книги из ГПНТБ / Писарьков, Х. А. Осушение лесных земель учебное пособие для студентов лесохозяйственного факультета (специальность 1512)

рис. 30. При таком расположении не требуется устраивать трубы для заездов на межканавные полосы. .

При интенсивном ведении леоного хозяйства к каждому кварталу необходимо обеспечить подъезд механизированного транспорта, а потому протяженность дорог может достигать до 1,0—1,6 км на 100 га лесной площади, следовательно, сред­

нее расстояние между дорогами будет равно примерно 0,6— 1,0 км.

Предельный уклон дороги рекомендуется принимать не бо­ лее 0,04—0,06. Поперечные профили дорог устраиваются дву­ скатные, а иногда односкатные при одном дорожном кювете, поперечные уклоны проезжей части и поверхности земляного полотна дороги принимаются в пределах 0,03—0,05.

Ширина земляного полотна принимается равной 4,5 м, а для дороги I типа — 6,5 м. Ширина проезжей части 3,5 м. От

бровки кювета до края земляного полотна дороги расстояние в минеральных грунтах— 1,0—1,5 м, в торфяных 1,5—2,0 м.

Если предусматривается проход механизмов по берме при ре­ монте, то расстояние должно быть не менее 4,0 м.

На дорогах II и III типов двухстороннее движение обес­ печивается устройством разъездов длиной не менее 30 м и шириной 8,0 м.

Земляное полотно дороги должно быть хорошо осушено, что достигается совмещением дороги с канавами осушитель­ ной сети, а в некоторых случаях н устройством дополнитель­ ных кюветов с тем, чтобы канавы проходили по обе стороны дороги. Вынимаемый из канав грунт используется под земля­ ное полотно дороги. Иногда дополнительно для насыпн по­ лотна используются резервы.

Канавы (кюветы) устраивают с уклоном дна не менее 0,003, глубиною в минеральном грунте . 0,6—1,0 м, в торфя­ ном 1,0—1,5 м, шириною по дну 0,3—0,5 м; коэффициенты

откосов принимаются соответственно грунту.

Возвышение бровки земляного полотна над максимальным уровнем грунтовых вод принимается в пределах 0,8—И,5 м\

чем легче грунт, тем меньше расстояние.

Земляное полотно дороги устраивается различно в зави­ симости от типа дороги, характера грунтов, наличия на месте грунтов и материалов.

На болотах с устойчивым торфом земляное полотно уст­ раивается без выемки торфа или с частичной выемкой. На не­ устойчивых торфах, на неглубоких болотах дороги II типа можно устраивать на хворостяной подушке.

Полотно дороги III типа на заболоченных участках мож­ но устраивать на выстилке поперек дороги слоем не менее 30 см в сжатом виде и сверху выстилку засыпать слоем грун­

та. Вдоль каналов нижнюю часть земляного полотна можно

150

насыпать торфом, перемешанным с грунтом, а покрытие про­ езжей части дороги лучше делать из песчаного грунта слоем 30 см или слоем гравия 15—20 см.

На дорогах I и II типов применяются более совершенные типы одежд: гравийные, шлаковые, щебенчатые и др., толщи­ ной слоя 13— 15 см. Подстилающим слоем служит песок или

шлаковая мелочь.

Для устройства дорожных одежд могут применяться до­ бавки вяжущих материалов: битума, цемента, извести и др.

Грунтовые улучшенные покрытия устраивают введением в

в грунте земляного полотна скелетных добавок: гравия, щебня, шлака или песка.

Для корчевки пней на полосе дороги и под кюветы приме­ няются корчеватели-собиратели, корчевальные машины, буль­ дозеры.

Для планировки и профилирования полотна дорог приме­ няют бульдозеры, скреперы и грейдеры.

Устройство дорожных кюветов производится экскавато­ рами Э-352 и др.

За полотном дорог и за кюветами должен проводиться си­ стематический уход, а на поврежденных участках дорог и ка­ нав необходимо проводить своевременный ремонт.

На площадях зеленых зон, кроме дорог, необходимо уст­ раивать пешеходные дорожки и вдоль канав, для этого сле­ дует разравнивать кавальеры и прикатывать грунт.

§ 4. СООРУЖЕНИЯ НА ОТКРЫТОЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Все сооружения, устраиваемые на открытой осушительной сети, по своему назначению подразделяются на 3 группы: 1) сооружения для переезда и перехода через каналы (мосты, трубы переезды, переходы); 2) сооружения для регулирова­ ния стока по каналам (шлюзы-регуляторы); 3) сооружения, предохраняющие каналы от разрушения (перепады, быстро­ токи, крепление откосов и дна каналов).

Мосты для переезда строят на водоприемниках и крупных

магистральных и собирательных каналах в местах их пересе­ чения с дорогами. На крупных водоприемниках целесообраз­ нее строить долговечные железобетонные мосты. На осуши­ тельных каналах в лесу применяются деревянные балочные

8—10 м — пятипролетные. Мосты с четным числом пролетов

на осушительных каналах не устраивают, так как в этом слу­ чае средние сваи необходимо забивать по оси канала, что сильно нарушает нормальное движение воды по каналу.

На крупных каналах прогоны мостов должны быть под­ няты над бровкой на 0,3—0,5 м, чтобы плывущие, по воде'

151

предметы не цеплялись за прогоны и не скапливались под мо­ стом. Поэтому на крупных каналах для въезда на. мост уст­ раиваются специальные насыпи.

На сплавных каналах прогоны и настил моста поднима­ ют еще выше, а пролет между сваями увеличивают в зависи­ мости от крупности сплавляемого леса.

Ширину моста принимают в зависимости от ширины до­ роги и достаточной для прохода лесохозяйственных машин и орудий — обычно не менее 5—6 м. Прочность моста рассчи­

тывается на нагрузку от прохода' наиболее тяжелых тракто­ ров, используемых в хозяйстве.

Рис. 68. Балочный мост 1 — верхний настил; 2 — прижимные пластины; 3 — нижний настил;

4 — насадка; 5 — пластины боковой обшивки; 6 — поперечная связь; 7 — прогоны

Трубы-переезды устраивают из готовых бетонных и же­ лезобетонных труб диаметром 0,3—0,6 м и более. Дно канала

в месте укладки трубы тщательно выравнивают с подсыпкой на трубу крупнозернистого песка слоем около 10 см (рис. 69).

Если труба состоит из нескольких секций, то стыки их цемен­ тируют и заливаются битумом. После укладки трубы канал заполняется грунтом. На концах труб устраиваются оголовки. При устройстве таких труб на болотах следует применять кис­ лотоупорный бетон.

Дно трубы должно быть расположено на одном уровне с дном канала,-чтобы труба не создавала подпора воды.

Шлюзы-регуляторы служат для регулирования воды

в каналах осушительной сети в целях улучшения условий сплава леса, снижения стока летом, в противопожарных це-

152

лях и пр. Наиболее часто устраивают деревянные шлюзы, но при наличии материалов можно применять бетонные и желе­ зобетонные шлюзы.

Деревянный однопролетный шлюз представлен на рис. 70.

Рис. 70. Деревянный шлюз:

1 — шапочный брус; 2 — служебный мостик; 3 — насадка; 4 — передняя стенка шпунта

Главными частями шлюза являются: 1) шпунтовый ряд, за'битый в минеральный грунт поперек канала и в откосы не менее чем на 2 м в каждую сторону; 2) красный брус внизу

отверстия шлюза, насаженный на шпунтовый ряд, <с прикреп­ ленной к нему стойкой для щитов (шандор); 3) пол и стены шлюза (из пластин или досок), прикрепленные к сваям. Вы­ ше и ниже шлюза на 3—7 м канал укрепляется.

Отверстие шлюза рассчитывается на максимальные воды или площадь его принимают равной поперечному сечению ка­ нала.

15?

§ 5. Э К С П Л У А ТА Ц И Я О С У Ш И ТЕ Л Ь Н Ы Х С ИСТЕМ

Причины и виды повреждений осушительных каналов. Осушительная сеть с течением времени повреждается (дефор­ мируется), что ведет к снижению действия канав на водный режим и рост леса. Повреждения канав вызываются естест­ венными и искусственными причинами. Основными природны­ ми факторами, приводящими к повреждению канав, являют­ ся: зарастание русла канав травами и мхами, обвал откосов в малоустойчивых грунтах и выпивание основания откосов; размыв дна и подмыв откосов канав текущей по канаве во­ дой, заиление русла канав, периодические замерзания и отта­ ивания грунта откосов, периодические изменения его влаж-' ности, деформации канав от осадки торфа, разрушение со­ оружений на сети и др.

К искусственным причинам повреждений канав относятся; технические ошибки проектирования и строительства осуши­ тельных систем (крутые откосы; большие или слишком ма­ лые продольные уклоны дна; узкие бермы; отсутствие сточных воронок, вследствие чего вода застаивается за кавальером, увлажняет откос и нарушает устойчивость его и др.); пастьба скота; ходьба по бермам; устройство на каналах запруд, за­ валов для переезда; повреждения русла каналов при лесоза­ готовках, сплаве леса и др.

Нашими исследованиями установлено, что основным ви­ дом повреждения канав на связных почвах, богатых пита­ тельными веществами, является зарастание их русла трава­ ми н мхами. В тем местах, где над канавой имеется большая сомкнутость крон древесно-кустарниковых пород, зарастания не наблюдается или оно выражено слабо. В различных усло­ виях освещения, при разных почвенно-гидрогеологических ус­ ловиях скорость повреждения канав различная. Однако об­ щим для всех условий является прогрессивное возрастание скорости разрушения канав в лесу по мере увеличения степе­ ни повреждения.

. По исследованиям А. Ф. Тимофеева, от зарастания на сла­ бо, средне и сильно поврежденных канавах среднегодовое уменьшение глубины соответсотвенно равно 0,8, 14 и 2,1 — 3,7 см.

Следовательно, поддержание сети в исправном состоянии обеспечивает не только нормальное ее действие на рост леса, но также сокращает объем работ по уходу и ремонту. На ма­ ло устойчивых грунтах без крепления откосов большие разру­ шения могут быть уже в первый' год после устройства сети.

Техническая эксплуатация осушительных сестем. В лесхо­ зах должна быть организована система эксплуатационных ме­ роприятий, которые обеспечили бы поддержание осушитель-

154

ной сети и сооружений в исправном состоянии. Мероприятия по технической эксплуатации осушительных систем состоят из учета сети и сооружений, их охраны от повреждений, над­ зора и ухода за ними, своевременного проведения текущего, капитального и аварийного ремонтов.

Учет осушительных систем начинается с момента их при­ емки от строительной организации. Осушительная сеть нано­ сится на лесоустроительные планшеты, а все сведения о сети и сооружениях записываются в специальную мелиоративную книгу или поквартальные карточки. Кроме того, в проектно­ сметной документации (планах, профилях и др.) делаются исполнительные отметки. Все эти материалы хранятся в лес­ хозах.

Охрана осушительных систем состоит из таких мероприя­ тий, как проведение разъяснительной работы среди населения о бережном отношении к сети и сооружениям, издание спе­ циальных постановлений о правилах охраны мелиоративных систем, ответственности лиц, нарушающих эти правила и т. п.

Надзор и уход за системами должны проводиться система­ тически. Необходимо своевременно устранять повреждения канав и сооружений, когда они еще не приняли больших раз­ меров, и тем самым не допускать дальнейшего повреждения сети.

К основным мероприятиям по уходу и текущему ремонту относятся: удаление из канав упавших предметов (сучьев, де­ ревьев, земли и др.), завалов, перемычек и местных засоре­ ний; скашивание и удаление травяной и моховой раститель­ ности со дна п откосов; прочистка воронок, отверстий труб и шлюзов; частичная подчистка дна, откосов и берм; очист­ ка от засорений и наносов водоприемников; частичные исправ­ ления мостов, труб и переходов через каналы и др.

Эти мероприятия должны проводиться не только в весенне­ летний период, но и осенью с тем, чтобы сеть могла работать исправно весной, в наиболее ответственный период времени. Для этого перед паводком сеть должна быть еще раз осмот­ рена и подготовлена к его пропуску.

Однако, несмотря на надзор и уход, осушительные систе­ мы приходят со временем в такое состояние, что нуждаются в ремонте. Различают текущий и капитальный ремонт.

Текущий ремонт может проводиться в процессе ухода и надзора и в зависимости от объема работ выполняется или сезонными рабочими — ремонтерами или лесниками. Нагруз­ ка на целый сезон (обычно 6 месяцев) на одного ремонтера для проведения текущего ремонта принимается (ориентиро­ вочно): водоприемников— 15, проводящих каналов — 20 и ■осушителей 30 лсж.

155

При капитальном ремонте производится углубление канав и водоприемников до первоначальной (проектной) глубины, смена креплений откосов, ремонт и замена сооружений, ино­ гда при этом проводится и частичное переустройство сети. Сроки проведения капитального ремонта зависят от состояния сети. Капитальный ремонт следует проводить по заранее со­ ставленным проектам и в случае, если проектная глубина осу­ шителей уменьшится на 25—30% (после осадки торфа). В разных условиях (световых, почвенных и др.) сроки капиталь­ ного ремонта будут различными в зависимости от своевремен­ ности и тщательности проведения текущего ремонта и меро­ приятий по уходу и надзору.

Капитальный ремонт требуется проводить через 15—30 лет. Первая прочистка каналов, особенно проводящей сети, долж­ на быть проведена через 2—4 года после строительства.

В некоторых случаях может потребоваться аварийный ре­ монт, при котором проводятся непредвиденные и неотложные работы по ликвидации значительных повреждений канав и со­ оружений.

Капитальный ремонт может проводиться как лесхозами (при небольшом объеме работ), так и ЛМС, мехлесхозамн, мелиоративными трестами. Техническое руководство по экс­ плуатации осушительных систем в целом должно осуществ­ ляться лесхозами.

При капитальном ремонте применяют те же землеройные машины, что и при строительстве сети (экскаватор Э-352, канавоколатель ЛКА-2 и др.). ЛенНИИЛХ для очистки канав разработал фрезерную машину ЛМФ, которая на производ­ ственных испытаниях показала хорошие результаты и была принята к изготовлению.

Одновременно с капитальным ремонтом часто целесооб­ разно производить переустройство или реконструкцию отдель­ ных частей или системы в целом. Например, деревянные со­ оружения могут заменяться бетонными, частая сеть мелких канав — глубокими канавами и т. д. ,,

§ 6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОСУШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ

Осушение земель является основным способом повышения продуктивности лесов.

На территории Советского Союза насчитывается около 300 млн. га заболоченных и избыточно увлажненных лесных

земель. Более половины из них представлено безлесными бо­ лотами. Остальная часть занята низкобонитетными сосняка­ ми с запасами древесины к возрасту спелости, 60—100 м3/га.

Осушение только трети этой площади позволит увеличить ежегодный прирост древесины на 150—200 млн. л3, что состав-

156

ляет около половины размера годового пользования лесом. Благодаря осушению повысится также гидрологическое, за­ щитное, водоохранное и санитарно-эстетическое значение леса.

• Влияние осушения на производительность лесных земель. Осушительные мелиорации в сочетании с лесоводственными и лесокультурными мероприятиями, улучшая водно-воздушный, а также частично пищевой и тепловой режимы почв, коренным образом изменяют лесорастительные условия, что приводит к повышению плодородия лесных почв и производительности древостоев.

Исследованиями установлено, что осушением можно под­ нять продуктивность лесов на 3—4 класса бонитета, увеличить текущий прирост сосны и ели на 3—4 м3, а при особо благо­ приятных условиях на 5—6 м3 и более на 1 га.

Примерами высокой эффективности осушения служат осу­ шенные в 40-х годах прошлого века болота Сулланда и Хейновское, расположенные в Лисинском учебно-опытном лес­ хозе (Ленинградская область). Сулланда занимает площадь около 400 га. Мощность торфа на болоте была около 1 м. По

таксационному описанию ' 1841— 1842 гг. эта площадь пред­ ставляла собой моховое болото частью чистое, частью зарос­ шее корявой сосной. По исследованиям Лесотехнической ака-. демии, деревья сосны до осушения в возрасте 60—£0 лет име­ ли высоту 4—5 м и диаметр на высоте груди 5—6 см. В первое

же Десятилетие после осушения, проведенного открытыми ка­ налами, прорытыми примерно через 200 м, текущий, прирост по диаметру увеличился в среднем в 6 раз — с 0,07 до 0,43 см

вгод.

Впервые же годы после осушения на Сулланде появился густой сосновый молодняк, который и образовал древостой нового" поколения. Позднее под пологом сосны появилась ель.

Внастоящее время на Сулланде произрастают сосновьш

На Хейновском болоте с мощностью торфа 2—3 м, осу­

шенному по проекту лесовода Войнюкова открытыми канава­ ми, проведенными через 300—500 м, в настоящее время не­

смотря на слабую степень осушения произрастают сосновые, еловые и березовые древостой II и III классов бонитета.

На-переходных болотах в БССР с глубиной торфа от 1 до 5 м, по исследованиям Г. Д. Эркина (1934) осушение увели­

чивало рост древостоев с V—Va до I—II классов бонитета. Для сосново-березово-еловых древостоев с полнотой 0,8 Пе-

157

тровической дачи текущий прирост определен: в древостоях 39-летнего возраста— 10 м3/ёа, в древостоях 73-летнего воз­ раста — 8,5 м3/га в год. В сосново-березовом древостое 60—

90-летнего возраста с полнотой 0,6 текущий прирост состав­ лял 5—8 м31га в год.

На переходных болотах в Эстонской ССР, с мощностью торфа 1—7 м, по исследованиям В. Э. Хайнла (1956), класс

бонитета сосны IV класса возраста в результате осушения увеличился с Va до II—III. Годичный прирост в высоту возрос с 6—9 до 38—41 см, а прирост по диаметру с 1,3—1,6 до 3,6— 5,7 мм.

Высокая эффективность роста древостоев отмечалась и Г. Е. Пятецким для Южной Карелии.

Древостой на минеральных почвах также отзывчивы на осушение. Исследовамия В. Коваль и О. Кедринокого (1970) показали, что осушение лесов II—III классов бонитета на из­ быточно-увлажненных минеральных землях повысило бонитет до I класса.

Представляет интерес опыт осушения лесов в Финляндии. Здесь из общей площади болот в 9,7 млн. га осушено около 4,0 млн. га. По климатическим условиям территория страны

разделена на 5 зон. Эффективность осушения по зонам силь­ но различается. Прирост древостоев в одинаковых осушенных типах леса с продвижением на север снижается в 2,5 раза по сравнению с южной, что обусловливается уменьшением потен­ циального плодородия почв. В южной части Финляндии, сход­ ной по климатическим условиям с зоной средней тайги нашей страны, годичный прирост после осушения в сфагновых сос­ няках достигает 2—3 м3 га в год. В еловых древостоях травя­ но-сфагновых типов годичный прирост достигает 6—7 м3/га.

По расчетам финских специалистов годичный прирост древе­ сины в результате осушения болот увеличился на 4 млн. м3.

Причины различной эффективности осушения. Основной задачей осушения является регулирование водного режима почв путем изменения уровня грунтовых вод. Объясняя при­ чины различной эффективности осушения, П. И. Жудра еще в 1896 г. отмечал, что если успешному росту леса на данном участке до осушения препятствовал только избыток воды, то осушение дает высокий эффект. Однако низкие результаты осушения могут быть вызваны и иными причинами.

Влаяние, глубины торфа на рост леса. В литературе и прак­

тике по этому вопросу имеются различные мнения. Так, Д. М. Кравчинский (1916) считал, что глубина торфа оказы­ вает решающее значение, болота с глубиной торфа до 1 м да­

ют хороший эффект, более мощные торфяники слабо реаги­ руют на осушение. В доказательство этого он приводит болота Лисинского лесхоза — Сулланду и Рамболовское. На Суллан-

158

де, где осушение дало хорошие результаты, глубина торфа составляет 0,6—1,0 м\ на Рамболовском болоте, где резуль­ таты осушения ничтожны, глубина торфа до 4 м. Однако Хей-

новское болото в том же Лисинском лесхозе имеет глубину торфа 2—3 м, но осушение его дало хорошие результаты. Ис­

следования Г. Д. Эркина в БССР и В. Э. Хайнла в ЭССР и др. на переходных болотах с глубиной торфа от 1 до 5—7 м

выявили высокую эффективность осушения как на мелких, так и на мощных торфяниках.

Влияние качества торфа на эффект осушения. Г. Д. Эркин

(1934) показал, что успешность осушения определяется не мощностью торфа, а типом болота и характером верхнего слоя торфа.

По исследованиям Л. П. Смоляка (1969), после осушения бонитет древостоев на верховых болотах увеличивается cV до IV, реже III; на переходных — до I —II класса.

Нашими исследованиями, проведенными в 1966—1972 гг. в Ленинградской области, в сосняках IV—V классов возра­ ста на достаточно осушенных верховых и переходных боло­ тах с мощностью торфа 2—3 м, установлено, что на переход­

ных болотах ежегодный прирост по диаметру составлял 0,38— 0,42 см, по высоте 48—55 см, на верховых соответственно 0,21 и 23 см. Древостой после осушения на переходном боло­

те характеризовался I, на верховом — IV классом бонитета.

Исследованиями последних лет установлено, что показа­ телем эффективности осушения может являться зольность торфа. По исследованиям на Кузнецовском и Рамболовском болотах (Писарьков, 1952), где осушение не дало эффекта, зольность составляет 0,6—1,5%, а на Сулланде и Хейновском, с высокой эффективностью осушения, зольность торфа равна 4—6% и более. Поэтому наибольший прирост древесины мож­ но ожидать при осушении высокозольных низинных болот, меньший прирост — на переходных и очень малый — на вер: ховых болотах.

С. Э. Вомперский (1957, 1968) установил следующую зави­ симость между зольностью в верхнем слое торфа (до 40 см)

и классом бонитета сосновых древостоев.

При небольшой глубине торфа (до 40—50 см) на эффек­

тивность осушения торфяников влияют физико-химические свойства подстилающего минерального почвогрунта. Поэтому

159