CC BY
63
Заключение
В мелиоративном строительстве надземная прокладка мелиоративных трубопроводов впервые бала разработана в 80-е годы прошлого столетья в проектном институте «Волгогипролводхоз». Традиционная подземная прокладка трубопроводов сохранилась только при подводке к узлам подключения дождевальных машин «Фрегат», «Кубань-ЛК». Такое конструктивное решение не только сократило объем проектной документации при составлении многокилометровых продольных профилей закрытой оросительной сети в виде топо-ге-одезических, геологических и гидрогеологических изысканий, подсчете объемов земляных работ, необходимости применения электрохимзащиты трубопроводов и т.п., но и сократило скорость прокладки трубопроводов и стоимость строительства. Весь этот комплекс мер позволил увеличить производительность труда проектировщиков и строителей и довести ввод орошаемых площадей в Волгоградской области в отдельные годы до 40 тыс. га в год.
Однако надземная прокладка закрытой оросительной сети по ряду объективных причин не получила широкого распространения. Это связанно, в том числе, и с отсутствием ведомственных нормативных документов, методик и рекомендаций для расчета схем надземной прокладки трубопроводов в мелиоративном строительстве. Следовательно, предложенный метод расчета, основанный на методах расчетов трубопроводов отопления и горячего водоснабжения тепловых сетей, следует применять при проектировании мелиоративных трубопроводов при их надземной прокладке.
Выводы
1. Надземная прокладка мелиоративных трубопроводов имеет меньшую стоимость и сокращает сроки строительства, более удобна в эксплуатации, так как позволяет своевременно обнаружить протечки в оросительной сети и выполнить ремонтные работы, без применения землеройной техники.
2. Несовершенство методов расчета мелиоративных трубопроводов при их надземной прокладке заставляет проектировщиков принимать ряд решений конструктивно или рассчитывать по упрощенной схеме, что в процессе эксплуатации приво-
дит к возникновению аварийных ситуаций в виде: «соскакивания» трубопроводов с опор, погружению опор в «мокрый» грунт, провисанию трубопроводов в пролете.
3. Использование предлагаемого усовершенствованного метода расчета мелиоративных трубопроводов при их надземной прокладке, базирующийся на методах расчета тепловых сетей, устранит возможные аварийные случаи при эксплуатации, позволит унифицировать проектные решения и будет способствовать повышению надежности при эксплуатации мелиоративных трубопроводов.
Литература:
1. Гамбург, П.Ю. Таблицы и примеры для расчета трубопроводов отопления и горячего водоснабжения / П.Ю. Гамбург. - М.: Госстройиздат, 1961. - 19б с.
2. Каталог унифицированных сооружений, узлов и деталей на закрытой оросительной сети. Часть 1 / Волгоград: Волгогипроводхоз. - 1987. - 150 с.
3. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения. - Введ. 1986-07-01. - М.: ЦИТП Госстроя СССР. -1986. - 64с.
4. СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003. - Введ. 2013-01-01. - 64с.
5. Проектирование тепловых сетей: Справочник проектировщика / под. ред. А.А. Николаева. - М.: Стройиздат. - 1965. - 359 с.
6. Рисунки выполнены с использованием программы SKETCHUP: http: // sketchup. download -windows. org /.
IMPROVEMENT OF METHODS OF CALCULATION CLOSED IRRIGATION NETWORK FOR ABOVEGROUND LAYING S.Ya. Semenenko, D.S-Kh.N, director, P.S. Popov - Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher, S.S. Marchenko, Candidate of Technical Sciences, senior researcher, [email protected] - Volga research Institute of ecological-meliorative technologies - of a branch FSC of Agroecology RAS, Volgograd, [email protected]
The paper presents an improved method for calculating meliorative pipelines for their above-ground laying in order to ensure their safe operation. The procedure for calculating meliorative pipelines for their aboveground laying is substantiated. As a result of determined: thickness of the pipe wall, spans between supports, voltage compensation allowable and the need for compensators.
Key words: methods of calculation, aboveground laying of meliorative pipelines, calculation of the strength, spans between supports, expansion joints, pipe wall thickness, thermal elongation.
УДК: 634.93
РОЛЬ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ВОССТАНОВЛЕНИИ И ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЛАНДШАФТОВ
Д.К. Сучков, соискатель, [email protected] - ФНЦ агроэкологии РАН
В статье проанализированы и приведены данные по потребности Волгоградской области в защитных лесных насаждениях (ЗЛН) и затратах на реконструкцию и создание новых ЗЛН. Описана роль ЗЛН
в восстановлении и преобразовании ландшафтов.
Ключевые слова: защитные лесные насаждения, экономическая эффективность, конструкция лесных полос, древесные породы.
Сельское хозяйство наиболее тесным образом связано с природными экосистемами, которые теперь значительно потеснены искусственными агробиологическими системами, входящими в состав преобразованного антропогенного ландшафта. Но вместе они образуют единую систему - естественно-антропогенный ландшафт, связи в котором между общественным производством, деятельностью людей и природными экосистемами настолько тесные и взаимно переплетены, что изменение какого-то одного свойства ландшафта влияет на все
многокомпонентные связи в его звеньях.
Материалы и методика исследования. В качестве объекта исследования были выбраны защитные лесные насаждения Волгоградской области. Для описания видового состава, их состояния и экономической эффективности, использовались методы оценки и прогнозирования состояния насаждений по Е.Г. Мозолевской и др. [5] и методы лесной таксации О.И. Бабошко [1]. Были использованы рекомендации по повышению эффективности и улучшению состояния полезащитных лесных полос в регионе.
Результаты и их обсуждение. Важнейшим свойством ландшафта является устойчивость его к нагрузкам от антропогенной деятельности, воспроизведение, самоочищение. Одной из основных проблем функционирования агробиоценозов является нарушение естественного круговорота веществ. Это и обеднения почвы (потеря гумуса) из-за интенсивного землепользования, ветровая и водная эрозия земель, и гибель полезной микрофлоры, вследствие необоснованной химизации. Аг-робиоценозы при их интенсивном использовании уже не способны в полном объеме к восстановлению и самоочищению. Чтобы сохранить их работоспособность, требуется внесение органических и минеральных удобрений, применение средств защиты монофитоценозов, грамотное проведение других агротехнических мероприятий - соблюдение севооборотов, экологически безвредная обработка почвы, водные и лесные мелиорации.
Согласно закону Волгоградской области «О сохранении и воспроизводстве защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственного назначения на территории Волгоградской области», под защитными лесными насаждениями понимаются искусственно созданные посадкой насаждения (деревья, кустарники), не входящие в лесной фонд, функционально предназначенные для защиты земель сельскохозяйственного назначения от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения посредством использования их почвозащитных, водорегулирующих и иных защитных свойств и созданные для обеспечения плодородия почв [2]. Насаждения, созданные на открытых сельскохозяйственных землях, превращают аграрный ландшафт в аграрнолесной, существенно обогащают его видовое разнообразие, улучшают экологические условия выращивания сельскохозяйственных культур, положительно влияют на состояние кормовых угодий, продуктивность скота и птицы, сдерживают развитие эрозионных процессов, способствуют созданию благоприятного водного режима и сохранению почвенного плодородия, защищают сельскохозяйственные угодья и населенные пункты от суховеев и пыльных бурь. Они снижают скорости ветра, дробят и разрушают воздушные вихри, благотворно влияют на другие ингредиенты климата. Преобразование открытого сельскохозяйственного ландшафта в аграрнолесной приводит к формированию качественно новой экологической среды. Защитные лесные насаждения являются экологическим каркасом территории и одним из основных регуляторов устойчивости геосистем [1].
Преобладающими древесными породами являются сосна обыкновенная (Pínus sylvéstris), робиния псевдоакация (Robinia pseudoacácia), вяз мелколистный (Ulmus parvifolia) и клен ясенелистный (Ácer negúndo), дуб черешчатый (Quércus róbur). Присутствуют как чистые насаждения каждой породы, так и различные схемы смешения, самыми распространенными из которых являются смешения сосны (Pínus) и робинии (Robinia), вяза (Ulmus) и робинии (Robinia), робинии (Robinia) и клена ясе-нелистного (Ácer negúndo). Площадь территории, занимаемой чистыми культурами сосны обыкновенной (Pínus sylvéstris), колеблется на ключевых участках от 18,6 до 37,1%, робинии псевдоакации (Robinia pseudoacácia) - от 11,2 до 17,5%. В общей площади защитных лесных насаждений Волгоград-
ской области доминируют массивы лесных культур (81,3%), кулисы и полосные насаждения занимают в среднем 9,8 и 8,9% соответственно.
К главным лесообразующим породам относятся: дуб (Quercus) - 52,9%, сосна (Pmus) - 10,7%, тополь (Populus) - 8,2%, ильмовые (Úlmus) - 6,1%, ясень (Fraxinus) - 4,8%, ивы (Sálix) - 3,9%, ольха (Álnus) -2,4%, осина (Pópulus trémula) - 2,4%, береза (Betula)
- 1,4%, клен (Ácer ) - 1,0%, акация белая (Robinia pseudoacácia) - 0,8%. В подлеске преобладают бересклет (Euonymus), клен татарский (Ácer tatáricum), боярышник (Crataégus), терн (Prúnus spinósa), можжевельник казацкий (Juniperus sabina), бузина (Sambucus), крушина (Frangula).
В сухой степи с темными каштановыми почвами защитные лесные насаждения (ЗЛН) закладываются из дуба (Quercus), с каштановыми и светло-каштановыми почвами - из акации белой (Robinia pseudoacácia), вяза приземистого (Ulmus pumila), боярышника (Crataégus), на легких почвах - из сосны (Pinus) [5].
Согласно Национальной программе охраны земель, полезащитная лесистость только степной зоны должна вырасти до 2020 г. с 2,2 до 3,7%. Обычная высота насаждений региона составляет 9,6 м. На каштаново-солонцеватом грунтовом комплексе она равна 7,1, на темно-каштановых почвах - 8,1 и на южных черноземах - 11,3 м. Наиболее устойчивы, долговечны и продуктивны смешанные насаждения, которые занимают только 35% от общей площади полос.
Большинство площадей занято чистыми, в основном робиниевыми (Robinia) насаждениями (82,5%). В смешанных чаще использованы гледичия колючая (Gleditsia triacanthos), робиния (Robinia) и ясени (Fraxinus), которые занимают, соответственно: 36,7; 25,7 и 12,6%. Под дубовыми защитными насаждениями находится только 8,1% площади.
Подавляющее большинство (64,6%) существующих насаждений были созданы 30- 50 лет назад. Младшие занимают всего 9,8% площади, старшие
- 25,6%. С последних только 3,6% имеют возраст более 60 лет.
Наиболее эффективную продуваемую конструкцию имеют только 4,4% полос. Большинство насаждений, особенно простых, является ажурными. Плотную конструкцию 34,6% имеют полосы старшего возраста с кустарниками. В отличном состоянии находятся 1,9% насаждений; еще 20,4% имеют хорошее состояние. Неудовлетворительными являются 23,7% полос, во взаимодействующих небольших системах называют 16,5% насаждений.
Практически все полезащитные лесные полосы региона нуждаются в проведения мероприятий по повышению их эффективности и улучшению состояния. Крупнейшие объемы работ необходимо выполнить по таким видам работ: рубки ухода -27,0% общей площади; санитарные рубки - 25,9%; восстановительные рубки и вегетативное восстановление - 14,9%; замена - 35,8%. На значительных площадях целесообразным является совмещение нескольких видов работ. Учитывая возрастную и породную структуру насаждений, можно прогнозировать рост объемов таких кардинальных видов работ, как восстановительные рубки и замена полос в недалеком будущем.
Итак, в Волгоградской области остро стоит вопрос в необходимости реконструкции и создания защитных насаждений, что мы можем проследить по таблице 1.
Таблица 1 - Потребность Волгоградской области в защитных насаждениях, га и затраты на реконструкцию
и создание новых ЗЛН (млрд. руб.)
Основные виды насаждений Площадь насаждений, га Затраты на реконструкцию и воспроизводство, млрд. руб. Создание новых насаждений, млрд. руб.
Требуемая Имеющаяся Планируемая
Полезащитные 128853 70626 58227 6,49 4,51
Противоэрозионные 97273 35377 61896 2,51 4,79
На песках и аридных пастбищах 89998 20356 69642 - 4,92
По берегам малых рек 9536 1720 7816 - 0,78
Зеленые зоны вокруг городов, поселков и других населенных пунктов 5033 2614 2419 - 0,47
Всего 330693 130693 200000 9,00 15,47
Важная экологическая и народнохозяйственная актуальность, а также целесообразность разработки мероприятий по защитному лесоразведению определяется такими факторами:
высоким, более 92%, уровнем хозяйственного использования территории Волгоградской области, значительной распаханностью, что составляет более 57% территории суши (для сравнения: распашка на территориях США - 15,8%, Великобритании, Франции, ФРГ - от 28,1 до 31,8%);
чрезвычайно высокой интенсивности эрозионных процессов - водной и ветровой эрозии - подвергаются большие территории сельскохозяйственных угодий;
осложнением экологической ситуации в агро-ландшафтах, загрязнением и заилениям ручьев, рек и озер, неудовлетворительным гидрологическим режимом и качеством воды;
уменьшением объемов создания, противоэрози-онных и защитных лесонасаждений через недостаточное финансирование;
не заинтересованностью в решении проблемы землепользователей.
Экономическая эффективность лесомелиоративных насаждений заключается в повышении результативности сельскохозяйственного производства и защищаемых объектов. При наличии взаимосвязанной системы лесомелиоративных насаждений урожай-
Таким образом, экономическая эффективность защитных лесных насаждений складывается из следующих элементов:
- прибавка урожая сельскохозяйственных культур и другой продукции;
- прирост древесины;
- сбор плодов, ягод, технического сырья;
- снижение ущерба причиняемого засухой, суховеями, ветровой и водной эрозии;
- снижение затрат на материальные свойства, используемые для получения сельскохозяйственной
ность сельскохозяйственных культур повышается на 8-18%, осыпание спелых нескошенных зерновых уменьшается в 5-6 раз, а при раздельной уборке урожая не происходит перевертывание ветром скошенных валков и осыпание в результате этого зерна. На орошаемых землях лесные насаждения повышают урожайность сельскохозяйственных культур, осуществляют биодренаж, препятствующий вторичному засолению почв и превращению их в непригодные для сельскохозяйственного пользования, защищают оросительные каналы от их заноса эоловым материалом при наличии ветровой эрозии, на очищение которых требуются большие затраты труда и средств.
Лесомелиоративные насаждения существенно снижают и даже предотвращают водную и ветровую эрозию, которые наносят большой ущерб обществу и человеку. Потеря с 1 га от эрозии только 1 мм слоя чернозема ведет к потере 76 кг азота, 24 кг фосфора и 172 80 кг калия. Вместе с тем для выращивания одной тонны зерна требуется 33 кг азота, 10 кг фосфора и 26 кг калия.
Прирост древесины в защитных насаждениях составляет примерно 4-7 м3/га в год, а в насаждениях из быстрорастущих пород - 10 м3/га.
В районах ветровой эрозии полезащитные лесные полосы снижают или полностью устраняют ущерб от выдувания, засыхания и засыпания посевов сельскохозяйственных культур [3].
продукции [4].
Заключение.
Защитные лесные насаждения являются экологическим каркасом территории и одним из основных регуляторов устойчивости геосистем. Так как большая часть существующих лесных насаждений в регионе была создана ещё во времена СССР и находится в неудовлетворительном состоянии, в Волгоградской области остро стоит вопрос в необходимости реконструкции и создания новых ЗЛН.
Таблица - Среднегодовой совокупный эффект от защитного лесоразведения на пахотных землях
(тыс. руб. на 1 га агролесоландшафта)
Доход от лесной мелиорации пашни Степная зона черноземных почв Сухостепная зона темно-каштановых почв Сухостепная зона каштановых почв Полупустынная зона светло-каштановых почв
Почвозащитный эффект 23,30 17,70 15,10 13,30
Агроэкономический эффект 0,29 0,28 0,26 0,19
Прибыль от реализации древесины 6,00 5,80 4,20 1,80
Прибыль от побочного пользования лесом 5,50 7,20 8,30 9,30
Совокупный эффект 35,09 30,98 27,86 24,59
Литература:
1. Бабошко О.И. Дендрометрия: курс лекций для студентов направления «Ландшафтная архитектура» / О.И. Бабошко; НИМИ ДГАУ - Новочеркасск, 2014. - 77 с.
2. Бодров, В. А. Полезащитное лесоразведение: учебное пособие / В. А. Бодров. - М.: Сельхозгиз, 1937. - 268 с.
3. Закон Волгоградской области от 20 декабря 2013 г. № 180-ОД «О сохранении и воспроизводстве защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственного назначения на территории Волгоградской области» // Справочно-правовая система от 27.10.2016.
Режим доступа: www.consultant.ru / document / regbase_ doc_RLAW180_95751/
4. Молчанова, А. А. Лесные защитные насаждения /А.А. Молчанова, И.П. Сухарев, Н.А. Смирнов. - М.: Сельхози-здат, 1963. - 193 с.
5. Мозолевская Е. Г. Методы оценки и прогноза динамики состояния насаждений // Лесн. хоз-во. 1998. № 3. С. 43-45.
6. Родин, А. Р. Лесомелиорация ландшафтов : учебник / А. Р. Родин, С. А. Родин, С. Б. Васильев, Г. В. Силаев / под общ. ред. А. Р. Родина. - М. : ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2014. - 192 с.
7. Семенютина, А. В. Ассортимент деревьев и кустарников для мелиорации arpo- и урболандшафтов засушливой зоны: научно- методические рекомендации / А. В. Семе-
нютина. - Москва-Волгоград: Россельхозакадемия, ВНИ-АЛМИ, 2012. - 59 с.
8. Стратегия развития защитного лесоразведения в Волгоградской области до 2020 года. - Волгоград: Россельхо-закадемия, ВНИАЛМИ, 2013. - 36 с.
9. Тимерьянов А.Ш. Защитные лесные насаждения и воспроизводство агролесных ландшафтов // Доклады РАС-ХН. - 2012. - № 6. - С. 47-50.
THE ROLE AND ECONOMIC EFFECTIVENESS OF PROTECTIVE FOREST PLANTINGS IN THE RESTORATION AND CONVERSION OF LANDSCAPES
D.K. Suchkov, the applicant - FSC of Agroecology RAS (laboratory of Agroecology and predict the biological productivity of agroecological), Volgograd, Russia, [email protected]. The article analyzes and presents data on the needs of the Volgograd region in protective forest plantations (ZL) and the cost of reconstruction and creation of new ZL. The role of green forest plantations in the restoration and transformation of landscapes is shown.
Key words: protective forest plantations, economic efficiency, construction of forest strips, tree species.
УДК 630.226.634.9
ОЦЕНКА ДЕГРАДАЦИИ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ КОСМОСЪЕМКИ
В.Г. Юферев, д.с.-х.н., [email protected] - ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоград, Россия
Оценку деградации лесных насаждений целесообразно проводить на основании данных космической съемки и выборочно полевыми исследованиями тестовых участков.
В результате камерального дешифрирования с использованием результатов полевого эталонирования разработана карта деградации полеза-
щитных полос. Полевое исследование позволило разработать эталоны сохранности насаждений для последующей ее оценки аэрокосмическими методами. Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 18-016-00165.
Ключевые слова: полезащитные лесные насаждения, космоснимок, эталон, деградация, оценка.
Полезащитные лесные насаждения обеспечивают устойчивость агроландшафтов к деградации [3]. Для эффективной стабилизирующей функции лесных насаждений необходимы меры по поддержанию их проектных характеристик. Для этого необходима как оценка текущего состояния насаждений, так и прогноз их состояния в будущем. В связи с тем, что наземные исследования требуют больших затрат времени и средств, они не могут обеспечить постоянный мониторинг таких насаждений, в связи с чем актуальным является проведение оценки деградации по данным дистанционного зондирования [1, 4, 5].
Разнообразие породного состава древостоя, применяемого при создании защитных лесных насаждений, динамичность его характеристик ставят задачу выявления основных закономерностей, связывающих таксационные характеристики насажде-
ния с параметрами его изображения на космосним-ке [2].
Оценку деградации лесных насаждений целесообразно проводить на основании данных космической съемки и, выборочно, полевыми исследованиями тестовых участков [6, 7].
Методы и методика.
Степень деградации можно определить по относительной плотности полога древостоя [5], достаточно точно определяемого по его изображению на космоснимке.
Величина относительной площади горизонтальной проекции полога древостоя определяет эту площадь относительно общей площади лесонасаждения.
Количество пикселей, отражающее площадь полога определяется при классификации изображения по фототону (таблица 1).
Таблица 1 - Диапазон фототона для дешифрирования изображения лесонасаждения
Диапазон фототона Количество пикселей, % Объект дешифрирования
0-77 0 Тени от древостоя
78-105 6,0 Кроны деревьев, полог
106-140 41,2 Полог деградированный
141-150 4,1 Травостой
150-210 38,9 Дороги, выход породы
210-255 9,8 Деградированные земли
Результаты и обсуждения.
Разработанный методологический подход и способ оценки деградации защитных лесных насаждения были апробированы при исследованиях наса-
ждений в Волгоградской области, в Краснодарском крае и Оренбургской области.
Примером выявления деградации агролесолан-дшафтов могут послужить ландшафты Краснодар-
