Научная статья на тему 'ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ'

ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
26
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ / СКЛОНОВЫЕ ТЕРРАСЫ / БИОПОЗИТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ / ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ / ФАШИНЫ / ГИБКИЕ И ГАБИОННЫЕ ТЮФЯКИ / ОВРАГИ И ПРОМОИНЫ / ГОРНЫЕ ЗОНЫ / ПРОЧНОСТЬ / ГИБКОСТЬ / ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ / ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Курбанов Салигаджи Омарович, Кожоков Мухамед Кадирович

В статье сделано обоснование о сложившейся проблеме эрозии земель горных территорий, отмечена актуальность проблемы борьбы с эрозионными процессами. Дан анализ экологических состояний сельскохозяйственных земель горных зон в регионах Северного Кавказа. Сделан обзор применяемых методов и мероприятий по борьбе с эрозионными процессами. Приведено краткое описание культуры террасного земледелия, возникшего за тысячу лет до нашей эры, и которое обеспечивало противоэрозионную защиту и рациональное использование земель горных зон Дагестана. Из природных материалов разработаны биопозитивные изделия в виде фашин, гибких и габионных тюфяков для возведения противоэрозионных сооружений и креплений. На их основе предложены эффективные конструктивные и технологические решения по восстановлению эродированных участков земель и склоновых террас, защищенных патентами РФ на изобретения и полезные модели. Установлены основные параметры и условия, обеспечивающие повышение технологичности строительства, экологической эффективности и эксплуатационной надежности противоэрозионных сооружений и креплений из природных материалов. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности биопозитивных конструкций противоэрозионных и защитных сооружений. Определены основные свойства предлагаемых биопозитивных конструкций противоэрозионных сооружений, обеспечивающие гибкость и прочность, водопроницаемость, экологичность, экономичность и быстрота возведения сооружений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Курбанов Салигаджи Омарович, Кожоков Мухамед Кадирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES AND RECLAMATION OF ERODED AND DEGRADED MOUNTAIN AREAS

In the article it is given the foundation of the current problem of erosion of mountain land areas and noted urgency problem of combating erosion processes. It was given the analysis of environmental conditions of agricultural land in mountain areas of the North Caucasian regions. It was made the review of methods and measures to combat erosion processes. It was done a brief description of terrace farming culture which had appeared for thousands of years BC, and which was provided erosion protection and rational use of land of mountain areas of Dagestan. Of natural materials designed bio-positive products in the form of fascines, flexible and gabion mattresses for the construction of erosion control structures and fixtures. On their basis it was proposed the efficient design and technological solutions for rebuilding the eroded land areas and sloping terraces, protected by Russian patents for inventions and utility models. The basic parameters and conditions that ensure the improvement of technological and automates construction, eco-efficiency and operational reliability of anti-erosion structures and fixtures made of natural materials. It was achieved techno-economic evaluation of the effectiveness of bio-positive designs of anti-erosion and protective constructions. It was determined the main properties of the proposed bio-positive, erosive control of constructions that provide flexibility and strength, water permeability, environmental friendliness, efficiency and the velocity of erection of structures.

Текст научной работы на тему «ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ»

УДК 556.53:627.51

Курбанов С. О., Кожоков М. К.

Kurbanov S. O., Kozhokov M. K.

ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES AND RECLAMATION OF ERODED AND DEGRADED MOUNTAIN AREAS

В статье сделано обоснование о сложившейся проблеме эрозии земель горных территорий, отмечена актуальность проблемы борьбы с эрозионными процессами. Дан анализ экологических состояний сельскохозяйственных земель горных зон в регионах Северного Кавказа. Сделан обзор применяемых методов и мероприятий по борьбе с эрозионными процессами. Приведено краткое описание культуры террасного земледелия, возникшего за тысячу лет до нашей эры, и которое обеспечивало противоэрозионную защиту и рациональное использование земель горных зон Дагестана.

Из природных материалов разработаны биопозитивные изделия в виде фашин, гибких и габионных тюфяков для возведения противо-эрозионных сооружений и креплений. На их основе предложены эффективные конструктивные и технологические решения по восстановлению эродированных участков земель и склоновых террас, защищенных патентами РФ на изобретения и полезные модели.

Установлены основные параметры и условия, обеспечивающие повышение технологичности строительства, экологической эффективности и эксплуатационной надежности противоэрозионных сооружений и креплений из природных материалов. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности биопозитивных конструкций противоэрозион-ных и защитных сооружений. Определены основные свойства предлагаемых биопозитивных конструкций противоэрозионных сооружений, обеспечивающие гибкость и прочность, водопроницаемость, экологичность, экономичность и быстрота возведения сооружений.

Ключевые слова: эрозионные процессы, склоновые террасы, биопозитивные конструкции, противоэрозионные мероприятия, фашины, гибкие и габионные тюфяки, овраги и промоины, горные зоны, прочность, гибкость, экологическая безопасность, эксплуатационная надежность.

In the article it is given the foundation of the current problem of erosion of mountain land areas and noted urgency problem of combating erosion processes. It was given the analysis of environmental conditions of agricultural land in mountain areas of the North Caucasian regions. It was made the review of methods and measures to combat erosion processes. It was done a brief description of terrace farming culture which had appeared for thousands of years BC, and which was provided erosion protection and rational use of land of mountain areas of Dagestan.

Of natural materials designed bio-positive products in the form of fascines, flexible and gabion mattresses for the construction of erosion control structures and fixtures. On their basis it was proposed the efficient design and technological solutions for rebuilding the eroded land areas and sloping terraces, protected by Russian patents for inventions and utility models.

The basic parameters and conditions that ensure the improvement of technological and automates construction, eco-efficiency and operational reliability of anti-erosion structures and fixtures made of natural materials. It was achieved techno-economic evaluation of the effectiveness of biopositive designs of anti-erosion and protective constructions. It was determined the main properties of the proposed bio-positive, erosive control of constructions that provide flexibility and strength, water permeability, environmental friendliness, efficiency and the velocity of erection of structures.

Key words: erosion, and slope terraces, biodegradable structures, anti-erosion measures, fascines, flexible and gabion mattresses, ravines and gullies, the mountain zone, strength, flexibility, environmental safety, operational reliability.

Курбанов Салигаджи Омарович -

кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции и сооружения», ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова», г. Нальчик

Кожоков Мухамед Кадирович -

доктор биологических наук, профессор кафедры ветеринарной медицины, ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова», г. Нальчик E-mail: muchkog@yandex.ru

Kurbanov Saligadji Omarovich -

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the department of building constructions and facilities, FSBEI HE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V. M. Ko-kov», Nalchik

Kozhokov Mukhamed Kadirovich -

Doctor of Biological Sciences, Professor of the department of veterinary medicine, FSBEI HE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V. M. Kokov», Nalchik E-mail: muchkog@yandex.ru

Введение. Актуальной проблемой на протяжении многих лет является борьба с эрозионными процессами, протекающими на горных склонах и сельскохозяйственных угодьях. В борьбе за сохранение плодородия и восстановления земель сельскохозяйственного назначения тратится неограниченное количество денежных ресурсов. А что касается склоновых земель, где площадь эродированных земель достигает до 40% и более, не проводятся противоэрозионные мероприятия, что приводит к образованию глубоких оврагов и промоин под воздействием ливневых и талых вод [1, 3, 5].

В настоящее время в Российской Федерации водной эрозии подвержены 30% площади сельскохозяйственных угодий. На Юге России, особенно на Северном Кавказе, наблюдаются интенсивные эрозионные процессы на прибрежных и на склоновых землях горных и предгорных зон. Наибольший ущерб народному хозяйству и экосистеме региона приносит водная эрозия, размывая плодородные земли и разрушая почвенный слой. При этом в последние годы, в основном, проводятся противоэрозионные мероприятия только на прибрежных зонах, а что касается склоновых земель, где площадь эродированных земель достигает до 30% и более, можно сказать, вообще не ведется борьба с эрозией почв, а также с образованием оврагов и промоин.

Ход исследования. Наибольший урон продуктивности земель наносят процессы водной эрозии, особенно в зонах, где они проявляются совместно с ветровой. Водной и ветровой эрозии подвержены в большей степени пахотные земли горных территорий регионов (КБР, РСО, ЧР, ИР и Дагестана)

Северного Кавказа, там общее количество эродированных сельхозугодий достигает 60% и более.

В борьбе с эрозией различают три основных противоэрозионных мероприятия: агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические.

Существующие противоэрозионные мероприятия в большей части оказываются неэффективными для восстановления глубоких оврагов, склоновых террас и промоин. Применяемые в настоящее время конструкции противоэрозионных сооружений нуждаются в совершенствовании и адаптировании к природной среде, а также в разработке природоохранных технологий их возведения.

Цель работы заключалась в исследовании и обосновании эффективности биопозитивных технологий восстановления эродированных и нарушенных участков земель в горных зонах.

На Кавказе культура террасного земледелия, возникшая за тысячу лет до нашей эры, обеспечивала противоэрозионную защиту и рациональное использование земель горных зон вплоть до средины прошлого века [2, 4, 8]. Особенно сильно развито было террасное земледелие в Дагестане. Старший научный сотрудник лаборатории гидрогеологии и геоэкологии Института геологии ДНЦ РАН, И.А. Идрисов, занимающийся изучением культуры террасного земледелия в Дагестане, отмечает: «Дагестан был и остается одним из мировых центров террасного земледелия, причем в классической форме, и стоит в одном ряду с такими регионами, как Перу, Боливия, Филиппины, Вьетнам, Китай, Индонезия и др. В Дагестане террасы разбивались на высотах от

400 до 2,5 тысячи метров. Общая же площадь террасного земледелия в Дагестане составляет 1,5 тысячи кв. километров, это 150 тысяч гектаров созданной руками человека земли! В 1936 году академик Н. Вавилов писал: «В Дагестане можно видеть интенсивную террасную культуру, идеальную для культуры рельефа гор, максимальное использование каждой пяди земли для земледелия. Можно учиться умению рационально эксплуатировать каждый клочок ценной земли»».

Однако, считаем необходимым отметить, что в последние 50 лет в основном утеряны технологии и культура террасного земледелия. При этом более 70% террасных земель не обрабатываются, превратились в пастбищные земли, частично их используют только для разведения садов. Небольшие террасы, возведенные вручную когда-то, разрушаются под копытами крупного и мелкого скота (интенсивно развивается пастбищная эрозия) и под воздействием водной и ветровой эрозии.

В настоящее время восстановление старых технологий, возведение вручную террас не представляется возможным. Для этого требуются новые подходы, материалы и технологии, которые обеспечивали бы защиту и сохранение природной среды от эрозионных процессов и антропогенного воздействия [8, 9].

Результаты исследования. Проведенный нами анализ эрозионных явлений на Юге России показал, что в последние годы интенсивность эрозионных процессов возросла в два раза. Особенно эти явления наглядно проявляются на горных и высокогорных склоновых землях рекреационных и охраняемых территорий. В зоне воздействия эрозионных процессов находится практически вся инфраструктура горных зон.

В связи с этим, проблема обеспечения восстановления и защиты эродированных участков земель становится актуальной для всех регионов Юга России. При этом с учетом современных экологических требований, применяемые типы и конструкции противоэрози-онных сооружений и технологии их строительства должны быть биопозитивными, не вносящими помех в природную среду. Они должны функционировать как биоинженерные системы, которые работают как защитные сооружения и крепления, как дренажи, обеспечивающие безопасный прием и отвод профильтровавшей воды, и как армогрунто-

вые конструкции, обеспечивающие совместную работу сооружений и грунтового массива. Одновременно эти системы должны быть природоподобны, создающие благоприятные условия для прорастания трав и кустарников. Таким образом, обосновывается необходимость создания и применения противоэрози-онных сооружений и креплений биопозитивной конструкции, а также технологии их возведения.

Курбановым С.О. сконструированы и подготовлены основные технические решения по выпуску сборных изделий, используемых для изготовления биопозитивных сооружений и креплений [7, 8]. На рис. 1. приведены схемы биопозитивных изделий из местных материалов. Легкая и тяжелая фашины из сухого камыша, растительного грунта, геосетки и проволоки а и б; гибкие тюфяки в и г; габионный тюфяк с армирующими грунт сеткой из стек-лопластиковых материалов д; мешки из геосетки, заполненные грунтом е. Использование сборных изделий обеспечивает повышение безопасности и надежности работы противо-эрозионных сооружений и креплений, а также восстановление природной среды. Предлагаемые технические решения могут быть широко использованы не только для восстановления эродированных и нарушенных земель, но и для защиты от паводков, оползней, лавин и других экзогенных процессов, а также для природоохранного обустройства прилегающих территорий.

На основе этих изделий разработан ряд новых технических и технологических решений по инженерной защите территорий от природных экзогенных процессов, защищенных патентами на изобретения [10, 11, ... 21]. Ниже приводятся несколько таких решений, которые могут быть с высокой эффективностью использованы для восстановления и защиты склоновых террас и эродированных участков земель.

Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции для восстановления небольших оврагов и промоин [12, 13]. На рис. 2. изображено поперечное сечение и план противоэрозионного сооружения. Противоэрозионное сооружение состоит из тяжелых и легких фашин биопозитивной конструкции, уложенных комбинированно в овраге от линии размыва 1 до уровня задернованной поверхности земли 2.

а)

г)

д)

е)

Рисунок 1 - Изделия из местных материалов для изготовления биопозитивных противоэрозионных сооружений и креплений

Тяжелые фашины 3 выполнены из грунтового заполнителя и гибких оболочек, при этом заполнитель изготовлен из мешков 4, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников, а оболочка тяжелых фашин - из плотного слоя легких фашин 5 и гибкой габионной сетки 6, обтянутой вокруг слоя легких фашин 5. В местах перевязки тяжелых фашин 3 предусмотрены монтажные петли 7. В овраге на определенном расстоянии друг от друга по линии поперечных сечений устроены донные пороги 8 из плотных рядов горизонтально уложенных тяжелых фашин 3. Вдоль прибрежных зон оврага выше верха границ донных полос 8 на левом и правом берегу преду-

смотрены откосные крепления 9 из рядов легких фашин 5, уложенных параллельными рядами по направлению потока воды, и под га-бионную сетку. Откосные крепления 9 по верхней линии фашинных рядов прибиты к поверхности земли с помощью кольев 10.

Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции работает следующим образом. Основные гидродинамические нагрузки поверхностного стока воды воспринимают донные пороги 8 из тяжелых фашин 3 и равномерно распределяют по всему сечению оврага из-за гибкости конструкции.

При этом происходит частичное гашение

избыточной энергии стока воды, а между порогами 8 - резкое падение продольных скоростей стока, тем самым предотвращается возможный размыв дна оврага. Кроме того, из-за водопроницаемости тяжелых фашин 3 и легких фашин 5, и гибкости их конструкции, предотвращают возможные фильтрационные деформации (контактный размыв) грунтов основания. Происходит заиление в промежутках между донными порогами 8 и зарастание самого сооружения и всей эродированной поверхности оврага.

Подпорные стенки биопозитивной конструкции для восстановления террас [14, 15]. На рисунке 3 показаны подпорные стенки биопозитивной конструкции.

Подпорные стенки состоят из двух ступеней 1 и 2, выполненных из тяжелых фашин 3 и габионных тюфяков 4, сложенных послойно. Причем в основание первой ступени 1 и вдоль откоса уложены горизонтально в два ряда тяжелые фашины 3, сверху рядов тяжелых фашин и нормально к ним сложены в плотный ряд габионные тюфяки 4, которые образуют площадку первой ступени 1. Вторая ступень 2 подпорных стенок сложена из одного ряда тяжелых фашин 3 и одного ряда габионных тюфяков 4, образующих верхнюю площадку второй ступени. При этом тяжелые фашины 3 изготовлены диаметром 0,5-0,7 м и длиной 2-2,5 м из грунтового заполнителя и гибких оболочек, заполнитель выполнен из мешков, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников с развитой корневой системой. А оболочка тяжелых фашин - из плотных слоев сухого камыша и гибкой габионной сетки, обтянутой вокруг слоев камыша. А габион-ные тюфяки выполнены из легких фашин и

Рисунок 2 - Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции

Рисунок 3 - Подпорные стенки биопозитивной конструкции

перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку. Сверху второй ступени 2 на откосе предусмотрено крепление из габионных тю-

фяков, заполнитель которых выполнен из плотных рядов легких фашин и перфорированных полимерных труб. Изобретение позволяет снизить материальные затраты на строительство и способствует восстановлению террас и нарушенных участков склоновых земель.

Устройство для защиты и крепления эродированных участков склоновых земель. Для восстановления небольших террас и промоин на горных склонах предлагается и другое более упрощённое устройство, разработанное в виде полезной модели - устройство для защиты и крепления эродированных участков склоновых земель. Полезная модель относится к гидротехническому и природоохранному строительству.

Сущность устройства для защиты и восстановления эродированных участков склоновых земель, поясняется чертежами на рисунке 4, где на фиг. 1 изображено сечение устройства по линии уклона крепления; на фиг. 2 -план участка крепления. Устройство содержит гибкие цилиндрические тюфяки 1, выполненные из легких фашин 2 и перфорированных труб 3, завернутых в геосетку 4. Гибкие тюфяки 1 уложены параллельными рядами вдоль эродированного участка склона с углублением в землю и на определенном расстоянии друг от друга. А в промежутки между гибкими тюфяками плотными рядами по всей площади уложены легкие фашины 2. Сверху рядов гибких тюфяков 1 и легких фашин 2 по всей

площади крепления с частичным охватом и задернованной поверхности земли, обтянутой габионной или полимерной сеткой 5, местами прикрепленной к поверхности земли с помощью металлических или стеклопластиковых кольев 6. Устройство для защиты и крепления эродированных участков склоновых земель особенно эффективно в условиях труднодоступных горных и предгорных рекреационных и охраняемых зон. Для восстановления террас также могут быть эффективно использованы подпорные стенки армогрунтовой конструкции, разработанные авторами с использованием габионных тюфяков с армирующей грунтовой массив сеткой (рис. 1 д).

Рисунок 4 - Устройство для защиты и крепления эродированных участков склоновых земель

Для восстановления террас также могут быть эффективно использованы подпорные стенки армогрунтовой конструкции, разработанные авторами с использованием габион-ных тюфяков с армирующей грунтовый массив сеткой (рис. 1 д). Подпорная стенка выполнена из ступенчато уложенных габионных тюфяков с дренажными устройствами и гибкими армирующими грунтовый массив сетками из стеклопластиковых материалов. Га-бионные тюфяки выполнены длиной 2-2,5 м, шириной 1,0-1,5 м и высотой 0,5-0,7 м из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку, к которой по основанию тюфяков и по всей их длине прикреплены

гибкие армирующие сетки из стеклопласти-ковых материалов, шириной в 2 и более раз больше ширины тюфяков. При этом гибкие армирующие сетки габионнных тюфяков ступенчато врезаны в обрушаемый грунтовый массив откоса по всей его высоте, так, чтобы глубина врезов доходила до устойчивых грунтов за пределы линии возможного обрушения земляного массива откоса. Таким образом обеспечивается восстановления террас и промоин на горных склонах.

Противоэрозионное сооружение для восстановления глубоких оврагов [20, 21].

На рисунке 5 приведены схемы противо-эрозионного сооружения, где на фиг. 1. изображено сечение по продольной оси ступен-

чатого противоэрозионного сооружения; на фиг. 2 - тоже самое в плане; на фиг. 3. показано поперечное сечение сооружения. Противо-эрозионное сооружение состоит из ступенчатого перепада, выполненного из арматурного каркаса 1, рядов тяжелых фашин 2, уложенных послойно внутри каркаса 1. Нумерация ступеней принята, начиная с концевой части с возрастанием номеров против течения. И каждая ступень имеет свой решетчатый каркас, и все эти каркасы взаимосвязаны, имеют общие промежуточные решетчатые стенки 3 и образуют общий каркас 1. Арматурный каркас 4 первой ступени состоит из донной решетки 5, боковых и торцевых решеток 6, и поверхностной решетки 7. При этом донная решетка первой ступени 5 продолжена до основания второй ступени и арматурный каркас второй ступени 8 совмещен с каркасом первой ступени 4 через промежуточную стенку 3. Точно также с совмещением устроен каркас следующей ступени, таким образом, построен общий арматурный каркас 1 ступенчатого перепада. В каркас 4 первой ступени устроен только один слой тяжелых фашин 9, уложенных в поперек русла и перекрытых сверху решеткой 7. В основание каркаса второй ступени 8 в продолжение слоя 9 устроен также горизонтальный ряд тяжелых фашин 10. Второй и последующие ряды тяжелых фашин 11 уложены нормально к рядам предыдущих слоев второй и последующих ступеней. Самый верхний ряд тяжелых фашин 12 каждой ступени уложен поперек направления поверхностного стока воды и с продолжением до рядов тяжелых фашин 10 в основании следующей ступени. Вдоль стенок каждой ступени (справа и слева по направлению стока воды) вне арматурного каркаса 1 уложены ступенчато вертикальные ряды тяжелых фашин 13, плотно связанными с соответствующими рядами тяжелых фашин каждой ступени. Тяжелые фашины 2 выполнены из грунтового заполнителя и гибких оболочек, при этом заполнитель изготовлен из мешков, заполненных плодородным грунтом с добавлением семян многолетних трав и кустарников, а оболочка тяжелых фашин - из плотных слоев сухого камыша и гибкой габионной сетки. За первой ступенью в концевой части в качестве рисбермы по линии естественного уклона и в поперек направления потока воды предусмот-

рены не менее трех рядов тяжелых фашин 14, связанными между собой и прикрепленными к арматурному каркасу 4 первой ступени. Вдоль прибрежных откосов выше ступеней и за вертикальными боковыми стенками из тяжелых фашин 13 сооружения устроены гибкие тюфяки 15, состоящие из легких фашин 16, уложенных параллельными рядами в один слой до уровня высоких вод, обтянутых сверху габионной сеткой, прикрепленной к откосам и арматурному каркасу 1 ступеней. Откосные крепления из гибких тюфяков 15 по верхней линии фашинных рядов прибиты к поверхности земли с помощью кольев 17.

Количество ступеней и их размеры принимают в зависимости от геоморфологических условий оврага и гидрологических характеристик максимального поверхностного стока воды. В любом случае количество ступеней должно быть не менее двух, и количество рядов тяжелых фашин в одной ступени - не менее трех, не считая первой ступени, где укладывают только один слой тяжелых фашин.

Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции наиболее эффективно может быть использовано на горных и предгорных участках охраняемых территорий, а также на прибрежных зонах рек и водоемов, для ускоренного восстановления глубоких оврагов и промоин.

Использование камыша в тяжелых и легких фашинах во всех этих конструкциях обеспечивают не только водопроницаемость и гибкость конструкции, но и способствует сохранению влаги в теле сооружения в течение длительного времени, что создает хорошие условия для прорастания трав и кустарников на дне оврага и на береговых откосах. Со временем все крепление из тяжелых и легких фашин полностью зарастет травой и кустарниками, и через несколько лет все сооружение превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь. Таким образом, создается слой дерновки, устойчивый к возможным эрозионным процессам. При этом очень важно не только озеленить поверхность нарушенных участков, но и создать условия для того, чтобы растения на них прижились. Наиболее эффективными средствами для этого служат геосетки, габионные сетки и другие полимерные изделия.

Рисунок 5 - Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции для восстановления оврагов

Основными свойствами предлагаемых биопозитивных конструкций противоэрози-онных сооружений являются гибкость, прочность, водопроницаемость, долговечность,

экологичность, экономичность и быстрота возведения.

• Гибкость и прочность. Биопозитивным изделиям из местных материалов присуща гибкость. Металлическая сетка двойного кру-

чения позволяет противостоять любому типу нагрузок без разрыва. Гибкие тюфяки поглощают возможные осадки грунта без разрушения самого сооружения. Даже сильный эрозионный размыв грунта в основании гибкого сооружения приводит, чаще всего, лишь к незначительным деформациям конструкции, не вызывающим потери прочности и разрушения сооружения. Высокая прочность и устойчивость креплений обусловлена не только качествами сетки двойного кручения, но и качеством природного материала - сухого камыша, который работает без разложения до 12 лет и более. Прочное соединение каждого габиона с соседними при помощи оцинкованной проволоки превращает конструкции в монолитные сооружения.

• Водопроницаемость. Гибкие и габион-ные тюфяки обладают высокой водопроницаемостью, что исключает возникновение гидростатических нагрузок. Высокие дренажные свойства также позволяют предотвратить возможные фильтрационные деформации подстилающих грунтов.

• Экологичность. Эффективность биопозитивных конструкций с годами возрастает, так как со временем происходит ускоренное зарастание сооружений травой и кустарниками, благодаря мелиоративной роли легких и тяжелых фашин. Они долгое время сохраняют влагу и благоприятствуют со временем восстановлению состояния естественного равновесия в зоне их возведения.

• Экономичность. Для восстановления оврагов, карьеров и склонов традиционно используются габионные конструкции. Преимуществом предлагаемых биопозитивных изделий перед габионами является то, что материальные затраты по доставке материалов и их укладке в составе сооружений в два и более раз меньше. Также нет необходимости использования специальных технологических устройств. При изготовлении габионных конструкций основная доля материалов - это камень специальной фракции, который, будучи тяжелым материалом, и на месте его, как правило, не бывает, и технология его укладки сложная, поэтому материальные затраты значительно возрастают по сравнению биопозитивными изделиями и сооружениями.

• Быстрота возведения. Биопозитивные изделия из местных материаов: легкие и тяжелые фашины, гибкие и габионные тюфяки

легко изготавливаются и доставляются к месту укладки. При этом тяжелые фашины изготавливаются на месте укладки. Все эти изделия легко укладываются вручную, без применения строительной техники. Особенно это важно для горных труднодоступных зон.

Область применения: МСХ, природообу-стройство, агроэкология.

Выводы:

1. По результатам аналитических исследований и анализа опыта строительства проти-воэрозионных сооружений, применяемых на Юге России и Северном Кавказе, разработаны конструктивные и технологические решения по строительству противоэрозионных сооружений биопозитивной конструкции; по этим новым техническим решениям получены 12 патентов на изобретения и полезные модели.

2. Использование предлагаемых технических решений обеспечивает снижение материальных затрат на строительство и срока возведения противоэрозионных сооружений и креплений в наиболее труднодоступных местах горных и высокогорных зон. Конструирование и ускоренный монтаж всех этих сооружений и креплений достигается, в основном, за счет сборных изделий (фашин, тюфяков и др.), которые легко компонуются и соединяются между собой. Они легки и гибки, и вручную их можно монтировать. При этом надежность и безопасность работ сооружений и креплений повышаются, одновременно обеспечивается и восстановление зеленых террас. В этих сборных изделиях, в основном, используется местный материал (камыш, хворост, камень, гравий, растительный грунт), который способствует сохранению влаги и прорастанию трав и кустарников в теле сооружений, между ними и на поверхности. Со временем эти объекты превращаются в биопозитивные инженерные сооружения, которые не препятствуют круговороту веществ и энергии, помогают развитию природы и включаются в экосистему территорий, воспринимаются природой как родственные ей элементы. Материалоемкость этих сооружений более чем в 2 раза меньше по сравнению с широко применяемыми в нашем регионе габионными конструкциями.

Литература

1. Арманд Д.Л. Антропогенные эрозионные процессы // Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней. М.: Наука, 2009. 411 с.

2. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М.-Р. Почвы Дагестана, геоэкологические проблемы их охраны и рационального использования / Юг России: экология, развитие. 2008. № 2. С. 101-107.

3. Бондарев В.П. Геоморфологический анализ и прогноз оврагообразования. М.: МГУ, 2010. 433 с.

4. Бясов К.Х. Совершенствование методов защиты почв от эрозии в горных и предгорных зонах центральной части северного Кавказа: автореф. доктор. дис. Ставрополь, 1992. 33 с.

5. Веретенникова М.В. Механизм овражной эрозии и динамика русловых форм // Геоморфология. М.: Престиж, 2011. 519 с.

6. Габионные конструкции противоэрози-онных сооружений ВСН-АПК 2.30.05.001-03. М., 2003.

7. Курбанов С.О., Созаев А.А. Проблемы инженерной защиты и природоохранного обустройства прибрежных урбанизированных зон малых рек на Юге России // Электронный журнал КубГАУ. Технические науки № 118 (04), апрель 2014 г.

8. Курбанов С.О., Волосухин В.А., Дударова Ф.Т. Основы экологического мониторинга прибрежных урбанизированных зон малых рек // Вестник Донского государственного аграрного университета. 2015. № 2-2 (16). С. 103-112.

9. Хаширова Т.Ю. Охрана горных и предгорных ландшафтов управлением твердого стока. Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2007. 220 с.

10. Патент на изобретение № 2369687. Способ изготовления тяжелых фашин биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Курбанов К. С. от 10.10. 2009 г

11. Патент на изобретение № 2399718 Откосное крепление из фашин биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Курбанов К.С. Бюл. №28 от 20.09.2010 г.

12. Патент на изобретение № 2449078 Е02 В 3/00 Способ возведения противоэрозионно-го сооружения биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Созаев А.А., Шахмур-зов М.М. Бюл. №12 от 2012 г.

References

1. Armand D.L. Antropogennye erozionnye processy // Selskohozyajstvennaya eroziya i borba s nej. M.: Nauka, 2009. 411 s.

2. BalamirzoevM.A., MirzoevE.M.-R. Poch-vy Dagestana, geoekologicheskie problemy ih ohrany i racionalnogo ispolzovaniya / Yug Ros-sii: ekologiya, razvitie. 2008. № 2. S. 101-107.

3. Bondarev V.P. Geomorfologicheskij analiz i prognoz ovragoobrazovaniya. M.: MGU, 2010. 433 s.

4. Byasov K.H. Sovershenstvovanie metodov zaschity pochv ot erozii v gornyh i predgornyh zonah centralnoj chasti severnogo Kavkaza: av-toref. doktor. dis. Stavropol, 1992. 33 s.

5. Veretennikova M.V. Mehanizm ovrazhnoj erozii i dinamika ruslovyh form // Geomorfolo-giya. M.: Prestizh, 2011. 519 s.

6. Gabionnye konstrukcii protivoerozionnyh sooruzhenij VSN-APK 2.30.05.001-03. M., 2003.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Kurbanov S.O., Sozaev A.A. Problemy in-zhenernoj zaschity i prirodookhrannogo obus-trojstva pribrezhnyh urbanizirovannyh zon malyh rek na Yuge Rossii / Elektronnyj zhurnal KubGAU, Tekhnicheskie nauki N118(04), aprel 2014 g.

8. Kurbanov S.O., Volosuhin V.A., Dudaro-va F. T. Osnovy ekologicheskogo monitoringa pribrezhnyh urbanizirovannyh zon malyh rek / Vestnik Donskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 2-2 (16). S. 103-112.

9. Hashirova T. Yu. Ohrana gornyh i predgor-nyh landshaftov upravleniem tverdogo stoka. Nalchik: Poligrafservis i T, 2007. 220 s.

10. Patent na izobretenie № 2369687. Sposob izgotovleniya tyazhelyh fashin biopozitivnoj konstrukcii / avt. Kurbanov S.O., Kurbanov K.S. ot 10.10. 2009 g

11. Patent na izobretenie № 2399718 Otkos-noe kreplenie iz fashin biopozitivnoj konstrukcii / avt. Kurbanov S.O., Kurbanov K.S. Byul. № 28 ot 20.09.2010 g.

12. Patent na izobretenie № 2449078 E02 V 3/00 Sposob vozvedeniya protivoerozionnogo sooruzheniya biopozitivnoj konstrukcii / avt. Kurbanov S.O., Sozaev A.A., Shahmurzov M.M. Byul. № 12 ot 2012 g.

13. Патент на изобретение № 2451129 Е02 В 3/12 Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Курбанов К.С. Бюл. №17 от 2012 г.

14. Патент на изобретение № 2399717 Подпорная стенка биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Курбанов К.С. Бюл. №26 от 20.09.2010 г.

15. Патент на изобретение №2449081 Е02 В 3/12 Способ возведения подпорной стенки биопозитивной конструкции / авт. Курба-нов С.О., Созаев А.А. Бюл. №12 от 10.01. 2012 г.

16. Патент на изобретение № 2456404 Е02 В 3/12 Откосное крепление биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Дударова Ф.Т. Бюл. №17 от 2012 г.

17. Патент на изобретение № 2351708 Е02В 3/12 Способ возведения откосного крепления биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Дударова Ф.Т. от 2009 г.

18. Патент на изобретение № 2451130 Е02 В 3/12 Запруда биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Курбанов К.С., Миша-ев Т.Р. Бюл. №17 от 20.05.2012г.

19. Патент на изобретение № 2449079 Е02 В 3/00 Полузапруда биопозитивной конструкции / авт. Курбанов С.О., Кожоков М.К., Дударова Ф.Т. от 02.07.2010 г.

20. Патент на изобретение РФ № 2565264 Е02 В 3/00 Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции для восстановления оврагов / Курбанов С.О., Апажев А.К., Срухова Ф.А. от 10.10. 2015г.

21. Патент на изобретение РФ № 2565258 Е02 В 3/00 Способ возведения противоэрози-онного сооружения биопозитивной конструкции для восстановления оврагов / Курба-нов С.О., Срухова Ф.А. от 20.10. 2015г.

13. Ра1еп1 па ¡2оЬге1еше № 2451129 Е02 V 3/12 РгойуоеИголоппое 8оогагИеше Ыоро2Шу-noj кошйиксп / аУ. Kurbanov S.O., Kurba-nov Вуи1. № 17 о! 2012 g.

14. Ра!еп! па ¡2оЬге1еше № 2399717 Роёрог-пауа 81епка biopozitivnoj комйиксп / аУ. ^г-banov S.O., Kurbanov K.S. Вуи1. № 26 о! 20.09.2010 ^

15. Ра!еп! па izobгetenie № 2449081 Е02 V 3/12 8ро8оЬ vozvedeniya роёро1^ 8!епЫ Ыо-pozitivnoj комйиксп / аУ. Kurbanov S.O., So-zaevАЛ. Вуи1. № 12 о! 10.01. 2012 g.

16. Ра!еп па izobгetenie № 2456404 Е02 V 3/12 Otkosnoe кгер1еше biopozitivnoj комйик-си / аУ. Kurbanov S.O., Dudarova F.T. Вуи1. № 17 о!2012 &

17. Patent па izobгetenie № 2351708 E02V 3/12 Sposob vozvedeniya otkosnogo кгер1ешуа biopozitivnoj кош^иксп / аУ. Kurbanov S.O., Dudarova F. T. О! 2009 g.

18. Patent па izobгetenie № 2451130 Е02 V 3/12 2аргиёа biopozitivnoj konstгukcii / аУ. Kurbanov S.O., Kurbanov K.S., Mishaev T.R. Вуи1. № 17 о! 20.05.2012g.

19. Patent па izobгetenie № 2449079 Е02 V 3/00 Ро1игаргиёа biopozitivnoj konstгukcii / аУ. Kurbanov S.O., Kozhokov M.K., Dudarova F.T. о! 02.07.2010 ^

20. Patent па izobгetenie № 2565264 Е02

V 3/00 Pгotivoehгozionnoe sooгuzhenie biopozi-tivпoj konstгukcii ё1уа vosstanov1eniya ovragov / Kurbanov S.O., Apazhev A.K., Sruhova F.A. о! 10.10. 2015^

21. Patent па izobгetenie ЯБ № 2565258 Е02

V 3/00 Sposob vozvedeniya pгotivoeгozionnogo sooгuzheniya biopozitivnoj konstгukcii ё1уа vosstanov1eniya ovragov / Kurbanov S.O., Sru-hovaF.A. о! 20.10.20^.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.