Оврагообразование — явление эрозии почвы.
Овраг представляет собой относительно небольшую долину, в которой в дождливые периоды формируются интенсивные водные потоки — т.н. временные водотоки. Проходя овраг, данные потоки затем впадают в основной постоянный водоток или водоём. Долины оврагов, при сравнительно малых плановых размерах, достаточно глубоки. Развитие оврагов начитается уже при уклоне поверхности в 1°, а уже при уклонах 5―10° оно происходит чрезвычайно интенсивно. Естественным путём завершение развития оврага происходит только при существенном уменьшении площади водосбора питающего его временного водотока, или при достижении неразмываемого грунта. В этом случае овраг зарастает растительность и становится т.н. балкой.
Причинами развития оврагов являются:
– присутствие в основании легкоразмываемых грунтов;
– облесение территорий, угнетение почвенной растительности;
– фермерская деятельность (выпас скота и распашка склонов балок);
– обильный и высоко расположенный верхний водоносный горизонт грунтовых вод.
В практике проектирования инженерной защиты территорий для остановки процессов оврагообразования применяются следующие мероприятия:
1. Предотвращение активного роста оврага в длину. Для этого в его главной вершине проектируется водосброс по типу быстротока, консольного сброса, ступенчатого перепада или вертикальной башни. Сооружение выполняется из монолитного или сборного железобетона. Такой водосброс позволяет предотвратить протекание концентрированного водного потока по крутому и никак не закреплённому откосу в вершине оврага. При необходимости аналогичные водосбросы устраиваются и в отвершках (малых боковых оврагах) основного оврага.
Водосбросы в вершине оврага: а — быстроток, б — консольный сброс, в — ступенчатый перепад
2. Восстановление естественного растительного покрова. Данный метод предусматривает посадку зелёных насаждений — быстрорастущих деревьев, кустарников, травянистых растений с мощной корневой системой, одерновка эрозионных поверхностей, распахивание почвы вдоль горизонталей (а не поперёк их). Кустарниковую растительность высаживают в главной вершине оврага и отвершках; деревья высаживают вдоль бровок. Обязательно производится срезка бровок откосов, а верхние наиболее крутые участки откосов максимально уполаживаются (уклон должен быть снижен до предполагаемых некритических значений, при котором не происходит дальнейшее обрушение). В целом данные меры позволяют, во-первых, снизить скорости течения воды и, во-вторых, повысить сопротивляемость грунтов размыву.
3. Предотвращение попадания дождевого стока в долину оврага. Для этого по внешнему периметру оврага устраивается система перехватывания водного стока в виде нагорных канав или систематического обвалования. Такие канавы и валы минимизируют попадание поверхностных вод на склоны оврага, организованно отводя этот сток по специальным укрепленным отводным канавам (иногда — лоткам). Причём такие отводные канавы часто прокладываются непосредственно по дну оврага.
4. Снижение скорости и размывающей способности водного потока в овраге. Для этого вдоль условной оси оврага возводятся небольшие поперечные запруды или подпорные стены. При прохождении водного потока запруды формируют минипруды, в которых происходит падение скоростей течения. Запруды устраиваются с определённым шагом, достаточным для формирования непрерывного каскада водных чаш. Наилучшим вариантом является возведение балки из монолитного железобетона, но для удешевления конструкции часто применяют сборные железобетонные балки, каменную наброску различных фракций, допускается даже укладку крупных брёвен. Высота запруд обычно принимается в пределах 0,5―1 м. Небольшой участок ниже запруды для предотвращения размыва падающим потоком закрепляют камнем.
Как правило, оптимальным для полной ликвидации процессов оврагообразования является комплексное применение вышеописанных методов. Однако ввиду высокой капиталоёмкости такого подхода заказчики часто ограничиваются реализацией только одного направления противоэрозионных мер. В тяжелых природных условиях это часто ведёт лишь к кратковременному эффекту от выполненной инженерной защиты территории.