Другий каскад — Верхні схили
Система відновлення верхніх схилів DREVO (USRS)
Роль верхніх схилів
Верхній схил - найважливіша частина гірської екосистеми після вододілу. Саме тут формується основний водний баланс гори, починається інфільтрація атмосферних опадів та визначається стійкість усієї нижчої території.
Якщо верхній схил деградує, це призводить до ланцюгової реакції:
прискорюється поверхневий стік;
починається утворення промоїн;
знижується інфільтрація;
зменшується живлення підземних вод;
пересихають джерела;
посилюється ерозія середнього та нижнього схилів;
зростає ризик селевих потоків;
збільшується пожежна небезпека.
Тому відновлення гір завжди починається саме з верхнього схилу.
Основні завдання
Верхній схил повинен виконувати шість основних функцій:
приймати атмосферні опади;
максимально збільшувати інфільтрацію;
знижувати швидкість поверхневого стоку;
утримувати ґрунт;
забезпечувати харчування джерел;
створювати умови на формування майбутнього лісу.
Основні загрози
Верхні схили найбільш чутливі до:
сильним вітрам;
аномальним зливам;
тривалим посухам;
сонячної радіації;
пожежі;
вивітрювання ґрунту;
морозному руйнуванню ґрунту;
зсувних процесів;
перевипасу;
руху техніки.
Принцип відновлення
Роботи виконуються зверху донизу.
Послідовність:
відновлення водного режиму;
відновлення ґрунту;
створення каскадів;
формування рослинних угруповань;
встановлення системи моніторингу.
Інженерна структура верхнього схилу
1. Лінія водозбору
Практично не змінюється.
Допускається лише:
захист ґрунту;
відновлення рослинності;
встановлення датчиків;
обслуговування.
2. Верхня перехідна зона
Створюються:
кам'яні півмісяці;
мікротераса;
посадкові кишені;
чагарникові острівці.
Головне завдання – затримати перші потоки води.
3. Основна зона відновлення
Це найбільша частина верхнього схилу.
Саме тут будується система DREVO Mountain Sponge.
Створюються:
контурні лінії;
каскад;
інфільтраційні чаші;
посадочні майданчики;
рослинні смуги.
4. Перехід до середнього схилу
Формується плавний перехід без різких перепадів.
Потік води має бути значно повільніше.
Робота з водою
Кожна крапля проходить послідовність:
Опади →
рослинність →
підстилка →
мікрокаскад →
інфільтраційна чаша →
ґрунт →
коренева система →
підземний стік →
джерело.
При екстремальній зливі:
Опади →
мікрокаскад →
контурна улоговина →
аварійний перелив →
безпечне русло.
Робота під час посухи
Основна мета:
зберегти вологу.
Використовуються:
мульча;
мохи;
біовугілля;
ґрунтові мікроорганізми;
чагарникові острівці;
затінення;
Система DREVO Cloud & Mist.
Робота при аномальній зливі
Кожен елемент вміщує безпечне переповнення.
Використовуються:
широкі переливи;
кам'яні водоскиди;
рослинні фільтри;
аварійні балки.
Категорично забороняється спрямовувати весь потік в одну точку.
Формування каскадів
Кожен каскад включає:
Верхню частину
Прийом води.
Середню
Інфільтрація.
Нижню
Контрольований перелив.
Бічні частини
Закріплення рослинністю.
Відновлення ґрунту
Основні заходи:
розпушування ущільненого шару;
внесення деревної тріски;
мульчування;
використання місцевої органіки;
мікоризація;
розвиток ґрунтової біоти.
Головна мета - перетворити тонкий деградований шар на живий водоутримуючий грунт.
Проектування рослинних угруповань
Використовується багатоярусна структура.
Ґрунтовий рівень
мохи;
лишайники;
гриби.
Трав'яний рівень
вівсяниці;
осоки;
місцеві багаторічні трави;
бобових рослин.
Чагарниковий рівень
ліщина;
червоний;
калина;
діра;
Дай мені перепочинок.
Деревний рівень
Основні види:
ясен;
липа;
клен польовий;
в'яз;
дуб (залежно від умов);
черешня.
Висаджуються змішаними групами.
Біологічна інженерія
Для відновлення використовуються:
місцева мікориза;
ґрунтові мікроорганізми;
біовугілля;
органічна мульча;
насіннєві суміші місцевих видів.
Основний принцип:
Спочатку відновлюється ґрунт – потім розвивається ліс.
Роботизация
Роботи виконуються системою:
Гірський ровер DREVO
Виконує:
будівництво каскадів;
створення терас;
посадку;
обслуговування.
Дрон TREVO AeroSense
Проводить:
LiDAR-сканування;
спектральний аналіз;
тепловізійний контроль;
оцінку ерозії;
моніторинг відновлення.
ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН
Розраховує:
маршрути руху;
обсяги земляних робіт;
оптимальне розміщення каскадів;
розвиток рослинних угруповань;
ризик ерозії;
пожежну небезпеку
Інтеграція із системою води
Верхній схил пов'язаний із:
Гірська губка;
Відновлення гірських джерел;
Система хмарності та туману DREVO;
Обсерваторія «Жива гора»;
Гірський цифровий двійник.
Усі елементи працюють як єдина гідрологічна система.
Моніторинг
На верхньому схилі встановлюються датчики:
вологості ґрунту;
температури;
опадів;
швидкість вітру;
рівня води;
рухи ґрунту;
стану рослинності.
Дані надходять до Mountain Digital Twin.
Екологічні результати
Правильно відновлений верхній схил забезпечує:
зменшення поверхневого стоку;
збільшення інфільтрації;
відновлення гумусового шару;
харчування підземних вод;
стабілізацію джерел;
зниження ерозії;
зменшення ризику зсувів;
підвищення стійкості до посухи;
зниження пожежної небезпеки;
формування сталого змішаного лісу.
Пріоритети робіт
Роботи виконуються в наступному порядку:
захист водозбору;
відновлення гідрології;
будівництво каскадів;
стабілізація ґрунту;
посадка ґрунтопокривних рослин;
посадка чагарників;
посадка дерев;
використання мікоризи;
запуск системи моніторингу;
багаторічний супровід.
Висновок
Верхній схил є головним регулятором усієї гірничої екосистеми. Саме тут визначається доля води, ґрунту, лісу та джерел. у концепції Система відновлення верхніх схилів DREVO верхній схил розглядається як природна інженерна система, де гідрологія, рельєф, рослинні угруповання, роботизовані технології та цифровий моніторинг об'єднуються для створення стійкого, самовідновного ландшафту, здатного протистояти як екстремальним зливам, так і тривалим посухам.