Основы противоэрозионной организации территории

Задание на курсовое проектирование.

     Целью курсового проекта является закрепление студентами теоретических знаний и овладение основами проектирования инженерно-биологических объектов в виде защитных лесных насаждений различного целевого назначения.

     Курсовой проект выполняется на основе индивидуального задания и плана местности в горизонталях. Для работы над проектом необходимо иметь простой карандаш, линейку, калькулятор и тетрадь в клетку.

Оглавление. 

Введение.

     Лесомелиоративные мероприятия в комплексе с  организационными, агротехническими и гидротехническими мероприятиями являются мощным фактором в борьбе с ветровой и водной эрозией. Полезащитное лесоразведение предполагает создание взаимодействующей системы различного рода защитных лесных насаждений, благоприятно влияющих на микроклимат прилегающих полей и способствующих повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

     Защитные  лесные полосы в условиях всхолмленного  рельефа размещаются применительно к земельным фондам, которые выделяются по характеру проявления древней и современной эрозии. Разделение аграрных ландшафтов на земельные фонды (приводораздельный, присетевой, гидрографический) является основой противоэрозионной организации территории, от которой в дальнейшем будет зависеть размещение полей и характер севооборотов, направление обработки почвы, прокладка дорожной сети и коммуникаций.

1. Местонахождение объекта проектирования. 

       Карачаево-Черкесская автономная область расположена на северном склоне Большого Кавказа западнее и севернее Эльбруса, от гребня Главного, или Водораздельного хребта на юге, до предгорий Кавказа на севере. Протянулась Карачаево-Черкесская автономная область с севера на юг на 140 км, с запада на восток - на 160 км. Площадь ее составляет 14,3 тыс. кв.км. Здесь есть и распаханные равнины, и зеленые склоны невысоких холмов, и белоснежные вершины высокогорья, и ожерелья озер, и шумные водопады, быстрые реки. Совсем не случайно эту местность называют краем туризма и альпинизма. На Главном хребте поднимаются вершины Пшиш (3790 м), Домбай-Ульген (4046 м), Гвандра (3984 м). Севернее находится Боковой хребет с высшей точкой области — Эльбрус (5642 м, по границе с Кабардино-Балкарской АССР). Главные перевалы — Клухорский и Марухский. Северная часть территории занята передовыми грядами типа куэст, наивысшая — Скалистый хребет (гора Бермамыт, 2643 м). На крайнем севере высоты менее 500 м.

       Карачаево-Черкесия граничит на востоке с Кабардино-Балкарской АССР, на юге с Грузинской ССР, на западе с Краснодарским краем, на севере и северо-востоке к ней  примыкают степи Ставрополья и курорты Кавказских Минеральных Вод.

       2.Природно-климатические условия. 

2.1.Положение территории в системе лесорастительного, агролесомелиоративного и лесокультурного районирования. 

       Целью лесорастительного, агролесомелиоративного и лесокультурного районирования является установление таких региональных единиц, которые наиболее точно отражали бы  физико-географические условия среды в отношении их лесопригодности как для аборигенных, так и для интродуцированных древесных пород. В горных районах такое районирование основывается на особенностях естественных фитоландшафтах, как наиболее точных индикаторах, отражающих весь комплекс физико-географических условий.

       Основной  таксономической единицей лесорастительного районирования является лесорастительный район, характеризующийся определенным сочетанием геоморфологических, местных климатических и почвенно-гедрологических особенностей, и как следствие – характерным сочетанием главных лесообразующих пород и типов леса.

       Уруп-Тебердинский лесорастительный округ охватывает северный макросклон Большого Кавказа между Лабино-Урупским и Доут-Тебердинским водоразделами. Пихта теряет свою лесообразующую способность и господствует на северных склонах водораздельного и Бокового хребтов.  Склоны южных экспозиций принадлежат сосне. Округ является центром формирования еловых лесов. Характерно постепенное повышение к востоку верхней границы леса и выклинивание пояса буковых лесов. Почвенный покров представлен бурыми, горно-лесными, оподзоленными, перегнойно-карбонатными, горно-луговыми, лугово-лесными, серыми лесными почвами.

       В составе округа – три лесорастительных района: предгорный – буково-дубовых лесов, внутри горный – пихтово-буковых лесов, высокогорный – сосново-темнохвойных лесов.

       Северные  склоны предгорного района представлены сильно нарушенными и разорванными поясами дубовых (300 – 600 м) и буковых лесов. На южных склонах дубовые леса встречаются участками ( 400 – 1200 м н. у. м.).

       Северные  склоны внутри горного района заняты дубом т(800 – 900 м), буком (900 – 1000 м), пихтой (1200 – 2000 м), местами кленами (1800 – 2100 м), березой (1750 – 2200 м ), рододендроном ((2200 – 2500 м. н. у. м. ). На южных склонах хорошо выражен пояс сосновых лесов (1200 – 2000 м._), отдельными участками представлены дубовые древостои ( 900 – 1300 м. н. у. м. ).

       В высокогорном районе северные склоны занимает пихта (1200 – 1900 м.), фрагментами буковое криволесье (1800 – 2000 м.), березняки (1900 – 2300 м.), рододендроновые заросли (2200 – 2600 м.). К южным склонам приурочен хорошо выраженный пояс сосновых лесов (1200 – 2400 м.), местами встречаются пихта и ель (1200 – 1700 М.). 

2.2.Климат.  

       Особенности климата Карачаево-Черкесии определяются ее географическим положением, близостью  Черного и Каспийского морей, сложностью и разнообразием рельефа. Можно выделить климатические пояса, во многом совпадающие с природными зонами области.

       От  северных границ до отрогов Пастбищного  хребта распространен умеренно континентальный  климат. Его формируют в основном северные и северо-восточные воздушные  массы. Здесь среднегодовая температура составляет 9°С, среднегодовое количество осадков - 520 мм. Для этой части области характерно сухое, жаркое лето со средней температурой 20 °С (редко максимальная температура достигает 40 °С). Заморозки начинаются здесь в конце сентября, а заканчиваются в начале апреля. Среднеянварская температура - 4,2 °С, минимальная достигает -33°С. Зима малоснежная.

       Для низкогорной части области (на высоте до 800-1200м) характерен умеренно теплый климат. В этом поясе среднегодовая  температура воздуха составляет 8-9°С, максимальная доходит до 38°С, минимальная до -34°С. Средняя зимняя температура воздуха -3,4°С. Среднегодовое количество осадков в области равно 650-700 мм.

       В среднегорной зоне климат умеренно влажный. Здесь, на невысоких плато, в межгорных котловинах, расположенных на высоте 1200-2000 м над уровнем моря, в формировании микроклимата велика роль Скалистого и Бокового хребтов. Они служат надежной защитой от холодных ветров и туманов, проникающих с северо-востока и юго-запада. В этом поясе и находятся курорт Теберда, туристские центры Домбай и Архыз, имеющие некоторые различия.

       Для Теберды характерна высокая интенсивность  солнечной радиации, которая является основным источником тепла. В городе Теберде продолжительность солнечного сияния достигает 2 200 часов в год. Здесь солнечных дней в году в среднем 90, а дней без солнца всего 16 и 250 дней солнечное сияние несколько уменьшено облачностью. В Теберде мало ветра, среднегодовая его скорость -1,8 м/с. Горные ветры с Главного Кавказского хребта в зимний период приносят тепло - средняя зимняя температура здесь      -2,3°С. Среднегодовой показатель относительной влажности составляет 70 %, осадков в среднем в год выпадает 700 мм. Зима приходит сюда с гор, а весна - с севера. Лето в Теберде умеренно теплое, со средней температурой 15,5°С. Лучшим временем года считается осень: на этот период приходится наибольшее число ясных дней, осадков выпадает мало.

       Климат  Архыза аналогичен климату Домбая и  имеет некоторое сходство с климатом Теберды, но здесь в широких долинах освещенность лучше. В поселке Архыз среднегодовая температура равна 5°С, средняя температура июля составляет 15°С, января -5,8°С. Относительная влажность здесь 72 %. Среднегодовое количество осадков - 820 мм. Зима в Архызе (как и в Домбае) длится около четырех месяцев. Первый снег выпадает обычно в середине ноября, а полностью сходит снег к середине апреля. Толщина снежного покрова различна - от 50 см до 1,5-2,5 м.

       Это в долинах рек и межгорных  котловинах такой климат. Но климат высокогорья, на высоте 2000-4000м над уровнем моря, иной. Здесь он умеренно холодный со среднегодовой температурой 2 – 4° С и безморозным периодом 80-125 дней. Осадков в год выпадает до 2 000 мм. Снег ложится в октябре-ноябре, сходит в июне-июле. 

2.3.  Рельеф, почвообразующие породы и почвы. 

       На  территории Карачаево-Черкесии можно  встретить отложения всех геологических  возрастов. Примерно 200-220 млн. лет назад  Кавказской горной страны не существовало, здесь бушевали воды океана Тетис. Современную  форму рельефа она приобрела в эпоху альпийского горообразования. Таким образом, Кавказ - молодая горная страна.

       В геологическом отношении на территории области выделяются три зоны: 1) северная - равнинно-холмистая, где в основном развиты третичные. или совсем молодые, отложения; 2) средняя - предгорная, где залегают породы мелового и юрского периодов; 3) южная - районы Бокового и Главного Кавказского хребтов, где распространены в основном древние докембрийские и палеозойские породы.

       Наиболее  древние породы - палеозойские (им от 600 млн. до 1 млрд. лет) - выходят на поверхность, как в осевой части Главного Кавказского хребта, так и на его северных склонах. Это главным образом различные кристаллические сланцы, образовавшиеся в течение многих миллионов лет под воздействием высоких температур и давлений из осадочных, вулканогенных и магматических пород.

       Геологическим строением территории предопределено размещение полезных ископаемых. Так, в северной ее, равнинной, зоне основными  полезными ископаемыми являются нерудные строительные материалы. С середины XIX в. ведется добыча каменного угля, который встречается на отрогах Скалистого хребта и южнее - Хумаринское, Толстобугорское и другие месторождения. В верховьях реки Уруп добывается медный колчедан.

У поселка  Каменномостский добывают андезит, а в верховьях Кубани, южнее аула Хурзук, -гранит. В верховьях реки Теберды разрабатывается месторождение мрамора - черного и белого. Разработка ведется и на западном склоне хребта Кёнделенле, и вблизи устья реки Гидам, в урочище Агур. Мрамор и гранит из Теберды, с верховьев Кубани, используется широко. Эти материалы применялись для облицовки станций Московского метрополитена имени В. И. Ленина, при строительстве олимпийских и других объектов.

       В различных районах области обнаружены большие запасы огнеупорных глин. Известны также отдельные выходы сурьмы, бокситов, мышьяка и т.д.

       Почвы играют важную роль в динамике природы, обеспечивая растения всеми необходимыми для их питания элементами. Седую  равнинно-холмистую территорию области  занимают в основном предкавказские чернозёмы. По мере продвижения к югу в среднегорной зоне черноземные почвы уступают бурым горно-лесным почвам, которые образуются в условиях более влажного климата при наличии богатой лесной подстилки. В субальпийском и альпийском поясах гор развиты горно-луговые почвы. В высокогорье на высотах, превышающих 3300-3400м, сплошной почвенный покров отсутствует, здесь можно видеть лишь небольшие пятна примитивной почвы. 

2.4. Растительность и животный мир 

       На  Кавказе известно более 6000 видов дикорастущих и одичавших растений. Примерно 2500 видов встречается в Карачаево-Черкесии. Здесь выделяют степной, лесной, субальпийский и альпийский растительные пояса.

Криволесье  в верховьях Большой Лабы

       Степь для данной территории не очень типична, сплошного степного пояса нет. В этом поясе преобладают травянистые растения, в особенности многолетние (тысячелистник обыкновенный, василек синий, пастушья сумка, коровяк обыкновенный, девясил, шалфей, татарник обыкновенный, ковыль).

       Растительность  лесного пояса богаче степной. Площадь лесов Карачаево-Черкесии составляет 500 тыс. га (около 30% всей территории области). Здесь произрастают сосна, ель, пихта, тис ягодный (редко), а также дуб, граб, бук, береза, клен, ильм, ольха, осина и другие древесные породы. Много диких фруктовых деревьев - яблонь, груш, алычи, черемухи, черешни. На лесных опушках, сухих склонах растет барбарис обыкновенный, у которого мелкие красного цвета и кислые плоды. Барбарис используется в медицине. Из других полезных кустарников в нижней части лесного пояса произрастают боярышник, шиповник, кизил обыкновенный, облепиха. Лесному поясу присущи также жимолость кавказская, разные виды папоротника и лютиков, водосбор, колокольчики.

       В лесах Карачаево-Черкесии насчитывается  более 120 видов кустарников и деревьев. Некоторые из них являются реликтами и эндемиками, занесены в Красную книгу СССР.

       Все горные леса области отнесены к лесам I группы, где разрешаются лишь выборочные санитарные рубки.

       В субальпийском поясе на высоте 1700-2400 м растительность весьма разнообразна. Преобладают высокотравье, кустарники, редколесье и криволесье. Типичен для этого пояса рододендрон - реликт третичного периода. Из травянистых господствуют борщевик, аконит, щавель альпийский, щавель конский, девясил крупноцветковый, колокольчики, иван-чай кавказский, манжетка, лисохвост, камнеломка и другие. Большинство цветковых растений субальпийского пояса цветут в июле-августе, и тогда склоны гор покрыты яркими цветами.

       Для альпийского пояса на вы соте 2 500-3 200м типичны травянистые низкорослые растения. Здесь растут примула ледниковая, горечавка, герань луговая, шафран, яснотка, валериана, фиалка, молодило, овсяница и т. п.

       Животный  мир Карачаево-Черкесии характерен тем, что среди его представителей немало эндемиков, то есть животных, обитающих только в данной местности на небольшой территории. Среди таких обитателей здесь - тур западнокавказский, прометеева полевка, кавказский тетерев, кавказский улар. Много также эндемиков насекомых.      

       Как и во всякой горной стране, в Карачаево-Черкесии нетрудно заметить поясность в размещении и расселении всего, что составляет ее фауну.

       В давние времена степи славились множеством копытных: косуль, оленей, зубров и т. д. Этих животных, к сожалению, в степях уже нет, они исчезли. Исчезли и некоторые виды степных грызунов. Перестали гнездиться дрофы, не видно стрепетов и многих других степных птиц. Сейчас в степных районах области живут суслики, полевые мыши, хомяки, заяц-русак, барсук, южный еж. По берегам рек обитают норка, водяная крыса. Типичными обитателями степи являются большой тушканчик и хорек степной. Есть тут лисица, корсак (истребляет вредных грызунов). Можно увидеть в степи и волка.

Много птиц гнездится в степях, из них  жаворонок, перепел, серая куропатка, степной орел, лунь, коршун встречаются чаще других. Для степного пояса обычны ядовитая степная гадюка, медянка, водяной уж, веретеница (безногая ящерица), прыткая ящерица.В степной полосе много насекомых, некоторые из них - опасные вредители сельскохозяйственных культур (американская белая бабочка, капустная совка, саранча, калифорнийская щитовка).

       Наиболее богаты дикими животными горные леса области. Здесь можно встретить зубра, кавказского оленя, косулю, дикого кабана. Живут в лесах бурый медведь, куница, лесной кот, кавказская выдра, рысь и другие дикие животные. Зубры - самые крупные дикие наземные животные Кавказа и Европы. Вес взрослого самца достигает тонны. Живут зубры 25-30 лет.

       В 1910г. на Западном Кавказе обитало 500-600 зубров. К 1924 г. (по окончании гражданской  войны) на всем Кавказе сохранилось 10-15 особей, а в 1928 г. браконьерами был убит последний зубр. С 40-х гг. началась реакклиматизация (восстановление) зубров, и сейчас на Кавказе их около 2 000.

       Обитатель лесного пояса, кавказский благородный  олень в прошлом жил и в степях. В 1904г. северная граница распространения кавказского оленя в области тянулась от Усть-Джегутинской на запад к аулу Хабез. Ныне олени обитают только в горах к югу от линии Курджиново-Преградная-Карачаевск. В Хабезском районе создан Эльбурганский олений питомник, где сейчас содержится около 2000 различных оленей. Промысловые животные специально выращиваются для получения мяса, кожи, шкурок. Оленьи панты (неокостеневшие рога) служат сырьем для производства ценного лекарства - пантокрина.

       Своеобразен животный мир субальпийского и альпийского  поясов. Из них субальпийский пояс более благоприятен для обитания животных. Самое крупное животное высокогорья - тур. Туры живут стадами - в стаде от 10-20 до 70-80 (крайне редко до 300-400) голов. Летом самцы туров держатся отдельно от самок, а зимой стадо собирается вместе, и все туры спускаются ближе к лесу. Охота на туров запрещена. В горах у верхней границы леса обитает серна кавказская, зимой она спускается в глубь леса. Серны живут небольшими группами. В субальпийском поясе гнездятся ценные птицы, среди них эндемики Кавказа. В верховьях Архыза, Теберды, Кубани и Большой Лабы обитает тетерев кавказский, крупная птица из отряда куриных. Кавказский улар обычно держится на высоте от 2000м и выше. Гнезда устраивает на камнях. В высокогорье гнездится и альпийская галка - черная с красным клювом. Высоко в горах обитают хищные птицы, в том числе черный гриф, сип белоголовый, беркут, орел, ястреб-тетеревятник.

       В горах встречаются и представители пресмыкающихся - ящерица, гадюка, уж и медянка. Из земноводных можно увидеть малоазиатскую лягушку, озерную лягушку, зеленую и обыкновенную жабу. В озерах встречается тритон малоазиатский. В горных реках водится ручьевая форель, в некоторых озерах - озерная форель.

       На опушке леса и лесных полянах Тебердинского заповедника вздымается пышное высокотравье: травы имеют высоту 3-4 м, среди них не заметить проезжающего всадника. „Мамонтовой флорой" назвали эти гигантские растения побывавшие здесь когда-то французские ботаники. Выше границы леса, обычно на северных склонах, - сплошные заросли рододендрона кавказского. Кремовые трубчатые цветы его туристы называют „горная роза".                                            Среди скал и осыпей растут карликовые растения, приспособленные к суровому климату высокогорий. Защищаясь от холода, они образуют плотные куртины-подушки, внутри которых прижато друг к другу множество стебельков, или растения окутывают себя густыми пушистыми волосками, словно одеваясь в серебристые шубки, или просто стелятся по земле в поисках почвенного тепла.

       В нивальном поясе, на гребнях хребтов, где почвы уже нет, на камнях поселяются разноцветные корковые лишайники. А  на вечном снегу летом размножается красная снежная водоросль, видимая  лишь под микроскопом.

Поднимаясь  в горы, можно наблюдать удивительную смену представителей растительного  мира - от гигантских пихт до крохотной  снежной водоросли.

       Животный  мир размещается тоже по поясам, как бы на разных этажах высокогорий. Здесь обитает 137 видов позвоночных  животных, из них 87 видов птиц.

       Из  хищных зверей для лесов заповедника  характерны кавказский бурый медведь, рысь, лесной кот, лисица, лесная куница. Встречается волк. И совсем редко, раз в двадцать лет, замечали здесь  откуда-то заходившего барса.

       Разнообразны  в лесах птицы. Синицы, поползни, зяблики, горихвостки, пеночки, славки, дрозды, сойки, дятлы - каких только птиц не услышишь в заповеднике.

       Благодаря заповедному режиму число зверей и птиц увеличивается здесь с  каждым годом. Лесная служба не только охраняет диких животных, но и улучшает условия их жизни (в частности, по мере необходимости - в зимний период). Каждый год особыми способами ведется учет диких животных, и изучаются особенности их жизни в горах, ведутся дневники наблюдений за животными и развитием растений.

       Задачей заповедника является охрана в естественном состоянии типичных горно-лесных, субальпийских и альпийских ландшафтов. 

2.5.  Гидрология. 

       В горах Карачаево-Черкесии немало ледников и нередки снежные лавины. Ледники - это естественные скопления льда атмосферного происхождения. Ледники бывают нескольких типов (в данном случае речь идет о горных ледниках Большого Кавказа): долинные, каровые и т. д.

       В истории нашей планеты было несколько  великих оледенений. Последнее из них произошло в четвертичный период и оставило свои следы на территории области. Особенно заметны эти следы в Тебердинской долине. Тебердинский ледник длиной около 40 км спускался с Главного Кавказского хребта, но вот началось потепление, и он почти исчез, оставив после себя боковые, срединные и конечные морены. При следующем похолодании возник Каракёльский ледник длиной примерно 25 км (от Домбая до озера Каракёль в городе Теберде). Новое потепление заставило отступить и этот ледник.

       С середины XIX в. в северном полушарии  началось новое потепление, сокращение оледенения продолжается и в наше время. За последние 80 лет площадь ледников Кавказа сократилась на 15 %.

       В Карачаево-Черкесской автономной области  более 350 ледников на Главном Кавказском хребте и на отрогах Бокового хребта. Крупнейшие из них:

Аманаузский (длина - 4,8км, площадь - 7,1 кв. км); Кюкюртлю (длина - 7,5 км, площадь -6,9 кв. км); Джаловчат (длина -6,1 км, площадь - 6,8 кв. км); Алибекский (длина - 4,6 км, площадь - 5,4 кв. км).

       Ледники как накопители пресной воды играют огромную роль в питании рек и пополнении водохранилищ. Ледниковая вода поступает в засушливые степи Ставрополья для орошения, обводнения, она вращает турбины гидроэлектростанций. Кубанской водой из ледников снабжаются курортные и промышленные города Северного Кавказа. Но дело не только в практической целесообразности ледников - природных хранилищ влаги. Ледники живописны, они привлекают туристов.

       Лавины. Это снежные обвалы в горах. Лавинным материалом служат снег, лед, скальный или почвенный грунт, обломки  горных пород, деревья. Причины возникновения лавин кроются в особенностях поверхности и структуры снега. Снежные лавины играют огромную роль в динамике горных ландшафтов. Лавинная активность наиболее ярко проявляется в высокогорье.

       В горах Карачаево-Черкесии по характеру  движения различают лотковые, прыгающие и оползневые лавины. Лавины классифицируются еще и по состоянию снега, из которого сформированы. Они могут быть из рыхлого или из плотного снега. Кроме того, выделяются лавины сухие, мокрые и смешанного типа.

       В пределах области имеется несколько тысяч лавинных очагов. Только в бассейне реки Теберды их более 1520. Наиболее лавиноопасные участки приходятся на долины рек Гоначхир -111 лавинных очагов, и Аманауз - 94 лавинных очага, а также Алибек - 52 лавинных очага. Зимой активно действует контрольно-спасательный отряд в районе Теберды-Домбая, играющий большую роль в профилактике несчастных случаев.

       Реки, озера и минеральные источникиРека Кубань и ее притоки густой сетью покрывают территорию области. Река Кубань берет свое начало у ледников на западных склонах Эльбруса. Общая ее протяженность - 941 км (из них 187км река течет по Карачаево-Черкесии).

В своих  верховьях Кубань принимает ряд  правых притоков (Худее, Индиш, Аманкол  и т. д.), слева в нее впадают  Даут, Гиляч, Теберда и другие реки.

Теберда впадает в Кубань у города Карачаевска. Это одна из самых многоводных  рек Карача-ево-Черкесии. Образуется река Теберда слиянием Гоначхира  и Аманауза. В нее впадают сотни  больших и малых рек, большинство  которых питается от таяния ледников и снежников. В их числе левые притоки Хаджибий, Уллу-Хатипара, Муху, Гидам, Амгата и правые - Гедеж, Уллу-Муруджу, Шумка, Джамагат. Река Кубань принимает также несколько многоводных притоков ниже города Черкесска: Малый Зеленчук и Большой Зеленчук, Уруп и Лаба. Это левые притоки Кубани, которые рождаются в Карачаево-Черкесии и протекают по ее территории. Правые притоки маловодны. Большой Зеленчук образуется от слияния рек Псыш и Кизгыч южнее поселка Архыз на высоте около 1 500 м над уровнем моря. Общая протяженность реки с истоками составляет 160 км. Большинство притоков впадает в нее в верховьях. Левый исток Большого Зеленчука, река Псыш, образуется слиянием Белой и Аманауза. Слева Псыш принимает реку Архыз, а справа - Софию, которая начинается у ледников. Правым истоком Большого Зеленчука, рекой Кизгыч, в верховьях пробит узкий каньон у урочища Чертова мельница. На северо-западе станицы Зеленчукской в Большой Зеленчук впадает река Кяфар.