I. Ветроломные лесополосы

Конструкция лесополос

Ширина ветроломных лесополос Суммарный дефицит испарения Преобладающие типы и подтипы почв Ширина полос Ширина междуряди й < 50 мм Серые лесные почвы, выщелоченные и тучные черноземы 11 м1,5 м мм Типичные, вторично- карбонатные и южные черноземы 14 м2 м мм Темно- и светло- каштановые почвы 20 м3 м

Типы климата

Ширина межполосных клеток l = f (H) В < l

Ширина межполосных клеток Суммарны й дефицит испарения, мм Преобладающие типы и подтипы почв Расчетная высота лесополос, Н, м Дальност ь защитног о влияния, l, м Рекомендуемы е размеры ячейки, В, м < 50 Серые лесные, выщелоченные и тучные черноземы х Типичные и втор.- карбонатныечерноземы х Южные черноземы х Темно-каштановые х1100 >200 Светло- каштановые х800

II. Водопоглощающие лесополосы (расчет на ливневой сток)

Приходная часть: V ХV Х – осадки, непосредственно выпадающие на лесополосу; V QV Q – сток с межполосного пространства во время дождя; V Q `V Q ` – после его окончания Расходная часть: V PV P – впитывание воды в почву лесной полосы; V DV D – поступление воды в лесную подстилку; V UV U – склоновый сток в лежащее ниже межполосное пространство Водный баланс лесополосы

Приходная часть водного баланса

Коэффициенты фильтрации по разным данным Кф для чистых грунтов (принятые в инженерной геологии) Кф для естественных лесов Суглинки < 0,07 мм/ мин 0,1м/сут 1,9 – 2,4 мм/мин (до 16,7 мм/мин) Серая лесная почва на лессовидных суглинках Супеси и тонкозернистые пески 0,07-1,4 мм/ мин 0,1 – 2,0 м/сут Пески мелкозернистые 1,4 – 7 мм/мин 2,0 – 10 м/сут 2,4 – 3,9 мм/мин Песчаная подзолистая Пески среднезернистые 7 – 20 мм/мин 10 – 30 м/сут

Классификация почв по водопроницаемости Структур а Типы и подтипы почв Механический состав почв Гл., т.с. Сс., л.с. Суп., щебнис т. Песч Песч. слабо задерн. Высокая водопрочн. Черноземы тучные, обыкн. IVV--- Средней устойчи- вости Черноземы выщелоч., оподз.; серые лесные; т.кашт., луговые черноземовидн. IIIIIIV-- Неустойчи- вая Подзолист.; св.серые лесные; св.кашт.; солонцы IIIIIIIVV

Кривые зависимости интенсивности впитыва- ния воды в почву от интенсивности дождя х

Выбор наиболее невыгодного ливня (T, х)

Интенсивность ливней 3 - низкая повторяемость сильных ливней; 4 – средняя; 5 - высокая

Зависимость слоя стока от продолжительности дождя, t

Расходная часть

Данные по изменению инфильтрационной способности серых лесных лёссовато- суглинистых почв в зависимости от возраста древостоя (Тростянецкая лесная дача, Сумская обл.) 11-летнее дубовое насаждение1 мм/мин 26-летнее – –1,85 мм/мин 44-летнее – –3,22 мм/мин Старый естественный лес без скотобоя 16,7 мм/мин Старый естественный лес, сбитый скотом 2,22 мм/мин

Расчетная инфильтрационная способность лесных почв Класс почвРл, мм/мин I0,8 II1,0 III2,0 IV3,5 V4,5

Задержание воды в лесной подстилке Луг с редкой травой, пашня – 10 мм (1-3 мм) Луг с густой травой, мох, лес – 20 мм Таежный растительный покров – 30 мм d = 15 мм

Расчетные параметры Приходная часть: ss – водоотдача из снега, зависящая от интенсивности снеготаяния; PP = 0 Поглощение стока талых весенних вод Расходная часть: P мл P мл – расчетная инфильтрация воды в мерзлую лесную почву; d` d` - задержание воды в снежном шлейфе

III. Противоэрозионные лесополосы Крутизна склона Характер поверхности (локальная крутизна) Длина склона Инсоляционная экспозиция Ветровая экспозиция

Размещение противоэрозионных полос

Расчетная часть

Приходная часть водного баланса лесополосы V x V x объем воды в осадках, выпадающих непосредственно на лесополосу V x = x · t · b, Где х интенсивность ливня, t продолжительность ливня, b ширина лесополосы (расчет проводится на погонный метр длины лесополосы) ; V Q V Q - объем воды, приходящий на лесополосу со стоком с вышележащего пространства V Q = Q · t = ω · v · t, Где Q расход воды, v скорость потока, ω площадь поперечного сечения потока, в случае расчета плоскостного потока на 1 м опушки лесополосы площадь равна слою стока h h = (x-p п ) · t, где p п инфильтрация воды в почву на поле v = C · I m · R n, где С скоростной коэффициент, принимается как 13,5; I уклон поверхности; R гидравлический радиус потока, в нашем случае равный слою стока h; показатели степени равны: m = 0,9, n = 1,12 Итак, V Q = C · I m ʃ h n · h dt= C · I m ʃ [(x-p п ) t ] n+1 dt, [0,T] V Q' V Q' объем воды, приходящий на лесополосу после окончания ливня с остаточным стоком V Q' = C · I m ʃ (h T p п t) n+1 dt, [0, T '] где h T - слой стока, достигнутый к моменту окончания ливня

Расходная часть водного баланса лесополосы t 1 : X + Q = P л, где Р л инфильтрация в лесную почву b · x + C I m [(x-p П ) t] n+1 = b · p Л t 1 = [b (p Л -x) / C I m (x-p П ) n+1 ] 1/(n+1) t 2 = T - t 1 t 3 : Q' = P Л C I m (h T -p П ·t) n+1 = b · p Л t 3 = [h Т - (b p Л / C I m ) 1/n+1 ]/ p П t 4 = T ' - t 3 V p1 V p1 объем воды, поглощенный лесными почвами за время t 1 V p1 = x · t 1 · b + С I m ʃ [(x p П ) t] n+1 dt, [0, t 1 ] V P2+3 V P2+3 - объем воды, поглощенный лесными почвами за время t 2 + t 1 V P2+3 = p Л · b · (t 2 + t 3 ) V P4 V P4 объем воды, поглощенный лесополосами за время t 4 V P4 = C · I m ʃ (h T p п t) n+1 dt, [0, t 4 ] V d V d объем воды, задержанный лесной подстилкой Vd = d · b

Расчет предельной длины склона между противоэрозионными лесополосами v кр = C I 1 m [(x p П ) t 1 ] n B 1 = ʃ v dt = C I m (x-p П ) n ʃ t n dt, [0, t 1 ] B 1 = C I m (x-p п ) n t 1 n+1 / n+1 t 1 n = [ B 1 (n+1) / C I m (x-p п ) n ] n/(n+1) v кр = f (B 1, I 1 ) = f (B 2, I 2 ) B 2 = f (B 1, I 1, I 2 )