Кратер — что это такое, зачем он нужен, как его создать и почему в нём создаются наилучшие условия для прорастания растений?

Кратер — это кольцевая гора с углублением на центральной оси.

Обычно естественные кратеры имеют вулканическое или метеоритное происхождение.

Кстати, знаменитое Плещеево озеро у города Переславля-Залесского имеет, по моему убеждению, не ледниковое или моренное, а именно метеоритное происхождение. Оно имеет уникальную структуру глубин: очень широкую мелководную полосу у берегов и большую глубину (до 25-ти метров) ближе к середине озера.

Мой интерес к кратерам обусловлен тем, что Зепп Хольцер построил множество  кратерных садов, причём некоторые из них имели глубину от 10-ти до 12-ти метров. Смысл создания кратерного сада и/или огорода заключается в создании особо благоприятных условий для роста и развития садовых и огородных культурных растений, что обеспечивается за счёт особого микроклимата в кратере с прудом.

К сожалению, законодательство России запрещает углубляться в землю более, чем на пять метров. Но ничто не мешает сочетать пятиметровый кратер с кольцевой  насыпью, повышающей глубину искусственного кратера. На дне кратера имеет смысл сделать водоём — он всё равно, скорее всего, образуется там естественным образом.

Чтобы солнечные лучи подольше освещали внутренние склоны кратера, примем угол склона равным 25-ти — 30-ти градусам. Для упрощения расчётов будем использовать формулы усечённого конуса, затем сделаем глиняные модели водоёма и кратера по технологии, описанной на странице «Гора«.

И водоём, и кратер будут иметь, скорее всего, овальную в плане форму и будут вытянуты с Юга на Север. Создание реального кратера буду проводить, используя в качестве прототипа глиняные модели.

Привожу две таблицы расчёта параметров круглых в плане котлована, пруда и насыпи, внутренний склон которой будет служить кратером.

p=3,14				h=Hr/(R-r)	pi*R^2
1. Круглый кратер	R	r	H	h	S
Котлован	12	2	5	1,00	452
Пруд	11,4	2	4,7	1,00	408
Внешний конус	40	29	5	13,18	5024
Внутренний конус	27	16	5	7,27	2289

	pi*R^2	pi*R^2*H/3
1. Круглый кратер	S дна	V	V/S	Угол, град
Котлован	13	900	1,99	26,58
Пруд	13	771	1,89	26,58
Внешний конус	2641	18845	3,75	24,46
Внутренний конус	804	7416	3,24	24,46
Насыпь		11430
Дефицит		10530

Дефицит грунта можно восполнить грунтом в объёме примерно 9500-т кубометров, который будет выкопан при создании пруда в виде надписи Z, описанной на странице «_Надписи«.

Чтобы минимизировать работу по перемещению грунта, можно вокруг кратера создать кольцевой канал, параметры которого приведены ниже.

Кольцевой канал			pi*(R^2-r^2)	S*H
R	r	H средняя	S	V
52	40	3,1	3467	10746
52		2,8	8491	9708

Длина оси кольцевого плавательно-гребного канала составляет 289-ть метров, что позволит более-менее точно рассчитывать длину заплывов, в том числе и на лодках.

На такие канал и кратер потребуется выделить 0,85 гектара площади экопарка. Канал в одном месте будет заужен до 4-х или 5-ти метров с целью создания пешеходно-грузового моста, имеющего ширину три метра и описанного на странице «Мост«.

С моста будет удобно ловить рыбу и раков не только удочками, но и так называемым «пауком» и раколовкой. Расчётный объём воды в канале составит примерно 13361-н кубометр, но реально он будет немного больше за счёт множества зимовальных ям глубиной три — четыре метра. В этом канале можно будет постепенно развести до тринадцати тысяч рыб разных пород и множество  раков, что позволит обеспечить ими не только обитателей экопарка, но и родственников, друзей, знакомых и соседей. Более того, излишки рыбы можно тем или иным способом превращать в услуги, продукты питания, семена, зерно и даже звонкую монету.

Поэтапный план создания кратерного сада-огорода:

1. Выбор места создания кратера. Недаром этот пункт стоит на первом месте, ибо от правильного выбора места очень многое зависит. Считаю, что кратер должен находиться в естественном понижении с близким уровнем грунтовых вод, чтобы облегчить наполнение водой пруда (или прудов) и канала (если он будет создан).  Создание кратера в выемке обеспечит естественный водосбор дождевой и талой воды в пруды. Кроме того, поблизости не должно быть высоких деревьев, которые будут затенять внешние склоны кратера.

2. Создание поблизости от намеченного места создания кратера водоёма с объёмом воды от ста до четырёхсот кубометров, имеющего постоянный гарантированный регулируемый и достаточно интенсивный приток воды.

3. Выбор размеров больших и малых полуосей девяти эллипсов, расчёт всех линейных размеров, площадей, объёмов и углов некоторых склонов.

Ранее я писал об овалах и окружностях, но по здравом размышлении пришёл к выводу, что лучше всего использовать эллипсы. Овал — это замкнутая выпуклая фигура. Овал может иметь множество различных форм, в том числе яйцеобразную, но не обязан иметь ни одинарную, ни двойную симметрию, он должен только обладать свойством находиться по одну сторону от касательной к любой его точке (свойство выпуклости).

Эллипс является простейшим примером овала, то есть частным случаем овала. Эллипс значительно более простая фигура, чем овал, поэтому отказываюсь от овалов и кругов в пользу эллипсов. Эллипсом называется геометрическое место точек плоскости, для которых сумма расстояний до двух точек, называемых фокусами, постоянна и больше расстояния между фокусами.

Фокусы эллипса находятся на длинной оси эллипса на равных расстояниях c от центра эллипса. Величина с называется фокальным расстоянием и вычисляется по формуле: c=КОРЕНЬ(a^2+b^2)/2, где a и b — большая и малая полуоси эллипса.

Площадь эллипса вычисляется по простой формуле: S=pi*a*b, где pi=3,14

Если a=b=R, получаем S=pi*R^2, то есть формулу площади круга. Можно утверждать, что эллипс получается из окружности при таком сжатии окружности, при котором площади, заключённые внутри этих фигур, равны.

Объём эллиптического конуса зависит только от площади эллипса S и высоты H конуса: V=S*H/3=pi*a*b*H/3, причём конус может быть как прямым (вершина конуса и центр эллипса находятся на одной вертикали), так и косым (вершина конуса и центр эллипса не находятся на одной вертикали).

Для усечённого конуса (не обязательно прямого и кругового) объём равен:

V=(S1*(H+h)-S2*h)/3, где S2 и S1 — площади соответственно верхнего (ближнего к вершине) и нижнего оснований, h и (H+h) — расстояния от плоскости соответственно верхнего и нижнего основания до вершины конуса.

Используя приведенные формулы, рассчитываем в Excel’е все размеры, площади и объёмы. Ниже приведены ещё четыре таблицы расчётов для ещё четырёх вариантов создания кратера:

2а. Большой кратер с прудом и каналом	a	b	c	H	h	S	V
Дно	4	2	2,24	5	2	25
Пруд	13,4	6,7	7,49	4,7		282	613
Котлован	14	7	7,83			308	701
Почва 1						308	46
Граница луга 1	18	8	9,85			452
Луг 1						144
Внутр. конус				8	14,4	779	7020
Эллипс 1 верха	28	14	15,65			1231
Эллипс 2 верха	30	15	16,77			1413
Верх насыпи						182
Внешний конус	40	20	22,36	8	24	2512	15491
Граница луга 2	42	22	23,71			2901
Луг 2						389
Внутреннее дно канала	45	19	24,42	3	42	2685
Ось канала	47	23,5
Граница канала	52	27	29,30	3	49	4409	14845
Внешнее дно канала	49	24,5	27,39	3		3770
Канал						1507	14845
Вода канала				2,7		1356	13361
Грунт							15547
Насыпь				8		2060	8470
Дефицит							-7076
Малая насыпь	81	40,4	45,26	2,2	0,5	10275	7038
шириной три м.	78	37,6	43,29			9209	38
Площадь насыпи						1066	128

Желание создать достаточно широкий и глубокий плавательно-гребной канал привело к огромному объёму земляных работ: 15547-мь кубометров грунта при цене 100 руб/куб означают затраты в размере 1554700-т рублей! Причём на поневоле расширенную и завышенную насыпь уйдёт 8470-т кубометров, а остальной грунт придётся высыпать на внешнюю насыпь.

Поиграв с параметрами канала, удалось значительно уменьшить объём земляных работ. Привожу таблицу расчётов с изменёнными параметрами канала:

2б. Большой кратер с прудом и каналом	a	b	c	H	h	S	V
Дно	4	2	2,24	5	2	25
Пруд	13,4	6,7	7,49	4,7		282	613
Котлован	14	7	7,83			308	701
Почва 1						308	46
Граница луга 1	18	8	9,85			452
Луг 1						144
Внутр. конус				8	14,4	779	7020
Эллипс 1 верха	28	14	15,65			1231
Эллипс 2 верха	30	15	16,77			1413
Верх насыпи						182
Внешний конус	40	20	22,36	8	24,00	2512	15491
Граница луга 2	42	22	23,71			2901
Луг 2						389
Внутреннее дно канала	45	22,5	25,16	2	28	3179
Ось канала	49	25
Граница канала	58	28	32,20	2	37	5099	7679
Внешнее дно канала	55	27,5	30,75	2		4749
Канал						2198	7679
Вода канала				1,7		1978	6527
Грунт					Площадь		8380
Насыпь				8		2060	8470
Дефицит							91

Вот этот вариант уже является практически реализуемым. Нужно будет сделать примерно 6-ть глубоких зимовальных ям для рыб и террасы в широкой части пруда для посадки водных растений, которыми будут питаться некоторые виды рыб.

Заметив, что площадь, ограниченная линией пересечения Луга и внешней поверхности кратера, равна 2512-ти квадратным метрам, то есть вдвое меньше, чем в варианте 1, попробуем просчитать вариант эллиптического кратера, который почти эквивалентен варианту 1. Сразу замечу, что от канала в этом случае пришлось отказаться из-за колоссальных объёмов земляных работ (порядка 169-ти тысяч кубометров). Взамен канала сделаем два пруда в форме меандров, подобрав их размеры так, чтобы грунта хватило на насыпь кратера.

3. Большой кратер с 3-мя прудами	a	b	c	H	h	S	V
Дно	16	8	8,94	5	5,7143	402
Пруд	29,2	14,7	16,35	4,7		1348	3913
Котлован	30	15	16,77			1413	4281
Почва 1						1413	212
Граница луга 1	34	17	19,01			1815
Луг 1						402
Внутр. конус				6	51	452	12221
Эллипс 1 верха	38	19	21,24			2267
Эллипс 2 верха	48	24	26,83			3617
Верх насыпи						1350
Внешний конус	57	28	31,75	6	32,00	5011	24894
Граница луга 2	59	30	33,09			5558
Луг 2						546
Дно	20	4	10,20	3	1,3636	251
Пруды 2 и 3	63,7	8,7	32,15	2,7		1740	2243
Котлован	64	9	32,31			1809	2517
Почва 2 и 3						3617	543
Вода 3-х прудов						5030	8399
Грунт							12680
Насыпь				6		3197	12673
Дефицит							-7

Особенностью этого варианта является то, с западной и восточной сторон кратера расположены сильно вытянутые пруды, их характеристики просчитаны в предположении, что эти пруды имеют эллиптическую форму, но в реальности прудам будет придана форма меандров, то есть эллипсов с сильно загнутыми в сторону кратера концами.

Теперь рассмотрим значительно более лёгкий в реализации вариант:

4. Кратер с 3-мя прудами	a	b	c	H	h	S	V
Дно	4	2	2,24	5	2	25
Пруд	13,4	6,7	7,49	4,7		282	613
Котлован	14	7	7,83			308	701
Почва 1						308	46
Граница луга 1	18	8	9,85			452
Луг 1						144
Внутр. конус				5	18	378	3654
Эллипс 1 верха	23	11,5	12,86			831
Эллипс 2 верха	25	12,5	13,98			981
Верх насыпи						151
Внешний конус	32	16	17,89	5	17,86	1608	6408
Граница луга 2	36	18	20,12			2035
Луг 2						427
Дно	7	3,5	3,91	5	3,89	77
Пруды 2 и 3	15,7	7,7	8,74	4,7		380	987
Котлован	16	8	8,94			402	1091
Почва 2 и 3						804	121
Вода 3-х прудов				4,7		1112	2587
Грунт							2884
Насыпь				4		1156	2754
Дефицит							-130

В этом варианте объём вынимаемого из котлованов прудов грунта составляет 2884-ре кубометра, что означает затраты в размере примерно 288400-т рублей. При использовании экскаватора с производительностью 11-ть кубов/час этот вариант можно реализовать примерно за месяц, а при найме более производительного экскаватора — значительно быстрее.

И, наконец, рассмотрим предельно облегчённый вариант:

5. Малый кратер с 3-мя прудами	a	b	c	H	h	S	V
Дно	4	2	2,24	4	4	25
Пруд	7,7	3,7	4,27	3,7		89	196
Котлован	8	4	4,47			100	234
Почва 1						100	15
Граница луга 1	8	4	4,47			100
Луг 1						0
Внутр. конус				4	8	126	636
Эллипс 1 верха	12	6	6,71			226
Эллипс 2 верха	14	7	7,83			308
Верх насыпи						82
Внешний конус	18	9	10,06	4	14	509	1616
Граница луга 2	20	10	11,18			628
Луг 2						119
Дно	4	2	2,24	5	3,33	25
Пруды 2 и 3	9,7	4,7	5,39	4,7		143	355
Котлован	10	5	5,59			157	408
Почва 2 и 3						314	47
Вода 3-х прудов				4,7		376	907
Грунт							1051
Насыпь				4		408	980
Дефицит							-71

Объём грунта — 1051-н кубометр, объём воды в прудах — 907-мь кубометров, затраты времени — примерно 10-ть дней. Думаю, что именно с такого варианта имеет смысл начинать создание кратерных садов, чтобы со временем перейти к созданию более крупных.

Привожу сводную таблицу характеристик пяти из шести вышеописанных вариантов:

Вариант	R / a, b	Sн	Hн	Vн	Vгр	V воды	Sуч
1. Круглый  кратер	40	2735	5	11430	900	771	5024
2б. Кратер и канал	40, 20	2060	8	8470	8380	6527	7038
3. Кратер и 3 пруда	57, 28	3197	5	10561	10541	9584	6412
4. Кратер и 3 пруда	32, 16	1156	5	2754	2754	2823	1407
5. Кратер и 3 пруда	18, 9	980	4	980	1051	907	823

Эта таблица позволяет сравнить варианты между собой, достаточно точно представить затраты сил и средств, а также выбрать наиболее подходящий лично Вам вариант.

Перед реализацией конкретного варианта придётся провести ряд уточняющих расчётов: например, рассчитать объём плодородной почвы, складируемой на Лугу1, чтобы не пришлось перебрасывать её через насыпь в ту или иную сторону. Также придётся пересчитать объём насыпи с учётом её послойного формирования (смотрите пункт 9).

4. Разметка эллиптических границ площадок под котлован пруда, Луга1, кратерную насыпь, Луга2 и канал (или пруды 2 и 3).

Выбрав площадку размером 10275-ть квадратных метров, намечаем штырями и кольями центр площадки, а также длинную и короткую оси.

Считаю, что наиболее рационально длинную ось расположить в направлении Север — Юг, тогда один длинный внутренний склон кратера будет хорошо освещён в первой половине дня, а другой — во второй.

Используя определение эллипса, можно начертить эллипс любого размера, используя верёвку, два неподвижных штыря и один подвижный штырь.

Неподвижные штыри нужно воткнуть в фокусах эллипса, которые находятся на длинной оси эллипса на равных расстояниях c (смотрите таблицы в конце п. 1) от центра эллипса.

Чтобы предохранить разметку от размывания  и  затаптывания, сразу же тяпкой или лопатой прокапываем по разметке канавку.  Только после замыкания канавки переходим к разметке следующего эллипса.

5. Выбор места сужения эллиптического канала и места строительства моста через канал.

6. Снятие бульдозерным ножом экскаватора плодородного слоя почвы над котлованом пруда и над каналом (или ещё двумя прудами) и складирование почвы в конусных кучах в тех местах Луга1 и Луга 2 соответственно, откуда плодородную почву будет удобно перебрасывать лопатой и/или ковшом экскаватора на склоны кратера и на террасу и склон внутреннего пруда.

7. Выемка грунта из котлована пруда и перемещение грунта в насыпь кратера. Строительство почти замкнутой террасы шириной 1,5-ра метра на уровне 1,3 метра от поверхности почвы. Зимовальную яму необходимо сместить по длинной оси от центра пруда, чтобы наладить естественную температурную циркуляцию воды. Заполнение пруда водой всеми возможными способами.

8. Выемка грунта из котлована канала (или двух внешних прудов) и перемещение грунта в насыпь кратера.

9. Формирование насыпи кратера высотой от 5-ти до 8-ми метров и выравнивание склонов насыпи. Считаю, что насыпь нужно формировать слоями высотой примерно 1,5-ра метра, чтобы сразу получать террасы шириной один метр. Имея в таблице готовые расчётные формулы, не составит труда посчитать объём насыпи.

10. Создание тропинок шириной один метр на четырёх склонах кратера. Для облегчения подъёма можно вырезать ступени и укрепить их плоскими камнями.

11. Перебрасывание плодородной почвы с помощью экскаватора и/или лопаты из конических куч на внутренний склон кратера. Выравнивание лопатой и/или граблями слоя почвы на склоне и на террасах.

12. Засыпание прохода в южной части насыпи кратера — если этот проход был оставлен по принятой технологии работ.

13. Перебрасывание плодородной почвы с помощью экскаватора и/или лопаты из конических куч на внешний склон насыпи. Выравнивание лопатой и граблями слоя почвы на склоне и на террасах.

14. Высаживание растений на склонах кратера (как длиннокорневых, так и растений с поверхностной корневой системой) для укрепления склонов. Скашивание этих растений проводить не буду: пусть ложатся естественным покровом, удобряют поверхность склонов и повышают толщину плодородного слоя почвы.

15. Сооружение моста, если сооружается канал. Подробности создания моста смотрите по ссылке.

16. Заполнение пруда и канала (или ещё двух прудов) водой всеми доступными способами — 12-ть способов добычи воды описаны на странице «Вода«.

Годовой уровень осадков в Ярославской области составляет 580-т — 690-то мм. , то есть в среднем 645-ть мм. в год. Сумма осадков холодного периода — 175-ть мм. Естественным образом и пруд, и канал будут заполняться несколько лет, поэтому нужно принять все возможные меры для скорейшего обводнения пруда и канала.

Наилучшим способом добычи воды считаю создание так называемой абиссинской скважины, накопление воды в небольшом водоёме и организацию перетока воды в ближайший водоём по небольшому ручью.

17. Высаживание водных растений на террасах прудов. Ни в коем  случае не высаживайте элодею: это вредное растение потом невозможно будет вывести!

18. Уравнивание уровня воды во внешних прудах можно провести таким способами:

А. Созданием протоки между прудами. Ширина и глубина протоки определяется целью её создания: плавания на лодке или на байдарке, плавания людей, плавания рыб.

Б. Созданием ручья между прудами для уравнивания уровней воды в прудах.

И протоку, и ручей нужно будет сначала выкопать посуху, оставив перемычки на концах, утрамбовать дно плоскими камнями и уплотнить стенки лопатой, трамбовкой или ковшом экскаватора. Затем нужно начать слоями заполнять водой через шланг протоку или ручей, проводя замеры скорости снижения уровня воды и кольматаж дна и стенок глинистым раствором. Когда удастся стабилизировать уровень воды, можно будет удалить перемычки.

В. Прокладкой дюймового армированного пластикового шланга между прудами. На обоих концах шланга нужно закрепить груз и поплавок, для удержания концов шланга в полуметре от дна. Погрузив шланг в воду одного из прудов, нужно выгнать из шланга воздух, заткнуть конец шланга заглушкой, протащить конец шланга до второго пруда, погрузить конец шланга в воду и вытащить заглушку.

Скорость протекания воды по шлангу будет определяться разницей уровней воды в прудах. Напор или силу всасывания воды можно будет почувствовать, приложив палец к концу шланга.

Если один из прудов будет мало заполнен водой, можно будет даже замерять время заполнения ведра водой и вычислить объём воды, протекающей по шлангу за единицу времени.

При малой разнице уровней воды в прудах этот объём можно замерять, используя резиновый шарик с толстыми стенками или обыкновенный презерватив, поместив их под водой в ведро, чтобы не создавать излишнюю нагрузку на резину стенок.

19. Высаживание культурных овощных растений, кустарников и деревьев на склонах кратера можно будет начинать со второго года существования кратера.

Никаких перекопок, рыхлений и подрезаний сорняков проводить принципиально не буду! Пусть все растения растут в естественных условиях. Буду применять принцип Зеппа Хольцера: «Посадил — собрал урожай». Избыток урожая будет уходить на питание обитателей экопарка и почвенных обитателей склонов.

В полную силу склоны кратера начнут работать на прибавку урожая лишь через несколько лет, когда сформируется структура грунта на склонах, грунт насытится питательными элементами на значительную глубину и 15-тисантиметровый слой почвы склонов наполнится размножившимися аэробными бактериями, грибами и червями.

Существенным недостатком кратера является то, что для уборки урожая придётся подниматься по склонам и носить урожай вручную к внешнему склону кратера или даже за мост, откуда его уже можно будет вывезти на прицепе. Кроме того, может возникнуть проблема с наполнением водой внутреннего пруда, поэтому нужно постараться в первый раз полностью наполнить его водой до замыкания насыпи.

Возможно, что даже придётся оставить временный проход в середине одной из длинных сторон насыпи. Хорошо было бы проложить дюймовую металлическую трубу к внутреннему пруду  от канала или внешнего пруда, чтобы гарантировать наполнение водой внутреннего пруда независимо от причуд погоды. Труба должна находиться ниже уровня промерзания грунта и иметь наклон в сторону внутреннего пруда.

На обоих концах трубы имеет смысл нарезать дюймовую резьбу, чтобы при необходимости можно было навернуть покупные заглушки, подключить воздушный насос для продувки трубы и аэрации пруда или водяной насос для закачки воды. Для нарезки резьбы буду использовать дюймовый клупп из покупного набора клуппов.

Кроме того, наличие резьбы позволит в любой момент подсоединить к трубе гибкие шланги через переходные втулки. С помощью этих шлангов будет легко уравнивать уровни воды, а с помощью насоса повышать или понижать уровень воды в любом из двух водоёмов.

Имеет смысл к обоим концам прикрепить гибкие армированные пластиковые шланги, концы которых можно при необходимости погружать в воду или поднимать над поверхностью воды. С помощью этих шлангов можно будет даже замерять разницу уровней во внутреннем и внешнем водоёмах!

Если на концах этих шлангов поставить «быстрые коннекторы» можно будет через добавочные шланги компрессором закачивать воздух во внутренний пруд, обеспечивая повышение содержания кислорода в воде этого пруда.

Добавочный шланг должен иметь рассекатель воздуха на конце и множество мелких отверстий на примерно 4-х последних метрах. Рассекатель нужно помещать в зимовальную яму, можно и нужно даже оставлять его там на зиму. Нужно только правильно подобрать длину шланга и вес груза, чтобы шланг не всплывал на поверхность воды. На конце шланга должны быть прикреплены груз, поплавок и длинная верёвка для вытаскивания шланга на берег.

Если поставить тройник на добавочный шланг внешнего пруда, можно будет одновременно проводить аэрацию двух прудов. Шланг, подсоединяемый к компрессору, придётся хранить в воде, вырубать зимой во льду прорубь, доставать шланг из воды, подключать к компрессору и сразу начинать закачивать воздух, чтобы вода в шланге не успела замёрзнуть. Желательно аэрацию проводить в оттепели, чтобы зря не охлаждать воду в прудах.

Особенно важно проводить аэрацию зимой, чтобы исключить замор рыбы из-за недостатка кислорода. Опытные рыбоводы утверждают, что вырубания прорубей совершенно недостаточно для поддержания необходимого рыбам уровня содержания кислорода.

Если Вас интересует проблема создания кратерного сада, пишите в Комментарии. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!

И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Продолжение тут…