МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОВРАГА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МЕЛИОРАТИВНЫХ РАСЧЕТАХ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 626 Бадьин В.В., Смирнов П.А.

Бадьин В.В.

студент магистратуры инженерного факультета Чувашский государственный аграрный университет (г. Чебоксары, Россия)

Смирнов П.А.

кандидат технических наук, доцент кафедры ТТМиК Чувашский государственный аграрный университет (г. Чебоксары, Россия)

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОВРАГА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МЕЛИОРАТИВНЫХ РАСЧЕТАХ

Аннотация: изложены результаты исследования состояния четырех балок с использованием современных информационных технологий, в частности, публичных карт изучаемой местности. Предварительно на изучаемой местности проведен подробный осмотр объектов для представления их границ. Полученные данные (габаритные размеры, фигура, площадь объектов) проверены непосредственно на местности, и результаты показали высокую сходимость. Цель работы - исследование состояния, тенденции и параметров балок и оврагов с целью последующей рекреации. Результаты исследования необходимы для определения объемов работы по рекреации.

Ключевые слова: эрозия, балка, овраг, противоэрозионные мероприятия, объем, площадь.

Овражная эрозия - процесс сосредоточенного(линейного) размыва слабоводостойких пород, сопровождающийся оврагообразованием. Овражная эрозия - это природное крушение, несущее значительный вред, отрицательно влияет на массу отраслей сельского хозяйства: снижение производительности работ машин на склонах, заиливание небольших рек и водоёмов, снижение

1675

продуктивности сельского хозяйство. [1,2]

Прежде, чем приступить к планированию мелиоративных работ,

необходимо определить объем оврага - в этом заключена цель исследования.

Методы определения объема оврагов разной формы. Скорость

распространения овражной эрозии может достигать нескольких метров в год.

Поэтому следует бороться с эрозией оврагов на начальном этапе. Следует

рассчитывать площади и объемы оврагов, чтобы выбирать меры по

сокращению их размеров и динамики развития.

Далее приведём методику расчёта площади и объёма оврагов.

Расчет «молодых» оврагов с ярко определёнными краями и дном: i

Vn = - S X Н - объём пирамиды (1) 2 1

Sp = а X h = а2 X sina = ^ X d1 X d2 - площадь основания ромба (2)

h = а X sin а

В нашем случае: объём оврага примерно можно считать как:

V0 = 1 X Vn = 1 X S X Н = 1 X н{1 X d± X d2^j = 1 X Н X d± X d2 (3)

где: а - сторона ромба, м. h - высота ромба, м. а - меньший угол ромба, град. d1 и d2 - диаметры ромба, м. H - высота пирамиды, м. S - основание пирамиды, м. Vn - объём пирамиды, м3. Vo - объём оврага, м3.

Следовательно, для определения объёма оврага необходимо измерить соответствие (3):

H - длину оврага,

d1 - ширину оврага и d2/2 - глубину оврага, м. на нижнем обрезе.

Это в идеале, но на самом деле овраг на склонах:

угол в - угол склона и одновременно угол внутри склона плотины.

1676

Если овраг возрастной, то он в основании рассматривает пирамиды и/или овал, причём:

- среднего возраста длинного диаметра и в качестве глубины оврага,

- старого оврага - короткий диаметр.

- с основанием круга:

уи = 1 х п х Я2 = 1 х 5Э х Н (4)

п^Я2 - основание для эллипса:

АВ=2а - большая полуось, СБ=2а - малая полуось,

Площадь эллипса: БЭ=пхахЬ

Отсюда:

УЭ = 1-к х БЭ х Н = 1-к х а х Ь х Н (5) Объём средневозрастного оврага и старого:

У0 = 1п х а х Ь х Н, 1п х а х В х Н, —п х АВ х Ь х Н

и 3 ' 6 ' 12

а = АВ/2 - половина ширины оврага, Ь = СБ/2 - глубина оврага, В =2Ь- вертикальная ось оврага.

1677

А

С

В

Рисунок 2 - Модель балки с основанием круга вертикального расположения

Результаты исследований. Были проведены необходимые измерения, записи, фотографии в пределах деревни Яныши Чебоксарского района Чувашской Республики.

Подробно рассмотрены два оврага, по данным измерений которых проведены следующие вычисления объемов и возможной их заполняемости. В общем, проведены измерения четырех оврагов. [3, 4]

В конкретных случаях были рассмотрены два оврага

Размеры первого:

-длина:87м.

-длина уклона:20м.

-угол уклона 45-50 град.

Объем первого оврага равен:

У0 = — х32,16х 19,4 х 87 =4523,204м3 0 12 ' '

Приведём параметры и расчёты оврага Б с подножия Объем второго оврага:

У0 = — х44,5х 40 X 162 =24030м3

и -1 О •>

1 1 1 -х НI — х х й2) = — 6 \2 1 V 12

— х Н х х й

1

2

1678

полупирамиды

Рисунок 4. Овраг А (а) с вершины (деревни Яныши Чебоксарского района Чувашской Республики) с расчётом его объема по формуле с основанием полупирамиды и овраг А с

подножия (б)

1679

Таблица 1. Данные для расчета объема балок.

Объект Общая 2 площадь, м Периметр, м Длина, м Максимальная ширина, м Уов., м3

1-я балка 2162 224 89 45 4523,20

2-я балка 1634 203 86 28 24030,00

3-я балка 1766 211 68 32 3989,33

4-я балка 7357 554 231 80 38500,00

Общая площадь территории 67881 (6,8 га) 1194

Общие выводы. Таким образом, благодаря формулам расчета пирамиды с основанием ромба и круга можно определять объемы оврагов несложной формы. Такие расчеты способствуют более точному прогнозированию и планированию в дальнейшем мелиоративных работ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ивонин В. М., Чырыев Н. С. Противоэрозионные свойства нарушенных рекреацией дерновых почв балок степной зоны // Лесоведение. 2002. № 1. С. 45-51;

2. Рыбакова Н. А. Оценка водоохраной роли агролесомелиоративных насаждений европейской лесостепи // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017. № 5, т. 28. С. 5-20;

3. Смирнов, П. А. Изучение состояния балок и вновь образованного оврага / П. А. Смирнов, В. В. Бадьин // Молодежь и инновации : Материалы XX Всероссийской (национальной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, Чебоксары, 18 марта 2024 года. - Чебоксары: Чувашский государственный аграрный университет, 2024. - С. 313-315. - БЭК ОТСЕЕ;

1680

4. Смирнов, П. А. Сравнение двух каскадных противоэрозионных прудов / П. А. Смирнов, В. В. Бадьин // Молодежь и инновации : Материалы XX Всероссийской (национальной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, Чебоксары, 18 марта 2024 года. - Чебоксары: Чувашский государственный аграрный университет, 2024. - С. 315-317. - EDN AWBVUC

Badin V. V., Smirnov P.A.

Badin V.V.

Chuvash State Agrarian University (Cheboksary, Russia)

Smirnov P.A.

Chuvash State Agrarian University (Cheboksary, Russia)

METHOD OF DETERMINATION GULLY PARAMETERS TO USE IN RECLAMATION CALCULATIONS

Abstract: the results of a study of the condition of four beams using modern information technologies, in particular, public maps of the studied area, are presented. Previously, a detailed inspection of the objects was carried out on the studied area to represent their boundaries. The data obtained (overall dimensions, shape, area of objects) were tested directly on the ground, and the results showed high convergence. The purpose of the work is to study the condition, trends and parameters of gullies and ravines for the purpose of subsequent recreation. The results of the study are necessary to determine the amount of work on recreation.

Keywords: erosion, beam, ravine, anti-erosion measures, volume, area.

1681