18
Author's contribution. Author of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. Author of this paper have read and approved the final version submitted. Conflict of interest. The author declare no conflict of interest.
