Заказ звонка
Заполните поля и нажмите кнопку отправить. Мы свяжемся с вами в ближайшее время
Нажимая на кнопку вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности
19 сентября 2024
Габионы в сельском хозяйстве: укрепление полей и водных каналов
Содержание статьи:
- Габионы в сельском хозяйстве: укрепление полей и водных каналов
- Размыв водных каналов
- Что такое габионы и их первоначальное применение
- Почему габионы стали востребованными в сельском хозяйстве для укрепления земельных и водных объектов
- Сетка двойного кручения
- Преимущества использования габионов в сельском хозяйстве
- Укрепление полей и склонов с помощью габионов
- Применение габионов для укрепления водных каналов
- Креативные способы использования габионов в аграрном ландшафте
- Не использованный потенциал габионов в сельском хозяйстве
- Рекомендации по выбору габионов для сельскохозяйственных нужд
- Заключение
Под эрозией почвы понимают её разрушение под влиянием природных факторов и человеческой деятельности. Согласно данным учёных, более половины пахотных земель на планете уже разрушено, процесс продолжается. К разрушению плодородных слоёв почвы можно добавить смыв их водой, снос ветром, появление оврагов, размыв водных каналов и т.п.
Размыв водных каналов
Размыв русла, оползание откосов – одни из основных деформаций каналов. Среди современных эффективных средств борьбы с ними – укрепление нижней части откосов габионами.
Что такое габионы и их первоначальное применение
Самый первый габион – мешок с песком, как защита от вражеских пуль. Хотя вторая часть слова с итальянского – клетка. А всё слово – большая клетка. Их и далее использовали как мешки – при строительстве дорог. Те же мешки, но с камнями, укрепляли склоны, спасали от оползней.
Но когда дошло до ландшафта, то понадобилась более устойчивая форма. И клетка приобрела своё первоначальное значение. Коробчатые габионы – те же клетки с металлическими прутьями. Только вместо прутьев – проволока. Понадобилась её гибкость вместе с прочностью. И оказалось, что из габионов можно делать в ландшафтном интерьере всё, даже дома.
Но когда дошло до ландшафта, то понадобилась более устойчивая форма. И клетка приобрела своё первоначальное значение. Коробчатые габионы – те же клетки с металлическими прутьями. Только вместо прутьев – проволока. Понадобилась её гибкость вместе с прочностью. И оказалось, что из габионов можно делать в ландшафтном интерьере всё, даже дома.
Почему габионы стали востребованными в сельском хозяйстве для укрепления земельных и водных объектов
Даже в виде мешков с песком ими уже укрепляли берега, склоны. Но проволочные каркасы позволили делать не только коробчатые габионы, но и матрасные, плоские:
Для крепления берегов нужны немного другие габионы. Габионы особенно востребованы на крутых берегах, где давление грунта на подпорную стенку особенно велико. Если грунт при этом устойчивый, то технология установки габиона достаточно проста (но требует правильных действий на каждом шагу):
При этом сначала подобрать наполнитель и сетку: чем круче берег, тем нужен прочнее камень и большие его размеры. Но требуется выполнять соотношение: максимальный размер камней должен превосходить размер ячейки сетки в полтора-два раза. Поэтому именно сетка будет задавать размер наполнителя.
Заполнять габионы нужно постепенно, слоями. Чтобы заполнить габион высотой в 1 м. понадобится 3 слоя. После каждого слоя – вязка стенок проволокой. Это позволит предотвратить расползание конструкции вширь.
- Создать подушку из слоёв песка, гравия.
- Утрамбовать её.
- Застелить на утрамбованную подушку геотекстиль.
- Сверху монтировать габионы.
При этом сначала подобрать наполнитель и сетку: чем круче берег, тем нужен прочнее камень и большие его размеры. Но требуется выполнять соотношение: максимальный размер камней должен превосходить размер ячейки сетки в полтора-два раза. Поэтому именно сетка будет задавать размер наполнителя.
Заполнять габионы нужно постепенно, слоями. Чтобы заполнить габион высотой в 1 м. понадобится 3 слоя. После каждого слоя – вязка стенок проволокой. Это позволит предотвратить расползание конструкции вширь.
Если грунт неустойчив, то лучше применять матрацы Рено. Они также изготавливаются из проволоки двойного кручения, но отличаются от коробчатых габионов увеличенными размерами. Они отлично справляются с укреплением больших поверхностей насыпей и дна водоёмов. Зарекомендовали себя против селей, оползней. Камни-наполнители используются с повышенной прочностью, стойкостью к воде.
О преимуществах: говоря о габионах, всегда отмечают долговечность, экологичность, эстетичность, функциональность.
Но особо хотелось бы отметить два плюса:
О преимуществах: говоря о габионах, всегда отмечают долговечность, экологичность, эстетичность, функциональность.
Но особо хотелось бы отметить два плюса:
- прочность – кроме упомянутых требований к прочности и размерам камней, обязательно следует сказать о сетке двойного кручения. Она лучший материал при укреплении берегов, земельных и водных объектов – выдерживает нагрузку 5 тонн на п.м. После уплотнения со временем грунта и появления растительности конструкция ещё окрепнет;
- стоимость – гораздо дешевле железобетона, плюс удешевление за счёт отсутствия техники, ухода за конструкциями.
Сетка двойного кручения
Изготавливается из стальной проволоки. В зависимости от применения возможны покрытия:
На краях конструкции применяется проволока большего размера.
Изготавливается на спец. станках (вязальных) из стальной горяче-оцинкованной проволоки. Получается с шестиугольными ячейками. Длину и ширину проволоки определяет заказчик.
Основное её применение в коробчатых габионах. В матрасных применяется и проволока меньшего диаметра – 2,2; 2,4 мм.
Имеет наилучшие среди проволоки показатели прочности, гибкости, экономичности, долговечности. А также эстетична и обеспечивает прекрасный дренаж. Лучший вариант для подпорных стенок, укреплений откосов, берегов
- цинковое;
- сплав цинка с алюминием, мишметаллом; возможно добавление к этому полимера;
- цинково-полимерное.
На краях конструкции применяется проволока большего размера.
Изготавливается на спец. станках (вязальных) из стальной горяче-оцинкованной проволоки. Получается с шестиугольными ячейками. Длину и ширину проволоки определяет заказчик.
Основное её применение в коробчатых габионах. В матрасных применяется и проволока меньшего диаметра – 2,2; 2,4 мм.
Имеет наилучшие среди проволоки показатели прочности, гибкости, экономичности, долговечности. А также эстетична и обеспечивает прекрасный дренаж. Лучший вариант для подпорных стенок, укреплений откосов, берегов
Преимущества использования габионов в сельском хозяйстве
В первую очередь речь идёт о габионах из проволоки двойного кручения, которая кроме обычного цинкового покрытия может быть с доп. оболочкой ПВХ, а также иметь гальфановое покрытие.
Долговечность и устойчивость к неблагоприятным условиям (ветер, вода, солнце)
Нормативный срок эксплуатации у двух последних покрытий – 75 лет, что более чем в 2 раза превышает долговечность обычной оцинкованной стальной проволоки. На практике соблюдение этих сроков зависит от добросовестности выполнения нормативов. Это же относится к камням-наполнителям.
Также на срок службы габионов влияет комплексный учёт всех факторов – рельефа, условий эксплуатации, водного режима и прочих. При грамотном и добросовестном учёте всего этого сроки будут выдерживаться. Но эти требования относятся ко всем строительным материалам и конструкциям. Из них габионы выглядят лучшими.
Всё вышесказанное относится в полной мере к следующим показателям:
Также на срок службы габионов влияет комплексный учёт всех факторов – рельефа, условий эксплуатации, водного режима и прочих. При грамотном и добросовестном учёте всего этого сроки будут выдерживаться. Но эти требования относятся ко всем строительным материалам и конструкциям. Из них габионы выглядят лучшими.
Всё вышесказанное относится в полной мере к следующим показателям:
- экологичность и безопасность для окружающей среды;
- простота установки и минимальные затраты на обслуживание;
- возможность использования местных природных материалов для наполнения габионов.
Укрепление полей и склонов с помощью габионов
Выше уже отмечали лидирующее значение габионов в укреплении склонов. От размыва поля они тоже отлично защищают. Применяются матрасно-тюфячные конструкции. Чтобы учесть паводки, обледенение, повышенные температуры, прочее необходим Расчёт габионного укрепления на основе методики из ТУ. При этом рассчитываются: устойчивость к деформации, толщина конструкции, проверяется скорость фильтрации.
Защита от эрозии почвы: как габионы предотвращают смывание и размыв грунта на полях
Согласно “Руководству по защите земель, нарушенных водной эрозией…” даны схемы защиты полей, откосов габионами.
Создание террас на крутых склонах для повышения эффективности сельскохозяйственных работ
Применяется габионное укрепление для склонов с углами 18-45о. Для любой ширины склона.
Вариант 1. Для склона 18о – ступенчатый монолит.
Сначала готовятся ступеньки в почве под монолит. Они застилаются геотекстилем. Поверх укладываются матрасы Рено (шириной 2 м и высотой 0,3 м.). Для предотвращения размыва и надёжной фиксации нижней части конструкции создаётся упор внизу в форме каблука из коробчатых габионов. Сверху на него укладывается матрас Рено.
Создание террас на крутых склонах для повышения эффективности сельскохозяйственных работ
Применяется габионное укрепление для склонов с углами 18-45о. Для любой ширины склона.
Вариант 1. Для склона 18о – ступенчатый монолит.
Сначала готовятся ступеньки в почве под монолит. Они застилаются геотекстилем. Поверх укладываются матрасы Рено (шириной 2 м и высотой 0,3 м.). Для предотвращения размыва и надёжной фиксации нижней части конструкции создаётся упор внизу в форме каблука из коробчатых габионов. Сверху на него укладывается матрас Рено.
- В верхней части конструкции предусмотрено горизонтальное смещение до метра (половины ширины конструкции, если не 2 м.) и вертикальное смещение 30 см.
Вариант 2 – для склона 34о, нормальные грунты.
Аналогичная конструкция, только вместо матрасов Рено используются коробчатые габионы размерами: метр шириной, 0,3 м. – высотой. В нижней части конструкции также предусмотрен каблук (в тех же целях) с дополнительным матрасом, в верхней части – горизонтальное смещение 50 см (половина ширины конструкции) и вертикальное – 30 см.
Вариант 3 – для склона 34о, сложные грунты.
Конструкция аналогична предыдущей, только вместо коробчатых габионов используются матрасы Рено шириной 2 м. Горизонтальное смещение также в половину от ширины верхнего матраса.
Вариант 4 – для склона 45о.
Габионы коробчатые – шириной метр, высотой – 0,5 м.
Аналогичная конструкция, только вместо матрасов Рено используются коробчатые габионы размерами: метр шириной, 0,3 м. – высотой. В нижней части конструкции также предусмотрен каблук (в тех же целях) с дополнительным матрасом, в верхней части – горизонтальное смещение 50 см (половина ширины конструкции) и вертикальное – 30 см.
Вариант 3 – для склона 34о, сложные грунты.
Конструкция аналогична предыдущей, только вместо коробчатых габионов используются матрасы Рено шириной 2 м. Горизонтальное смещение также в половину от ширины верхнего матраса.
Вариант 4 – для склона 45о.
Габионы коробчатые – шириной метр, высотой – 0,5 м.
Ступенчатые укреп. конструкции позволяют создавать террасы на крутых склонах с/х земель
Укрепление берегов и откосов полевых водоемов для предотвращения разрушений и увеличения срока службы земельных участков
Полевые водоёмы имеют сравнительно небольшие размеры. Для укрепления их берегов и откосов могут применяться конструкции, описанные ниже для масштабных вводных каналов. В зависимости от рельефа берега и его состояния можно подобрать подходящую схему (с поправками на размеры берега и откоса).
Согласно Руководству по защите земель предлагаются такие схемы габионной защиты берегов полевых водоёмов:
Полевые водоёмы имеют сравнительно небольшие размеры. Для укрепления их берегов и откосов могут применяться конструкции, описанные ниже для масштабных вводных каналов. В зависимости от рельефа берега и его состояния можно подобрать подходящую схему (с поправками на размеры берега и откоса).
Согласно Руководству по защите земель предлагаются такие схемы габионной защиты берегов полевых водоёмов:
- укрепление нижней части берегов:
- укрепление нижней и верхней частей берега/склона:
Для канав, образующих дренажную систему на с/х полях, предлагается такая схема габионной защиты дна и откосов:
Применение габионов для укрепления водных каналов
Здесь тоже необходим предварительный Расчёт на основании ТУ. Расчёты делаются с учётом крутизны склона, его степени разрушенности, ожидаемого размыва в подводной части, необходимости заглубления габионов в грунт под водой, повышенного укрепления подводной части.
1. Укрепление берега без особых проблем в верхней и подводной частях:
1. Укрепление берега без особых проблем в верхней и подводной частях:
2. Береговой склон сильно разрушен, усиление каменной наброской:
3. Береговой склон при сильных волнах, необходимости укрепления подводной части как каменной насыпкой, так и габионами (коробчатыми). Для разбивания наката волн применять ступенчатые укрепления:
4. Необходимость опорного зуба в верхней части:
Есть и другие схемы укрепления берегов каналов при сильных течениях, наводнениях, например:
Таким же образом производится стабилизация берегов каналов и сохранение их пропускной способности с использованием габионов.
Крепление берегов габионными конструкциями возможно в любой сезон при низкой воде. При этом укладка может производиться с двух сторон – с берега и с плавсредств. Высота укреп. сооружения должна минимум на полметра (но лучше метр) превышать паводковый уровень воды с учётом волн. Могут применяться все виды габионных конструкции: в основном матрасные, то также коробчатые, цилиндрические.
Использование габионов предполагает усиление подводных разрушений склона и выемок каменными насыпками
Крепление берегов габионными конструкциями возможно в любой сезон при низкой воде. При этом укладка может производиться с двух сторон – с берега и с плавсредств. Высота укреп. сооружения должна минимум на полметра (но лучше метр) превышать паводковый уровень воды с учётом волн. Могут применяться все виды габионных конструкции: в основном матрасные, то также коробчатые, цилиндрические.
Использование габионов предполагает усиление подводных разрушений склона и выемок каменными насыпками
Создание фильтрационных систем для улучшения качества воды в каналах с использованием габионов, наполненных определенными материалами
Один из вариантов фильтрационных систем с применением габионных конструкций:
Креативные способы использования габионов в аграрном ландшафте
Использование габионов в качестве дренажа – нестандартный ход. Так же экстравагантно выглядит использование габионных ограждений вокруг с/х объектов.
Габионы в качестве дренажных систем: эффективный дренаж с минимальными затратами
Дренаж в сельском хозяйстве предполагает довольно большие участки, поэтому использование габионов при дренаже должно быть минимальным по стоимости. А значит, не рассматривается более дорогой закрытый дренаж. И сельхоз. участок будет весь покрыт сетью сообщающихся канав. Главная проблема такой дренажной системы – в разрушающихся склонах канав, которые со временем оседают на дно. Одним из лучших способов укрепления склонов с крутизной больше 15о является использование габионов. И канава должна быть достаточно глубокая.
Требования к такому габиону:
Конструкция такого габиона обладает достаточной, но не излишней пористостью, что достигается мелкими фракциями внутри наполнителя, крупными (примерно в 1,5-2 раза крупнее размера ячейки сетки) – в наружном слое. Благодаря этому исключается гидронагрузка на склоны канавы (траншеи). Земля удерживается в её стенках. Подобные конструкции функциональны многие десятилетия.
Важно! Чтобы наполнитель был дешёвый, применяют щебёнку, колотый кирпич, обрезки старых шин, стройотходы, битый шифер. Для них используют сетку с шестиугольной ячейкой.
Требования к такому габиону:
- Особо прочная сетка – используется сетка с двойной закруткой. Она изготавливается из проволоки, прошедшей двойное кручение. Покрытие сетки – цинковое, гальфановое или ПВХ.
- Насыпной материал должен быть меньшего размера, чем ячейки сетки.
- Габионы сначала монтируются, потом наполняются.
- Габион предпочтительнее коробчатый.
Конструкция такого габиона обладает достаточной, но не излишней пористостью, что достигается мелкими фракциями внутри наполнителя, крупными (примерно в 1,5-2 раза крупнее размера ячейки сетки) – в наружном слое. Благодаря этому исключается гидронагрузка на склоны канавы (траншеи). Земля удерживается в её стенках. Подобные конструкции функциональны многие десятилетия.
Важно! Чтобы наполнитель был дешёвый, применяют щебёнку, колотый кирпич, обрезки старых шин, стройотходы, битый шифер. Для них используют сетку с шестиугольной ячейкой.
Плюсы траншей с габионными откосами:
- долговечность, прочность – используется металлическая сетка, прочная и устойчивая к ржавлению, деформациям;
- простота монтажа, на небольших участка возможна самостоятельная сборка и укладка габионов;
- склоны приобретают привлекательный вид – даже с бюджетным наполнителем;
- дренажная система в виде участка с сетью канав/траншей работает полноценно длительное время – габионы пропускают влагу, но препятствуют осыпанию склонов.
Создание экологичных ограждений вокруг сельскохозяйственных объектов
Среди самых распространённых ограждений вокруг с/х объектов, особенно полей, загонов – колючая проволока. Не очень гуманное заграждение. В ряде российских агрохозяйств, в честности в Воронежской области, нашли достойную замену колючке – проволоку двойного кручения для габионов:
Среди большого набора её достоинств – всеми признанная экологичность изделия. Что касается фермерских хозяйств (от усадеб до ферм), то большим спросом пользуются габионные заборы – как весьма функциональные и эстетически очень выразительные:
Применение габионов в биологической очистке воды: фильтрация загрязняющих веществ через многослойные габионные конструкции
Существуют разные способы габионных фильтро-систем. Они основаны на возможности фильтрации как нерастворимых взвешенных частиц (наносов), так и органо-минеральных загрязнений, пропускаемых через специальные наполнители в габионах. Возможна и доп. очистка водной растительностью (макрофитами), размещёнными на биоплато.
Упомянутыми спец. наполнителями являются смесь щебня (хлоритсодержащего) с песком, шлак, магнезиальный камень.
Схема 3х ступенчатой габионной фильтро-системы:
Упомянутыми спец. наполнителями являются смесь щебня (хлоритсодержащего) с песком, шлак, магнезиальный камень.
Схема 3х ступенчатой габионной фильтро-системы:
Первая (верхняя) секция – открытый перепад, в котором ложе (фундаментная плита) – сборная матрасная конструкция Рено.
Стенки в обеих ступенях из габионной кладки в 1-2 яруса. Между ними находится спец. загрузка. В первой ступени происходит отстой поступающей самотёком воды. Крупные частицы оседают на дно. Спецзагрузка фильтрует органо-минеральные загрязнения (2-я ступень). Растительный слой на биоплате (3 ступень) производит биоочистку воды.
Стенки в обеих ступенях из габионной кладки в 1-2 яруса. Между ними находится спец. загрузка. В первой ступени происходит отстой поступающей самотёком воды. Крупные частицы оседают на дно. Спецзагрузка фильтрует органо-минеральные загрязнения (2-я ступень). Растительный слой на биоплате (3 ступень) производит биоочистку воды.
Не использованный потенциал габионов в сельском хозяйстве
Он в основном связан с водными потоками – подводящими и отводящими, например, русла. К полям, от дорог, мостов, от тех же полей. Речь о водоспусках, водотоках, водосбросах. Для этого создают ступенчатые или консольные габионные сооружения.
Вода может отводиться из кюветов, различных сооружений горных канав, далее сбрасываясь в водотоки или более низкие рельефы. Например, одноступенчатые варианты габионных водотоков (при перепаде высот 3-5 м.):
Водотоки:
Вода может отводиться из кюветов, различных сооружений горных канав, далее сбрасываясь в водотоки или более низкие рельефы. Например, одноступенчатые варианты габионных водотоков (при перепаде высот 3-5 м.):
Водотоки:
Либо многоступенчатые варианты при более значимых перепадах:
Водосбросы:
Водосбросы:
- с малой пропускной способностью:
- с высокой пропускной способностью:
Переливные габионные плотины (водобои) – применяются для быстрого гашения водного потока
Низконапорные габионные плотины (насыпной материал в них – глины, песок, суглинки):
Низконапорные габионные плотины (насыпной материал в них – глины, песок, суглинки):
Это один из самых простых вариантов плотины.
Не менее важное направление – водоочистные габионные сооружения.
Например:
Не менее важное направление – водоочистные габионные сооружения.
Например:
Фильтрующие сооружения:
Переливные габионные сооружения – для периодически затопляемых участков дорог:
Они должны учитывать с/х специфику: много полей, использование на них хим. удобрений, много водоёмов, рек, важность сохранения плодородного слоя почвы, необходимость поддерживать водный режим в полях, наличие больших загонов для животных, их отходы жизнедеятельности, весьма загрязняющие стоки, прочие.
Рекомендации по выбору габионов для сельскохозяйственных нужд
Они должны учитывать с/х специфику: много полей, использование на них хим. удобрений, много водоёмов, рек, важность сохранения плодородного слоя почвы, необходимость поддерживать водный режим в полях, наличие больших загонов для животных, их отходы жизнедеятельности, весьма загрязняющие стоки, прочие.
Как выбрать подходящие материалы для наполнения габионов в зависимости от типа почвы и особенностей водных объектов
Имеется в виду, что почвы могут рыхлые, неустойчивые, переувлажнённые (или наоборот). У водных объектов свои проблемы – сохранность склонов, берегов, их размывание, обрушение. Необходимо не допускать их переполнения.
Для сохранности склонов и берегов необходимы прочные наполнители, устойчиво уложенные в сетке. Поэтому желателен минимум камней сложной формы. Для рыхлых почв важен вес габионов, чтобы придавливать грунт. Для переувлажнённых почв подойдут наполнители с хорошей дренажностью. Для практически всех случаев хорош бутовый камень.
Для сохранности склонов и берегов необходимы прочные наполнители, устойчиво уложенные в сетке. Поэтому желателен минимум камней сложной формы. Для рыхлых почв важен вес габионов, чтобы придавливать грунт. Для переувлажнённых почв подойдут наполнители с хорошей дренажностью. Для практически всех случаев хорош бутовый камень.
Советы по установке габионов: как правильно укладывать конструкции для максимальной эффективности
В первую очередь подготовить основание под габионы. Убирается дёрн на штык лопаты, получившуюся канаву выровнять и уплотнить. Второй момент – правильная укладка короба: сначала его раскладывают на горизонтальной ровной площадке, сгибаются стенки, проволокой соединяются углы, потом вяжутся рёбра. В углах должна быть длинная арматура.
Третий шаг – установить габионы в канавку, начать их послойное заполнение. После заполнения нижней половины стянуть противоположные стенки короба спец. расчалками. В середине короба должен быть самый мелкий наполнитель. Сверху присыпать самым мелким наполнителем – выше края на 2-4 см, чтобы учесть усадку. Арматура вбивается в грунт. Короба прикрыть крышкой. Блоки габионов соединяются спиралями и обжимной проволокой.
Третий шаг – установить габионы в канавку, начать их послойное заполнение. После заполнения нижней половины стянуть противоположные стенки короба спец. расчалками. В середине короба должен быть самый мелкий наполнитель. Сверху присыпать самым мелким наполнителем – выше края на 2-4 см, чтобы учесть усадку. Арматура вбивается в грунт. Короба прикрыть крышкой. Блоки габионов соединяются спиралями и обжимной проволокой.
Оценка затрат на укрепление полей и каналов с использованием габионов
Основные затраты связаны с установкой габионов. Для полей нужен большой объём работ, поэтому стоимость 1 м3 габиона будет близка к минимальной: ~ 15-17 тыс. руб. Остаётся посчитать необходимое количество габионов.
Заключение
Из многих положительных качеств габионов может быть (далеко не всегда) в меньшей степени в сельском хозяйстве важна их эстетичность. Зато все остальные очень актуальны: надёжность, прочность, дренажность, долговечность, экологичность. Далеко не весь потенциал габионов пока используется в с/х, но всё впереди.