Более 1/3 территории СССР (около 800 млн. га) приходится на горные районы.
Значительные площади занимают горы в Узбекской, Украинской и Казахской ССР. В Азербайджанской ССР и Восточной Сибири на них приходится около 60%, в Армянской ССР и на Дальнем Востоке — более 80%, в Грузинской и Таджикской ССР — более 90%, а в Киргизской ССР — 95 % общей площади.
На Малом и Большом Кавказе, Памиро-Алае и Тянь-Шане горизонтальная расчлененность территории достигает местами 3—4, а в отдельных массивах Копетдага даже 5,7 км/км2. Для: низких гор этих хребтов характерны местные базисы эрозии глубиной 300—500, а в средней зоне гор от 600—800 до 1000—1200 м. В отдельных хребтах Памира и Тянь-Шаня глубина базисов эрозии достигает 2000—3000 м.
Большие различия наблюдаются и в климатических условиях горных территорий Советского Союза. Особенно пестро распределяются в горах осадки, годовое количество которых колеблется от 100 до 1600 мм. В Средней Азии преобладают зимние и ранневесенние осадки. Дальше на восток и с подъемом в горы дождливый период отодвигается на более поздние сроки. Суточный максимум осадков на Большом Кавказе составляет 80—112 мм, в Карпатах — 100, в Крыму — 124, на Тянь-Шане и Памиро-Алае — 101—154 мм. Наивысшей интенсивности ливни достигают на Большом Кавказе — 4 и Тянь-Шане — 4,8 мм в 1 мин.
По соотношению между теплом и влагой горные территории СССР можно разделить на семь фитоклиматических зон: 1) переувлажненную, холодную; 2) постоянного избыточного увлажнения, умеренно холодную; 3) достаточного (периодически избыточного) увлажнения, умеренно теплую; 4) неустойчивого (периодически недостаточного) увлажнения, теплую; 5) недостаточного увлажнения (засушливую), умеренно жаркую; 6) сухую и очень жаркую; 7) влажную и очень теплую, субтропическую (по увлажнению близкую к третьей и четвертой зонам, а по количеству активного тепла к шестой зоне).
Из-за недостатка тепла первая и вторая зоны (восток СССР), составляющие почти 2/3 всех горных территорий СССР, непригодны для сельского хозяйства. Земледелие и животноводство возможны только в третьей — седьмой зонах, площадь которых 278,4 млн. га (примерно 1/3 площади горных территории).
Для почв горных территорий СССР, так же как для климата и растительности, характерна четко выраженная вертикальная поясность, но в каждом крупном горном массиве она имеет свои отличительные особенности.
Различна и лесистость горных территорий. К многолесным (лесистость более 30%) относятся горные районы востока СССР, западные склоны Большого Кавказа и Закарпатье; к среднелесистым (лесистость 15—30%) — Алтай, Южный Урал и северные склоны Большого Кавказа. Мало лесов (2—15%) в Северном Тянь-Шане, в засушливых районах Большого и Малого Кавказа, а также в Крыму. Горные районы Центрального и Западного Тянь-Шаня, Памиро-Алая и Копетдага относятся к безлесным районам (лесистость менее 2%).
Горные территории земледельческой зоны СССР используются как пастбища. На Алтае, Тянь-Шане, Памиро-Алае, в Саянах и Забайкалье выращивают зерновые культуры. В засушливых районах Большого и Малого Кавказа создают плодовые насаждения, на юге Крыма и на Черноморском побережье, кроме того, выращивают табак. Для ряда районов Северного Тянь-Шаня, Кавказа и Закарпатья характерно многоотраслевое хозяйство с развитым плодоводством.
Влажные субтропики широко используют для выращивания денных субтропических культур. По основному направлению сельского хозяйства во всех горных районах Советского Союза могут быть выделены зоны: горных и высокогорных пастбищ, горнолесная и горноземледельческая; по в ряде горных районов скот пасут и в низких предгорьях, а горное земледелие поднимается высоко в горы.
В горных районах СССР создают промышленные и сельскохозяйственные предприятия. С каждым годом расширяется возделывание сельскохозяйственных культур, полнее используются пастбища и сенокосы, лесные и лесоплодовые насаждения, закладываются сады и виноградники, плантации технических и субтропических культур. Горы пересекают шоссейные и железные дороги. Широкий размах получает санитарнокурортное строительство, создаются базы отдыха и туризма.
Особо важную роль играют горные территории как мощные конденсаторы влаги. В горах находятся истоки рек, дающих воду для городов, селений и предприятий обширных равнин. В засушливых районах вода горных рек — основа орошаемого земледелия. Роль горных территорий повышается также в связи с ведущимся широким ирригационным строительством для орошения и обводнения миллионов гектаров целинных и залежных земель, для организации и развития сельского хозяйства в ряде районов страны. Важнейшее значение в этих условиях приобретают мероприятия по рациональному использованию водных ресурсов и такое использование горных территорий, которое обеспечивало бы повышение плодородия почв.
В осуществлении этих задач решающая роль принадлежит горным лесам, имеющим большое водоохранное, водорегулирующее и почвозащитное значение. Особенно велико мелиоративное влияние лесов в сильнопересеченных засушливых и сухих горных районах. Уменьшая поверхностный сток, прекращая или резко ослабляя эрозию почв, закрепляя склоны и осыпи, леса в хорошо облесенных бассейнах исключают образование селевых потоков. В связи с этим значение горных лесов выходит далеко за пределы горных территорий.
Эрозии почв и образованию селевых потоков способствует хозяйственная деятельность, не учитывающая особенностей природных условий горных территорий. Чрезмерная рубка горных лесов в прошлом, неурегулированный выпас скота, распашка даже очень крутых склонов причиняли огромный вред народному хозяйству. Очень повредили горным лесам усиленные рубки не только в далеком прошлом, но и в годы войны.
Неурегулированный выпас скота приводит к выбиванию травянистой растительности, к выпадению из ее состава наиболее цепных видов, к уплотнению почв и распылению их верхнего горизонта, к ухудшению условий естественного возобновления растительности. На выбитых площадях плохо возобновляются горные леса. Особенно вреден неурегулированный выпас скота в засушливых, а тем более в сухих горных районах. Эрозия почв усиливается также в результате ежегодной распашки крутых склонов под однолетние культуры.
Большая потеря воды поверхностным стоком ухудшает режим рек. Паводки в малолесных и безлесных горах проходят бурно. В засушливых, а особенно в сухих районах они начинаются рано и заканчиваются обычно к периоду повышенной потребности в воде орошаемых сельскохозяйственных культур. Неравномерность стока снижает оросительную способность рек, вызывает необходимость крупных ирригационно-мелиоративных мероприятий, в частности строительства водохранилищ как сезонного, так и многолетнего регулирования стока.
Поверхностный сток является причиной больших потерь (смыва) почвы. Особенно велики они в горах засушливых, сухих малолесных, а тем более безлесных районов. В связи с потерей плодородия и ухудшением водно-физических свойств на срсднесмытых почвах урожай сельскохозяйственных культур снижается в 1,5—2 раза.
Селевые потоки наблюдаются в Средней Азии, Южном Казахстане, на Кавказе и в Закавказье, а также в Карпатах, Крыму, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Они выносят с гор огромное количество мелкозема, щебня, а иногда даже крупные каменные глыбы. Известны потоки, выносившие по 300—500 тыс. и даже 2 млн. м3 твердого стока.
Селевые потоки, обрушиваясь с гор, причиняют народному хозяйству большой ущерб: разрушают промышленные предприятия, гидротехнические сооружения, железные и шоссейные дороги, иногда даже населенные пункты, заносят водохранилища, пахотные земли, сады и виноградники.
Селевые потоки широко развиты в горных районах Европы — во Франции, Италии, Швейцарии, Испании, Югославии, Румынии. В меньшей степени эти процессы наблюдаются в Швеции и Норвегии.
За пределами Европы особенно мощно развились селевые потоки в Америке, Южной Африке, Индии, Японии и Китае.
Среди зарубежных стран, где остро стоит проблема борьбы с эрозией почвы, для СССР представляет интерес опыт Соединенных Штатов. Это связано, во-первых, с тем, что эрозионно-опасные территории СССР и США имеют заметное сходство в характере природных условий. Поэтому ряд конкретных практических приемов использования и охраны природных ресурсов, дающих несомненный положительный эффект, может быть использован в обеих странах.
Во-вторых, США, как и СССР, широко и разносторонне используют природные потенциалы своих территорий, следовательно, в обеих странах важное значение имеют проблемы комплексного использования природной среды. Однако серьезные различия между странами в социально-экономическом отношении определяют совершенно разные подходы к решению этой проблемы.
В США интересна программа охраны пахотных земель, включающая точный учет эродированных почв, широкое внедрение противоэрозионных мероприятий (контурная пахота, террасирование склонов, контурно-ленточные посевы и т. д.), охрану речных водоразделов. Все это повышает влагообеспеченность почв и растительного покрова, предотвращает размыв пахотных земель, регулирует режим водотоков.
Программа сохранения земельных ресурсов непосредственно затрагивает вопросы изъятия из производства сельскохозяйственных земель, затронутых эрозией. Этому способствует и богатство земельных ресурсов страны.
Для предотвращения эрозии в США земли временно изымают из пользования. Однако интенсивность эрозионных процессов там очень велика. По данным рекогносцировочных обследований Службы охраны почв, ежегодно смывается или уносится ветром с поверхности территории страны около 3 млрд. т почвы, что в 3 раза превышает массу почвы, которая может восстановиться за год на этой территории при нормальном почвообразовании в естественных условиях.
Площадь земель, пострадавших от эрозии, составляет в США более 420 млн. га, т. е. более половины земельного фонда страны (за вычетом земель под крупными населенными пунктами). Около 100 млн. га отнесены к категории разрушенных или серьезно поврежденных.
Селевые потоки формируются в бассейнах, преимущественно при выпадении ливневых осадков и насыщенности твердым материалом. Они обладают значительными скоростями и большой разрушительной силой.
В зависимости от степени насыщенности селевого потока твердым материалом изменяется и самый характер его движения. При незначительном содержании твердого материала селевой поток приближается к паводку, а при перенасыщенности скорость движения селевой массы в значительной мере снижается.
Данные многочисленных исследований свидетельствуют, с одной стороны, о сравнительно редком прохождении селевых потоков в пределах одного и того же селевого бассейна, а с другой — о потенциальной возможности образования селевых потоков на всех горных и предгорных территориях, в особенности там, где была уничтожена почвозащитная древесная, кустарниковая и травянистая растительность. Мощное развитие селевых потоков может быть только в условиях горного ландшафта, где селевые потоки могут развить соответствующую скорость. Для насыщения селевого потока твердым материалом и передвижения необходимо, чтобы его ложе было заполнено рыхлым грунтом.
Наконец, области мощного развития селевых потоков должны характеризоваться незначительным количеством выпадающих осадков и редкими интенсивными ливнями. Достаточное количество выпадающих осадков будет способствовать обогащению растительности, ослабляющей развитие эрозии.
Все эти условия имеются в горах. Горы являются областями особенно интенсивного проявления денудационных процессов, усиливающихся с увеличением высоты гор.
Поднимаясь в слои более разреженного воздуха и отделяясь от мирового пространства менее мощной оболочкой атмосферы, горы получают по сравнению с низменностями большее количество лучистой теплоты солнца, но зато они быстро теряют эту теплоту за счет ночного лучеиспускания. Следствием этого являются значительные суточные амплитуды колебаний температуры поверхности почвы, в результате чего сильно развиваются процессы физического выветривания горных пород.
В высокогорных областях кроме резких суточных амплитуд температуры почвы большую роль играет также выветривание от мороза.
Необходимый фактор физического выветривания — периодическое удаление накопившихся продуктов выветривания. Решающее значение в этом процессе имеют крутизна склонов и периодически выпадающие ливни.
Способность горных потоков нерегулярно, быстро и сильно вздуваться после каждого ливня и так же быстро спадать является характерной особенностью как постоянных горных потоков (речек), так и временных (горных ручьев), наполняющихся водой только во время сильных дождей.
Перечисленные выше физико-географические условия свойственны в большей или меньшей мере всем горным районам. Особенно резко они выражены в горных районах Средней Азии в связи с сильным развитием селевых потоков, что заставляет уделять особое внимание естественноисторическим особенностям этих районов.
Множественность факторов, вызывающих сели, сложность и внезапность самого формирования селей являются причиной недостаточной изученности динамики их и отсутствия до последнего времени общепринятой классификации потоков. А между тем для правильной организации борьбы с селевыми потоками и защиты от них объектов народного хозяйства требуется отчетливое знание факторов селеобразования, признаков, определяющих большую или меньшую селеопасность горных потоков, и, наконец, установление повторяемости селевых паводков.
При оценке факторов селеобразования следует на первое место поставить селеопасность бассейна. Селеопасность каждого бассейна в свою очередь определяется характером пород слагающих его склоны. Этот фактор имеет решающее значение если почвогрунты горных склонов данного селевого бассейна представлены породами трудно поддающимися физическому выветриванию и эрозии, то даже при наличии крутых склонов и ливневых дождей опасность зарождения селевого паводка отпадает. Ссленосными бассейнами являются те, которые сложены почвогруптами, легко поддающимися физическому выветриванию и эрозии и формирующими осыпи и обвалы. Даже если нет ярко выраженных дополнительных факторов селеобразования. бассейны эти потенциально селеносны, так как в любом горном районе возможны выпадение интенсивного и продолжительного ливня или быстрое таяние снегов, которые вызовут тем более сильный паводок, чем более длительный засушливый период ему предшествовал.
Отводя решающую роль в селеобразованни выветриванию и эрозии, следует принимать во внимание также ряд дополнительных факторов, имеющих положительное и отрицательное значение, т. е. ослабляющих или усиливающих селеопасность. Эти дополнительные факторы можно подразделить на две группы, естественноисторического и социально-экономического порядка.
К факторам первой группы относятся: рельеф, определяющий крутизну склонов и русел бассейнов; форма и площадь бассейнов; степень покрытия склонов древесной, кустарниковой и травянистой растительностью; климатические условия селевого бассейна.
К факторам второй группы относится хозяйственная деятельность человека, в значительной мере определяемая системой социально-экономических отношений в данной стране.
Сама форма и динамика поверхностного стока бывает весьма разнообразной и закономерно изменяется от ряда сопутствующих факторов. Вода стекает сплошным тонким слоем очень редко, в основном только при идеальной выровненности склонов и лишь в начальных стадиях формирования стока. В большинстве случаев начальной формой стока на обнаженных, лишенных растительности склонах является струйчатая и ручейковая стадия. По мере дальнейшей концентрации стока струйки и ручейки увеличиваются, эрозионная деятельность его усиливается и струйчатые и ручейковые размывы переходят в борозды, рытвины и даже овраги.
Попутно с концентрацией стока и нарастанием скоростей усиливаются вынос твердых частиц со склонов и процессы размыва и подмыва в оврагах и горных потоках. Селевые потоки могут формироваться также за счет разрушения интенсивным стоком берегов и русел горных потоков, если они сложены рыхлыми отложениями, легко поддающимися размыву.
Таким образом, несколько схематизируя процесс, можно выделить следующие этапы (фазы) развития селевого потока:
- интенсивный поверхностный сток со склонов водосборной части потока, лишенных растительного покрова, переходящий затем в мелкоструйчатый смыв и размыв; перенос продуктов смыва и размыва в лога и овраги;
- дальнейшая концентрация стока и образование борозд, рытвин и оврагов, нарастание скоростей и массовое отложение твердого стока в оврагах, логах и потоках;
- размыв и подмыв рыхлых отложений оврагов, логов и горных потоков; насыщение горного потока продуктами стока и формирование селевого потока.
О примерном содержании в селевом потоке продуктов твердого стока имеются несистематизированные данные. Показатели насыщенности потоков твердым стоком варьируют в широких пределах. Так, содержание твердого стока во внезапных паводках горных потоков обычно не превышает 1,5—2%, тогда как сели, формирующиеся в этих потоках, содержат его от 30 до 40%; у некоторых же особенно мощных селевых потоков разница между твердой и жидкой фазой может быть значительной.
Весьма часто движение селя имеет прерывистый характер с чередованием кратковременных больших скоростей, когда сель движется валом высотой до 4—6 м, с более длительными периодами относительного покоя. Причиной прерывистого движения селя в большинстве случаев является образование в вышележащих частях горного потока временных заторов. При прорыве их огромные массы воды и твердого стока с большими скоростями устремляются вниз в виде вала и наносят опустошительные разрушения. Динамика селевых потоков в значительной мере зависит от состава селевой массы.
По составу селевой массы различают три основные категории селевых потоков: грязевые, грязе-каменные и водно-каменные. Грязевые потоки характеризуются тем, что водосборы их залегают обычно в песчано-глинистых и лёссовых грунтах, легко поддающихся смыву и размыву и обильно обеспечивающих селевой поток материалами твердого стока. Обычно густая грязевая масса движется сплошным, весьма разрушительным валом.
Для селей этой категории специфично то, что вся селевая масса, включая и плавающие тела, движется со скоростями, приблизительно одинаковыми, причем, если исключить случайно возникающие подпоры от задержания плавучей части селя главным образом искусственными преградами, весь селевой паводок представляет собой одиночную волну, как и при обычных речных паводках.
Грязе-каменные селевые потоки возникают и формируются там, где водосборные бассейны богаты продуктами выветривания горных пород и последующего перемещения их водой. Вследствие этого селевая масса грязе-каменных потоков включает в себя наряду с частицами песка, или лесса также гальку, щебень и мелкие камни, перемещающиеся частью в самой толще потока, частью по его дну. Главная же особенность грязе-каменных потоков — включение в состав их селевой массы крупных камней объемом в несколько кубических метров (глыб).
Для перемещения крупных камней обычные скорости селевых потоков недостаточны, поэтому каменные глыбы передвигаются только под действием повышенных скоростей и давлений, образующихся при прорыве потоком вышележащих временных заторов. По своей разрушительности грязе-каменные сели наиболее опасны.
Водно-каменные потоки отличаются от грязе-каменных тем, что при относительно малом количестве мелких фракций они содержат значительные суммарные объемы рваных камней угловато-неправильного очертания. Такие сели приурочены к потокам южного склона Кавказского хребта и отличаются незначительной мутностью.
Основными задачами борьбы с селевыми потоками являются использование почвозащитных и гидрологических свойств растительности, регулирование поверхностного стока и ослабление водной и ветровой эрозии. Главным образом следует стремиться к защите поверхности почвы от механического воздействия дождя и града и к регулированию поверхностного стока. Решающее значение здесь будет иметь древесная, кустарниковая и травянистая растительность.
Следовательно, чем больше почвогрунт подвержен выветриванию и эрозии, тем большее значение будет иметь создание живого покрова как самого мощного почвозащитного и водоохранного фактора.
Значение горных защитных лесных насаждений в основном сводится к комплексному воздействию надземной и подземной части и включает в себя следующие моменты:
- задерживание кронами деревьев значительной части выпадающих осадков (водоудерживающая способность крон), ослабление интенсивности ливней и удлинение продолжительности их выпадения (под пологом леса осадки продолжаются и после прекращения дождя или ливня);
- защиту почвы от разрушительного механического воздействия дождевых капель;
- увеличение водопроницаемости почвогрунта и скорости просачивания влаги в почву, а также тормозящее влияние лесной подстилки на поверхностный сток воды;
- снегорегулирующую роль насаждений и сокращение до минимума сдувания снега;
- ослабление глубины промерзания почвы, замедление таяния снега и, как следствие, увеличение запаса грунтовых вод, а также улучшение условий питания горных родников;
- ослабление процессов смыва и размыва почвы.
Наряду с древесной и кустарниковой растительностью большое почвозащитное значение имеет также и травянистая растительность. История борьбы с горноселевыми потоками знает ряд примеров, когда уже сформировавшиеся селевые потоки, встречая на своем пути достаточно мощные лесные насаждения, замедляли движение и ослабляли свою разрушительную силу. Поэтому сохранение и создание лесных защитных насаждений особенно важно в верхних участках селевых бассейнов, где накапливаются продукты разрушения горных пород и формируются питание и разрушительная сила селевых потоков.
Наличие лесных насаждений в нижних частях склонов при обезлесении и обнаженности верхних участков селевых потоков еще не устраняет полностью опасности возникновения селевого потока.
Производственный опыт и данные научных исследований показывают, что улучшение водного режима, борьба с эрозией почв и селевыми потоками и повышение производительности горных территорий во всех горных районах могут быть достигнуты за счет следующего комплекса мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, мелиоративных и мелиоративно-технических, которые должны осуществляться на всей площади селевого бассейна.
Организационно-хозяйственными мероприятиями являются такие: правильная организация горных территорий; улучшение состава и состояния горных лесов; улучшение пастбищ и сенокосов.
Агротехнические мероприятия включают противоэрозионную систему земледелия, агротехнику выращивания сельскохозяйственных культур на горных склонах, предупреждающую поверхностный сток и эрозию почв; полосное земледелие; культуру многолетников.
К лесомелиоративным мероприятиям относятся облесение горных склонов; лесоразведение в руслах рек; лесоразведение на конусах выносов.
Мелиоративно-технические мероприятия — это мероприятия, которые применяются на склонах гор, на конусах выносов и у объектов, защищаемых от селевых потоков, сюда же относится создание русловых сооружений.
Организационно-хозяйственные мероприятия приобретают в горных районах особое значение. Они должны обеспечить восстановление мощного растительного покрова, повышающего противоэрозионную устойчивость и производительность горных территорий. Огромная работа должна быть проведена по сохранению существующих горных лесов, улучшению их состава и состояния.
Состав комплекса противоэрозионных, противоселевых мероприятий на землях различного назначения должен быть разным. На землях государственного лесного фонда основой работ является максимальное увеличение покрытых лесом площадей, уплотнение существующих древостоев, заращивание прогалин и облесение всех площадей, не покрытых лесом.
Среди склоновых мероприятий центральное место занимает регулирование поверхностного стока и прекращение эрозии почв. Особое значение имеет террасирование склонов. Это одно из наиболее эффективных средств борьбы с эрозией почв и предупреждения формирования селевых потоков, создающее благоприятные условия для повышения производительных горных территорий. Поэтому его необходимо широко применять везде, где другими мероприятиями в короткий срок нельзя достигнуть реальных результатов в борьбе с эрозией почв и селевыми потоками.
Основная мелиоративная задача террасирования склонов — задержание и поглощение террасами выпадающих осадков и прекращение или значительное ослабление эрозионных процессов и селевых потоков.
Ступенчатые 3,5—4-метровые террасы с обратным уклоном в 4—5° являются устойчивыми земляными сооружениями. Они резко снижают смыв почвы на межтеррасных участках склонов и обеспечивают полное задерживание стока и смываемой почвы с межтеррасных пространств.
Основным видом искусственных сооружений, воздействующих на селевые потоки, являются гидротехнические. Одни из них регулируют движение потоков, другие — предотвращают насыщение их обломочными материалами, а некоторые увязанные с комплексом мелиоративных мероприятий, — предотвращают даже образование селевых потоков. Поэтому комплекс гидротехнических сооружений на селевых потоках целесообразно рассматривать в общем комплексе мероприятий, применяемых в борьбе с селями.
Исследования показывают, что воздействие селевых потоков на гидротехнические сооружения разнообразно. Гидротехническое воздействие селевых волн на эти сооружения бывает значительно большим, чем, например, гидротехническое давление. Все это требует специфического подхода к проектированию и строительству гидротехнических сооружений на селевых потоках.
Гидротехнические сооружения, возводимые на селевых потоках, делятся на две основные группы: сооружения, возводимые по длине русла потока (запруды, полузапруды, буны и наносохранилищные сооружения), и сооружения, входящие в комплекс специальных мероприятий (акведуки, трубы, дюкеры и др.).
На формирование селевых потоков наиболее активно воздействуют наносохранилищные сооружения. Они состоят из высоких плотин, поднимающих базис эрозии и предотвращающих развитие эрозионных процессов в бассейнах селевых потоков.
Основным недостатком существующих противоселевых мероприятий является то, что они предназначаются для борьбы с зародившимися и сформировавшимися потоками. Так как мощный поток обладает большой разрушительной силой при значительном объеме массы, то плотины, наносоуловители и другие защитные сооружения должны обладать соответствующей прочностью и размерами, что обусловливает их большую стоимость и в то же время малую эффективность. Более выгодны фитомелиоративные мероприятия. Однако их далеко не везде можно применять, так как для их выполнения требуется значительный срок.
Мероприятия по борьбе с селями, очевидно, могут быть наиболее эффективными в том случае, если они направлены прежде всего на устранение причин, порождающих сель (профилактические). Если же это окажется недостаточным для полного предотвращения образования потока, то мощность его будет значительно меньшей, что позволит применить другие способы борьбы.
Научно-исследовательскими учреждениями разработаны гидрометеорологические методы снижения селеопасности. Прошли производственное испытание такие методы, как метод дымового экрана для снижения селеопасности в районе ледников и метод снижения опасности селей смешанного и снегового происхождения.
Успешно развивается картирование и районирование селеопасных районов, ведутся исследования в области изучения аэросиноптических факторов селеобразования и методов их прогнозирования. Разработаны на теоретической основе методы расчета насыщенности несвязных турбулентных селей, учитывающие естественную неоднородность склоновых и русловых отложений и грядообразования. Разрабатываются методы расчета максимальных расходов, объемов выносов, скоростей и других характеристик селевых паводков, проводятся лабораторные исследования по динамике селей; разрабатываются методы пропуска селевых потоков через селепропускные сооружения. Известные достижения имеются в области проектирования и строительства противоселевых сооружений.
В целях проведения комплексных противоселевых работ на высоком научно-техническом и организационном уровне необходимо усилить работы по координации научных исследовании в области изучения селей и разработки мер борьбы с ними по следующим направлениям:
1) изучение природы селевых потоков и особенностей их распространения по территории; разработка методов оценки селеопасности, в том числе комплексного картирования селеопасных территорий, типизации и районирования селевых бассейнов и селевых очагов по степени селеактивности, разработка количественных методов изучения факторов селеобразоваипя, особенно процессов выветривания, размыва и сноса;
2) разработка методов расчета и прогноза формирования селевых потоков различных генетических типов при различных причинах их возникновения и источниках их водного питания в различных природных условиях, а также методов предупреждения селевой опасности;
3) изучение формирования и объемов склоновых, пролювиальных, аллювиальных, ледниковых и вулканических отложений разного состава, состояния и скорости образования, инженерно-геологических свойств разных генетических, возрастных и литологических типов пород и их классификации применительно к вопросам изучения условий селеобразования, сопротивления эрозионному размыву;
4) организация лабораторных и натурно-экспериментальных работ с применением новейших методов исследований формирования и движения селевых потоков, определения различных количественных характеристик селей, в особенности механизма формирования стока селей, уточнения на этой основе теоретических вопросов динамики потоков;
5) совершенствование методов русловых измерений взвешенных наносов с охватом придонного слоя и увлекаемых (донных) наносов; постановка исследований по водопроницаемости почвогрунтов с определением изменения инфильтрации и коэффициента ливневого стока;
6) проведение исследовательских работ по механике селевых потоков, в частности искусственных селевых потоков;
7) разработка и типизация комплексных схем борьбы с эрозией почв и селями, включая организационно-хозяйственные агротехнические, лесомелиоративные и инженерные мероприятия для различных типов селевых бассейнов.
Столетний опыт горномелиоративных работ в СССР показал, что наиболее действенным средством улучшения водного режима, борьбы с эрозией почв и селевыми потоками в горах, является широкое применение многолетних культур, в частности облесение горных склонов и создание на них садов и виноградников. В облесенных бассейнах режим рек стал более равномерным. Восстанавливается структура и повышается плодородие эродированных почв. Прекратились и селевые потоки. Введение ценных лесных орехоплодных и плодовых пород и технических культур резко повысило производительность горных территорий.
Большое развитие в СССР получили научно-исследовательские работы по изучению эрозии почв и селевых потоков, по разработке мер борьбы с ними. В них участвуют работники научных учреждений и учебных заведений различного профиля: геологи, гидрогеологи, географы, почвоведы, ботаники, лесоводы, агрономы, гидротехники, экономисты и др.
Широкие исследования по эрозионно-селевой проблеме ведутся в республиках Средней Азии, Закавказья, на Украине и Северном Кавказе. В них участвует и ряд союзных научно-исследовательских организаций.
Большое внимание уделяется многолетним исследованиям, связанным с разработкой мер борьбы с эрозией почв и селевыми потоками и повышением производительности горных территорий. Обобщен опыт работ по борьбе с эрозией почв на пастбищах и пахотных землях, по созданию лесов в различных горных районах СССР, по борьбе с селевыми потоками с применением гидротехнических сооружений. В большинстве горных районов изучалось влияние регулирования пользования территорий на почву, состав и состояние растительности. Испытывались отдельные звенья системы противоэрозионных и противоселевых мероприятий: улучшение пастбищ и сенокосов, повышение мелиоративного влияния имеющихся горных лесов, агротехнические приемы выращивания сельскохозяйственных культур на почвах разной степени смытости, предупреждающие эрозию почв. Изучалось влияние на урожаи различных удобрений.
Широкое развитие получили в СССР исследования, связанные с осуществлением лесомелиоративных мероприятий в горных районах с различными лесорастительными условиями: по ассортименту лесных, орехоплодных и плодовых пород для облесения горных склонов и создания в горах садов и виноградников, по агротехнике горного лесоразведения (способы подготовки почвы, методы лесоразведения, сроки посева и посадки, меры ухода за лесными и плодовыми культурами, удобрения).
Всесторонне исследовались также склоновые и русловые сооружения, применяемые для регулирования поверхностного стока и борьбы с селевыми потоками. Значительные работы проведены по испытанию различных машин и орудий конструированию новых для механизации выращивания на горных склонах сельскохозяйственных культур, лесных орехоплодных и плодовых насаждений.
Обобщив производственный опыт и научные достижения, научно-исследовательские институты лесного хозяйства разработали систему комплексных мероприятий по улучшению водного режима, борьбе с эрозией почв и селевыми потоками и повышению производительности горных территорий. В нее входят мероприятия организационно-хозяйственного, агротехнического, лесомелиоративного и гидротехнического характера.
В результате многолетних опытов научно-исследовательские учреждения разработали системы машин и орудий, обеспечивающих комплексную механизацию работ по облесению горных территорий, создание в горах орехоплодных насаждений, садов и виноградников.
В лесном хозяйстве СССР облесение склонов осуществляется на основе применения противоэрозионных приемов. На склонах до 8° почву подготавливают сплошной вспашкой, на склонах до 12° применяется полосная вспашка или напашное террасирование, а на безлесных склонах крутизной свыше 12°, в том числе эродированных, чаще всего — террасирование.
Обработка почвы на склонах крутизной до 12° производится плугами общего сельскохозяйственного назначения типа «Труженик-У», «Пахарь», ПЧС-4-35, ПОН-2-30, плантажными плугами ППН-40 и ППУ-50А. Для обработки каменистых почв используют ПКС-4-35 и ПКС-3-35. Рыхление почвы производят рыхлителями РТ-2, РН-80Б и агрегатом ЛПА-1 в варианте рыхлителя.
Наиболее широко в лесном хозяйстве при освоении склонов применяется террасирование, что связано с высокой противоэрозионной ролью террас. На неразмытых склонах крутизной до 12° террасы строят различными орудиями: 3-5-корпусными плугами, плантажными плугами или грейдерами с гусеничными тракторами класса 3—6 тс. Применение крутосклонного трактора ДТ-75К с челночным плугом ПЧС-4-35 позволяет строить, напашные террасы на склонах до 20° при значительном сокращении холостых проходов.
Для строительства террас на крутых и сильноразмытых склонах крутизной до 35—40°, имеющих хотя бы один подъезд с крутизной до 25°, широко применяются террасер Т-4 с гусеничными тракторами класса 6 тс и террасер-рыхлитель ТР-2А с гусеничными тракторами класса 3 тс, а также универсальные бульдозеры типа Д-492 и Д-493.
Террасером-рыхлителем ТР-2А можно строить террасы с шириной полотна 2,5—3 м, остальными машинами — 3,5—4,5 м. Террасер Т-4 позволяет производить строительство террас на сильнокаменистых склонах.
Выпускается секционный террасер ТС-2,5 к трактору класса тяги 3 тс, который позволяет исключить возвратно-поступатсльные перемещения агрегатов при строительстве террас на склонах крутизной до 20°. Он более производителен и удобен в обслуживании. Ведутся работы по созданию террасеров с активными рабочими органами.
Для устройства водоотводных канав на тракторопроходных склонах выпускается траншеекопатель ТКХ-1-35. Им же можно делать канаво-террасы.
Рыхление полотна террас проводится рыхлителями РТ-2, РН-80Б, РТН-2-25 и агрегатом ЛПА-1 в варианте рыхлителя. Кроме того, широко применяется 3—5-корпусные плуги с отвалом и без них. Рыхлитель РТ-2 с гусеничными тракторами класса 6 тс позволяет рыхлить почву на глубину до 40 см с шириной захвата 2,4 м. Производительность составляет около 1,5 пог. км в 1 ч. Агрегат ЛПА-1 с тракторами класса 3 тс может рыхлить почву на глубину 25—40 см при ширине захвата 2—2,5 м. Производительность 1,5—2 км в 1 ч.
Для посадки сеянцев на террасах или полосах применяют лесопосадочную машину ЛМГ-2, которая выпускается в односекционном варианте. Машиной можно высаживать растения с размещением в ряду через 0,5; 0,75; 1 и 1,5 м; агрегатируется с тракторами класса 3 тс; производительность — до 2 км/ч.
Посадку сеянцев или саженцев лесных пород с высотой надземной части до 2 м можно производить лесопосадочным агрегатом ЛПА-1, который агрегатируется с тракторами класса 3 тс, производительность его 1,5—2 км/ч.
Уход за лесными культурами на террасах и полосах можно проводить культиваторами КРТ-3; КЛБ-1,7; ККН-2; ПРВН-2,5А или ПРВН-1,5. Более перспективен культиватор КРТ-3, у которого ширина захвата изменяется от 1,5 до 3 м при глубине обработки до 22 см. Рабочие органы имеют предохранительные устройства, что позволяет применить его на каменистых почвах. Агрегатируется с тракторами класса 1,4—3 тс, производительность до 3 км/ч.
Ассортимент пород для различных условий местопроизрастания, схемы их смещения в зависимости от целевого назначения работ и агротехнические приемы горного лесоразведения для механизированного способа их производства разработаны институтами.
Внедрение научно обоснованных способов и технологии облесения горных склонов позволяет значительно улучшить качество лесных культур, сократить сроки их выращивания и увеличить объем работ. С внедрением новой технологии лесокультурных работ на горных склонах затраты на создание 1 га культур снижаются в 1,6—2,2 раза, а производительность труда повышается в 10 раз и более.
Дальнейший подъем народного хозяйства обусловливает необходимость усиления борьбы с эрозией почв и селевыми потоками. В постановлении Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии» эти работы признаны одной из важнейших государственных задач в системе мер, принимаемых партией и правительством для дальнейшего развития сельскохозяйственного производства. Проведенная в последние годы большая работа по наведению порядка в горных лесах на основе передового опыта и достижений науки обеспечивает успешно, выполнение поставленных задач.