Распашка крутых склонов. Экологические проблемы сельскохозяйственного использования земли. Конструирование поперечного профиля плотины

Введение

Речные берега подвергаются эрозии (подмыву и обрушению). Водные потоки устремляются в направлении руслового откоса, отталкиваются от него с наносами и подмывают берега снизу. Подмытые, нависшие глыбы грунта не удерживаются силами сцепления и обваливаются в русло. Наиболее интенсивно разрушаются берега в половодье или паводок, когда весь русловой откос затоплен и насыщен водой.

Степень русловой эрозии зависит от геоморфологии берега, его защищенности растительностью и угла подхода водного потока к размываемому берегу.

Подмыв и обрушение берегов причиняют существенный ущерб плодородным пойменным землям, а также дорогам, водозаборам, населенным пунктам, навигационным и другим приречным сооружениям. Кроме того, в половодье происходит размыв в прирусловой пойме на участках, примыкающих к вогнутым подмываемым берегам.

Водная эрозия вызывает смыв плодородного слоя почвы, рост оврагов и резкое снижение урожайности с/х культур на этих площадях. Обычно разрушение почвы начинается при наличии уклона более 1-2 0 .Особенно сильно подвержены эрозионным процессам пойменные земли, на которых ведется нерациональная хозяйственная деятельность. Продольная распашка склонов речной долины, вырубка прирусловой растительности, выпас домашнего скота в водоохраной зоне приводят к интенсивному эродированию как пойменных земель, так и речных берегов.

В связи с этим для задержания поверхностного стока воды приходится пользоваться гидротехническими приемами борьбы с эрозией. Одним из действенных мероприятий по борьбе с эрозионными процессами является строительство противоэрозионных прудов.

Для этого строится плотина из грунтовых материалов. При проектировании плотины учитываются инженерно-геологические, топографические, гидрологические, биологические и другие условия природной среды, а также технические характеристики системы, включая сведения о расходах воды.

Конструкции и габариты сооружений должны обеспечивать благоприятный гидравлический режим потока при пропуске нормальных и максимальных расчетных расходов воды, требуемую маневренность в изменении уровней и расходов.

Необходимо также предусмотреть инженерную защиту или перенос жилых и производственных объектов, исторических и архитектурных памятников.

В процессе проектирования рассматривается возможность совмещения функций, выполняемых отдельными сооружениями, их водомерность, возведение и ввода их в эксплуатацию очередями, унификации отдельных элементов, узлов и сооружений в целом.

Обоснование выбора створа и типа грунтовой плотины

Створ плотины, как правило, располагают в наиболее узкой части водотока, обычно нормально к горизонталям, что обеспечивает минимальный объем работ. Топографические условия определяют длину и высоту плотины. Створ плотины целесообразно выбирать одновременно с трассировкой водосбросного тракта. При выборе створа учитывают и способ пропуска строительных расходов, наличие и возможность устройства дорожной сети, прокладку линий электропередачи.

В процессе изысканий намечают несколько створов. Створ будущей плотины из них выбирают с учетом перечисленных факторов и на основе результатов технико – экономического сравнения вариантов.

Для принятого створа делают продольный профиль с фиксацией отметок поверхности земли на пикетах и промежуточных точках. В створе выполняют шурфование или бурение скважин для освещения инженерно – геологического строения основания плотины.

При проектировании плотин учитывают и форму речных долин, в которых наблюдаются два характерных участка: русловой, где протекает вода в меженное время и пойменный, затапливаемый в паводок.

В водохранилищах, создаваемых с помощью грунтовых плотин, различают три уровня поверхности воды: форсированный подпорный (ФПУ), нормальный подпорный (НПУ) и мертвого объема (УМО). Отметки этих уровней устанавливают с помощью водохозяйственных расчетов.

Конструирование поперечного профиля плотины

2.1 Определение ширины гребня плотины

Один из основных вопросов проектирования плотины из грунтовых материалов - определение устойчивого и экономически выгодного ее профиля. Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, ее высоты, характеристик грунта тела плотины и ее основания, а также условий строительства и эксплуатации.

Гребень плотины конструируют из условий производства работ и эксплуатации плотины. Прежде всего, необходимо обеспечить проезд транспорта. Поэтому ширину гребня принимают в зависимости от категории дороги, но не менее 4,5 м. Для данной работы принимаем: категория дороги – IV; ширина проезжей части (А) 6,0 м; ширина обочин (Б) 2,0 м; ширина земляного полотна 10 м.

В поперечном направлении дороге придают двусторонний уклон, принимая его равным при асфальтобетонном покрытии 1,5%, при булыжном или грунтовом покрытии - 3%. Обочинам обычно придают несколько больший уклон. В пределах обочин в соответствии с ГОСТ 23457- 79 устраивают ограждения в виде надолб, низких стенок или парапетов.

Если гребень плотины делают из глинистых грунтов, то во избежание его пучения при морозах предусматривают защитный слой из песчаного или гравийного грунта (щебня). Толщину защитного слоя, включая толщину покрытия дороги, следует назначать не менее глубины сезонного промерзания в данном районе.

Отметку гребня определяют по методике из условия недопущения перелива воды через гребень плотины.

Откосы плотины должны быть устойчивыми во время ее строительства и эксплуатации при воздействии статических и динамических нагрузок, фильтрации, капиллярного давления, волн и др. Коэффициенты заложения откосов предварительно назначают по рекомендациям, а также опыту строительства и эксплуатации плотин-аналогов; затем их устойчивость проверяют специальным расчетом.

При высоте насыпных плотин от 10 до 15 м коэффициент заложения верхового откоса принимают равным 3,0, а низового - 2,5. Если на верховом откосе плотины устроен экран из материала, имеющего более низкие значения угла внутреннего трения и коэффициента сцепления, чем грунт основного тела плотины, заложение верхового откоса следует назначать с учетом не только обрушения откоса в целом, но и сдвига экрана по поверхности откоса, а также сдвига защитного слоя по поверхности экрана..

На высоких откосах при необходимости примерно через 10 м устраивают бермы, размеры которых определяются условиями производства работ, эксплуатационного проезда, сбора и отвода ливневых вод на низовом откосе. На верховом откосе берму можно располагать в конце крепления для создания необходимого упора. Ширину берм земляных плотин назначают в пределах 1 ... 3 м, а для плотин из каменных материалов - не менее 3 м. При необходимости проезда по берме ее ширину определяют по нормам проектирования дорог. Во всех случаях устройство берм не должно приводить к общему уположению откоса по сравнению с расчетным.

Овраг - крутосклонная долина, часто сильно разветвленная, образованная временными водными потоками. Геологический процесс, обусловливающий их развитие, называют оврагообразованием .

Основной движущей силой возникновения и развития оврагов является водная эрозия, т. е. размыв и разрушение поверхности земли текучей водой. В отличие от плоскостного смыва (эрозии), когда текучая вода смывает весь поверхностный слой на склоне, при оврагообразовании действует в основном линейная водная эрозия, т. е. размыв и разрушение идут по линии максимального уклона поверхности склона.

Стадии развития оврага: эрозионная борозда - рытвина (глубиной до 1 м, длиной 5-20 м) - промоина - овраг .

Длина оврагов может достигать нескольких километров, глубина - до 40-50 м (в лессовой толще до 80-100 м), а ширина 150- 300 м. Скорость развития оврага определяется размываемостью пород и может составлять от 0,3-0,8 м до 10-20 м/год.

Оврагообразование имеет исключительно широкое развитие в степной и лесостепной зонах нашей страны (Среднерусская, Верхневолжская, Приволжская, Приазовская возвышенности, степные районы Алтая и Восточной Сибири и др.).

Овраги затрудняют строительное освоение территории. Расчленяя местность, они представляют большую угрозу для населенных пунктов, дорожных и других инженерных сооружений. В ряде районов Центрально-Черноземной области Европейской части России почти четверть общей площади земель занимают бросовые земли, занятые действующими оврагами. Овражная эрозия - типичный процесс, приводящий к локальной потере ресурса геологического пространства со всеми вытекающими отсюда последствиями (В. Т. Трофимов и Д. Г. Зилинг, 2002).

Основные условия развития оврагов: 1) наличие легкоразмываемых пород (супеси, суглинки, особенно лессовые, в меньшей степени - пылеватые пески, глины, меловые отложения и др.); 2) ливневые осадки, быстрое весеннее снеготаяние, неорганизованный сброс техногенных и поливных вод; 3) крутизна склонов более 4-8°.

Глубина оврага ограничивается положением базиса эрозии , т. е. отметки уровня водоема, в который впадает овраг. Понижение базиса эрозии вызывает активизацию роста оврага и его углубление, что может создавать значительную угрозу для уже выстроенных сооружений.

Овраг растет вершиной вверх по склону вплоть до водораздельной линии. Одновременно происходит и его углубление и расширение за счет размыва склонов оврага и появления боковых отвершков. При достижении оврагом водораздельной линии, а устьем - базиса эрозии развитие оврага затухает. Его дно выполаживается, склоны покрываются растительностью. Овраг полностью утрачивает свою размывающую деятельность и превращается в балк у, отрицательную форму рельефа с плоским дном и пологими задернованными склонами.

Понятно, что настоящую опасность при строительном и ином хозяйственном освоении территории представляют действующие или растущие овраги. Признаками растущих оврагов являются крутые обнаженные склоны, резко выраженные бровки, V-образный поперечный профиль, боковые отвершки и т. д.

Мероприятия по борьбе с оврагообразованием носят комплексный характер и делятся на профилактические и активные (инженерные).

Профилактические мероприятия направлены на предотвращение развития процессов оврагообразования. Запрещается вырубка леса, продольная распашка склонов, неумеренный выпас скота, производство земляных работ на склонах и т. д.

К инженерным мероприятиям относится устройство простейших гидротехнических сооружений для перехвата и отвода поверхностного стока воды: нагорных канав, водозадерживающих валов, распылителей стока, водосборных железобетонных лотков и т. д. По дну оврагов возводится система запруд для гашения энергии размывающего потока. Участки активного размыва засыпаются грунтом и укрепляются с помощью каменной наброски, бетонных плит и т. п. с последующим мощением камнем.

Сельское хозяйство как фактор воздействия на окружающую среду

Сельское хозяйство является одним из древнейших видов природопользования. С исторических времен известны приемы обработки земель в Египте, Средней Азии, Двуречье, с использованием оросительных систем и каналов. В настоящее время сельское хозяйство стало, наряду с промышленностью, мощным фактором воздействия на окружающую среду.

Основой развития сельского хозяйства является земельный фонд. На сегодняшний день в сельскохозяйственном природопользовании происходит нарастание экологических проблем. К экологическим проблемам сельского хозяйства относятся:

Химическое загрязнение почв

Эрозия почв

Проблемы малых рек

Не только промышленность, транспорт, и энергетика являются источникам загрязнения атмосферы, вод, почв химическими элементами. Таким загрязнителем может быть и сельское хозяйство. Начиная с 1980 года, ООН считает угрозу живой природе, исходящую от сельского хозяйства, в числе четырех самых опасных. Можно выделить два источника, определяющих сельскохозяйственное загрязнение, - минеральные удобрения, пестициды.

Минеральные удобрения ежегодно вносятся на поля, для того, что бы восполнить вымываемые из почвы химические элементы. Удобрения регулируют процессы обмена веществ в растениях, способствуют накоплению белков, жиров, углеводов, витаминов. Небольшие дозы удобрений, применяются с учетом особенностей почв и климатических условий, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Но очень часто правила внесения удобрений нарушаются. Систематическое внесение удобрений в высоких дозах, плохое хранение, потери во время транспортировки приводят к загрязнению среды, особенно водоемов, оказывают влияние на здоровье человека.

Например, при чрезмерной дозе внесения удобрений возможно накопление в растениях нитратов, большое количество которых попадает в пищу и может вызвать легкое пищевое отравление.

Гораздо опаснее то что нитраты превращаются в наших организмах в нитрозамины, которые могут стать причиной развития рака.

Фосфорные удобрения, попадая в водоемы, вызывают их зарастание и гибель.

Возникает вопрос, значит ли это, что необходимо отказаться от применения удобрений.

Существуют данные, на основе которых, можно сделать вывод о том что, дозы удобрений, вносимые на 1 га пашни, сильно различаются по странам. Самые высокие они в Голландии - почти 800 кг на 1 га. В последние годы можно видеть некоторое снижение вносимых удобрений, все-таки получать высокие урожаи без них невозможно. Поэтому, чтобы уменьшить вредное влияние минеральных удобрений, нужно соблюдать ряд правил.

1. Четкую дозировку внесения - сколько удобрений нужно вносить для повышения урожая, чтобы не нанести урон природной среде.

2. Вносить удобрения непосредственно в прикорневую зону растений, а не разбрасывать их по всему полю. При совместных способах внесения, растения усваивают лишь 50 % от вносимой дозы, остальное уходит со стоком, попадая в реки и озера.

3.Не допускать потери минеральных удобрений при перевозках по железной дороге, шоссе, при хранении на складах.

4. Сочетания минеральных удобрений с высокими дозами органических (навоз)

5. Строгое соблюдение сроков внесения минеральных удобрений в почву.

Пестициды - собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

В среднем на каждого человека Земли ежегодно расходуется 400-500 г пестицидов, А в России и США - до 2 кг.

Обычно пестициды используются для поражения определенного вредителя. Но кроме него гибнет практически все живое, находящиеся в близи. Ученые подсчитали, что в нашей стране от применения пестицидов в сельском хозяйстве, гибнет до 80% лосей, кабанов, зайцев.

Наиболее опасной группой являются хлорорганические пестициды и среди них ДДТ.

Пестициды становятся опасными при достижении определенной концентрации. Опасность заражения пестицидами через продукты питания и питьевую воду существует для всего населения Земли. Они могут накапливаться (особенно в тех странах, где их применяют в больших количествах) в тканях тел рыб, птиц, в грудном молоке женщин.

Пестициды необыкновенно стойки к воздействию высокой температуры, влаги, солнечной радиации.

ДДТ обнаруживают почве после 8-12 лет после внесения.

Пестициды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции, например при биоаккумуляции в пищевой цепи:

Фитопланктон -- зоопланктон -- мелкая рыба®рыбоядные птицы.

Организмы находящиеся в начале пищевой цепи поглощают ДДТ и накапливают его в своих тканях, организмы следующего уровня получают более высокие дозы, накапливают их и т.д. В результате концентрация может увеличиваться в сотни раз.

Первоначально накопление и распространение пестицидов наблюдается в радиусе 10-30 км. Это связанно с направлением ветров, водным стоком. Но со временем (через 10-20 лет) пораженной оказывается значительно большая территория - бассейны рек и т.д. Опасность вредного воздействия возрастает в связи с тем, что не больше 3% достигает цели при использовании, а чаще до 1 %.Все остальное выносится с полей в воду, воздух почву.

Эффективность применения пестицидов со временем резко снижается, так как у вредителей вырабатывается невосприимчивость к их действию.

Новые виды пестицидов становятся более устойчивыми и опасными. Отрицательные последствия применения пестицидов для здоровья человека просто очевидны, и наблюдаются тенденции к их росту

Агрохимии как науке всего лишь 100 лет, за время своего развития она накопила много ценных данных о химических процессах в почве и растениях, внедрила в практику технологию применения удобрений в сельском хозяйстве и др. Основоположник советской агрохимии академик Д. Прянишников в своих работах подчеркивал соблюдение экологических нормативов в прикладной агрохимии, но сейчас во многих ее областях отсутствует экологический подход, а решаются только сиюминутные проблемы защиты растений и стимулирования высокой урожайности. Академик Ягодин считает, что сегодня главная задача агрохимии - управление круговоротом и балансом элементов в системе «почва - растение» программирование плодородия земли и качества продукции. Особенно актуально стала проблема в наше время - содержание нитратов в продуктах. Всемирная организация здравоохранения установила, что предельная норма потребления нитратов для одного человека в день равна 325 мг. Интенсивное применение во многих районах нашей страны неорганических удобрений привело к тому, что в 1988-1993 гг. произошел резкий скачек концентрации нитратов в продуктах питания, поставляемых в государственную и рыночную торговлю. В настоящее время, если еще продукцию государственных хозяйств еще как- то можно проверить и контролировать, то выращенную на личном подворье проверить очень трудно. Частные хозяйства зачастую сознательно идут на превышение норм расходования химических препаратов,что обеспечивает им быстрый, и большой урожай. А все это наносит непоправимый вред земельным ресурсам.

Важной проблемой сельского хозяйства является эрозия почв.

Земельные (сельскохозяйственные) ресурсы - к этой категории ресурсов относятся земли, используемые для производства сельскохозяйственной продукции, - пашня, сенокосы, пастбища. Земли, которые обеспечивают население планеты большей частью пищевых продуктов, составляют всего13% поверхности суши. На протяжении всей истории человечества шел процесс увеличения площадей земли, используемых для выращивания сельскохозяйственных культур - сводились леса, осушались заболоченные территории, орошались пустыни. Но одновременно с этим человек уже терял освоенные им сельскохозяйственные земли. До начала интенсивного развития земледелия площадь пригодных для пахоты земель составила около 4,5 млрд. га. В настоящее время их всего лишь 2,5 млрд. га. Ежегодно безвозвратно теряется почти 7 млн. га пахотных земель, что означает потерю базы жизни для 21 млн. человек.

Сокращение сельскохозяйственных ресурсов связанно с хозяйственной деятельностью человека, нарушением основных правил при ведении сельского хозяйства. К основным причинам потери сельскохозяйственных земель можно отнести: Эрозию, засоление почв в результате хозяйственной деятельности (например, орошение), использование сельскохозяйственных земель для строительства промышленности, транспортных сооружений, бесконтрольное или неумеренное использование удобрений, пестицидов, делающие земли непригодными для сельского хозяйства.

Эрозия почв является самым опасным врагом, уничтожающим сельскохозяйственные земли. Девять десятых всех потерь пахотных земель включая падение их плодородия связанно с эрозией. Эрозия-это процесс разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. В связи с этим различают водную и ветровую эрозию. Неправильное ведение сельского хозяйства может существенно усилить процесс эрозии. Стремление увеличить в короткие сроки производство сельскохозяйственной продукции часто приводит к нарушению правил ведения земледелия, например отказу от севооборотов. Например, можно рассмотреть, как влияет на смыв почвы возделывание на одном и том же поле из года в год одной культуры- пшеницы или кукурузы.

При непрерывном возделывании пшеницы ежегодные потери почвы составляют10 т/ год, кукурузы - до 40 т/год. Но если мы ведем севооборот - будем чередовать посевы кукурузы, пшеницы, клевера, ежегодные потери почвы сократятся до 5 т/ год. Усиливает почвенную эрозию отсутствие парования. Известно, что поле под паром оставляется без посева на весь вегетационный период. В это время уничтожаются сорняки и их семена, происходит накопление влаги, питательных веществ.

Сокращение земель под паром в США в 70-е годы, вызванное стремлением собрать больше пшеницы на продажу, привело к резкому усилению ветровой эрозии. Долгосрочное плодородие земель было принесено в жертву краткосрочной прибыли.

Распашка вдоль склона приводит к тому, что потоки талой воды весной или летние дожди смывают плодородный слой. Потери почвы с увеличением крутизны растут, и соответственно уничтожает урожай. Чтобы уменьшить эти потери, нужно вести распашку только поперек склона и резко увеличивать в севообороте долю однолетних и многолетних трав.

Разрушает структуру почв мощная сельскохозяйственная техника тракторы, комбайны, автомашины. Применение их требует учета особенностей обрабатываемых почв, специфики ведения сельского хозяйства в данной местности. Так в США переход к крупной техники привел к разрушению террас на полях, которые должны были сократить смыв на участках с уклоном. Для мощных тракторов, комбайнов нужны большие поля, поэтому их размеры увеличиваются, а полосы разделяющие более мелкие поля, созданные для уменьшения эрозии, ликвидируются.

Сильной считается эрозия при смыве 50 т мелкозема на 1 т/га в год; средней от 25 до 50; слабой от12,5 до 25 т/га а год. Есть примеры и катастрофического смыва почвы, который достигает 300-500 т/га. Особенно это характерно для стран тропического и субтропического поясов, где смыву способствуют ливневые дожди.

Плодородные почвы считаются возобновимым ресурсом, но время необходимое для их возобновления может исчисляться сотнями лет. На посевных площадях земного шара ежегодно теряются миллиарды тон почвенного слоя, что превышает объем вновь образующихся почв. Поэтому главной задачей является сохранение лучших сельскохозяйственных земель. Освоение новых земель не столь плодородных, связанно с громадными затратами. Для приостановки эрозионного процесса необходимо проведение следующих мероприятий:

Безотвальная и плоскорезная обработка почв

Вспашка поперек склонов

Щелевание зяби и посев многолетних трав

Регулирование снеготаяния

Создание полезащитных, водорегулирующих и приовражных лесополос

Строительство противоэрозионных прудов в вершинах оврагов, аккумулирующих сток, земляных валов, водоотводящих канав.

Структура почвы нарушается и в результате использования на полях тяжелой техники, утрамбовывающей силой своей тяжести почвенный слой, нарушающей ее водный режим. Особую актуальность в последнее время приобретает вопросы, связанные с сохранением от истощения и загрязнения малых рек, а так же охрана природы пойменных земель. К малым рекам относятся реки длиной до 100 км и площадью водосбора до 2 тыс. кв. км. Роль малых рек в жизни крупных водоемов, а так же лесного, сельского хозяйства и промышленности огромная. Достаточно сказать, что водосборная площадь малых рек в пределах Верхней и Средней Волги составляет 1/3 общей водосборной площади бассейна. На долю малых рек приходиться 90% от общего количества рек зоны, а их сток составляет 40-50 % от общего речного стока. Больший суммарный объем водной массы, приносимый малыми реками, не может не оказывать влияния на формирование качества воды в больших реках. Малые реки имеют огромное хозяйственное значение как местные источники водоснабжения и зоны массового отдыха населения. Реки важный элемент природных комплексов, являются «кровеносной системой» ландшафта. Вдоль малых рек располагаются пойменные земли, представляющие собой часть речных долин. Почвенные земли играют очень важную роль в народном хозяйстве, являются основным поставщиком сена и пастбищного корма. Несмотря на большое значение малых рек, мер по их сохранению принимается недостаточно, и их состояние в связи с загрязнением, обмелением и усыханием вызывает большую тревогу. Обмеление рек происходит вследствие как естественных, так и антропогенных факторов. Среди естественных причин выделяют, изменение климата и постоянно идущий естественный сброс воды, накопленный в Нечерноземной зоне во время ледникового периода, различного рода тектонические подвижки (поднятие Русской платформы).Среди антропогенных причин выделяют следующие:

Вырубка леса особенно опасна вырубка леса в истоках и водоохранных зонах

Осушение болот и заболоченных земель, пойменных водоемов. Во многих областях от первоначальной площади болот осталось менее половины.

Распашка склонов и пойм рек, что приводит к смыву почв и заилению русел рек

Забор воды из рек на орошение, промышленные, бытовые и другие хозяйственные нужды. При этом забор из рек осуществляется без увязки со схемами природопользования, нередко недопустимо велико потребление воды.

Уменьшение запасов подземных вод в результате бесконтрольного забора воды через скважины.

Проводимые без учета охраны природы уничтожение ключей, родников, ручьев, мелких рек и спрямление их русел при мелиорации земель, разрушение плотин.

Особую тревогу вызывает загрязнение рек. Обилие на малых реках мелких предприятий лесной, пищевой, легкой, текстильной, сельскохозяйственной и промышленности с отсталой технологией очистки воды или совсем без нее приводят нередко к их катастрофическому загрязнению, разрушению экосистем, и полной гибели в реках всего живого. Так же пагубно влияет и чрезмерная нагрузка со стороны маломерного флота. Воды загрязненных рек нельзя использовать ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни для бытовых нужд.

Крупным загрязнителем рек в последнее время становятся животноводческие комплексы, построенные без очистных сооружений. Только экологически обоснованное размещение экологических комплексов и полное использование оттоков то них на земледельческих полях орошения (ЗПО) позволит оградить окружающую среду от загрязнения. Возможность реки бороться, с поступившим в нее загрязнением связана, с самоочистительной способностью водоемов, которая обусловлена совокупностью постоянно идущих физико-химических, биохимических, биологических процессов, ведущих к восстановлению в водоеме его природных свойств и состава воды. Но способность рек к самоочищению не беспредельна. Чем меньше река, тем относительно ниже ее самоочистительная способность.

В последние годы долины рек интенсивно осваиваются под зоны отдыха. Например, на Малых реках Нижегородской области практически не осталось свободных мест для размещения зон отдыха. Без учета последствий нарушения природных систем ведется подчас, на малых реках строительство баз отдыха гидростроительство, заготовка гравия, песка и других строительных материалов. Природные ресурсы малых рек очень велики, но в настоящее время они особо нуждаются в бережном отношении к ним, постоянном внимании и заботе со стороны человека, поскольку экологические системы малых рек являются наиболее хрупкими и уязвимыми.

В настоящее время разработан целый ряд мероприятий по охране малых рек.

В первую очередь необходимо:

1. Провести облесение истоков всех рек, их берегов, склонов, оврагов, и балок, заботливо охранять родники, ключи, ручьи, питающие реки, в значительно больших масштабах осуществлять противоэрозионные мероприятия. Прирусловые лесокустарниковые полосы должны начинаться от истока и следовать на всем протяжении рек по обоим берегам до устья. Долины наиболее мелких рек длиной 3-5 км со слабо выраженными поймами в основном должны оставаться под лесом с освобождением лишь отдельных наиболее широких пойменных участков под кормовые угодья. Это весьма важное условие оптимизации ландшафтов вообще и сельскохозяйственного в частности.

2. Прекратить осушение болот имеющих водорегулирующее значение, особенно в истоках рек.

3. Проводить строительство плотин на реках оврагах, ручьях и балках, но без затопления поименных земель. Так же необходимо усилить контроль за работами (распашка, сведение кустарников, осушение, запруживание водоемов, размещение площадок для сельскохозяйственной авиации и складов удобрений), которые производят в поймах и по берегам рек, колхозы, совхозы. фермерские хозяйства.

4. Прекратить сужение русел рек, в большинстве случаев не дающего экономического эффекта, но наносящие непоправимый ущерб речным экосистемам

5. Прекратить распашку пойменных земель, а так же склоновых земель, подвергаемых эрозии т. к. это вызывает заиление рек и снижения плодородия пойменных земель

6.Проводить углубление русел рек с сохранением прибрежной древесно-кустарниковой растительности

7.Максимально сократить существующее необоснованно высокое потребление воды из малых рек для сельскохозяйственных нужд. Для каждой области должна быть принята программа мероприятий по охране, оздоровлению и комплексному использованию малых рек.

Охрана рек от загрязнения является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Любые существующие и потенциальные источники загрязнения больших и малых рек должны своевременно выявляться и ликвидироваться. Основную роль в этом играют бассейновые водные инспекции и санитарно - эпидемиологические станции. Необходимо усилить контроль за санитарно - гигиеническим состоянием всех рек, максимально ограничить поступление в реки хозяйственно бытовых, промышленных сточных вод и стоков животноводческих комплексов. Контролировать, что бы не создавались свалки мусора по берегам рек, загрязняя тем самым поверхностные и грунтовые воды. Так же необходимо в период строительства и эксплуатации мелиоративных систем необходимо четкое соблюдение установленных инструкций по порядку ведения работ, что исключает вероятность поступления загряз нений в водоприемники. .

1.Усилить контроль над работой локальных очистных сооружений предприятий, сбрасывающих нефтепродукты в водоемы и канализационные коллекторы. Улучшить работу очистных сооружений не допускать залповых сбросов. Привлекать к строгой ответственности нарушителей санитарных норм сброса сточных вод

3. Запретить устройство площадок для авто- и мототранспорта в близи рек и пойменных озер, мойку машин в водоемах, а так же прокладку дорог вблизи берегов, рек, озер.

Для охраны рек от загрязнения ядохимикатами, удобрениями, биогенами рекомендуется следующее:

1. Охранять и восстанавливать естественный растительный покров по ложбинам стока поверхностных вод. Эти зоны вместе с поймами рек являются ландшафтно - геохимическими барьерами, препятствующими смыву в реки почвы, удобрений, пестицидов.

2. Строго соблюдать нормы, сроки и технологию применения удобрений и ядохимикатов.

3. Запретить использовать и строго это контролировать, использование самолетов для внесения удобрений на сильнообводненных территориях.

4. Шире использовать внесение гранулированных удобрений, внося их непосредственно под деревья, растения.

6. Организовать хранение ядохимикатов и удобрений в специально оборудованных для этого помещениях. Запретить хранение удобрений под открытым небом.

7. Запретить размещение площадок для отдыха скота на берегах водоемов, а так же водопой скота из рек без специально оборудованных мостов.

8. Огромную роль при самоочищении водоемов играют заросли прибрежно-водных растений. Следует охранять, а там где они нарушены - восстанавливать заросли тростника, рогоза, манника, осоки, ежеголовника и других растений по берегам рек озер, вокруг водозаборных сооружений в качестве фильтрационных полос, а так же создавать подобные полосы на пути сброса сточных и дренажных вод

Еще как одна необходимая мера для охраны малых рек, это - необходимо объявить охраняемыми все малые чистые реки, которые являются важнейшими источниками снабжения населения питьевой водой.

Еще одной важной проблемой малых рек является гибель растительного и живого мира в них в связи с этим так же необходимо принимать меры по их охране и восстановлению.

Пойменные земли с богатейшими заливными лугами являются «золотым» фондом естественных кормовых угодий. Урожай трав на пойменных лугах в два раза выше, чем на суходолах. Богатый флористический состав заливных лугов предопределяет высокое качество и питательность с получаемых с них кормов. Пойменные луга из года в год дают высокие стабильные урожаи и с древних времен использовались человеком как сенокосные угодья. С развитием земледелия и ростом городов отдельные участки пойм стали распахиваться. Однако степень распаханности пойменных территорий оставалась незначительной. На них продолжали господствовать луга, с которых по данным земских учетов, заготавливали 2/3 всего количества сена. Преимущественно сенокосный тип сельского хозяйства продолжал сохраняться и в первые годы советской власти. В послевоенный период производилась массовая распашка пойменных территорий главным образом под посев картофеля и овощных культур. Высокие темпы проведения распашки пойменных земель сопровождались зачастую шаблонными подходами к мелиорации пойм, ведутся без учета природных особенностей, что ведет за собой целый ряд неблагоприятных экологических последствий. Так в результате распашки значительные площади пойменных почв в период половодья подвергаются размыву и смыву на одних участках и заносу свежим аллювием на других. Распашка ухудшает свойства пойменных почв, они теряют 25-40% первоначальных запасов гумуса, 15-35% азота. Одновременно происходит разрушение водопрочной почвенной структуры, что приводит к уплотнению пахотных горизонтов, к уменьшению водоудерживающей способности. Распашка нарушает функцию почв как ландшафтно-геохимических барьеров. После распашки в результате смыва почвы с поверхности пашни и разрушения берегов в реки начинают поступать большое количество взмученного материала, что приводит к еще большему заиливанию и загрязнению русел рек. Сокращение площади пойменных лугов в результате их распашки приводит к ухудшению состояния оставшейся их части. При сильной перегрузке пастбищ скотом и отсутствием должного ухода заливные луга начинают вырождаться. Продуктивность их резко падает. При увеличении засоренности лугов, происходит выпадение из травостоя многих ценных видов кормовых растений. Зарегулирование стока рек отрицательно сказывается на состоянии больших массивов пойменных лугов, расположенных ниже плотин гидроэлектростанций.

Встала задача о повышения продуктивности пойменных лугов. Для ее решения просто необходимо соблюдения ряда норм и правил таких как: соблюдение норм пастбищных нагрузок, соблюдение сроков сенокошения, посев семян ценных сортов трав, правильный целесообразный уход за лугами и т.д. Выполнение этих мероприятий позволит повысить продуктивность пойменных лугов, даже на участках с сильно сбитым травостоем, сохранив при этом естественный многовидовой состав травостоев.

При мелиоративных работах в поймах рек обычно уничтожается достаточно большое количество древесно-кустарниковой растительности. В тоже время древесно-кустарниковая растительность в поймах рек имеет важное противоэрозионное значение. Снижая скорость воды в паводок, она тем самым снижает ее размывающую силу.

Для сохранения пойменных земель необходимо проводить целый ряд мероприятий по их рациональному использованию и охране:

Площади пашни в поймах рек должны быть сокращены до минимума.

Следует запретить выпас скота на пойменных сенокосах до сенокошения

При коренной мелиорации пойменных угодий недопустима сплошная распашка пойм. Планировочные работы на пойменных землях должны быть резко ограничены. Необходимо осторожно подходить к осушению пойменных земель, которое нередко наносит вред этим территориям и выводит их из ранга высокопродуктивных территорий. Осушение пойменных земель надо проводить только закрытым дренажем с двустороннем регулированием водного режима. Недопустим прямой сброс воды в реки. Следует запретить применение на пойменных землях высоких доз минеральных удобрений, особенно азотистых. Следует резко ограничить применение всех видов пестицидов. В целях сохранения малых рек необходимо запретить осушение и коренную мелиорацию узких пойм небольших рек длиною до 10 км. Учитывая уникальность пойменных ландшафтов, их важную роль в биосфере Земли и необходимости сохранения генофонда пойменной флоры и фауны, создать несколько пойменных заповедников.

Проектирование фундаментов при строительстве на мерзлых грунтах следует выполнять согласно СНиП 2.02.04-88 на основе результатов специальных инженерно-геокриологических изысканий с учетом конструктивных и технологических особенностей проектируемых сооружений.

4.11. Гравитационные процессы на склонах и в котлованах.

Проявляются, когда в массиве грунта склона или в слоистой толще нарушаются силы сцепления между частицами, т. е. прочность породы. Обычно это бывает при увлажнении пород в период или после обильного выпадения осадков. Движущаяся сила здесь гравитационная и движение оторвавшейся массы грунта идет до базиса (уровня) эрозии (до основания склона).

Различают осыпи, обвалы и оползни.

Для лессовых пород характерна анизотропность фильтрационных свойств. По вертикали она в 5-10 раз превышает величину водопроницаемости по горизонтали. Естественная влажность лессовых пород - 10-14%.

Тонкая фракция лессовых пород представлена гидрослюдами, кварцем, кальцитом, монтмориллонитом. Остальные глинистые минералы имеют второстепенное значение.

Основным отличительным свойством многих лессовых пород является их способность давать просадку при замачивании.

Грунт просадочный - грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса (I тип просадочности) или только от собственного веса (П тип просадочности) при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию  s 1 > 0,01. Наибольшая просадочность приурочена к горизонтам, залегающим непосредственно под современными и погребеными почвами. Просадочность возрастает в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунтов и уменьшается к основанию толщи лессовых пород.

Проблема генезиса лессов до сих пор еще окончательно не решена. «Очевидно лессовые породы, подобно песчаным и глинистым породам, могут быть различного генезиса, они полигенетичны» (Е. М. Сергеев).

Существует ряд гипотез и теорий происхождения лессовых пород. Наиболее известные - эоловая, пролювиальная, аллювиальная и др. В геологической истории формирования лессовых пород различают два основных этапа:

Накопление осадков.
Преобразование их при литификации в лессовые породы .

Как показали научные разработки ученых МГУ Е. М. Сергеева, А. В. Минервина и др., решающая роль в приобретении лессовыми породами разного генезиса просадочности принадлежит сезонному и многолетнему промерзанию-оттаиванию и быстрым фазовым переходам влаги по схеме лед - вода - пар.

При проектировании и строительстве зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах согласно СНиП должны предусматриваться меры по устранению опасного влияния возможных просадок на их устойчивость, а также наружный мониторинг за состоянием проектного положения объектов.

5. Инженерно-геологические изыскания.

5.1. Цели и задачи изысканий.

Проводятся:

Для обеспечения проектирования различных видов строительства инженерно-геологической характеристикой строительных площадок.
При разведке и эксплуатации месторождений строительных материалов.
Для обеспечения данными об инженерно-геологических условиях при реконструкции и других видах строительных работ на застроенных территориях.

Основные задачи:

Изучение геоморфологических, геологических, гидрогеологических условий и современных геологических процессов.
Определение прочностных и деформационных свойств грунтов для расчетов рациональных типов фундаментов и конструкций.
Определение распространения условий залегания, генезиса, возраста, мощности, инженерно-геологических свойств пород в массиве и свойств, приуроченных к ним подземных вод, а также все виды современных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.

Итоги исследований:

Инженерно-геологическое заключение с оценкой геологических условий строительства.
Карты, разрезы, таблицы результатов лабораторных и полевых исследований грунтов - графики, схемы, таблицы, фотографии.

5.2. Изыскания по видам строительства.

Промышленное и гражданское строительство (ПГС).

Автомобильные и железные дороги.

Градостроительство ведется во всех природных зонах в разнообразных и, нередко, сложных инженерно-геологических условиях. Недоучет одного из этих факторов ведет к сокращению сроков эксплуатации объектов и удорожанию стоимости при их реконструкции или восстановлении, к повышенному загрязнению геологической среды.

Особенности инженерной геологии и геоэкологии городов включают:

Многоотраслевое строительство гражданское, промышленное, гидротехническое, горное, коммунальное, транспортное, наземное, заглубленное, подземное, т. е. разные виды воздействия на геологическую среду.

Большое разнообразие типов сооружений по весу, размеру, конфигурации, конструкциям, режиму эксплуатации, нагрузкам (статическим, динамическим, переменного режима).

Большие площади городских территорий, где ведется новое строительство, подвергаются полному сносу старых сооружений или реконструируются существующие объекты (подводят новый фундамент, надстраивают этажи, меняют внутреннюю планировку, тип кровли и др.). При этом породы оснований испытывают не только нарастание нагрузок, но иногда и ряд циклов нагрузки и разгрузки. В результате происходит уплотнение грунта в зоне влияния сооружения, изменяются некоторые физико-механические свойства грунтов.

В существующих городах подвергнуты техногенному изменению атмосфера, гидросфера, рельеф, растительный и почвенный покров (насыпи, подрезки, планировки и др.); и чем древнее город, тем эти процессы значительнее. Под влиянием динамических воздействий от движущегося транспорта под проезжей частью дорог происходит уплотнение грунтов до глубины 1,5-2,0 метра. При утечке воды из инженерных сетей формируются техногенные водоносные горизонты.

Во многих городах (Санкт-Петербург, Киев, Омск и др.) строительство ведется на намывных грунтах.

При расширении городских территорий в черте города оказываются старые свалки, кладбища, отработанные и еще действующие карьеры, сельскохозяйственные угодил, что осложняет геоэкологическую обстановку городской территории.

Основной градостроительный документ - генеральный план города, на основании которого разрабатывают детальные планы застройки и планировки отдельных жилых комплексов, промышленных узлов, транспортных и инженерных коммуникаций. В генеральном плане должны учитываться особенности геологического строения территории, гидрогеологические условия, инженерно-геологическое и геоэкологическое районирование с учетом видов и особенностей техногенной нагрузки на геологическую среду.

6. Приложения.

6.1. Литература.

Ананьев В. П., Потапов А. Д. Инженерная геология – М.: Высшая
школа, 2000
Гольдшейн М. Н. Механические свойства грунтов. - М.: Стройиздат, 1979
Геологический справочник. В 2-х т. - М., 1973.
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М., 1995
Дружинин М. К. Основы инженерной геологии. - М.: Недра. 1978.
Иванов М.Ф. Общая геология. - М.: Высшая школа. 1974.
Ломтадзе В. Д. Инженерная геология, инженерная геодинамика - Л., 1977.
Маслов Н. Н. Основы инженерной геологам и механики грунтов. -
М.: Высшая школа, 1982.
Маслин Н. Н., Котов М. Ф. Инженерная геология. - М.: Стройиздат, 1971.
Пешковский Л. М., Перескокова Т. М. Инженерная геология. - М.: Высшая школа, 1982.
Сергеев И. М. Инженерная геология - М.: Изд-во МГУ, 1979.
СНнП II - 02 - 96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. - М., 1996.
Справочник по инженерной геологии. - М.: Недра, 1968.
Справочник по инженерным изысканиям для строительства М., 1963.
Чернышев С. Н., Чумаченко А. Н., Ревелнс И. Л. Задачи и упражнения по инженерной геологии. - М.: Высшая школа, 2001.
Швенов Г. И. Инженерная геология - М: Высшая школа, 1997.
Горбунова Т. А., Камаев С. Г. Элементы грунтоведения и геодинамические процессы. Учебное пособие. – Барнаул: Из-во АлтГТУ, 2004.

6.2. Вопросы для повторения и контроля.

Охарактеризуйте взаимное влияние инженерных сооружений и геологической среды.
Назовите основные разделы инженерной геологии.
Дайте краткую характеристику геосфер.
Для каких целей определяется возраст горных пород, какие существуют методы.
Что называют минералами и горными породами.
Как разделяют горные породы по генезису.
Образование и формы залегания магматических пород, их трещиноватость и строительные свойства.
Образование и условия залегания осадочных пород, их классификация, приминение в строительстве .
Метаморфические породы. Основные факторы метаморфизации, приминение в строительстве.
Основы грунтоведения.
Процессы внутренней динамики Земли. Виды тектонических движений.
Виды дислокаций, их влияние на инженерно-геологические условия при строительстве.
Сейсмические явления, Виды сейсмических волн и характер землетрясений.
Литосферные плиты верхней оболочки Земли и виды их контактов.
Что изучает гидрогеология.
Виды воды в горных породах.
Классификация подземных вод.
Что характеризует карта гидроизогипс.
Виды водозаборов. Закон Дарси.
Назовите процессы внешней динамики Земли и их влияние на геологическую среду.
Процессы выветривания и продукты выветривания. Элювий.
Геологическая деятельность ветра: дефляция, коррация, транспортирование и аккумуляция.
Плоскостная и глубинная эрозия. Оврагообразование. Элементы оврага.
Геологическая деятельность реки. Элементы долины, виды террас, инженерно-геологические особенности при строительстве.
Охарактеризуйте опасные геологические процессы, такие как:

Суффозия;
Карст;
Плывуны;

Назовите особенности строительства.

Геологическая деятельность озёр и болот, особенности строительства в этих условиях.
Виды ледников. Особенности строительства на моренных отложениях.
Селевые потоки. Районы прояления и меры сохранения склонов.
Виды мерзлоты. Условия залегания, гидрогеология и особенности строительства.
Гравитационны процессы на склонах и котлованах: осыпи, обвалы, оползни. Зарождение, механизм движения, классификация, меры борьбы.
Инженерно-геологические особенности лессовых пород.
Цели и задачи инженерно-геологических изысканий.
Изыскания по видам строительства.
В чём заключаются инженерно-геологические и геоэкологические проблемы городов.

6.3. Геохронологическая таблица.

Эра (группа)	Период (система)	Эпоха (отдел)	Длитель ность, млн. лет	Главные геологические события
Кайнозойская К Z .	Антропогенный четвертичный. Q.	голоцен (современный) Q 4 плейстоцен: поздняя(верхний)Q 3 средняя Q 2 нижняя (нижний) Q 1	г-2	Великое оледенение Русской Западно-Сибирской равнины: поднятие гор Кавказа, Урала, Тянь-Шаня. Образование современного ландшафтных зон тундры, степей, пустынь.
	Неоген N.	Плиоценовая (верхний)N 2 миоценовая(нижний)N	25	Альпийская складчатость и образование гор на Кавказе, в Крыму. Неоген - четвертичный вулканизм.
	Палеоген Р.	Олигоценовая (верхний)Р 3 эоценовая(средний)Р 2 палеоценовая (нижний) Р 1	41	Море периодически затапливает Украину, Поволжье, Западную Сибирь. Среднюю Азию.
Мезо зойс кая МZ.	Мел К	Поздняя(верхний)К 2 ; ранняя (нижний) К 1 ,	70	Затопление морем многих районов.
	Юра J.	Поздняя (верхний) J 3 средняя(средний)J 2 ранняя (нижний) J 1	55-58	Складчатость, вулканизм и образование гор на северо-востоке Азии.
	Триас Т	Поздняя(верхний)Т 3 средняя(средний)Т 2 ранняя (нижний) Т 1	40-45	Значительная часть территории представлялась сушей.
Палео зой ская	Пермь Р.	Поздняя(верхний)P 2 ранняя (нижний) Р 1	45-50	Герценекая складчатость. Вулканизм, образование гор Урала, Алтая, Тянь.-Шаня. Сухой климат в Приуралье.
	Карбон С.	Поздняя(верхний)C 3 средняя (средний) C 2 Раниий (нижний) С 1	65-70	Море затапливает большую часть территории. Образование углей в Подмосковном бассейне.
	Девон D.	Поздняя(верхний)D 3 средняя(средний)D 2 ранняя (нижний) D 1	65-70	Море затопляет всю территорию.
	Сипур S.	поздняя(верхний)S 2 ранняя (нижний) S 1	30-36	Каледонская складчатость, вулканизми горообразование в Саянах, море покрывает Сибирь, Среднюю Азию.
	Ордовик О.	Поздняя(верхний)O 3 средняя(средний)O 2 ранняя (нижний) О 1	60-70
	Кембрий €	поздняя(верхний)€ 3 средняя(средний)€ 2 ранняя (нижний) € 1	70-80
Протерозойская PR.	Ранний протерозой			Складчатость, вулканизм, образование высоких хребтов в Карелии, Забайкалье, на Кольском полуострове, Украине
	Средний протерозой
	Поздний протерозой	рифей, венд.
Архейская AR.	Архей AR.

4.6. Шкала интенсивности землетрясений (с сокращениями).

Интенсивность, балл	Краткая характеристика землетрясений.
I	Неощутимые землетрясения. Сотрясения почвы обнаруживаются и регистрируются только приборами.
II	Едва ощутимые землетрясения. Колебания ощущаются только отдельными людьми.
III	Слабое сотрясение. В зданиях наблюдаются раскачивания висячих предметов, иногда слышится дребезжание посуды. Землетрясение ощущается многими людьми.
IY	Заметное землетрясение. Колебания почвы сходны с сотрясениями, вызываемыми проезжающим тяжело нагруженным грузовиком. В домах слышно дребезжание стекол , посуды, скрип дверей, полов, стен.
Y	Пробуждение. Землетрясение ощущается всеми людьми, спящие просыпаются, животные беспокоятся. Висячие предметы сильно раскачиваются, а неустойчивые опрокидываются. В зданиях появляются небольшие трещины, осыпается побелка и штукатурка.
YI	Испуг. Люди, находящиеся в зданиях, пугаются и выбегают на улицу, животные покидают укрытия. Мебель смещается со своих мест. В сырых грунтах появляются трещины шириной до 1 см.
YII	Повреждение зданий. Люди с трудом удерживаются на ногах. Наблюдаются случаи разрушения построек из природного камня (глинобитных и рваного кирпича), на дорогах появляются трещины, нарушаются стыки трубопроводов. Наблюдаются отдельные случаи оползней в горах и на берегах рек, морей.
YIII	Сильное повреждение зданий. Испуг и паника, обламываются ветви деревьев. Разрушаются многие здания из природного камня. В каменных домах появляются многочисленные трещины, осыпается штукатурка. Памятники и статуи сдвигаются. Трещины в грунтах достигают нескольких сантиметров.
IX	Всеобщее повреждение зданий. Всеобщая паника. Отдельные случаи разрушения кирпичных построек. Искривляются железнодорожные пути. Трещины в грунтах достигают 10 см в ширину. На поверхности водоемов образуются волны, на равнинах возникают наводнения.
X	Всеобщее разрушение зданий. Кирпичные здания разрушаются, серьезные повреждения возникают в плотинах, дамбах, мостах. Дорожные асфальтированные покрытия приобретают волнистую поверхность. Трещины в грунтах достигают 1 м. На берегах рек, морей, склонах гор наблюдаются крупные оползни. Отмечаются случаи выплескивания воды в озерах, каналах, реках.
XI	Катастрофа. Повреждаются здания железобетонных конструкции. Значительным разрушениям подвергаются мосты, плотины, железнодорожные пути. Ровнаяповерхность становится волнистой. Ширина трещин и грунтах достигает 1 м. Вдоль разрывов происходит вертикальные и горизонтальные перемещения горных пород. В горах многочисленны оползни и обвалы.
XII	Изменения рельефа. Сильные повреждения или разрушения практически всех наземных и подземных сооружении. Трещины в грунтах сопровождаются значительными вертикальными и горизонтальными перемещениями. Изменяется рельеф за счет многочисленных обвалов, оползней, смещений. Возникают озера и водопады, меняется направление русел рек