Воду можно накапливать, собирая дождевые воды (на поверхности и под землёй) из выходов грунтовых вод на поверхность (родников), а также из постоянно текущих или пересыхающих рек.
Для транспортировки воды в места, предназначенные для её хранения, используются водоотводные канавы (с донным покрытием), трубы, проведённые от родников, и, кроме того, крыши строений или же любая другая поверхность, с которой можно собрать стекающую дождевую воду.
Водоотводные каналы представляют собой канавы, у которых имеется незначительный перепад высоты по горизонтали, для того чтобы обеспечить перемещение водяной массы. Водоотводные канавы используются для транспортировки воды из лощин и источников к местам для хранения и использования, а также к валоканавам* и песчаным насыпям, где вода будет впитываться в почву. Как уже сказано, основное назначение водоотводных канав состоит в обеспечении перемещения воды. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы избыток воды в одной запруде легко мог перемещаться в другую посредством именно таких каналов. Сбор дождевых вод может также осуществляться с помощью крыш, дорог, либо прямо на склонах, имеющих покрытие, где вода будет стекать непосредственно в резервуар.
Проникновение воды в почву обычно обеспечивается за счёт рыхления поверхности, а также путём устройства валоканав. Последние представляют собой вырытые на одинаковую абсолютную глубину продолговатые выемки с насыпью, ширина и тип которых могут варьироваться в каждом конкретном случае. На небольших возделываемых участках со значительной крутизной склона это могут быть невысокие земляные гребни или кучи камней, выложенные поперек склона. На равнинных участках или же на незначительных по крутизне склонах глубина канав может быть достаточно существенной. Подобно безотвальной вспашке и обычному рыхлению почвы, устройство валоканав преследует собой цель задержать влагу в более глубоких почвенных слоях.
Вся попадающая в валоканавы вода задерживается там на несколько часов или даже дней и, постепенно впитываясь в землю, пополняет запас почвенных вод, питая корни деревьев и трав. Деревья — это один из особенно важных элементов при устройстве валоканав;их всегда нужно высаживать в непосредственной близости от валоканав, особенно если речь идёт о сухом климате (для предотвращения выхода соли на поверхность). Валоканавы сооружаются на горизонталях склона, и они не предназначены для транспортировки воды. Их функция состоит лишь в том, чтобы удерживать воду. Дно валоканав выстилается песком, гравием, может разрыхляться или же покрываться гипсом. Делается это для того, чтобы вода лучше впитывалась в землю. Земля, которая была вынута, чтобы сделать углубление в грунте, насыпается в виде вала на край канавы, находящийся ниже по склону. На равнинных местах эта земля равномерно разбрасывается по поверхности неподалеку.
Вода -
В валоканавы может поступать стекающая с дорог и крыш дождевая вода, использованная для бытовых нужд вода (серая вода*), избыток воды из резервуаров. Вода может поступать также непосредственно по водоотводным каналам.При переполнении запруды вода вытекает из неё и орошает почву находящуюся ниже по
Расстояние между отдельными валоканавами может составлять от 3 до 20 величин, равных ширине канавы (в зависимости от количества выпадающих осадков). Если принять среднюю ширину канавы за 1-2 м то расстояние между валоканавами будет составлять 3-18 м. Наименьший интервал в 3 м соответствует годовому количеству осадков 1270 мм (большое количество), наибольший интервал делается при количестве, равном примерно 250 мм и меньше (небольшое количество). В условиях влажного климата пространство между валоканавами полностью засаживается устойчивыми и мульчепроизводящими видами (дающими большое количество биомассы). В сухих условиях интервал может оставаться практически пустым, и его предназначение обычно состоит в обеспечении стока воды в канаву. В последнем случае основная масса растительности размещается на валах.
Валы засаживаются устойчивыми к засухам древесными породами и кормовыми бобовыми культурами. Пространство между валами-канавами может быть засеяно зерновыми после того, как прошли дожди (почва подготавливается с помощью безотвальных методов вспашки). После того как пройдут первые дожди и вода впитается в землю на метр и более, можно приступать к посадке деревьев на валах или же пространстве между валоканавами. Посадка может длиться в течение двух дождливых сезонов. Для того чтобы деревья начали отбрасывать тень на валоканаву и на её дне стал накапливаться гумусный слой в виде опавшей листвы, обычно требуется 3-10 лет. На начальном этапе, пока валоканава еще не засажена, впитывание воды в землю может протекать довольно медленно, но затем скорость этого процесса существенно увеличивается, благодаря накоплению гумуса и наличию корневых систем деревьев.
В сухом климате валоканавы используются для водосбора или для восстановления уровня почвенных вод, а также для замедления процессов эрозии.
Во влажных условиях валоканавы обычно служат исключительно для предотвращения эрозии. Как в первом, так и во втором случае валоканавы являются одним из наиболее благоприятных мест для размещения растительности. Обе из приведенных систем автоматически возвращаются в начальное состояние при опорожнении малых резервуаров (на рисунке обозначены как «бадья»).
Использование резервуаров и запруд является наиболее эффективным способом хранения воды. Резервуары изготавливаются из оцинкованного листового железа, бетона и железобетона, дерева или глины (покрытой изнутри водонепроницаемым слоем). Такие резервуары служат для сбора дождевой воды, стекающей с крыш, и других водонепроницаемых поверхностей (при необходимости сооружается илоулавливатель). Вода в резервуары может также подаваться из запруды. Сопутствующие проблемы, возникающие в процессе эксплуатации резервуаров, обычно несложно решить. Если развелось много комаров, в резервуар запускается рыба Gambusia или какой-либо другой вид мелкой рыбы, поедающей личинки, либо
При устройстве серии запруд отпадает необходимость водосливного канала — избыток воды стекает в расположенные ниже запруды и, в конце концов, попадает в реку.Небольшие запруды и земляные резервуары используются, как правило, в двух случаях. В первом случае они функционируют в качестве поилок для животных, в том числе и диких (второстепенная функция). Во втором случае (основная функция) их роль заключается в сборе и хранении дождевой воды. В дальнейшем, во время сухих периодов, эту воду можно использовать для бытовых нужд или же для ирригации. Подобные сооружения должны быть самым тщательным образом спланированы с учётом таких факторов, как безопасность, резервуар просто закрывается сеткой или крышкой. Отверстие для поступающей воды закрывается сеткой, чтобы не пропускать листья и другой мусор, который может оказаться в воде, стекающей с крыши. Некоторые отмечают, что по краям и на дне резервуара скапливаются водоросли, но здесь ничего плохого нет, потому что этот бархатистый слой состоит из микроорганизмов, фильтрующих и очищающих воду. Более того, выходное отверстие резервуара должно быть не ниже 6 см от дна, чтобы не тревожить слой водорослей.
Вода -
В книге Йомена описывается комплексная организация водообеспечения для ферм, расположенных при возвышенностях, а также даются ценные рекомендации по размещению древесных посадок, дорог, восстановлению плодородного почвенного слоя и использованию безотвальных методов вспашки.наличие водосборных канав, тип ландшафта в целом, система выпускных каналов, а также размещение по отношению к точкам, которые потребляют воду (желательно, чтобы ток воды обеспечивался за счёт силы земного притяжения). Во влажном климате предпочтительно использовать открытые хранилища для воды. Для сухого климата эта конструкция нецелесообразна, так как существует опасность того, что за счёт интенсивного испарения повысится концентрация растворенных солей.
Ниже перечисляются типы запруд, наиболее часто применяемые в условиях влажного климата:
Седлообразные запруды обычно располагаются на наибольшей высоте по сравнению с другими хранилищами. Местами для их размещения служат седловины или котловины. При их сооружении либо выкапывается искусственный котлован, либо, если запруда размещается в седловине, она отгораживается с одной или двух сторон плотинами.
Седлообразные запруды используются для обеспечения водой скота и диких животных. Их дополнительное преимущество заключается в том, что вода из них может поступать под воздействием силы тяжести, так как эти запруды расположены в самых высоких точках рельефа.
Подковообразные запруды сооружаются на субплато или на плоских участках хребтов, обычно на линии водораздела ниже седлообразных запруд. Форма запруды напоминает подкову, поэтому она и получила такое название.
Сооружение производится посредством выкапывания котлована или же благодаря устройству земляной насыпи соответствующей формы. Подковообразные запруды используются в тех же случаях, что и седлообразные. Запруды на ключевой линии размещаются в лощинах, по которым протекают мелкие, второстепенные реки.Эти запруды размещаются в наиболее высокораспо ложенных точках на склонах, где имеется возможность вести земляные работы (выше этой точки такие работы нецелесообразны из практических соображений). Такое место можно определить даже невооруженным глазом, остальные ключевые точки будут расположены на той же горизонтали. Подобный тип запруд используется в основном для хранения ирригационной воды.
Вторая или третья серия запруд, идущая ниже первичной серии, может состоять из больших по размеру барьерных хранилищ. Водослив последней запруды в серии выводится вдоль горизонтали в основную лощину, и таким образом избыток воды питает собой реку. Барьерные запруды сооружаются поперёк русла постоянно текущих или пересыхающих рек. Их конструкция должна быть тщательно продумана, в частности, наличие достаточно большого по размеру водослива. Контурные запруды сооружаются таким образом, чтобы стенка плотины повторяла рисунок горизонталей на склонах, уклон которых составляет 8 градусов и менее, или же просто на достаточно плоских участках. Форма стены может быть как выпуклой, так и вогнутой, в зависимости от существующей горизонтали. Барьерные запруды используются в ирригационных целях, для аквакультуры*, а в сухом климате как резервуары, заполняемые во время весеннего половодья.
Вода -
Системы водоулавливания и хранения воды в засушливом климате
Практически в любом месте на Земле, где господствует засушливый климат, наблюдается чрезмерное использование подземных вод. Города и фермы пребывают в полной зависимости от этого ненадёжного источника и поэтому находятся под постоянной угрозой отсутствия воды. Очень печально отмечать тот факт, что драгоценные водные ресурсы, вместо того чтобы быть использованными для выращивания древесных культур и обеспечения водой лесов, тратятся на производство однолетних, идущих затем на экспорт, зерновых или бобовых культур.
Тонкий слой стекающей дождевой воды, обычно появляющийся после того, как выпало около 1-2 см осадков, может быть эффективно собран посредством водоулавливающих канав, проведенных поперёк склона, после чего вода отводится в хранилища. Такие канавы могут быть сооружены из глины, камня или бетона. С хранилищем они могут соединяться посредством труб, или же вода непосредственно поступает в специально сооруженные котловины, используемые для выращивания культур. Необходимо помнить, что площадь водосбора должна в 20 раз превышать размер используемой под посадки впадины, которую он питает (воды, собранной на площади в 8-10 га достаточно для питания 0, 4 га древесных или сезонных культур). В таких местах наиболее целесообразно использовать аборигенные и устойчивые древесные виды, хотя, если выпадает достаточное количество осадков, можно вырастить неплохой урожай зерновых, арбузов или овощных культур.
Когда дождевые воды подвергаются концентрации при помощи канав, всегда нужно помнить о необходимости отвода излишков дождевой воды, иначе возникнет риск образования оврагов и лощин. Если почвенные условия позволяют, необходимо соорудить огороженный и засаженный злаковыми травами водоотвод, который будет эффективно противостоять эрозии. Подобный водоотвод, но только тщательно выложенный из камня, может быть сооружен на крутом или террасированном склоне. В любом месте с засушливым климатом предварительное изучение динамики движения дождевых вод, движения песка, а также установление скорости проникновения воды в почву даст ответ на вопрос о том, каким образом видоизменить участок и сделать его пригодным для возделывания. Места, которые не подвергаются эксплуатации и свободны от доступа животных, обгладывающих деревья, могут быть засажены инжиром, шелковицей, акациями и фисташкой, которые хорошо противостоят засухе и даже будут со временем разрастаться.
