СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННОГО КРЕПЛЕНИЯ БИОПОЗИТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ
METHOD FOR ERECTING ANTI-EROSION FASTENING OF BIOPOSITIVE STRUCTURE

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, и может быть использовано для защиты и восстановления небольших эродированных участков склоновых земель на предгорных и горных зонах охраняемых природных территорий.
Известно противоэрозионное сооружение, выполненное в виде быстротока состоящее из хворостяных фашин, деревянных кольев, камня и грунта [1, с. 65-68]. Основным недостатками данного сооружения являются низкая эффективность работы и срок службы сооружения. Хворостяные и деревянные элементы сооружения в течение короткого срока (4-5 лет) гниют и разрушаются.
Относительно близким техническим решением является противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции, состоящее из тяжелых и легких фашин, уложенных комбинированно в овраге от линии размыва до уровня задернованной поверхности земли [2]. Основными недостатками данного технического решения являются относительно большая материалоемкость и сложность его использования на небольших эродируемых участках склоновых земель.
Цель изобретения - снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления.
Указанная цель достигается тем, что в способе возведения противоэрозионного крепления биопозитивной конструкции, включающий укладку гибких тюфяков, легких фашин и защитной сетки, гибкие цилиндрические тюфяки располагают рядами на расстоянии 10-15 м друг от друга вдоль эродированного участка склона и нормально к направлению поверхностного стока воды, при этом цилиндрические тюфяки изготавливают диаметром 25-30 см из легких фашин и дренажных труб, завернутых в геосетку, легкие фашины изготавливают диаметром до 10-15 см в виде связок из созревшего камыша, а дренажные трубы - из полимерных или стеклопластиковых материалов, в промежутки между рядами гибких тюфяков параллельно им плотными рядами укладывают легкие фашины, сверху рядов гибких тюфяков и легких фашин по всей площади, частично охватывая и задернованную поверхность земли по всему периметру крепления, обтягивают защитную сетку, прикрепленной местами к поверхности участка крепления с помощью металлических кольев. Собранное таким образом крепление обладает высокой степени гибкостью и водопроницаемостью, обеспечивает прорастание зеленых растений и ускоренное восстановление небольших эродированных участков склоновых земель.
На фиг. 1. изображено сечение крепления по линии откоса склона; на фиг. 2 - план участка крепления; на фиг. 3 - сечение устройства вдоль линии крепления склона; на фиг. 4 - легкая фашина из созревшего камыша; на фиг. 5 - гибкий цилиндрический тюфяк.
Крепление 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 обтянута габионная (металлическая или полимерная) сетка 5, местами прикрепленной к поверхности земли с помощью металлических или стеклопластиковых кольев 6.
Способ возведения противоэрозионного крепления биопозитивной конструкции осуществляется и работает следующим образом.
Все элементы крепления изготавливаются в основном на месте укладки с использованием ручных инструментов и приспособлений. Вначале для изготовления легких фашин 2 и гибких тюфяков 1 заранее заготавливают в необходимом объеме сухой камыш, а также по размерам тюфяков нарезают в нужном количестве геосетки и дренажные (с перфорацией) полимерные трубы. Из этих материалов заготавливаются в необходимом количестве легкие фашины 2 и гибкие тюфяки 1. Легкие фашины 2 изготавливают диаметром 10-15 см и длиной 220 - 250 см. а полимерные перфорированные трубы -диаметром 3-5 см и длиной до 250 см. Затем нарезают необходимое количество и нужного размера защитные сетки из габионных (оцинкованных или полимерных крупноячеистых) сеток 5. Далее изготавливают нужное количество гибких тюфяков 1, диаметром 30-35 см и длиной, также 220 - 250 см (равной длине легких фашин 2). После чего планируют эродированный участок склона, намечают места и разрабатывают траншеи на расстоянии 10-15 м друг от друга, глубиной 15-20 см под укладку гибких тюфяков 1. Далее укладывают ряды гибких тюфяков 1 в эти траншеи с заглублением до 2/3 их диаметра и засыпают по бокам грунтом. А затем в промежутки между рядами тюфяков по всей площади укладывают плотными рядами легкие фашины 2. При этом гибкие тюфяки 1 (с дренажными перфорированными трубами 3) могут быть уложены с небольшим (менее 0,01) уклоном в одну сторону или двусторонними уклонами (с водоразделом посредине участка крепления). Таким способом, всю площадь небольшого эродированного участка склона покрывают креплением из гибких тюфяков 1 и легких фашин 2, сверху которых по всей площади с частичным охватом и задернованную поверхность земли обтягивают габионную сетку 5 с прикреплением местами к поверхности участка с помощью кольев 6, длиной 35-50 см. (колья 6 могут быть изготовлены из металла или стеклопластика). Одновременно сетку 5 привязывают к кольям 6 с помощью оцинкованной проволоки диаметром 2-2,5 мм. Таким образом, строят противоэрозионные крепления (одно, два и более) для защиты и крепления эродированных участков склоновых земель на всю проектную площадь. В конце после завершения строительства, все крепление из гибких тюфяков 1 и легких фашин поливают водой, чтобы быстрее заросло травой, так как использованная при этом камыш долгое время держит влагу и способствует зарастанию трав. В результате предлагаемое сооружение создает благоприятные условия развитию корневой системы зеленых растений и восстановлению эродированного участка склона, который в течение короткого периода (2-3 года) зарастает травой и покрывается густой дерновкой.
Противоэрозионное крепление обладает высокой степени гибкости и водопроницаемости, работает таким образом. Основные гидродинамические нагрузки поверхностного стока воды воспринимают гибкие тюфяки 1 и защитная сетка 5, прикрепленная к поверхности крепления и земли с помощью кольев 6. При ливневых дождях, образованные поверхностные стоки воды с высокими скоростями проходят по уклону склона через поверхности крепления, при этом часть стока перехватывается гибкими тюфяками 1 и отводится в сторону водосборного тракта. А часть стока воды проходит через всю конструкцию крепления с уменьшением скорости из-за сопротивления легких фашин 2 и тюфяков 1, уложенных в поперек уклона склона. При этом исключается контактный размыв подстилающих грунтов, наоборот происходит частичное заиление поверхности крепления (задержания песчаных и илистых частиц грунта, содержащейся в мутном потоке поверхностного стока воды). Так как легкие фашины 2 и гибкие тюфяки 1 из чего сделано все крепление сооружения работают как фильтры и как дренажи. Эти крепления надежно защищают и восстанавливают склоновые земли (с размытой дерновкой), подверженные водной и ветровой эрозии. В зависимости от площади эродированных участков склоновых земель количество таких креплений может быть два-три и более.
Гибкое крепление, возведенное предлагаемым способом обеспечивает восстановление нарушенного почвенного слоя склонового участка земли и защиту от возможного размыва под действием водной и ветровой эрозий в течение 12-15 лет и более.
Использование камыша в тюфяках и фашинах обеспечивает 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 через крепление. Со временем все крепление из тюфяков 1 и легких фашин 2 полностью зарастет травой и кустарниками и через несколько лет оно превратится в сплошную дерновку, проросшую ветвями растений вверх и корнями вниз и вширь. Таким образом, противоэрозионное крепление, возведенное предлагаемым способом, будет превращаться в биопозитивную конструкцию, которая не препятствует круговороту веществ и энергии, помогает развитию природы и включается в экосистему территории, воспринимается природой как родственный ей элемент.
Возведенное предлагаемым способом гибкое крепление биопозитивной конструкции предназначено для защиты и восстановление эродированных участков склоновых земель, особенно оно эффективно в условиях трудно доступных горных и предгорных рекреационных и охраняемых зон.
1. Источник информации.
1. П.М. Степанов, И.Х. Овчаренко, П.С. Захаров ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ. - М.: Колос, 1980, с. 65-68.
2. Пат. 2449078 Российская Федерация, МПК Е02В 3/00. Способ возведения противоэрозионного сооружения биопозитивной конструкции / Курбанов C.O., Созаев А.А., Шахмурзов М.М.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова. - №2010127551/15: заявл. 02.07.2010 Бюл. №1. - 8 с.: ил.