Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ БОРЬБЫ С ЗАРАСТАНИЕМ БОЛОТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ ВОДОЕМОВ В ПЕРИОД ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно способу борьбы с болотной (влаголюбивой) растительностью в период эксплуатации водоемов.

Известен способ борьбы с древесно-кустарниковой и сорной растительностью вдоль берм и откосов оросительных каналов путем удаления срезанной растительности и обработку пней и стерни после срезания. Пни и стерню фрезеруют с оставлением их высотой 4-6 см. Измельченную фракцию, ил, минеральный и другой сор смывают на дно канала. Уровень воды в канале поднимают до 1/4-1/3 высоты канала и сбрасывают. Крупные фракции извлекают с поверхности заградительных решеток. Мелкие фракции улавливают ячеистыми сетками (авт. св. №2280127, МПК Е02В 3/02, опубл. 20.07.2006).

Для применения гидросмыва в ложе водоема необходимо создать сеть осушительных каналов с направлением стока к водосбросу с условием наполнения их водой, создание такой сети трудоемко и энергозатратно. Основной недостаток заключается в том, что если применить данный способ к очистке ложа водоема, то на очищенной поверхности будут стоять некоторое время срезанные стебли болотной (влаголюбивой) растительности, что в комплексе с переувлажненным грунтом, возобновит рост этих растений. Также не учтен фактор предотвращения роста болотных растений на территориях мелководий в зонах подверженных зарастанию. Данный способ не учитывает предотвращение роста влаголюбивой растительности в течение длительного срока эксплуатации водоемов.

Известен способ борьбы с болотными сорняками, включающий вспашку почвы на глубину 0,10-0,15 м с подрезанием пласта в горизонтальной плоскости, причем неоднократно. Затем формируют гребни, которые при повторной вспашке смещают, а обработку прекращают при влажности корней и корневищ 8,0-12,0%. Далее проводят рыхление почвы и вычесывание растительных остатков сорняков (авт.св. №2048045, МПК 6, А01В 79/02, опубл. 20.11.1995).

Основные недостатки этого способа заключаются в том, что после реконструкции и ввода водоема в эксплуатацию, почва насытится водой и постепенно болотные (влаголюбивые) растения вновь будут произрастать на части территории водоема. В ложе водоема невозможно добиться влажности корней 8,0-12,0%, как того требует технология, описанная в патенте. Болотная растительность размножается вегетативным способом и очищенная территория будет благоприятной средой для ее роста и создания новой мощной корневой системы. Также невозможно предотвратить рост болотной (влаголюбивой) растительности в течение длительного срока эксплуатации водоемов.

Известен также способ борьбы с сорной растительностью мульчированием т.е. покрытием поверхности почвы материалом органического или неорганического происхождения, принятым в качестве прототипа. Мульча - любой материал, обычно органического происхождения: древесная кора, опилки, торф, щепа, травяная масса, остающаяся после стрижки газона, мелкие веточки после обрезки;

и искусственные материалы (лутрасил и геотекстиль, однако чаще всего используют темную пластиковую пленку). Искусственные материалы долговечны, они не подвергаются расщеплению, не служат убежищем для многих вредителей, в первую очередь для слизней. Мульчирование служит для сохранения влаги в почве и предохранения верхнего слоя почвы от перегрева или внезапного переохлаждения "шубой из мульчи", предотвращения попадания семян сорняков в почву, для того, чтобы затруднить или сделать невозможным прорастание сорняков уже находящихся в почве, обогатить почву питательными веществами за счет постепенного разложения органического материала мульчи (Гарнизоненко Т.С. Справочник современного ландшафтного дизайнера - Ростов н/Д: Феникс, 2005-313 с., УДК 71 (035.3), ББК 42.37+85.118.7я2, с 145).

Этот способ невозможно применить в ложе водоемов, потому что мульча предназначена прежде всего для защиты от небольших сорняков в сельском хозяйстве и частном садоводстве, т.е. территория может быть подвержена зарастанию, но на ней не произрастают болотные (влаголюбивые) растения с мощной корневой системой. Укрывные материалы не обеспечивают длительный срок эксплуатации водоема.

Технический результат - ликвидация болотной растительности в ложе водоема перед вводом его в эксплуатацию и прекращение ее роста в период его работы.

Технический результат достигается тем, что в способе борьбы с зарастанием болотной растительностью водоемов в период их эксплуатации, включающем укладку на поверхность участка полотна нетканого геосинтетического материала, согласно изобретению в предпусковой период предварительно удаляют болотную растительность в опорожненном водоеме, затем осуществляют разбивку зоны с минимальным проектным уровнем воды менее 0,5 м и мелководья на участки, после чего на подготовленную поверхность участков производят укладку полотна нетканого геосинтетического материала, причем срезы полотна заглубляют на 45-50 см на границе участков, затем фиксируют полотно нетканого материала анкерами с последующей пригрузкой грунтом слоем 5-8 см.

Использование полотна нетканого геосинтетического материала обусловлено тем, что он производится из бесконечных полиэфирных волокон, обладает отличной водопроницаемостью, имеет высокий начальный модуль упругости и значительное удлинение до разрыва, что обеспечивает высокое сопротивление повреждениям в процессе укладки, также он устойчив к воздействию внешней среды, большим перепадам температур. Данный тип материала имеет длительный срок эксплуатации 35-40 лет, что является важным достоинством при применении его на водоемах.

Предварительное удаление болотной растительности в опорожненном водоеме, предпусковой период лучше выполнять в летне-осеннее время года, т.к. уровень грунтовых вод достигает своих минимальных значений и покос болотной растительности осуществляется с меньшими трудозатратами, а в зимний период отсутствует развитие болотных растений. Осуществление разбивки зоны с минимальным проектным уровнем воды менее 0,5 м и мелководий на участки, связано с тем, что болотная (влаголюбивая) растительность чаще всего представлена тростником южным и осокой, данная растительность не может прорастать через слой воды больше 0,5 м.

В данной зоне поверхность ложа водоема очищают таким образом, чтобы на ней не оставалось срезанных стеблей болотной растительности, которые мешают укладке нетканого геосинтетического материала и далее приводят к прорастанию болотной растительности между уложенными полотнами.

Укладку полотна нетканого материала производят на подготовленную поверхность участков, с нахлесткой в поперечном направлении (по ширине рулона) 20-25 см поверх соседней уложенной полосы этого материала, данная мера служит для недопущения роста болотной (влаголюбивой) растительности между уложенными полотнами геосинтетического материала внутри участка.

Заглубление полотна нетканого геосинтетического материала на границе участков на 45-50 см не позволит корневищам прорасти в местах сопряжения границ участков, покрытых нетканым геосинтетическим материалом.

Покрытие нетканым материалом и заглубление на 45-50 см делает участки независимыми друг от друга, что важно во время производства работ в период реконструкции и при эксплуатации водоема, т.к. даже при повреждении по каким либо причинам, из строя выходит один участок, на котором далее восстанавливается полотно разными гидротехническими приемами.

Фиксация полотна нетканого геосинтетического материала анкерами любого типа позволит надежно прижать и зафиксировать полотно к ложу опорожненного водоема. Фиксирование даст возможность сохранения правильного положения материала во время его укладки, т.к. в ложе водоемов преобладают сильные ветра, а при дальнейших технологических процессах обеспечивает надежное его положение на участке работ. Последующая пригрузка грунтом слоем 5-8 см необходима для защиты материала от ультрафиолетового излучения, она прижимает геосинтетический материал к ложу водоема и болотная растительность не в состоянии приподнять его, что вызывает естественное ее угнетение. Также на грунте слоем 5-8 см не развивается болотная (влаголюбивая) растительность с мощной корневой системой, а в период эксплуатации во время сработки или наполнения водоема, данный слой грунта не допустит сдвига и перемещения нетканого геосинтетического материала. Технический результат достигается только при сочетании заявленных признаков, что позволяет ликвидировать болотную растительность и прекратить ее рост в водоемах во время их эксплуатации и реконструкции.

Способ осуществляется следующим образом

Для борьбы с зарастанием болотной растительностью в предпусковой период предварительно удаляют эту растительность в ложе опорожненного водоема 1 (фиг.1, 2, 3, 4, 5), затем осуществляют разбивку зоны с минимальным проектным уровнем воды 3 (фиг.1, 2) менее 0,5 м и мелководья 4 (фиг.1, 2) на участки 5 (фиг.1), после чего на подготовленную поверхность участков 5 (фиг.1) производят укладку полотна нетканого геосинтетического материала 2 (фиг.2, 3, 4, 5), причем срезы полотна 6 (фиг.4, 5), заглубляют на 45-50 см на границе участков, затем фиксируют полотно нетканого материала анкерами 7 (фиг.4) с последующей пригрузкой грунтом 8 (фиг.5) слоем 5-8 см.

Примеры осуществления способа

Опыты по исследованию борьбы с зарастанием болотной растительностью водоемов проводились на Шапсугском водохранилище, которое было построено 1941-52 г.г. западнее г.Краснодара в левобережной пойме р. Кубани, в устье р. Афипс - левобережного его притока. С трех сторон водохранилище ограничивается земляной плотиной общей протяженностью 24 км и высотой 5-7 м, а на юго-западе примыкает к уступам надпойменных террас р.Кубань.

Опорожнение водохранилища с целью обеспечения технологического процесса реконструкции, вызвало его естественное зарастание на оставшихся мелководьях и местах высокого стояния УТВ. Виды болотных растений представлены осокой острой (carex acuta), камышом озерным (scirpus lacustris), тростником южным (phragmites australis), ивой белой (salix alba) и другими.

Наиболее интенсивное зарастание ложа водохранилища произошло в зоне переменного уровня воды с глубиной до 0,5 м, в местах близкого стояния УГВ, на освобождающихся от воды участках дна в период сработки водохранилища и мелководьях. Такие участки прилегают к земляной плотине практически на всем протяжении. Кроме засорения водной акватории и уменьшения полезного объема водохранилища, влаголюбивые растения разрушают своей корневой системой незакрепленные участки откоса плотины, нарушают целостность упорной призмы, создают сложные условия эксплуатации сооружений.

В опорожненном ложе Шапсугского водохранилища были обустроены специальные площадки в зоне с минимальным проектным уровнем воды менее 0,5 м и мелководий. В ложе опорожненного водоема на них удаляют болотную растительность, затем осуществляют разбивку на участки, с укладкой различных полотен геосинтетических материалов, причем срезы полотна заглубляют на границе участков и фиксируют полотно анкерами. Опыты производились с использованием следующих геосинтетических материалов:

- Геоспан ТН (тканый), ТС (термоскрепленный - нетканый), укрывной материал для мульчирования почвы, полиэтиленовой пленки черного цвета. Работа проводилась с мая по август 2010 г.

Осуществлено 5 вариантов опытов, после чего проведена пригрузка грунтом слоем 5-8 см. Произведена оценка эффективности использования геосинтетических материалов по параметрам представленным в таблице 1. Эффективность использования оценивалась в баллах.

Наиболее эффективный материал (по сумме баллов) - Геоспан ТС с пригрузкой грунтом слоем 5-8 см (103 балла). На специальном участке, покрытом нетканым геосинтетическим материалом с пригрузкой грунтом 5-8 см, в зоне мелководий, за 1 год практически не наблюдается рост болотной растительности. С помощью мерной рамки был определен вид растительности и ее объем на этом участке и на расстоянии нескольких метров - где ранее была скошена болотная растительность. Так, на территории, не застеленной этим материалом, наблюдается значительный стеблестой тростника южного. На самой площадке разреженно развились невысокие влаголюбивые травы. По результатам 3× замеров, на территории естественного произрастания болотной растительности, без уложенного геосинтетического материала, с помощью мерной рамки, средняя плотность тростника южного составила на июнь 2011 г ~105 шт на 1 м², диаметром 0,4-0,5 см и высотой 3,5-4,0 м, на экспериментальной площадке также были осуществлены 3 замера, при этом средняя плотность влаголюбивых трав составила ~29 шт на 1 м², диаметром 0,1-0,3 см и высотой 0,10-0,25 м.

Способ позволяет ликвидировать болотную растительность в ложе водоема перед вводом его в эксплуатацию и прекратить ее рост в период его работы. Также этот способ целесообразно применять для защиты от зарастания болотной растительностью на плотинах, дамбах, водосбросах и других сооружениях, а также вблизи этих объектов.