Защита путей транспорта от снежных заносов
Почти все дороги зимой подвергаются в той или иной степени снежным заносам, которые вызывают длительные перебои в движении транспорта. Для предупреждения этих явлений создаются особые виды снегозащитных лесных насаждений.
Снегозащитные лесные насаждения должны отвечать следующим основным требованиям:
- полностью задерживать в пределах расчетной ширины полосы расчетное количество метелевого снега;
- вступать в эксплуатацию в наиболее короткий срок;
- состоять из наиболее ценных в хозяйственном отношении и биологически устойчивых и долговечных лесных пород;
- как можно меньше повреждаться от снегоотложений;
- предупреждать выход скота на железнодорожное полотно;
- создавать условия для максимальной механизации лесокультурных и лесохозяйственных работ на всех этапах выращивания и эксплуатации;
- обладать наибольшей по сравнению с другими видами защит экономической эффективностью и наименьшим сроком окупаемости капитальных вложений.
Проектирование лесных насаждений должно основываться на данных полевых почвенно-гидрологических, лесотипологических и лесомелиоративных изысканий, правильной оценке рельефа местности, анализа климатических условий и неблагоприятных природных явлений, препятствующих нормальной эксплуатации дорог.
С целью определения протяженности и месторасположения снегозащитных лесных насаждений вдоль имеющейся на плане железной дороги следует вычертить вертикальный профиль местности по линии железнодорожного полотна, руководствуясь отметками горизонталей, которые она пересекает. После этого на профиле необходимо провести проектную линию железнодорожного полотна так, чтобы площади выемок и насыпей были бы примерно одинаковы. Проектная линия проводится условно горизонтально красной тушью. После чего, руководствуясь вертикальным профилем и проектной линией полотна железной дороги, на профиле выделяют категории (I, II, III, IV) пути разной снегозаносимости (приложение З) и указывают их протяженность в метрах. Ниже вертикального профиля вычерчивают план железнодорожного полотна с указанием (условными знаками) выемок и насыпей, а также указывают места закладки защитных лесных насаждений. Для перехвата метелевого снега, приносимого ветрами косых (по отношению к пути) направлений, необходимо удлинять лесную полосу за пределы снегозаносимых мест на 40 – 50 м.
Схема выполняется на миллиметровой бумаге и прилагается к курсовому проекту (см. приложение И). Масштабы : горизонтальный в 1 см – 100 м, вертикальный – в 1 см – 2,5 м.
После того как определены местоположения и протяженность снегозащитных лесных насаждений, необходимо рассчитать их ширину. Ширина снегозадерживающих лесонасаждений в районах с выраженной метелевой деятельностью ветров должно определяться исходя из расчетного годового объема, приносимого на 1 м длины пути метелевого снега и установленной применительно к почвенно-климатическим зонам расчетной допустимой высоты отложения снега внутри насаждения, при которой не происходит снеголома деревьев и кустарников.
Для расчета следует пользоваться формулой:
где В – расчетная ширина защитной лесной полосы, м;
Sp – площадь поперечного сечения размера снегоприноса, численно равная расчетному годовому объему приносимого к пути снега, м2;
hp – расчетная высота отложения снега внутри насаждения, м.
Расчетное годовое количество приносимого метелями снега определяется для каждого участка пути.
В зависимости от количества приносимого снега участки пути делятся на 4 группы:
1) очень сильнозаносимые – снегопринос за зиму составляет более 401 м3 на 1 м пути;
2) сильнозаносимые – от 251 до 400 м3;
3) среднезаносимые – от 101 до 250 м3;
4) слабозаносимые – от 100 м3 на 1 м пути.
Этот показатель устанавливается путем непосредственных измерений в натуре. В учебных целях – для производства расчетов – он указывается в задании.
Расчетная высота снежных отложений внутри насаждения обусловливается почвенно-климатическими условиями, от которых зависят рост и развитие древесных и кустарниковых пород. Для основных почвенных разностей расчетная высота снегоотложения устанавливается в следующих размерах:
а) на серых лесных почвах и черноземах всех видов (кроме солонцеватых) – 3 м;
б) на солонцеватых черноземах, подзолистых и темно-каштановых почвах – 2,5 м;
в) на каштановых, светло-каштановых, бурых и сильносмытых почвах всех типов, а также почвах солонцеватого комплекса – 2 м.
Снегозадерживающие насаждения должны размещаться не ближе 5 м от водоотворных каналов, кюветов, резервов и других устройств железнодорожного транспорта, расположенных в полосе земельного отвода. Ближайший к железнодорожному полотну ряд посадок должен размещаться на расстоянии не менее 15 м от оси крайнего пути.
После определения ширины снегозадерживающего насаждения студент должен, используя учебника и учебных пособий, выбрать и запроектировать наиболее целесообразную в данных условиях систему снегозащитного насаждения и конструкцию лесополос.
Под системой снегозащитного насаждения подразумевается количество и порядок размещения лесных полос и межполосных интервалов на полосе земельного отвода, предназначенной для защитного лесонасаждения.
В зависимости от количества лесных полос насаждения делятся на однополосные, двухполосные, трехполосные и многополосные.
При проектировании выбор наиболее рациональных систем защитного насаждения и конструкции лесополос для конкретных условий местопроизрастания и степени снегозаносимости представляет собой наиболее ответственный момент, т.к. от него зависят не только долговечность посадок, трудоемкость их выращивания и содержания, но и быстрота ввода в эксплуатацию, защитная эффективность.
Количество лесополос в насаждении, их ширина, размеры межполосных интервалов и другие параметры посадок должны устанавливаться в зависимости от конкретных условий местопроизрастания и расчетной величины снегоприноса. Чем больше снегозаносимость, тем шире следует проектировать межполосные интервалы (особенно полевые), и чем суше климат и беднее почвы, тем уже должны быть лесополосы.
Однополосные лесонасаждения в районах со сравнительно благоприятными лесорастительными условиями следует проектировать только на участках с расчетной шириной полосы до 35 м. Двухполосные насаждения, являющиеся наиболее рациональными и простыми в эксплуатации, необходимо создавать на участках с расчетной шириной полосы в пределах от 35 до 90 м, трехполосные – от 90 до 150 м, четырехполосные и более – при ширине свыше 150 м. В насаждениях, состоящих из нескольких лесных полос, наиболее широким следует проектировать первый к полю межполосный интервал. По своей конструкции снегозащитные лесные полосы должны быть плотными.
Снегозащитные насаждения должны состоять из долговечных, обладающих быстрым ростом, густым ветвлением, хорошей побегопроизводительностью и устойчивостью к снеголому пород, в наибольшей степени отвечающих целевому назначению, а также декоративным и лесохозяйственным требованиям. Эти требования удовлетворяют сложные по составу насаждения, состоящие из главных, сопутствующих и кустарниковых пород. В состав лесных полос с целью ускорения их сдачи в эксплуатацию необходимо временно вводить вспомогательные быстрорастущие древесные породы. В полевой опушке снегозащитного насаждения следует с целью предупреждения выхода скота на путь предусмотреть устойчиво живой изгороди из колючих кустарников. Для декоративного оформления опушек насаждений, видимых со стороны пути, следует подбирать деревья и кустарники, которые бы обладали естественным привлекательным видом и не требовали специальных мер ухода (стрижки, формовки и т.п.).
Густоту лесных культур необходимо проектировать с учетом почвенно-климатических условий. Размещение посадочных (посевных) мест в рядах, и особенно ширина междурядий, должны позволять максимально использовать средства механизации на всех этапах выращивания и содержания насаждений.
Для посадки культур обычно применяют одно- и двухлетние стандартные сеянцы. Однако для ускорения ввода насаждений в эксплуатацию и сокращения количества дорогостоящих уходов за почвой следует проектировать создание защитных насаждений саженцами. Тополя и ивы необходимо вводить в насаждения посадкой окоренившихся черенков, а дубы и орехи – преимущественно посевом семян.
Студенту необходимо обосновать выбранные систему снегозащитного насаждения и конструкцию лесополос, тип и способ смешения, густоту лесных культур; подобрать ассортимент древесных и кустарниковых пород; указать вид и возраст посадочного материала, марки машин и орудий, календарные сроки работ, общее количество уходов с распределением по годам; составить схемы их смешения и размещения.
Мелиорация песчаных земель
Песчаные земли представляют большую народнохозяйственную ценность и являются резервом для расширения сельскохозяйственных угодий путем вовлечения их в сельскохозяйственный оборот, главным образом, под защитой лесных насаждений. Основой мелиорации и использования песчаных земель является их комплексное освоение, которое возможно лишь при правильном ведении севооборотов, осуществлении противоэрозионных мероприятий, создании системы полезащитных полос, колковых и массивных насаждений, а в полупустыне и пустыне – пастбищезащитных, прифермерских, прикошарных, придорожных, затишковых насаждений и зеленых (древесных) зонтов и применении высокой агротехники.
В начале раздела следует дать характеристику песков (песчаных почв), указанных в задании, и обосновать необходимость проведения мелиоративных мероприятий на их территории.
В зависимости от почвенного плодородия, степени эродированности, увлажнения, а также от территориального расположения песчаных угодий, экономических и социальных условий района определяется наиболее приемлемая форма хозяйствования, в которой намечается одна главная отрасль: растениеводство, животноводство, садоводство (виноградство) или лесное хозяйство.
Бедные песчаные земли наиболее целесообразно отводить под сплошное облесение, а средне гумусные и богато гумусные пески и песчаные почвы желательно использовать под сельскохозяйственные культуры и садоводство.
Использование голых подвижных песков для выращивания сельскохозяйственных культур или под сплошное облесение невозможно без предварительного их закрепления. В этом случае студенту необходимо обоснованно запроектировать один из методов закрепления песков: механические, химические, биологические защиты или их комбинацию.
Если мелиорируемые песчаные земли намечается использовать под сельскохозяйственные культуры, то обязательным мероприятием, предупреждающим перевевание песков и улучшающим микроклиматические условия, является создание полезащитных лесных полос по границе полей севооборота и границам самого участка.
Основные лесные полосы создаются шириной 15 – 20 м на расстоянии 250 – 300 м друг от друга. Вспомогательные лесные полосы шириной 12 – 15 м размещаются на расстоянии 750 – 1000 м.
При разбивке площади песчаного участка на поля севооборота необходимо длинные стороны полей размещать перпендикулярно преобладающим наиболее сильным ветрам, а размеры полей делать более-менее равновеликими.
Лучше по влагообеспеченности и запасу питательных веществ песчаные земли следует использовать для разведения садов и виноградников.
Песчаные территории, не используемые под сельскохозяйственные культуры, отводятся под защитное лесоразведение. Выращивание леса на песчаных землях – один из важнейших элементов комплексного их освоения и борьбы с ветровой эрозией.
При облесении подвижных голых песков необходимо предварительно их закрепление – шелюгование или механические защиты.
Применяются два вида лесоразведения:
а) сплошное массивное;
б) частичное – куртинное или полосное.
На малоподвижных, но не заросших песках работы по их закреплению следует начинать с шелюгования, без применения механических или химических защит. Учитывая сильное иссушение песков шелюгой, ее нужно высаживать кулисами в 3 – 4 ряда, расстояние между которыми 10 – 20 м, конкретное расстояние принимать в зависимости от климатических условий и глубины залегания грунтовых вод.
Сплошное массивное лесоразведение возможно при равнинном рельефе участка, где лесные насаждения в достаточной мере обеспечиваются влагой. При холмистом рельефе вместо массивного лесоразведения применяют частичное: куртинное или колковое, используя под культуры пониженные элементы рельефа с более благоприятными условиями увлажнения.
При лесоразведении на песчаных землях незаменимой главной породой является сосна обыкновенная. Кроме сосны, могут вводиться и другие древесные породы.
Густота культур устанавливается с учетом плодородия и влагообеспеченности песчаных массивов, а также возможности применения механизации.
При создании сплошных культур сосны необходимо предусмотреть противопожарные разрывы шириной 20 – 50 м в насаждении и вокруг массива из лиственных пород.
Нужно обосновать, исходя из местных конкретных условий, методом закрепления или облесения указанных в задании песков подобрать ассортимент древесных и кустарниковых пород, составить схемы их смешения и размещения, а также указать вид и возраст посадочного материала и густоту лесных культур.
На заросших песках и песчаных почвах может применяться сплошная зяблевая вспашка. При большой опасности выдувания и засыпания растений следует проектировать частичную обработку узкими лентами (1 – 1,5 м).
На слабозаросших песках посадка культур проводится в плужные борозды, нарезанные двухотвальными плугами ПКЛ-70, ПЛП-135 и др.
Студенту нужно в каждом случае правильно выбрать и обосновать агротехнику создания и выращивания защитного насаждения, способом производства культур и количество уходов с распределение их по годам, указать марки машин и орудий.
Планово-расчетная часть
Эта часть пояснительной записки состоит из трех ведомостей.
В таблице 4.1 указываются все виды проектируемых лесомелиоративных насаждений и их объем.
Таблица 4.1 – Объем проектируемых защитных насаждений
| Виды защитных насаждений | Ширина лесных полос | Протяженность лесных полос | Площадь, га |
В графу 1 записывают все запроектированные виды защитных насаждений для землепользования КСУП. Ширина полос (графа 2) указывается с закрайками. Протяженность насаждений (графа 3) определяется по плану-проекту, на котором должны быть нанесены все запроектированные полосы (насаждения). В графу 4 записывают общую площадь по каждому виду защитных насаждений.
Таблица 4.2 показывает, как планируются запроектированные мелиоративные работы во времени, исходя из расчета выполнения всех видов работ в течение 5 лет (при небольших объемах работы планируются на 3 года).
Таблица 4.2 – Распределение лесомелиоративных работ по годам
| Виды защитных насаждений | Единица измерения | Объем работ | Всего | ||||
| 201_ | 201_ | 201_ | 201_ | 201_ | |||
Мелиоративные мероприятия и их объемы по годам необходимо планировать таким образом, чтобы они полностью охватывали отдельную бригаду или группу полей севооборота. В таком случае одновременно создается система мелиоративных насаждений на определенной площади, что окажет более эффективное влияние на прилегающие поля, чем единично заложенные защитные полосы.
В первую очередь необходимо планировать создание защитных насаждений на участках, в большей степени подверженных водной и ветровой эрозии.
Общие объемы работ, приведенные в графе 8 таблицы 4.2, должны совпадать с данными таблицы 4.1 (графа 4).
Потребность посевного и посадочного материала по породам для проведения лесомелиоративных работ определяют по таблице 4.3. Для определения посадочного материала для каждого вида насаждений по породам (графа 6 таблицы 4.3) необходимо знать процент участия каждой породы в конкретной схеме смешения. Процент участия пород в схеме определяется по формуле:
где n – количество рядов, занимаемых данной породы в схеме;
m – общее количество рядов в насаждении.
Количество посадочного материала каждой породы вычисляется по формуле:
где Р – процент участия породы;
а – расстояние в ряду, м;
b – ширина междурядий, м.
Потребность в посевном и посадочном материале по годам (графа 8 – 12 ) определяется умножением числа посадочных (посевных) мест на 1 га каждой породы на запланированную площадь, которая берется из соответствующих граф таблицы 4.2.
Объем работ (графа 13) должен совпадать с графой 8 таблицы 4.2.
Другие экономические расчеты в настоящем курсовом проекте не производятся по следующим соображениям:
а) стоимость производства различных типов культур уже высчитывалась студентами при выполнении курсового проекта по лесным культурам;
б) недостаток времени, отведенного учебным планом на курсовой проект по защитному лесоразведению.
Таблица 4.3 – Ведомость потребности посевного и посадочного материала для создания
запроектированных защитных насаждений по годам
| Виды защитных насаждений | Наименование древесных и кустарниковых пород | Занимаемые ряды | Процент участия пород | Количество на 1 га по породам, шт. | Общее количество посадочных мест на 1 га, шт. | Потребность в посевном и посадочном материале по годам | Объем работ, га | Потребность в посадочном и посевном материале по породам на весь объем работ, шт. | ||||
| 201_ | 201_ | 201_ | 201_ | 201_ | ||||||||