УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЁМА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА

Ковылин Н.В., Ковылин А.Н. (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)

There has been considered the strategy of description and survey of ravines, measurements of their morphometric factors and determinations of standing soil volume. The computer program has been designed, which allows to produce the processing of experimental material, to display and printout in the manner of graphs and tables of chosen parameters.

Введение. Создание противоэрозионных лесных насаждений часто сопряжено с их проектированием в комплексе с гидротехническими сооружениями. Для задержания водного стока широкое распространение получили водозадерживающие или водоотводящие валы и канавы у вершин оврагов [3].  

Развитие эрозионных процессов в различных почвенно-климатических условиях зависит от значительного количества факторов. В.М. Ивонин связь эрозии (Э) с определяющими её факторами выражает в виде

где К – климат; Р_Л – рельеф; Г – геология; П – почвы; Р_С – растительность; А – антропогенный фактор [2].

Климат влияет на эрозию прямо и косвенно. Прямое воздействие оказывают осадки и температуры, косвенное – влажность воздуха и ветер. Эрозия может развиваться под влиянием дождей (ливней), снеготаяния или при их совместном проявлении. Ливневая эрозия определяется продолжительностью и интенсивностью дождя, а эрозия снеготаяния – запасами снеговой воды и интенсивностью снеготаяния.

Рельеф влияет на эрозию через крутизну, длину и экспозицию склонов, форму их поперечного сечения и др. Возрастание крутизны и длины склонов обычно усиливает эрозию. Экспозиция может способствовать как усилению, так и ослаблению эрозионных процессов. Форма поперечного сечения склонов влияет на эрозию почв следующим образом: если для прямого склона смыв принять за единицу, то на выпуклом склоне он будет равен 1.25, а на вогнутом – 0.75.

Кроме этого, на эрозионные процессы оказывают влияние степень расчленённости склонов ложбинами, глубины местных базисов эрозии, форма водосборов в плане, микрорельеф склонов и пр.

Эрозию почв вызывает в основном местный склоновый или сосредоточенный в потоки сток. При устройстве валов Борткевича[1] необходимо знать объём этого стока, приходящего к ним с вышележащей водосборной площади в определенный период времени. Это может быть максимальный сток, приходящийся на время весеннего схода талых вод, либо максимально возможный ливневый сток в летнее время, характеризуемый следующими характеристиками [2]:

– расход Q – количество воды, протекающее через данный створ, выражаемое в м³/с или л/с;

– объём W – количество воды, протекающее через данный створ за определённый промежуток времени Т, с

– слой h – количество воды, стекающей с водосбора за определённый промежуток времени, выраженное в виде слоя (мм), равномерно распределённого по площади водосбора (F, км²)

– модуль М – отношение расхода воды (л/с) к водосборной площади, выраженное в л/с×км²

Из приведенных выше рассуждений наглядно видно, что определение объём стока весьма сложная процедура, зависящая от большого количества факторов, требующая значительных предварительных полевых изысканий и камеральной обработки данных.

Устройство для определения объёма поверхностного стока. Нами предлагается устройство для определения объёма стока талых (ливневых) вод (рисунок 1).

Устройство состоит из накопительной емкости (1), в дно которой вварен сливной патрубок (2). За счет соединительных муфт (3) патрубок соединен с шаровым краном (4), который в свою очередь с помощью тех же муфт соединен со счетчиком учета воды (5). Выходное отверстие счетчика соединено с водоотводящим (пожарным, или другим) рукавом (6), задача которого состоит в безопасном сбросе воды (7) на дно оврага.

Установку устройства осуществляют непосредственно под вершиной оврага, в районе падения водотока на платформе (8), закрепленной на телескопической треноге (9).   

Работает устройство следующим образом. Водоток, сконцентрированный в тальвеге перед вершиной оврага (10), непосредственно, или с помощью лотка-быстротока (11) попадает в накопительную емкость (1). Далее через сливной патрубок (2) водоток через открытый шаровой кран (4) попадает в счётчик учета воды (5), откуда после фиксации, через водоотводящий рукав (6) вода сбрасывается на дно оврага. Длина рукава зависит от глубины оврага непосредственно у его вершины.

Шаровым краном (4) перекрывают водоток, для накопления его в приемной ёмкости (2). Такая технологическая операция необходима в том случае, если учитываемый водоток не обеспечивает номинальные параметры счётчика. Так, например, в нашем случае использован счетчик учета воды с номинальным пропуском 8 м³/ч. При водотоке меньше указанного параметра, его учет производят периодическим сбросом, открывая шаровой кран (4), после заполнения водой емкости (1).     

Выводы. Предлагаемое устройство для определения объёма стока, позволяет определять с допускаемой ошибкой используемых счетчиков, сток отдельных водотоков, суммируя которые, можно получить данные о поступлении воды в течение теплого периода года в овраги, балки и другие элементы гидрографической сети. Данные полученные, в результате использования данного устройства могут быть использованы при расчете водозадерживающих сооружений при закреплении оврагов и предотвращении их дальнейшего роста.       

Список литературы

1. Бодров В.А. Лесная мелиорация. – М.-Л.: Гослесбумиздат, 1951. – 460 с.

2. Ивонин В.М. Охрана природы в лесомелиорации и лесном хозяйстве: Учебное пособие. – Новочеркасск, НИМИ, 1986. – 80 с.

3. Ковылин Н.В., Нипа Л.Р. Расчет размещения противоэрозионных лесных насаждений и простейших гидротехнических сооружений // Химико-лесной комплекс – проблемы и решения. Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Том 1 – Красноярск: СибГТУ, 2002. – С. 250-255.