RU2751849C1 - Method for protecting slopes from water erosion - Google Patents

Method for protecting slopes from water erosion Download PDF

Info

Publication number
RU2751849C1
RU2751849C1 RU2020131103A RU2020131103A RU2751849C1 RU 2751849 C1 RU2751849 C1 RU 2751849C1 RU 2020131103 A RU2020131103 A RU 2020131103A RU 2020131103 A RU2020131103 A RU 2020131103A RU 2751849 C1 RU2751849 C1 RU 2751849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
erosion
slope
trench
movement
Prior art date
Application number
RU2020131103A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Васильев
Юлия Евгеньевна Домашенко
Светлана Александровна Манжина
Александр Иванович Тищенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ")
Priority to RU2020131103A priority Critical patent/RU2751849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751849C1 publication Critical patent/RU2751849C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B13/00Ploughs or like machines for special purposes ; Ditch diggers, trench ploughs, forestry ploughs, ploughs for land or marsh reclamation
    • A01B13/16Machines for combating erosion, e.g. basin-diggers, furrow-dammers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B11/00Drainage of soil, e.g. for agricultural purposes

Abstract

FIELD: agriculture, soil protection.SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular to methods for combating water erosion of soils on slopes and preventing the growth of ravines. The movement of surface runoff is redirected when it passes through the material with a high degree of filtration, deep into the trench, where it is captured by organic water-absorbing filler, coir. The geotextile prevents the water flow from filtering towards the top of the ravine, and the presence of a batter board screen protects the trench slope and the water retaining shaft from destruction, which provides additional stability of the structure to the water flow. The application of the invention will prevent the growth of the top of ravines and water erosion of soils by regulating the surface runoff by intercepting and redirecting the movement of the water flow and increasing the volume of water absorption. The use of a screen will protect the slope from erosion and create an obstacle to the movement of water down the slope, as well as provide additional stability of the structure. Coir absorbs large volumes of water, followed by its gradual return. The use of natural materials in the construction helps to preserve the environmental characteristics of the area and improve the condition of the soil, does not require their disposal after the end of their service life.EFFECT: application of the invention will prevent the growth of the top of ravines and water erosion of soils by regulating the surface runoff by intercepting and redirecting the movement of the water flow and increasing the volume of water absorption.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с водной эрозией почв на склонах и предотвращению роста оврага.The invention relates to agriculture, in particular to methods of combating water erosion of soil on slopes and preventing the growth of a ravine.

Уровень техникиState of the art

Известен способ борьбы с эрозией почв на склонах, включающий создание водозадерживающих траншей с водопоглощающим материалом -керамзитом, расположенных вдоль горизонталей, нарезание под углом к траншеям кротовин заполненных соломой, а выше глубины заложения кротовин по горизонтали местности нарезают щели с одновременным разрушением плужной подошвы [1].A known method of combating soil erosion on slopes, including the creation of water-retaining trenches with water-absorbing material - expanded clay, located along the horizontal lines, cutting at an angle to the trenches of molehills filled with straw, and above the depth of the molehills along the horizontal terrain, cut the slots with the simultaneous destruction of the plow sole [1] ...

Недостатком данного способа является его трудоемкость по нарезанию и заполнению кротовин, его низкая эффективность на сложных склонах с различными крутизной и экспозицией рельефа, а также временность действия траншей и щелей из-за разрушения их последующими обработками почвы.The disadvantage of this method is its laboriousness in cutting and filling mole holes, its low efficiency on difficult slopes with different steepness and exposure of the relief, as well as the temporality of the action of trenches and cracks due to their destruction by subsequent soil treatments.

Известен способ закрепления вершины оврага, включающий засыпку привершинной части оврага дренирующим материалом, поверхности которого придают угол наклона к горизонту, равный углу естественного откоса этого материала с направлением обратным уклону местности, устройство водобойного колодца на дне оврага, через который водный поток отводится в слой дренирующего материала, расположенный на другой стороне оврага [2].There is a known method of securing the top of a ravine, including backfilling the near-top part of the ravine with drainage material, the surface of which is given an angle of inclination to the horizon equal to the angle of repose of this material with a direction opposite to the slope of the terrain; located on the other side of the ravine [2].

Недостатком этого способа является высокая материалоемкость по дренирующему материалу, что предполагает практически полную отсыпку им части ложа оврага, направленной вниз по склону от вершины, необходимость закрепления отсыпки почвой и посадками древесно-кустарниковой растительности, что предполагает длительный период его исполнения, невозможность замены дренирующего материала в случае его заиления.The disadvantage of this method is the high material consumption of the drainage material, which implies almost complete filling with it of a part of the ravine bed directed down the slope from the top, the need to secure the filling with soil and plantings of tree and shrub vegetation, which implies a long period of its execution, the impossibility of replacing the drainage material in the case of its siltation.

Известен способ контроля эрозии почв на склонах, позволяющий увеличить проникновение поверхностных вод в более глубокие слои почв [3] путем создания террас шириной до 4 м, на склонах с уклоном более 6% и нарезки на террасах дренажных канав шириной 0,2 м и глубиной 1,0 м, которые заполняют до глубины 0,8 м от поверхности земли камнями диаметром 40-80 мм, затем до глубины 0,3 м от поверхности земли засыпают ровной галькой диаметром 10-40 мм, далее до поверхности земли - гравием диаметром 2-10 мм [3].There is a known method for controlling soil erosion on slopes, which allows to increase the penetration of surface water into deeper soil layers [3] by creating terraces up to 4 m wide, on slopes with a slope of more than 6% and cutting drainage ditches on terraces 0.2 m wide and 1 deep , 0 m, which are filled to a depth of 0.8 m from the surface of the earth with stones with a diameter of 40-80 mm, then to a depth of 0.3 m from the surface of the earth they are covered with even pebbles with a diameter of 10-40 mm, then to the surface of the earth - with gravel with a diameter of 2- 10 mm [3].

Недостатком данного способа является то, что перенаправленный в глубокие слои поверхностный поток вод, может вызывать поднятие уровня грунтовых вод, что будет неблагоприятно действовать на эрозионную устойчивость вершины и откосов оврага.The disadvantage of this method is that the surface water flow redirected into deep layers can cause a rise in the level of groundwater, which will adversely affect the erosion resistance of the top and slopes of the ravine.

Известен способ борьбы с эрозией почвы на склонах, включающий создание параллельных земляных валков с расположением в них вертикальных экранов, созданных за счет заливки самозатвердевающего полимерного материала в щели, нарезаемые вдоль валков [4].A known method of combating soil erosion on slopes, including the creation of parallel earthen rolls with the location of vertical screens in them, created by pouring a self-hardening polymer material in the slots, cut along the rolls [4].

Недостатком данного способа является высокая стоимость используемого раствора полимерного материала, способного к затвердеванию, образование препятствий для внутрипочвенной миграции влаги и питательных веществ.The disadvantage of this method is the high cost of the used solution of polymeric material capable of hardening, the formation of obstacles to the intrasoil migration of moisture and nutrients.

Наиболее близким техническим решением является способ защиты склонов от водной эрозии [5], включающий создание у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной по горизонтали местности, с водозадерживающим земляным валом и расположение в ней водоудерживающего экрана, заполненной неорганическим наполнителем из пластмассовых шаров со сквозными отверстиями, способный удерживать воду с дальнейшей постепенной фильтрацией ее в грунт, а поверх фильтрационным материалом [5].The closest technical solution is a method of protecting slopes from water erosion [5], including the creation at the top of the ravine of an arched trench, located horizontally, with a water-retaining earthen embankment and the location of a water-retaining screen in it, filled with an inorganic filler made of plastic balls with through holes, capable of to hold water with further gradual filtration into the ground, and on top with filtration material [5].

Недостатком этого способа является применение синтетических материалов, которые требуют специального изготовления, помимо этого использование в качестве конструктивных материалов пластмасс устойчивых к изменению режимов влажности и температур повысит величину капитальных затрат на устройство предложенной защиты. Раскрытие изобретенияThe disadvantage of this method is the use of synthetic materials that require special manufacturing, in addition, the use of plastics as structural materials that are resistant to changes in humidity and temperature conditions will increase the amount of capital costs for the device of the proposed protection. Disclosure of invention

Задачей изобретения является защита склонов от водной эрозии и предотвращение разрушения вершины оврага за счет перехвата поверхностного стока в период весеннего снеготаяния или выпадения ливневых дождей посредством создания задерживающего земляного вала и траншеи с откосом, защищенным от разрушения экраном из деревянного горбыля, и наполненной водоудерживающим органическим наполнителем -прессованными блоками из волокон кокосового ореха (койры).The objective of the invention is to protect slopes from water erosion and prevent the destruction of the top of the ravine by intercepting surface runoff during spring snowmelt or heavy rainfall by creating a retarding earthen rampart and a trench with a slope protected from destruction by a screen made of a wooden slab, and filled with a water-retaining organic filler - pressed blocks of coconut fibers (coir).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является:The technical result of the proposed invention is:

- предотвращение роста вершины оврагов и предотвращение водной эрозии почв за счет зарегулирования поверхностного стока путем перехвата и перенаправление движения водного потока и увеличения объема водопоглощения,- preventing the growth of the tops of ravines and preventing water erosion of soil by regulating surface runoff by intercepting and redirecting the movement of the water flow and increasing the volume of water absorption,

- предотвращение перевода земель в категорию нарушенных. Технический результат достигается за счет перехвата поверхностного- preventing the transfer of lands to the category of disturbed ones. The technical result is achieved by intercepting the surface

стока путем устройства на его пути фильтрующей полосы и направления его движения в водопоглощающий органический наполнитель траншеи -прессованные блоки из волокон кокосового ореха (койры) размером 30×30×10 см, которые имеют высокую степень поглощения (~ в 14 раз больше своего веса), устойчивость к процессам разложения, что обуславливает длительность их срока службы, экологичность и которые, в дальнейшем, будут постепенно отдавать поглощенную воду в более глубокие слои почвы, сохраняя как вершину оврага от разрушения поверхностным стоком, так и улучшая водный баланс прилегающей территории.drainage by arranging a filter strip on its path and directing its movement into the water-absorbing organic filler of the trench - pressed blocks of coconut fibers (coir) with a size of 30 × 30 × 10 cm, which have a high degree of absorption (~ 14 times their weight), resistance to decomposition processes, which determines the duration of their service life, environmental friendliness and which, in the future, will gradually give up absorbed water to deeper soil layers, preserving both the top of the ravine from destruction by surface runoff, and improving the water balance of the adjacent territory.

Перед действующей вершиной оврага дугообразно на расстоянии, не допускающем осыпания вершины и безопасном для проведения работ, по горизонтали устраивается траншея с небольшой углубленной террасой вверх по склону. Вниз по уклону, рядом с траншеей устраивается земляной вал, за счет вынутой при проведении земляных работ нижних слоев почвы. Откос траншеи, ближний к земляному валу, укрепляется за счет укладки древесного горбыля так, чтобы верхний его край выступал над поверхностью земли на высоту водоудерживающего вала. Экран из горбыля будет предотвращать разрушение откоса и вала, задерживать сток поверхностных вод в сторону вершины оврага, переправляя его движение в фильтрующую (дренирующую) засыпку. Сверху на укрепленный откос и на дно траншеи укладывается термоскрепленный геотекстиль плотностью 150-200 г/м2. На откос геотекстиль укладывается с таким расчетом, чтобы он покрывал полностью экран из горбыля и закреплялся за его стороной, прилегающей к стенке траншеи. Такой вариант расположения геотекстиля позволит продлить срок службы экрана из горбыля и защитит земляной вал от размыва и разрушения.In front of the current top of the ravine, in an arcuate manner at a distance that does not allow the summit to fall and is safe for work, a trench is arranged horizontally with a small deepened terrace up the slope. Down the slope, next to the trench, an earthen rampart is arranged, due to the lower layers of the soil removed during excavation. The slope of the trench, closest to the earthen rampart, is strengthened by laying the wood slab so that its upper edge protrudes above the earth's surface to the height of the water-retaining rampart. The slab screen will prevent the destruction of the slope and the rampart, delay the surface water runoff towards the top of the ravine, forwarding its movement to the filtering (drainage) backfill. Thermally bonded geotextiles with a density of 150-200 g / m 2 are laid on top of the fortified slope and at the bottom of the trench. Geotextiles are laid on the slope in such a way that it completely covers the screen of the slab and is fixed behind its side adjacent to the wall of the trench. This option for the location of the geotextile will extend the service life of the slab screen and protect the earthen wall from erosion and destruction.

На дно траншеи насыпается слой песка в 20-30 см. Сверху над песком укладывается слой органического поглотителя - прессованные блоки из волокон кокосового ореха (койры) размером 30×30×10 см. Блоки из койры укладываются в шахматном порядке с зазором между блоками в 20 см (с учетом увеличения их объема во время первого намокания), после чего сверху до уровня поверхности земли насыпают слой фильтрующего материала - щебня размером фракций до 5 мм, которым покрывается и терраса перед траншеей.A layer of sand of 20-30 cm is poured at the bottom of the trench.Above the sand, a layer of organic absorbent is laid - pressed blocks of coconut fibers (coir) measuring 30 × 30 × 10 cm. Blocks of coir are stacked in a checkerboard pattern with a gap of 20 cm (taking into account the increase in their volume during the first wetting), after which a layer of filtering material is poured from above to the level of the earth's surface - crushed stone with a size of fractions of up to 5 mm, which also covers the terrace in front of the trench.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что движение поверхностного стока перенаправляется при прохождении его через материал с высокой степенью фильтрации, вглубь траншеи, где улавливается органическим водопоглощающим наполнителем - койрой. Геотекстиль предотвращает фильтрацию водного потока в сторону вершины оврага, а наличие экрана из горбыля защищает от разрушения откос траншеи и водозадерживающий вал, что обеспечивает дополнительную устойчивость конструкции водному потоку.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that the movement of surface runoff is redirected when it passes through a material with a high degree of filtration, deep into the trench, where it is captured by an organic water-absorbing filler - coir. Geotextile prevents water flow from filtering towards the top of the ravine, and the presence of a slab screen protects the trench slope and water retention shaft from destruction, which provides additional structural stability to the water flow.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ защиты склона от водной эрозии работает следующим образом. Поверхностный сток, стекая со склона, задерживается водоудерживающим экраном из горбыля 1 и валом 2, после чего через фильтрующий материал перенаправляется в траншею 3 (фиг. 1). Проходя через фильтрационный материал 4, поверхностный сток попадает в траншею 3 и в водопоглощающий слой 5 из органического наполнителя - прессованные блоки из волокон кокосового ореха (койры), уложенные на песчаной подушке 6. Дно и экран траншеи защищены геотекстилем 7 для предотвращения фильтрации.The way to protect the slope from water erosion works as follows. Surface runoff, flowing down the slope, is retained by a water-retaining screen from the slab 1 and shaft 2, after which it is redirected through the filtering material into the trench 3 (Fig. 1). Passing through the filtration material 4, the surface runoff enters the trench 3 and into the water-absorbing layer 5 of organic filler - pressed blocks of coconut fibers (coir), laid on a sand cushion 6. The bottom and screen of the trench are protected by geotextile 7 to prevent filtration.

За счет улавливания склонового поверхностного стока водопоглощающим материалом и последующей постепенной его фильтрацией значительно уменьшается эрозия почв в превершинной части оврага, что предотвращает увеличение его размеров.By capturing the slope surface runoff with water-absorbing material and its subsequent gradual filtration, soil erosion in the upper part of the ravine is significantly reduced, which prevents an increase in its size.

Список использованных источниковList of sources used

1. SU №1644734, А01В 13/16, БИ №16 от 30.04.1991 г. Бондаренко, Ю.В., Калужский, В.А., Чуйков, А.А. Способ борьбы с эрозией почв на склонах.1. SU No. 1644734, А01В 13/16, BI No. 16 dated April 30, 1991. Bondarenko, Yu.V., Kaluzhsky, V.A., Chuikov, A.A. A way to combat soil erosion on slopes.

2. SU №1720514, А01В 13/16 БИ №11 от 1992.03.23. Зыков, И.Г., Ивонин, В.М., Бастраков, Г.В. Способ закрепления вершины оврага.2. SU No. 1720514, А01В 13/16 BI No. 11 dated 1992.03.23. Zykov, I.G., Ivonin, V.M., Bastrakov, G.V. The method of securing the top of the ravine.

3. ЕР 2112276, E02D 17/20, от 2009.10.28. Widomski, М., Pawlowski, L. Method fo control of soil erosion on slopes.3. EP 2112276, E02D 17/20, dated 2009.10.28. Widomski, M., Pawlowski, L. Method fo control of soil erosion on slopes.

4. RU №886765, кл. A01B 13/16, БИ №45 от 1981.12.07. Кустарев, В.П. Способ борьбы с эрозией почв на склонах.4. RU No. 886765, cl. A01B 13/16, BI No. 45 dated 1981.12.07. Kustarev, V.P. A way to combat soil erosion on slopes.

5. RU №2467543, А01В 13/16, Е02В 11/00 БИ №33 от 2012.11.27. Щедрин, В.Н., Васильев, С.М., Козликина, А.С., Щедрин, М.А., Васильева, Е.А., Васильев, В.В. Способ защиты склонов от водной эрозии.5. RU No. 2467543, А01В 13/16, Е02В 11/00 BI No. 33 dated 2012.11.27. Shchedrin, V.N., Vasiliev, S.M., Kozlikina, A.S., Shchedrin, M.A., Vasilieva, E.A., Vasiliev, V.V. A way to protect slopes from water erosion.

Claims (1)

Способ защиты склонов от водной эрозии, включающий создание у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной вдоль горизонтали местности, с водозадерживающим земляным валом, отличающийся тем, что нижняя по ходу склона стенка покрывается экраном из деревянного горбыля, а сверху него и по дну траншеи размещается термоскрепленный геотекстиль плотностью 150-200 г/м2 с захлестом за край экрана, на дне траншеи устраивается фильтрующий слой из песка в 20-30 см, сверху водоудерживающий слой из прессованных в блоки волокон скорлупы кокосового ореха (кокосовая койра) размером 30×30×10 см, а сверху укладывается фильтрующий слой из щебня размером фракций до 5 мм.A method of protecting slopes from water erosion, including the creation at the top of the ravine of an arched trench located along the horizontal of the terrain, with a water-retaining earthen wall, characterized in that the lower wall along the slope is covered with a screen made of a wooden slab, and a thermally bonded geotextile is placed on top of it and along the bottom of the trench density of 150-200 g / m 2 with the tie-off screen region, is arranged a filter layer of sand is 20-30 cm, water-retaining layer on top of the pressed blocks in coconut shell fibers (coir) measuring 30 × 30 × 10 cm for the bottom of the trench , and a filtering layer of crushed stone with a size of fractions of up to 5 mm is laid on top.
RU2020131103A 2020-09-21 2020-09-21 Method for protecting slopes from water erosion RU2751849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131103A RU2751849C1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 Method for protecting slopes from water erosion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131103A RU2751849C1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 Method for protecting slopes from water erosion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751849C1 true RU2751849C1 (en) 2021-07-19

Family

ID=77019873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131103A RU2751849C1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 Method for protecting slopes from water erosion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751849C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182749C1 (en) * 2000-09-26 2002-05-27 Лескин Евгений Георгиевич Method for liquidating erosive lands
EP2112276A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-28 Politechnika Lubelska Method for control of soil erosion on slopes
RU2467543C1 (en) * 2011-03-30 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" Method of protection slopes from water erosion
CN109469078A (en) * 2018-12-30 2019-03-15 内蒙古蒙草生态环境(集团)股份有限公司 A kind of flexible multiple green gully detention method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182749C1 (en) * 2000-09-26 2002-05-27 Лескин Евгений Георгиевич Method for liquidating erosive lands
EP2112276A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-28 Politechnika Lubelska Method for control of soil erosion on slopes
RU2467543C1 (en) * 2011-03-30 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" Method of protection slopes from water erosion
CN109469078A (en) * 2018-12-30 2019-03-15 内蒙古蒙草生态环境(集团)股份有限公司 A kind of flexible multiple green gully detention method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114223344B (en) Frozen soil layer repairing method for alpine mining areas in plateau
RU2467543C1 (en) Method of protection slopes from water erosion
CN105850261A (en) System for collecting rainwater for salt leaching for slope type saline and alkaline land
RU2751849C1 (en) Method for protecting slopes from water erosion
EP2112276A1 (en) Method for control of soil erosion on slopes
RU2746485C1 (en) Method of protecting slopes from water erosion
Hassanli et al. Criteria for optimizing check dam location and maintenance requirements
CN207405568U (en) For the galvanized wire cage check dam of mountain area RBS in channel direction
KR101567353B1 (en) Side gutter for mountain ridge and construction method
CN207525721U (en) A kind of eco-drainage ditch structure
Coats An assessment of forestry best management practices in North Carolina, 2012–2016.
CN110603924A (en) Saline-alkali soil planting system and construction process thereof
CN214005295U (en) Asphalt permeable pavement and saltpetering alkali protection integrated structure in saline-alkali soil landscape
RU2042298C1 (en) Method for reclamation of eroded slopes
CN214005294U (en) Bread brick permeable paving and saltpetering alkali protection integrated structure in saline-alkali soil landscape
Choudhury et al. Bio-engineering approach with jute geotextile for slope stabilization
CN215562318U (en) Ecological bank protection
CN213740874U (en) Ecological bank protection structure
Singh et al. Management of ravines through anicuts and afforestation
Keen Common conservation works used in Western Australia
CN210917229U (en) Platform-type rain and flood prevention and control system
CN212506081U (en) Protective debris flow blocking dam adopting ecological measures
Faiz et al. Climate resilient slope stabilization for transport infrastructures
KR101367848B1 (en) System for accelerating salt removal by artificial water supply and method for accelerating salt using the same
Gardens Rain Gardens