Рівень 1. Гребені та вершини

Рівень 1. Гребені та вершини

На вершинах та водороздільних гребенях визначається:

напрям стікання води;

розподіл опадів схилами;

вплив вітру на перенесення дощу та снігу;

ділянки видування ґрунту;

зони утворення крижаної кірки;

перші лінії концентрації стоку;

потенційні місця початку ерозії

Тут не можна створювати великі накопичувачі води. Основними елементами стають:

відновлення низької сталої рослинності;

смуги чагарників;

кам'яні гряди за контуром;

неглибокі інфільтраційні осередки;

шорсткі поверхні;

противітрові посадки;

захист оголених ділянок.

Мета верхнього рівня – затримати перші міліметри опадів і не дозволити воді одразу перейти у швидкий концентрований потік.

Рівень 2. Верхні схили

На верхніх схилах створюється перша розподільна мережа:

контурні канави;

неглибокі тераси;

кам'яні півмісяці;

лісові смуги;

інфільтраційні траншеї;

малі перепади;

мікроводойми;

ділянки відновлення ґрунту.

Кожен елемент повинен мати контрольований перелив. Канави без переливу небезпечні: при переповненні вони можуть прорватися і створити новий канал ерозії.

Тому вода прямує не одну довгу канаву, а систему коротких незалежних секцій.

Рівень 3. Середні схили

Середні схили отримують вже зібраний потік, тому розраховуються:

площа водозбору вище за споруду;

інтенсивність дощу;

коефіцієнт поверхневого стоку;

час концентрації;

швидкість потоку;

об'єм наносів;

ризик зсуву;

стійкість ґрунту після насичення водою.

Тут розміщуються:

каскадні тераси;

лісові водоутримуючі пояси;

кам'яно-земляні пороги;

сухі басейни тимчасового нагромадження;

перепускні канали;

ділянки спрямованого залуження;

протизсувні насадження.

Чим нижче розташована споруда, тим більший її розрахунковий водозбір і тим серйознішим має бути аварійний водоскид і захист від розмиву.

Рівень 4. Нижні схили та підніжжя

У нижній частині гори потік починає збиратися у великі русла.

Тут створюються:

басейни затримання паводку;

поля інфільтрації;

каскади малих гребель;

селезатримувальні грати;

наносоуловлювальні басейни;

розширені ділянки русла;

обхідні паводкові канали;

захищені зони виходу води на долину.

Головна помилка - намагатися пропустити весь потік одним вузьким каналом. При аномальній зливі такий канал перетворюється на прискорювач паводку.

Тому проект передбачає:

основне русло;

резервне русло;

тимчасову повеневу заплаву;

аварійний перелив;

зони безпечного затоплення

Рівень 5. Долини та заплави

Долина повинна приймати воду, яку неможливо безпечно утримати вище.

У ній формуються:

відновлені заплави;

сезонні водно-болотні території;

сільськогосподарські накопичувальні поля;

лісові заплавні коридори;

резервні водоймища;

канали підживлення підземних вод;

зони осадження мулу;

безпечні шляхи проходження паводку.

Заплава не сприймається як «вільна земля під забудову». Це частина гідравлічної системи басейну.

Рівень 6. Низини та узбережжя

У низинах поєднуються:

паводковий захист;

накопичення прісної води;

відновлення боліт;

боротьба із засоленням;

очищення стоку;

захист населених пунктів;

зв'язок із AMCWSRI.

Тут розраховується кінцевий об'єм води, який може прийти із усіх гірських суббасейнів одночасно.

Таким чином, AMCWSRI починається не біля моря, а на гірському вододілі.

3. Базовий розрахунковий ланцюжок

Для кожного мікроводозбору створюється цифрова модель:

Опади → втрати на перехоплення рослинністю → інфільтрація → поверхневий стік → концентрація потоку → русловий рух → тимчасове накопичення → надходження до низини

Мінімальний набір даних:

площа басейну;

висота верхньої та нижньої точки;

середній та максимальний ухил;

довжина основного потоку;

форма басейну;

типи ґрунтів;

глибина ґрунтового шару;

водопроникність;

ступінь насичення;

рослинний покрив;

площа скель;

дороги та забудова;

існуючі русла;

історичні повені;

добові та годинні опади;

інтенсивність коротких злив;

напрямок та швидкість вітру.

Для оцінки паводку враховуються не лише загальний обсяг опадів, а й час концентрації - Період, за який вода з найбільш віддаленої частини басейну досягає розрахункової точки. Цей параметр використовується при побудові паводкових гідрографів та розрахунку пікової витрати.

4. Розрахунок аномальних злив

Проект не повинен розраховуватись лише за середніми багаторічними опадами.

Для кожного басейну створюються щонайменше п'ять сценаріїв:

При цьому необхідно моделювати різні тривалості дощу:

15 хвилин;

30 хвилин;

1 час;

3 години;

6 годин;

12 годин;

24 години;

кілька послідовних діб.

Коротка злива може створити більший локальний пік, ніж тривалий помірний дощ. Тривалий дощ, у свою чергу, насичує ґрунт і різко знижує його здатність приймати додаткову воду.

Для розрахункових штормів застосовуються статистичні залежності між інтенсивністю, тривалістю та ймовірністю перевищення. У HEC-HMS, наприклад, частотний шторм може формуватися з опадів заданої тривалості та забезпеченості, включаючи 24-годинний дощ з умовним періодом повторюваності 100 років.

Однак позначення «злива раз на 100 років» не означає, що вона відбувається строго один раз на сторіччя. Це статистична ймовірність, і кілька таких подій можуть статися за короткий період.

5. Коефіцієнт кліматичного резерву

Історичні дані більше не можна використовувати без виправлення.

У проект вводиться коефіцієнт кліматичного резерву, який застосовується до:

інтенсивності опадів;

пікової витрати;

обсягу тимчасового накопичення;

пропускну здатність переливів;

розміру повеневої заплави;

міцності споруд;

запасу за висотою.

Розмір коефіцієнта визначається конкретного регіону з урахуванням:

кліматичних моделей;

спостережуваної зміни екстремальних опадів;

місцевої статистики;

невизначеності даних;

термін служби об'єкта.

Чим довше має працювати об'єкт, тим більше має бути запас.

Для тимчасової біотехнічної конструкції резерв може бути меншим. Для греблі, мосту, населеного пункту чи основного паводкового каналу потрібно значно консервативніший розрахунок.

WMO наголошує на необхідності враховувати зміну характеру екстремальних погодних подій та застосовувати регіональну кліматичну інформацію в управлінні ризиками.

6. Серія злив та насичення ґрунту

Особливо небезпечна не поодинока злива, а наступна послідовність:

перший дощ зволожує ґрунт;

другий насичує нижні горизонти;

третій майже повністю перетворюється на поверхневий стік;

схил втрачає стійкість;

у потік потрапляють каміння, деревина та ґрунт;

русла блокуються;

після руйнування затору формується ударна паводкова хвиля.

Тому цифрова модель має враховувати початкову вологість ґрунту.

Розрахунок проводиться мінімум для трьох станів:

сухий ґрунт;

вологий ґрунт;

повністю насичений ґрунт.

Усі ключові споруди перевіряються саме за насиченим сценарієм.

7. Облік вітру

Сильний вітер впливає на водозбір одразу кількома способами.

Перенесення опадів

Вітер змінює реальний розподіл дощу:

навітряні схили можуть отримувати більше опадів;

підвітряні зони - менше;

у гірських проходах формуються локальні смуги сильного дощу;

частина дощу переноситься через лінію топографічного вододілу.

Тому розрахункові опади не можна рівномірно розподіляти по всій площі басейну.

Косий дощ

При сильному бічному вітрі дощ ударяє по:

укосів;

терасних стінок;

дорожнім насипом;

будинкам;

відкритому ґрунті.

Це збільшує локальне руйнування схилів і може спрямовувати воду до місць, не передбачених звичайною моделлю вертикальних опадів.

Вивали дерев

Після насичення ґрунту сильний вітер може виривати дерева разом із кореневою системою.

Наслідки:

утворення відкритих ран ґрунту;

блокування русел;

пошкодження терас;

формування деревних заторів;

раптові проривні хвилі.

Тому лісові коридори повинні проектуватися як змішані за віком, висотою та кореневою архітектурою, а не як однорідні високі посадки.

Вітрова ерозія

На сухих гребенях та оголених схилах вітер:

видаляє дрібні ґрунтові частинки;

руйнує мульчу;

оголює коріння;

переносить пісок;

ушкоджує молоді рослини;

прискорює випаровування.

Тому водне відновлення має поєднуватися з противітровою системою.

8. Поєднаний сценарій «злива + вітер»

Найбільш небезпечна модель включає одночасно:

насичений ґрунт;

аномальна злива;

поривчастий вітер;

вивал дерев;

блокування русла;

оползень;

селевий потік;

відключення доріг та зв'язку.

Для такого сценарію проектуються:

незалежні аварійні переливи;

самоочисні мостові прольоти;

розширення русел перед населеними пунктами;

майданчики уловлювання деревини;

селезатримуючі бар'єри;

резервні шляхи евакуації;

автономні датчики;

дубльований зв'язок.

9. Каскадне керування водою

Ключовий принцип DREVO:

Жодна споруда не повинна брати на себе весь потік водозбору.

Вода розподіляється каскадом.

Перший каскад - вершини

Перехоплення, шорсткість, рослинність.

Другий каскад - верхні схили

Інфільтраційні осередки та короткі контурні системи.

Третій каскад - середні схили

Тераси, лісові пояси та тимчасові накопичувачі.

Четвертий каскад — яри та струмки.

Пороги, розширення русел та наносоуловлювачі.

П'ятий каскад - підніжжя

Великі басейни затримання та поля інфільтрації.

Шостий каскад - заплави

Безпечне сезонне затоплення та відновлення боліт.

Сьомий каскад - узбережжя

Фінальне регулювання, очищення, накопичення та захист від засолення.

10. Об'єкти подвійного призначення

Кожен елемент повинен працювати і у звичайний період, і під час екстремальної події.

11. Дороги як частина водозбірної системи

Гірські дороги часто стають штучними каналами.

Вони можуть:

перехоплювати природний схиловий стік;

концентрувати воду;

спрямовувати потік в один яр;

розмивати насипи;

ініціювати зсуви;

руйнувати нижчі поселення.

Тому кожна дорога входить у модель водозбору.

Проектуються:

часті водопропускні точки;

розсіювальні випуски;

укріплені канави;

мости замість малих труб у небезпечних руслах;

аварійні переливи через знижені ділянки;

захист від закупорювання деревиною та камінням.

FAO окремо звертає увагу на ерозію дорожніх укосів, насипів та необхідність включати дороги до заходів з управління водозбором та стабілізації схилів.

12. Цифровий двійник водозбору DREVO

Для кожного вододілу створюється цифровий двійник.

Він об'єднує:

цифрову модель рельєфу;

суббасейни;

мікроводозбори;

ґрунти;

рослинність;

водопроникність;

джерела;

русла;

дороги;

мости;

греблі;

населені пункти;

метеодані;

дані датчиків;

супутникові знімки;

прогноз погоди;

сценарії аномальних опадів.

Модель показує:

куди піде вода;

через який час вона досягне долини;

де сформується максимальна швидкість;

які споруди переповняться;

де можливий зсув;

які дороги будуть відрізані;

які низини виявляться затоплені;

де потрібне термінове втручання.

13. Обсерваторія «Жива гора»

Спостережна мережа вододілу включає:

автоматичні дощеміри;

метеостанції на різних висотах;

датчики напрямку та швидкості вітру;

ґрунтові вологоміри;

п'єзометри;

рівнеміри джерел;

витратоміри струмків;

камери русел;

датчики руху ґрунту;

геофони;

датчики нахилу дерев;

радіолокаційне спостереження опадів;

супутниковий моніторинг;

дрон DREVO AeroSense.

Гідрометрична мережа повинна забезпечувати не тільки збирання показань, але й перевірку якості, передачу, зберігання та використання даних у попередженні та управлінні. WMO розглядає ці елементи основою сучасної програми гідрологічного моніторингу.

14. Система раннього попередження

У системі встановлюються рівні загрози.

Зелений рівень

Нормальний режим. Вода безпечно утримується та проходить по системі.

Жовтий рівень

Ґрунт насичується, малі накопичувачі близькі до заповнення.

Помаранчевий рівень

Прогнозується перевищення звичайної пропускної спроможності, активуються резервні зони.

Червоний рівень

Висока ймовірність повені, зсуву, селю або руйнування споруд.

Чорний рівень

Фактичний прорив, великий селевий потік чи каскадна руйнація.

Для малих гірських басейнів особливо важливою є висока швидкість попередження, оскільки раптові паводки можуть формуватися за дуже короткий час. Глобальна система WMO щодо раптових паводків будується саме навколо оперативної оцінки загрози на малих водозборах.

15. Пріоритет розрахунку

Робота починається не з вибору місця для посадки дерев, а з послідовності:

Визначити лінії головних вододілів.

Розділити територію на суббасейни.

Виділити мікроводозбори.

Побудувати напрямки поверхневого стоку.

Визначити час концентрації.

Розрахувати звичайні та екстремальні гідрографи.

Виявити критичні русла.

Визначити зони зсувів та селів.

Знайти безпечні області тимчасового затоплення.

Розрахувати каскад утримання.

Перевірити каскад на послідовну відмову.

Тільки після цього розміщувати ліси, тераси, дороги, водойми та поселення.

16. Принцип безпечної відмови

Потрібно виходити з того, що будь-яка споруда може бути переповнена, пошкоджена або заблокована.

Тому для кожного елемента наперед визначається:

куди піде вода після переповнення;

що станеться під час руйнування;

чи не попрямує потік до людей;

чи витримає наступний елемент каскаду;

чи існує обхідний шлях;

чи можна безпечно скинути надлишок у заплаву.

Правильна система не обіцяє, що нічого ніколи не зруйнується. Вона організує територію так, щоб локальне пошкодження не перетворилося на катастрофічну каскадну руйнацію.

Підсумкова концепція

Архітектура водозбору DREVO стає гідрологічним каркасом усього проекту DREVO Живі гори.

Вона об'єднує:

Гірська губка;

Відновлення гірських джерел;

Гірські тераси 2050;

Гірсько-лісові коридори;

Гірський цифровий двійник;

Атлас біорізноманіття гір;

Обсерваторія «Жива гора»;

AMCWSRI;

філософію книги "Відновлення Землі".

Головний принцип:

Вода розраховується від першої краплі на гірському гребені до останньої зони її накопичення у низині або виходу до моря.

Гора розглядається не як окремий схил, бо як верхня частина єдиної системи:

гребінь → водозбір → джерело → струмок → річка → долина → заплава → узбережжя → море.

Такий підхід дозволяє одночасно відновлювати природу, збільшувати запаси води та захищати території від аномальних злив, вітрів, паводків, ерозії, селів та зсувів.

Рівень 1. Гребені та вершини

Верхня зона формування водного потоку

Гребені, вершини та верхні водороздільні ділянки є початковою точкою усієї гідрологічної системи гір. Саме тут опади вперше стикаються з поверхнею землі та розподіляються між сусідніми схилами, долинами та річковими басейнами.

Будь-яка помилка на верхньому рівні поступово посилюється нижче схилом. Невелика борозна перетворюється на промоїну, промоїну — на яр, а яр може сформувати селевий або паводковий канал.

Тому відновлення водозбірного басейну починається не в долині та не біля річки, а безпосередньо на лінії вододілу.

Головне завдання цього рівня:

Прийняти першу воду, зменшити її швидкість, розподілити потік і запобігти ранньої концентрації стоку.

1. Функція гребенів та вершин

Гірський гребінь поділяє опади між двома чи кількома водозбірними басейнами.

Навіть невелика зміна поверхні може вплинути на те:

на який схил піде вода;

де розпочнеться поверхневий стік;

який басейн отримає більший обсяг;

де з'являться перші ерозійні канали;

які джерела підживлюватимуться;

де виникне дефіцит вологи;

в якому напрямку переноситимуть сніг, дощ, пил та насіння.

Верхня частина гори виконує відразу кілька функцій:

розподіляє воду між схилами;

приймає основний удар вітру;

утримує сніг;

формує початкову вологість ґрунту;

захищає нижні схили від прискореного потоку;

служить місцем початку лісових та екологічних коридорів;

визначає стійкість усієї нижчележачої системи.

2. Основні типи верхніх зон

Гребені та вершини не можна розглядати як одну однорідну територію. Вони діляться кілька типів.

2.1. Гострий скельний гребінь

Особливості:

дуже тонкий ґрунтовий шар;

відкрита скельна поверхня;

сильний вітер;

швидке відведення води;

висока температурна амплітуда;

обмежена рослинність.

Тут не можна створювати великі земляні споруди чи утримувати значні обсяги води.

Основні заходи:

захист природних тріщин із рослинністю;

невеликі кам'яні мікробар'єри;

закріплення локальних ґрунтових кишень;

відновлення мохів, лишайників та низьких чагарників;

заборона важкої техніки;

збереження природного шляху переливу.

2.2. Широке водороздільне плато

Особливості:

порівняно невеликий ухил;

можливість тимчасового накопичення води;

більш глибокі ґрунти;

ризик перезволоження окремих ділянок;

сильний вітровий вплив;

можливість формування верхових боліт та вологих лук.

Тут можуть розміщуватися:

неглибокі інфільтраційні чаші;

контурні кам'яні лінії;

вологі лучні ділянки;

невеликі сезонні водоймища;

снігозатримуючі смуги;

захисні чагарникові коридори.

2.3. Округла вершина

На округлих вершинах вода розходиться віялоподібно.

Небезпека полягає в тому, що пошкодження рослинного покриву може спричинити численні паралельні ерозійні лінії.

Основні рішення:

радіально-контурний розподіл води;

мозаїчне відновлення рослинності;

мікротераса;

захист найбільш відкритих вітру ділянок;

створення невеликих ґрунтових кишень;

відновлення дернового шару.

2.4. Сідловина між вершинами

Сідловини часто стають місцями концентрації:

вітру;

снігу;

туману;

поверхневої води;

доріг та стежок;

рух тварин.

Через сідловину вода може переходити з одного басейну до іншого.

Тому тут необхідно особливо точно визначити:

природну лінію вододілу;

глибину ґрунту;

напрямок руху води;

ймовірність накопичення снігу;

ризик прориву води після інтенсивного дощу;

вплив доріг та стежок.

У сідловинах допускаються невеликі накопичувальні елементи, але обов'язково повинні мати безпечний перелив.

2.5. Верхня чашоподібна балка

Такі ділянки збирають воду вже поряд із вершиною.

Вони можуть бути:

початком струмка;

зоною підживлення джерела;

сезонним болотом;

місцем формування зсуву;

початковою точкою селевого потоку.

Тут не можна безконтрольно поглиблювати водоймища або збільшувати насичення ґрунту.

Необхідно спочатку перевірити:

геологічну будову;

наявність водотривкого шару;

напрямок підземного руху води;

стійкість нижнього схилу;

наявність старих зсувних тіл.

3. Первинне обстеження території

Перед проектуванням верхньої зони створюється докладна мапа.

Обов'язкові дані

Для кожної ділянки фіксуються:

абсолютна висота;

відносна висота над долиною;

форма вершини;

напрямок гребеня;

ухил поверхні;

експозиція схилів;

напрямок панівних вітрів;

глибина ґрунту;

кам'янистість;

водопроникність;

наявність мерзлотних чи сезонно промерзаючих ділянок;

рослинний покрив;

сліди ерозії;

стежки тварин;

дороги;

туристичні маршрути;

сліди пожеж;

місця накопичення снігу;

джерела та вологі зони.

Методи обстеження

Використовуються:

супутникові знімки;

цифрова модель рельєфу;

ЛіДАР;

фотограмметрія з дронів;

спектральна зйомка;

тепловізійна зйомка;

геологічне обстеження;

ручне ґрунтове буріння;

інфільтраційні випробування;

вітрові виміри;

снігомірні спостереження;

історичні карти;

опитування місцевого населення.

Дронова зйомка має доповнюватися наземним обстеженням. По супутниковій карті можна побачити форму рельєфу, але не можна надійно визначити стійкість ґрунту, глибину тріщин або стан коріння.

4. Робота з водою на гребенях

На верхньому рівні не можна створювати систему, що повністю перекриває стік.

Необхідно працювати з першими невеликими обсягами води.

Основні дії

Перехоплення

Частина води затримується рослинністю, камінням, підстилкою та мікрорельєфом.

Розсіювання

Потік, що збирається розподіляється по ширшій поверхні.

Уповільнення

Поверхня стає більш шорсткою, щоб вода втрачала швидкість.

Інфільтрація

Вода поступово проникає у ґрунт, але без небезпечного перенасичення схилів.

Безпечний перелив

Вода, яку неможливо утримати, прямує до заздалегідь визначеної безпечної зони.

5. Мікроелементи утримання води

На вершинах застосовуються переважно невеликі розосереджені споруди.

5.1. Кам'яні контурні лінії

Низькі лінії з місцевого каменю розташовуються приблизно по горизонталі.

Вони:

уповільнюють воду;

затримують частинки ґрунту;

створюють вологі смуги;

допомагають закріплюватись рослинам;

зменшують вітрову ерозію.

Кам'яна лінія не повинна ставати суцільною греблею. У ній зберігаються контрольовані проміжки для переливу.

5.2. Кам'яні півмісяці

Напівкруглі конструкції відкриваються у бік надходження води.

Усередині висаджуються:

чагарники;

трави;

стійкі дерева;

рослини-піонери.

Півмісяць збирає невеликий обсяг води та наносів навколо однієї рослини або групи рослин.

5.3. Інфільтраційні кишені

Невеликі заглиблення створюються лише там, де грунт досить стійкий.

Вони заповнюються:

тріскою;

гілками;

каменем;

рослинними рештками;

грубым компостом.

Кишеня не повинна перетворюватися на глибоку яму, де вода може довго стояти і послаблювати схил.

5.4. Мікротераси

Короткі тераси завдовжки від кількох метрів створюються навколо існуючих рослин чи ділянках відновлення.

Вони не поєднуються в одну довгу безперервну лінію.

Кожна мікротераса повинна:

працювати незалежно;

мати обмежений обсяг;

безпечно переповнюватись;

не передавати ударний потік сусідній ділянці.

5.5. Валки з деревини та гілок

Після санітарної розчищення гілки та стовбури можна укладати поперек слабкого схилового стоку.

Вони:

затримують органіку;

захищають ґрунт;

створюють мікроклімат;

знижують швидкість вітру;

стають основою для формування нового ґрунту.

Великі стовбури необхідно закріплювати, щоби при зливі вони не були віднесені вниз і не заблокували русло.

6. Відновлення ґрунту

На багатьох вершинах проблема полягає не в нестачі дощу, а в нездатності ґрунту прийняти та утримати воду.

Причини:

витоптування;

перевипас;

вогонь;

втрата органічного шару;

вітрова ерозія;

рух техніки;

гірські дороги;

туристичне навантаження;

однорідні посадки;

руйнування ґрунтової біоти.

Заходи відновлення

обмеження випасу;

тимчасове закриття ушкоджених зон;

нанесення місцевої органіки;

відновлення рослинної підстилки;

посів місцевих трав;

захист голого ґрунту;

використання біовугілля в обмежених кількостях;

відновлення грибних та бактеріальних угруповань;

посадка рослин-піонерів;

формування мозаїчної рослинності.

Верхній шар не можна розпушувати на великій площі. Глибоке розпушування може прискорити розмив та посилити проникнення води у нестабільні геологічні шари.

7. Рослинність гребенів

Рослинність повинна відповідати місцевому клімату та висотному поясу.

Основний принцип:

Спочатку відновлюється низька і стійка рослинність, потім чагарники, і тільки після цього дерева там, де вони природно можуть існувати.

Перший ярус

мохи;

лишайники;

низькі трави;

ґрунтопокривні рослини;

дерноутворюючі види.

Їхнє завдання — закрити ґрунт та зменшити вплив дощу та вітру.

Другий ярус

низькі чагарники;

стелиться форми;

колючі захисні рослини;

азотфіксуючі види.

Вони створюють укриття для інших рослин.

Третій ярус

високі чагарники;

невеликі вітростійкі дерева;

локальні лісові групи.

Високі дерева не можна висаджувати суцільною смугою на вітроударному гребені. Це збільшує ризик вітряку.

8. Противетрова архітектура

Верхній рівень одночасно є водною та вітровою системою.

Завдання

зменшити швидкість вітру біля поверхні;

затримати сніг;

зберегти вологу;

захистити молоді рослини;

знизити перенесення ґрунту;

не створювати небезпечної турбулентності.

Правильна захисна смуга

Вона має бути:

напівпроникний;

багатоярусної;

неоднорідний;

що складається з місцевих видів;

поділеної на ділянки;

стійкою до пожежі та вітровалу.

Повністю щільна зелена стіна створює сильні вихори з підвітряного боку. Тому між рослинами зберігається певна проникність.

9. Облік аномальних вітрів

Для верхніх зон моделюються:

постійні панівні вітри;

сезонні штормові вітри;

поривчастий бічний вітер;

вітри, що супроводжують грозові фронти;

низхідні потоки;

гірничо-долинна циркуляція;

перенесення дощу через вододіл;

перенесення снігу;

курні бурі;

пожежні вітри.

Особливо небезпечне поєднання насиченого ґрунту та сильного вітру. Коріння втрачає стійкість, а дерева можуть падати разом із великими пластами ґрунту.

10. Сніг як частина водозбірної системи

У холодних та високогірних районах сніг розглядається як сезонне водосховище.

На гребенях необхідно визначати:

зони видування;

зони накопичення;

карнизи;

лавинонебезпечні ділянки;

швидкість весняного танення;

вплив теплого дощу на сніг;

можливе промерзання ґрунту;

напрямок талого стоку.

Снігозатримання

Застосовуються:

низькі чагарникові смуги;

кам'яні лінії;

дерев'яні ґрати;

мозаїчна рослинність;

захист природних снігових кишень.

Не можна створювати великі снігові накопичення над нестабільними схилами чи інфраструктурою.

11. Туман, роса та горизонтальні опади

На деяких гребенях туман і хмари дають більше доступної вологи, ніж дощ.

Рослинність здатна вловлювати краплі туману, після чого вода стікає:

на листя;

по стовбурах;

у підстилку;

у ґрунт.

У відповідних місцях можна використовувати:

туманоуловлювачі;

сітчасті панелі;

кам'яні поверхні конденсації;

рослини з високою здатністю вловлювати вологу;

невеликі резервуари.

Конструкції повинні витримувати штормовий вітер та не створювати небезпеки для птахів.

12. Аномальна злива на вершині

Для кожного верхнього мікроводозбору розраховується сценарій, при якому:

ґрунт вже насичений;

починається інтенсивна злива;

дме сильний бічний вітер;

частина води переноситься однією схил;

мікротераси швидко заповнюються;

окремі кам'яні лінії ушкоджуються;

з'являється концентрований потік.

Система вважається безпечною, якщо після переповнення:

вода не створює нового яру;

не відбувається каскадної руйнації;

потік виходить у стійку улоговину;

перелив не прямує на дорогу чи будівлю;

нижній рівень здатний прийняти додатковий обсяг.

13. Аварійні шляхи води

На карті заздалегідь позначаються:

природні напрямки переливу;

стійкі скельні ділянки;

трав'яні водоскиди;

верхні балки;

безпечні канали;

заборонені напрямки;

зони ризику для людей та інфраструктури.

Забороняється розміщувати на аварійному шляху:

будівлі;

резервуари із небезпечними речовинами;

енергетичне обладнання;

туристичні майданчики;

склади;

дороги без водопропускних споруд.

14. Дороги та стежки на гребенях

Гребеневі дороги особливо небезпечні, тому що можуть штучно змінити розподіл води між басейнами.

Дорога може:

перехопити воду з одного схилу;

спрямувати в інший;

зібрати потік у колії;

зруйнувати сідловину;

створити новий яр;

порушити харчування джерела.

Вимоги

мінімальна ширина;

контрольований поперечний ухил;

часті точки розсіювання води;

відсутність довгої безперервної канави;

укріплені випуски;

обмеження важкого транспорту;

відновлення тимчасових будівельних шляхів;

постійний контроль після злив.

15. Випас тварин

Помірний випас може підтримувати мозаїчну структуру рослинності, але перевипас руйнує верхню зону.

Ознаки надмірного навантаження:

оголений ґрунт;

ущільнення;

глибокі стежки;

руйнація джерел;

зникнення молодих чагарників;

переважання непродуктивних видів;

утворення концентрованих потоків стежками.

Застосовуються:

ротаційний випас;

сезонні обмеження;

закриті зони відновлення;

перенос водопоев;

захист вологих ділянок;

контроль чисельності тварин.

16. Пожежна стійкість

Пожежа на вододілі різко змінює поведінку води.

Після пожежі:

зникає рослинний перехоплення;

поверхня може стати водовідштовхувальною;

зростає швидкість стоку;

збільшується обсяг наносів;

посилюється ризик селів;

ушкоджуються коріння;

зростає вітрова ерозія.

Тому проект включає:

мозаїчні посадки;

протипожежні розриви;

малогорючі види;

контрольоване видалення сухої маси;

резервні під'їзні шляхи;

водні пункти;

моніторинг гроз;

спеціальний післяпожежний план відновлення.

Після великої пожежі верхній водозбір має бути обстежений до початку сезону злив.

17. Заборонені рішення

На гребенях і вершинах не можна без спеціальних розрахунків:

будувати великі греблі;

створювати глибокі водоймища;

прокладати довгі безперервні канави;

повністю перекривати природний стік;

масово розпушувати ґрунт;

висаджувати суцільні ряди високих дерев;

використовувати важку техніку на вологому ґрунті;

спрямовувати воду на зсувні схили;

з'єднувати усі мікросистеми в один канал;

створювати споруди без аварійного переливу.

18. Система моніторингу вершини

На ключових ділянках встановлюються:

метеостанції;

дощеміри;

анемометри;

датчики поривів вітру;

вологоміри ґрунту;

температурні датчики;

снігомірні рейки;

камери;

датчики руху ґрунту;

датчики нахилу дерев;

контрольні ерозійні репери.

Спостереження доповнюються регулярними обльотами дронів.

Особливе обстеження проводиться:

після аномальної зливи;

після сильного вітру;

після пожежі;

після швидкого сніготанення;

після землетрусу;

після появи нових тріщин.

19. Цифровий паспорт верхньої зони

Кожна ділянка отримує цифровий паспорт.

Він містить:

ідентифікатор;

координати;

висотний діапазон;

площа;

приналежність до водозбору;

тип рельєфу;

геологічний;

ґрунти;

рослинність;

напрямок вітру;

кількість опадів;

снігове навантаження;

стан ерозії;

виконані заходи;

стан споруд;

фотографії;

результати моніторингу;

рівень ризику;

план обслуговування.

20. Показники ефективності

Успішність відновлення оцінюється не за кількістю висаджених дерев, а щодо зміни роботи території.

Основні показники:

зменшення частки голого ґрунту;

збільшення рослинного покриття;

зниження швидкості поверхневого стоку;

зменшення кількості нових промоїн;

накопичення мілкозему за кам'яними лініями;

підвищення вологості ґрунту;

збільшення тривалості снігового покриву;

зменшення вітрової ерозії;

відновлення місцевих видів;

зниження обсягу наносів нижче схилом;

відсутність каскадних руйнувань після злив.

21. Послідовність реалізації

Етап 1.

Визначення вододілів, мікроводозборів, вітрових зон та шляхів аварійного переливу.

Етап 2. Захист

Обмеження випасу, транспорту, будівництва та інших руйнівних впливів.

Етап 3. Стабілізація

Закріплення оголених ділянок, промоїн, стежок та локальних ерозійних вогнищ.

Етап 4. Відновлення ґрунту

Повернення органічного шару та ґрунтової біоти.

Етап 5. Мікроутримання води

Створення розосереджених кам'яних ліній, півмісяців та кишень.

Етап 6. Відновлення рослинності

Спочатку трави та ґрунтопокривні рослини, потім чагарники та підходящі дерева.

Етап 7. Моніторинг

Перевірка роботи системи при звичайних та екстремальних осадках.

Етап 8. Коригування

Видалення неефективних елементів, посилення слабких ділянок та зміна шляхів переливу.

Підсумковий принцип рівня 1

Гребінь не повинен перетворюватися на великий резервуар або штучну греблю.

Його завдання — м'яко прийняти опади, зберегти ґрунт, розподілити воду між схилами та передати надлишковий обсяг на наступний рівень без руйнування.

Правильно відновлена ​​вершина:

покрита стійкою мозаїчною рослинністю;

утримує перші міліметри дощу;

сповільнює вітер біля поверхні;

накопичує сніг без створення небезпеки;

не формує концентрованих потоків;

живить ґрунт та підземні горизонти;

безпечно пропускає екстремальний надлишок води;

захищає весь басейн, що розташований нижче.

Гребінь і вершина - це перша лінія управління водою, вітром, ґрунтом та життям усієї гірської системи.