Осушительные мелиорации, методы и способы осушения. Осушительная система, ее элементы. Мелиоративная система это Способы мелиорации

К землям, имеющим неблагоприятный для сельскохозяйственных растений водный режим и нуждающимся в мелиорации, относятся избыточно увлажненные земельные участки. Общая площадь таких земель на территории бывшего СССР составляет примерно 235 млн га, в том числе болот и заболоченных земель - 190 млн га., минеральных постоянно или временно увлажненных земель (поймы рек, подтопляемые земли в зонах водохранилищ и озер) - 45 млн га. Значительные площади избыточно увлажненных земель находятся в зоне тундры и лесной зоне, причем на долю заболоченных и болотных почв в таежной и таежнолесной зонах приходится 19-26 % от всей площади зоны. Для сельскохозяйственного использования пригодно примерно 135 млн га избыточно увлажненных земель, тогда как доля сельскохозяйственных угодий России составляет 24 % от площади всех болотных и полуболотных почв .

Осушение избыточно увлажненных земель в зависимости от типов водного питания и причин избыточного увлажнения осуществляют путем понижения уровня грунтовых вод, снижения их напорности, ускорения стока поверхностных вод и отвода воды из пахотного горизонта, ограждением осушаемой территории от притока со стороны поверхностных и грунтовых вод. Для этого используют различные виды дренажа (горизонтальный и вертикальный) и открытые каналы. Пахотные земли осушают преимущественно закрытым горизонтальным дренажем.

На любом объекте землепользования вследствие многообразия типов водного питания и причин избыточного увлажнения применяют нс один, а несколько методов и способов осушения в различных сочетаниях.

Осушением избыточно увлажненных земель регулируется водновоздушный режим корнеобитаемого слоя почвы. Однако такие земли остаются неплодородными и неокультуренными и, как следствие, не подготовленными для получения на них высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Поэтому осушение рассматривается как начало работ по мелиорации болотных земель. После осушения в целях превращения этих земель в сельскохозяйственные угодья проводят комплекс куль- туртехнических мероприятий, таких как подготовка или улучшение рельефа земельного участка, создание и окультуривание пахотного слоя.

Применение комплекса агротехнических и мелиоративных приемов, таких как внесение оптимальных доз удобрений, рыхление и увлажнение почв, дает возможность ежегодно получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур. Так, осушаемые земли многих областей Нечерноземной зоны России при доле в 3(М0 % от общих пахотных земель обеспечивают сбор урожая льна, многолетних трав, картофеля и корнеплодов, составляющий от 50 до 70 % отвалового.

При правильной эксплуатации и интенсивном использовании осушаемых земель затраты на строительство осушительных систем окупаются за 7-10 лет.

Однако при неправильном режиме осушения на территориях наблюдается понижение до недопустимых пределов уровня грунтовых вод, что вызывает псреосушку земель, ветровую эрозию, быструю минерализацию торфа, изменение количественного состава вод, растительного покрова и животного мира.

Осушение избыточного увлажнения земель сочетают с орошением, необходимым для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур, страдающих в летние периоды от недостатка влаги в корнеобитаемом слое почвы. Гарантированное водообеспечение осушаемых болот предохраняет торфяные почвы от возможных пожаров, возникновение которых вызывается способностью торфа самовозгораться в результате разложения органического вещества при благоприятном для этого температурном режиме и влажности торфа. Современная осушительно- увлажнительная система состоит из двух частей: осушительной и увлажнительной, обеспечивающей подачу растениям дополнительной влаги в засушливые периоды.

Осушение земель относят к виду осушительной мелиорации, и оно заключается в удалении из них избыточной грунтовой влаги, а также поверхностной воды, в том числе на болотах и заболоченных землях. При правильном проведении осушительной мелиорации достигается высокая продуктивность сельскохозяйственных и лесных угодий. При пересушке земель происходит деградация почв. В них, особенно в торфах, истощаются запасы органики, растения испытывают дефицит влаги. Возникает также опасность возникновения пожаров.

Климатические зоны. Рассмотрим основные климатические зоны, передвигаясь с севера на юг европейской части России, и распределение по ним основных характеристик климата (ФАР, сумму температур воздуха и сумму осадков за вегетационный период, суммарное испарение с сельскохозяйственных полей, рис.1.2).

Влажная мерзлотная зона (тундра и тайга). В этой зоне в минимуме находится температура. Невысокое испарение, даже и при небольшом количестве осадков, обусловливает избыток воды в почве и ее заболачивание. Заболачиванию и неудовлетворительному тепловому режиму способствует наличие вечной мерзлоты. Благоприятным обстоятельством для ряда растений является значительная продолжительность дня летом. Многие культурные растения относятся к группе растений длинного дня, т.е. они требуют продолжительного освещения.

Рис. 1.2. Климатические зоны, их потребность в мелиорациях

Мелиорации в этой зоне направлены на улучшение теплового режима и аэрации почв. Водные мелиорации по сравнению с тепловыми имеют второстепенное значение. Улучшение водного режима здесь будет достигнуто в результате тепловых мелиораций.

В зоне избыточного увлажнения (лесная зона) требуется удалить избыток влаги интенсификацией испарения и стока. Повышение испарения может быть достигнуто увеличением площади под растениями, имеющими высокую испаряющую способность. Осушение избыточно увлажненных территорий производится проведением инженерных мероприятий (осушение и пр.). Неумеренная рубка, лесные пожары сдвигают границу тундры на юг за счет лесной зоны. Необходимо облесение этих участков. Повышение транспирации в таежной зоне благоприятно сказывается на влагообороте соседних, менее обеспеченных влагой зон. Осушенные болота и заболоченные почвы требуют ряда специфических приемов возделывания сельскохозяйственных растений, которые объединяются под термином «культуры болот» и являются характерными для рассматриваемой зоны.

Переменно влажная зона (лесостепная) отличается неустойчивым увлажнением и в известной мере является промежуточной между зонами избыточно влажной и полусухой, поэтому и мелиоративные мероприятия, необходимые в переменно влажной зоне, отличаются некоторой пестротой. Наряду с мероприятиями по удалению избытка влаги (осушением) здесь могут иметь место и оросительные мероприятия, особенно для наиболее ценных технических культур.

Полусухая зона (степная). Основным мероприятием в этой зоне является борьба с недостатком влаги. Мероприятия по сбережению атмосферных осадков во многих случаях уже оказываются недостаточными, приходится прибегать к орошению. Лесоразведение целесообразно в форме полезащитного, полосного, лесоразведение массивами - в отдельных случаях при облесении водоразделов. Большое значение, особенно в южной части зоны, имеет мелиорация засоленных почв (солонцов и в несколько меньшей степени солончаков). Существенное значение имеют меры борьбы с эрозией и дефляцией.

Сухая зона (пустынная). В этой зоне еще больше, чем в предыдущей, возрастает роль орошения.

На рис. видна граница, разделяющая зону, где осадки преобладают над испарением, и зону, где испарение преобладает над осадками. Эти две зоны имеют названия:

· гумидная зона (избыточно влажная), где основное назначение мелиорации – удаление избыточных почвенно-грунтовых вод путем осушения с помощью осушительных и осушительно-увлажнительных систем;

· аридная зона , где растения страдают от недостатка влаги в почве. Здесь применяют орошение с помощью оросительных систем. В пустынных, полупустынных и степных районах, где развито животноводство, проводят обводнение пастбищ.

Оценка потребности в мелиорации. Потребность в различных видах мелиорации в любой климатической зоне может быть определена через различные оценочные климатические показатели (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Показатели увлажнения территории

где ∑P - сумма осадков за год, мм;

∑P в - сумма осадков за период вегетации, мм;

∑t - сумма температур за период вегетации,°С;

∑d - сумма дефицитов влажности воздуха за год;

R - радиационный баланс за год;

L - скрытая теплота испарения;

m - коэффициент стока;

E - водопотребление сельскохозяйственных культур, мм.

Исследования кафедры мелиорации ВГАУ (А.Ю. Черемисинов, 1986) позволили дать оценку территории Центрального Черноземья по условиям влагообеспеченности и потребности в гидромелиорациях (табл. 1.3).

Таблица 1.3 - Потребность в гидромелиорациях в ЦЧР

Из таблицы видно, что потребность в гидромелиорациях для областей крайне неравномерна.

Мелиорация (улучшение) земель является важной составляющей природообустройства. Мелиорация - это коренное изменение компонентов природы для повышения потребительской стоимости (полезности) земель. Мелиорация приводит к фундаментальному длительному изменению природных условий, сохраняющемуся десятки и сотни лет.

Осушительные мелиорации - это мероприятия, задача которых - регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов избыточно увлажненной территории путем устранения избытков воды в почве для повышения плодородия земель и урожайности сельскохозяйственных культур.

Режим осушения - это поддерживаемый мелиоративными мероприятиями оптимальный водно-воздушный режим почвы. Он характеризуется следующими основными показателями: аэрацией почвы, ее влажностью, нормой осушения, критической глубиной залегания грунтовых вод, допустимой продолжительностью затопления. Оптимизация перечисленных величин ведет к тому, что культурные растения получают оптимальное для них количество влаги, воздуха, тепла и пищи.

Нормой осушения называется глубина, на которую должен быть понижен уровень грунтовых вод от дневной поверхности, чтобы обеспечить оптимальные условия для развития растений. Это одна из важнейших характеристик водного режима.

Оптимальная норма осушения неодинакова в различные периоды развития культурных растений. Обычно различают следующие периоды для определения нормы осушения: предпосевной, начало вегетации, весь период вегетации. Средние значения нормы осушения в соответствии со СНиП 11-52-74 приведены в таблице 5.

Принцип осушения сельскохозяйственных земель - это принцип воздействия на факторы увлажнения корнеобитаемого слоя. Он определяет выбор конструкции системы, расположение осушительной сети в плане. В зависимости от пути, по которому вода отводится с осушаемой территории, различают пять принципов осушения. Каждому типу водного питания отвечает свой принцип,

Способ осушения назначают исходя из принципа осушения; каждому принципу может отвечать несколько способов. Таким образом, под способом осушения можно понимать практическое осуществление принципа осушения с учетом технической, хозяйственной и экономической целесообразности. Основные способы осушения следующие:

при атмосферном ТВП - устройство собирателей (каналов), искусственных ложбин, закрытых собирателей, проведение агромелиоративных мероприятий (кротование, рыхление подпахотного слоя почвы, грядова-ние и т. д.);

при грунтовом и грунтово-напорном ТВП - устройство осушителей (каналов), дрен, глубоких каналов, разгрузочных скважин, вертикального дренажа;

при склоновом ТВП - устройство нагорных каналов, проведение противоэрозионных мероприятий на склонах;

при намывном ТВП - регулирование русл рек (спрямление, углубление и др.), регулирование речного стока (устройство водохранилищ, перехват притоков рек каналами и др.), строительство дамб.

В результате осушения понижается содержание влаги в почве, увеличивается аэрация. Изменение водно-воздушного режима влияет на свойства почвы, почвенные процессы протекают в новом направлении. Осушение не просто удаляет избыток влаги, оно изменяет процесс почвообразования и характер почвы.

Осушительной системой называют комплекс инженерных сооружений и устройств, создающих необходимые условия для улучшения водного режима переувлажненных земель. В состав осушительной системы входят: осушаемые земли, регулирующая, ограждающая и проводящая сети, водоприемник, гидротехнические сооружения, дорожная сеть, лесополосы, эксплуатационная сеть.

Осушительная система состоит из следующих элементов:

а) регулирующей сети (осушители, тальвеговые каналы, борозды);

б) проводящей сети (транспортирующие собиратели, магистральные каналы разных порядков);

в) ограждающей сети (нагорные, ловчие каналы);

г) водоприемников (реки, крупные ручьи и озера);

д) гидротехнических сооружений на регулирующей, проводящей и ограждающей сети;

е) дорожной сети с транспортными сооружениями;

ж) противопожарных и природоохранных устройств;

з) осушаемых земель.

Регулирующая сеть (осушители, собиратели, скважины вертикального дренажа) служит для сбора и удаления с территории избыточных поверхностных и грунтовых вод, являющихся причиной переувлажнения территории.

Ограждающая сеть (нагорные и ловчие каналы, дамбы) предназначена для защиты осушаемой территории от поверхностных или грунтовых вод, притекающих извне. Иногда (при склоновом и намывном ТВП) ограждающая сеть выполняет функции регулирующей.

Проводящая сеть (магистральный канал, коллекторы) связывает регулирующую и оградительную сети с водоприемником, транспортирует воду за пределы осушаемой территории.

Водоприемник (река, озеро, балка) служит для приема воды, собираемой с осушаемой территории.

Гидротехнические сооружения (шлюзы, перепады, смотровые колодцы) предназначены для управления по­током воды при ее отводе или перераспределении.

Дорожная сеть (дороги, переезды, мосты) необходи­ма для беспрепятственного передвижения.

В учебном пособии рассмотрены основные виды мелиорации почв, строение осушительной и оросительной системы, типы и химизм засоления почв и способы их мелиорации, вопросы агролесомелиорации.

3 Мелиорация избыточно увлажненных почв: осушительные мелиорации

3.1 Понятие осушительной мелиорации

Осушительные мелиорации начали проводить еще в глубокой древности: в течение ряда тысячелетий население Египта, Бирмы, Индии, Вьетнама, Китая сооружало в долинах крупных рек дамбы для защиты пойм от наводнений. Греческий историк Геродот более 2000 лет назад описал одну из первых дренажных систем в долине Нила. Дренаж как мелиоративное мероприятие получил широкое распространение в античный период в Греции. Позднее римский писатель Катон (I в. до н.э.) в трактате «О земледелии» описал открытые дренажные системы, применявшиеся в Древнем Риме для осушения почв на виноградниках и оливковых плантациях. Многие из этих систем действуют до настоящего времени. В Х в. в Европе начались работы по устройству осушительных систем в бассейне Северного моря. Особенно интенсивными они были в XII – XIV вв. Осушались крупные болота, приморские низменности, дельты рек, приозерные понижения.

В Англии в 1252 г. при короле Генрихе III был принят первый закон об осушении сельскохозяйственных земель, который стал основой для развития мелиорации в последующие столетия. Первая система закрытого дренажа в Европе была построена, по-видимому, в этой стране при Генрихе V в конце XV в.

Интенсивное развитие работ по осушению в России первоначально было связано с деятельностью Петра I. Он предпринял осушение болот в связи с освоением побережья Финского залива, строительством Петербурга и других городов, крепостей, заводов. Действие открытых осушительных систем было описано М.В. Ломоносовым в работе «Лифляндская экономика» (1738). В конце XVIII в. А.Т. Болотов разработал вопросы осушения северных районов России. Однако в послепетровский период до второй половины XIX в. работы в области осушения почв в России велись в весьма ограниченных масштабах. Отмена крепостного права и бурное развитие капитализма явились движущим фактором мелиорации почв.

Осушительные мелиорации один из основных путей повышения урожайности сельскохозяйственных угодий, занимающих на планете 10 % площади суши. Шестая часть этих земель мелиорирована, и с них получают от 40 % до 50 % всех производимых сельскохозяйственных продуктов.

Осушение (дренаж) играет важную роль в создании транспортных коммуникаций, зданий промышленного и гражданского назначения, спортивных сооружений, аэродромов и др.

Объектом осушительных мелиораций являются заболоченные и болотные почвы. При их мелиорации устраняется вымокание и заболевание растений, создаются благоприятные условия для механизации и обработки полей, повышает производительность труда. Очень часто мелиорация оказывается не только основным звеном сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства, но необходимым условием оптимизации жизни человека в условиях гумидных ландшафтов.

3.2 Конструкция осушительной системы

Метод осушения, то есть принципиальную направленность мелиоративных мероприятий определяют причины заболачивания почв. Так, при заболачивании почв грунтовыми водами метод осушения будет заключаться в понижении уровня грунтовых вод; при заболачивании намывными склоновыми водами принципиальная направленность заключается в перехвате этих вод и в ускорении их сброса за пределы осушаемой территории. При заболачивании почв намывными русловыми водами метод осушения заключается в защите территорий от затопления намывными русловыми водами и т.д. Если заболачивание почв связано с одновременным действием разных факторов, то и методы осушения в этом случае могут приобретать более сложный характер.

Осушительная система является комплексом сооружений, необходимых для удаления избыточной гравитационной влаги из горизонтов почвенного профиля. Правильно построенная осушительная система должна обеспечить: оптимальный водно-воздушный режим в зоне расположения корневых систем растений и возможность (свободного) доступного его регулирования; возможность проведения ранних сроков посевных работ; доступность использования разнообразной сельскохозяйственной техники и возможность перевозки урожая с осушенной территории. Обычно осушительная система состоит из следующих составных частей (элементов) – рисунок 3.1:

1) осушаемой территории;

2) ограждающей сети;

3) регулирующей сети осушителей или дренажа;

4) проводящей коллекторной сети;

5) магистрального канала;

6) водоприемника;

7) сооружений на осушительной сети.

Применение всех или отдельных элементов ограждающей сети обусловлено причинами заболачивания почв осушаемого объекта. К элементам ограждающей сети относятся дамбы, защитные валы, нагорные и ловчие каналы.

Проводящая коллекторная сеть собирает воду из регулирующей сети осушителей и транспортирует ее в магистральный канал. Эта сеть играет в основном водопроводную роль. Она представлена открытыми каналами или материальными закрытыми трубопроводами из пластмассовых, керамических и иных материалов. Осушители впадают в коллекторы второго порядка. Из этих коллекторов вода перетекает в коллекторы (собиратели) первого порядка и наконец поступает в магистральный канал осушительной системы.


1 – река-водоприемник, 2 – магистральный канал, 3 – открытый коллектор, 4 – открытые осушители, 5 – ловчий канал, 6 – закрытый коллектор, 7 – дрены, 8 – путевая дорога, 9 – труба-переезд, 10 – устьевое сооружение, 11 – смотровой колодец, 12 – нагорный канал, 13 – ловчий канал, 14 – оградительная дамба.

Рисунок 3.1 – Элементы осушительной системы


Сеть осушителей или дренаж (английское drain – дренировать, осушать) – это система подземных дрен (труб, щелей, ходов в грунте), а также открытых каналов для отвода воды из почвы. Закрытый дренаж способствует повышению использования земли, ликвидации очагов размножения сорняков, улучшению условий механизации работ. Этот вид осушения более долговечный, вызывает меньше затрат на построение переходов и на ремонт открытой системы, способствует повышению плодородия почвы, культуры земледелия, росту производительности труда и снижению себестоимости продукции (рисунок 3.2).


Рисунок 3.2 – Закрытый дренаж


Водоприемником называют водоем или водоток, в который поступают воды дренажного и поверхностного стоков из магистрального канала или из магистрального коллектора. Водоприемником могут служить река, озеро, естественный тальвег или иные водотоки. В водоприемнике должен быть сохранен или обеспечен режим, исключающий застой водных масс и ухудшение качества воды в результате сброса дренажных вод.

В зависимости от конкретных условий для мелиорации заболоченных почв могут использоваться различные виды осушительных систем, обычно обладающие всеми или частью перечисленных выше составных частей. В районах с периодическим затоплением, сменяющимся иссушением территории используются системы с двусторонним регулированием водного режима или осушительноувлажнительные системы (рисунок 3.3.)


А – луга, Б – кормовой севооборот, В – овощной севооборот; 1, 2 – отверстия в дамбе обвалования для регулирования затопления поймы паводковыми водами, 3 – оросительная насосная станция, 4 – осушительная насосная станция, 5 – шлюз на реке, 6 – водохранилище на притоке, 7 – магистральный осушительный канал, 8 – коллекторы, 9 – нагорные каналы (они же водоподводящие каналы для увлажнения), 10 – дрены, 11 – открытые собиратели, 12 – дамба обвалования. Луга осушены системой открытых собирателей, площади под севооборотами – дренажем. Во время весеннего половодья пойма затопляется через отверстия 1, 2 на заданный срок; избыток воды сбрасывается самотёком или откачивается насосной станцией. Увлажнение лугов проводится при весеннем затоплении, земель овощного севооборота – дождеванием, кормовых – подпочвенным увлажнением по дренам. Вода для орошения может забираться из реки выше шлюза 5, из водохранилища на притоке и насосной станцией 3. Стрелки показывают направление движения воды.

Рисунок 3.3. – Схема осушительно-увлажнительной системы в пойме реки


Дренаж почв на орошаемых массивах необходим для удаления избытка влаги и солей, поддержания грунтовых вод на уровне, исключающем вторичное засоление. Дренажная сеть на орошаемом массиве обеспечивает возможность стабильной и эффективной эксплуатации мелиорированных земель. В настоящее время накоплены данные, подтверждающие высокую эффективность этого мероприятия. Коллекторно-дренажная сеть на орошаемом массиве – это специальный комплекс гидротехнических сооружений, состоящий из дрен, коллекторов, насосных станций, обеспечивающих сбор и отвод с орошаемых массивов грунтовых вод.

Осушительные системы существенно различаются по своим принципиальным конструктивным особенностям. Эти отличия определяются гидрологическими условиями и характером водоприемника, генезисом и составом почв, почвообразующих пород, причинами заболачивания и другими факторами.

1 По принципиальным конструктивным особенностям и характеру поступления воды в водоприемник осушительные системы делят на системы самотечные и польдерные.

Самотечные осушительные системы позволяют отводить с дренируемой территории избыточную влагу только под влиянием гравитационных сил, самотеком. Движение воды осуществляется за счет уклона дренажных и коллекторных линий в магистральный канал и затем в водоприемник.

Польдерные осушительные системы, приуроченные к морским побережьям, крупным дельтам или к поймам, обычно строят в таких условиях, когда уровень воды в водоприемнике находится выше или на гипсометрической отметке осушаемого массива. Поэтому вода осушительной системы не может самотеком быть сброшена в водоприемник. С этой целью вся осушаемая территория обваловывается, на дамбе строят насосную станцию, которая перекачивает воду в задамбовую зону в водоприемник из подводящего магистрального канала. Польдерные системы могут быть незатапливаемыми (зимние польдеры) или затапливаемыми (летние польдеры). Различают польдеры морские и речные, в зависимости от их приуроченности к поймам и дельтам или к морскому побережью. Польдерные системы, обеспечивающие двустороннюю перекачку воды (из подводящего магистрального канала в водоприемник и из водоприемника в сухой период в проводящую сеть осушительной системы на территорию польдера) позволяют эффективно осуществлять двустороннее регулирование водного режима. Польдерные системы в определенных условиях являются более экологичными, чем самотечные. Они исключают необходимость регулирования водоприемника (реки), его выпрямления и углубления русла и, как следствие, общего понижения базиса эрозии и уровней грунтовых вод всего мелиорируемого ландшафта.

2 По отношению регулирующей сети осушителей к уклону поверхности осушительные системы делят на продольные и поперечные. При продольном расположении регулирующая сеть осушителей укладывается нормально к горизонталям; при поперечном – вдоль горизонталей или под небольшим углом к ним поперек склона.

3 По расположению регулирующей сети осушителей в плане в зависимости от структуры почвенного покрова применяют систематический или выборочный дренаж. Систематический дренаж необходим на массивах, образованных только заболоченными и болотными почвами. В этом случае весь осушаемый массив покрывают систематической сетью дрен (каналов).

Выборочный дренаж применяют при сложной структуре почвенною покрова, в состав которого входят как автоморфные и гидроморфные незаболоченные почвы, так и заболоченные (например, сочетание дерновоподзолистых неоглеенных и глубокооглеенных почв, не нуждающихся в осушении при любом использовании, и сильнозаболоченных дерново-подзолистых глеевых и торфянисто-глеевых почв, осушение которых необходимо при любом сельскохозяйственном использовании). В этом случае регулирующая сеть осушителей приурочена только к контурам собственно заболоченных почв, тогда как на территории, образованной незаболоченными почвами, проходит лишь проводящая сеть.

4 По сочетанию (или отсутствию сочетания) комплекса гидротехнических и агромелиоративных мероприятий по организации поверхностного и внутрипочвенного стока осушительные системы делят на комбинированные и некомбинированные.

Комбинированные осушительные системы применяют на почвах с низкими значениями коэффициента фильтрации подпахотного горизонта (Кф < 0,1 – 0,3 м/сут). В этом случае наряду с закрытым дренажем или открытой сетью каналов предусматривают выполнение мероприятий по организации поверхностного и внутрипочвенного стоков.

3.3 Виды дренажа

По характеру расположения дренаж может быть вертикальным и горизонтальным.

Система вертикального дренажа обеспечивает понижение уровня грунтовых вод путем их механической откачки из скважин (рисунок 3.4). Она представляет собой сложное сооружение, состоящее из водозабора (система глубоких скважин, оборудованных фильтрами) с гидротехническим оборудованием и наземного комплекса. В состав последнего входят энергетическое хозяйство (высоковольтная линия электропередач, трансформаторная подстанция, низковольтная линия, пусковая аппаратура, электрооборудование), средства автоматики, телемеханики и связи, водоприемные сооружения и водоотводящая сеть, эксплуатационные дороги. Вертикальный дренаж орошаемых земель – сравнительно новый способ понижения уровня грунтовых вод. Он был впервые применен в США в 20-х годах для дренажа и орошения сельскохозяйственных земель штата Аризона. В этот период была построена система вертикального дренажа из 159 скважин, которая обслуживала площадь 21 000 га. В нашей стране первая скважина вертикального дренажа на орошаемых землях была построена в 1928 г. в Голодной степи Н.В. Макридиным и М.М. Решеткиным.


1 – водоносный горизонт; 2 – водоупор; 3 – депрессионная кривая; 4 – обсадные трубы, насос, фильтр.

Рисунок 3.4 – Схема действия вертикального дренажа


Вертикальный дренаж позволяет активно регулировать уровень грунтовых вод на объекте, он занимает небольшую площадь, не препятствует механизации сельскохозяйственных работ, позволяет использовать неминерализованные грунтовые воды для орошения. В среднем одна скважина вертикального дренажа может обслуживать площадь от 50 до 100 га, а ее дебит колеблется в интервале от 30 до 200 л/с. К недостаткам вертикального дренажа следует отнести высокие эксплуатационные затраты, потребность в электроэнергии и качественных фильтрах.

Вертикальный дренаж применяют для решения трех основных задач:

1) для водоподъема на орошение пресных напорных подземных вод с одновременным рассолением почв;

2) для предотвращения подъема минерализованных грунтовых вод на землях нового орошения;

3) при замене минерализованных грунтовых вод пресными.

Наиболее благоприятные результаты при применении вертикального дренажа получены в хорошо водопроницаемых почвогрунтовых толщах с высоким дебитом скважин.

Система горизонтального дренажа представляет собой совокупность горизонтальных дрен и коллекторов с гидротехническими сооружениями, предназначенными для дренирования орошаемой территории (рисунок 3.5).


1 – дренажная труба; 2 – гравийная обсыпка; 3 – слой песка (второй слой); 4 – отверстия в дренажной трубе.

Рисунок 3.5 – Схема горизонтального дренажа


Дрены принимают и отводят грунтовые воды непосредственно с мелиорируемой территории, а коллекторы транспортируют их в водоприемник. Если самотечный отвод дренажных вод с орошаемой территории невозможен, предусматривают водоподъем с помощью дренажной насосной станции. Коллекторную сеть дренажной системы располагают по наиболее пониженным элементам рельефа с учетом границ хозяйств, севооборотов и других факторов. Расчетный расход открытых главных коллекторов должен предусматривать пропуск паводковых расходов 10 %-й обеспеченности с учетом дренажных сбросных расходов. Закрытые горизонтальные дрены могут быть керамическими, железобетонными, керамзитобетонными, полиэтиленовыми, асбестоцементными. Для защиты труб от заиления при строительстве применяют траншейные фильтры из песка, гравия и других материалов.

Осушители на мелиоративных осушительных системах имеют различную конструкцию, форму, изготавливаются из разных материалов. Их виды, используемые в настоящее время в производстве, показаны на рисунке 3.6. Из схемы видно, что горизонтальные осушители делятся на открытые и закрытые.

Открытый дренаж. Осушительные каналы на мелиоративных системах устраивают всегда в выемке. Параметры осушительных каналов связаны с хозяйственным использованием осушенных земель. На лугах и пастбищах глубину каналов принимают равной от 0,8 до 1,0 м, на полевых угодьях – от 1,0 до 1,2 м, в садах – от 1,2 до 1,4 м. Длина каналов составляет от 600 до 1200 м, уклон дна – от 0,0005 до 0,005 м. Ложбины – распластанные каналы глубиной от 0,3 до 0,6 м с коэффициентом откосов 5,6. Ложбины служат для отвода поверхностных вод. Они применяются в условиях поверхностного заболачивания на тяжелых, плоховодопроницаемых почвах. В условиях грунтового заболачивания использование ложбин для создания регулирующей сети осушителей неэффективно.

Закрытый дренаж подразделяется на траншейный и бестраншейный. К траншейному дренажу относятся гончарный, пластмассовый, деревянный, каменный, гравийный, фашинный и другие, а к бестраншейному – кротовый и щелевой.

Траншейный дренаж чаще всего применяется для осушения избыточно увлажненных минеральных почв. Наиболее известными и более распространенными являются гончарный, а также пластмассовый дренажи. В лесной местности и на торфяниках применяется деревянный дренаж из досок, жердин, фашин – связанных проволокой пучков хвороста (мелких ветвей или тальника) диаметром от 20 см до 30 см. При сооружении траншейного дренажа прокладывают траншею, в которую укладывают гончарные или другие дрены на соответствующую глубину. С учетом наибольшей массы расположения корневых систем растений в почве глубина расположения дрен зависит также от глубины промерзания почвы и грунта.


Рисунок 3.6 – Виды осушителей (Ф.Р. Зайдельман, 2003)


Бестраншейный дренаж также применяется преимущественно для осушения глубоких торфянищ и тяжелых по механическому составу минеральных почв.

Кротовый дренаж – это система кротовин, трубоподобных отверстий диаметром от 6 до 10 см, проделываемых специальным орудием на глубине от 40 до 70 см. Рабочими органами этого орудия, называемого плугом, служат ножи и дренер – стальной заостренный спереди цилиндр с увеличенным диаметром на его конце. На корпусе плуга укрепляется нож, который образует щель, а дренер, прикрепленный тросом к нижней части ножа на необходимой глубине, при движении орудия образует дрену (кротовину) с уплотненными стенками. Образование дрен начинается с открытого канала, в который впоследствии будет стекать из них вода (рисунок 3.7).


Рисунок 3.7 – Конструкция различных типов дрен


Биологический дренаж – способ осушения, основанный на применении для осушения почв растений, обладающих высокой транспирационной способностью. Впервые такой способ был применен в Колхиде в начале 30-х годов. В качестве растения-осушителя был использован эвкалипт. Этот способ, однако, не получил широкого распространения в мелиоративной практике.

3.4 Причины заболачивания почв

Заболоченные и болотные почвы возникают в результате действия разных причин заболачивания. Исходя из задач мелиорации и сельскохозяйственного производства, под причиной заболачивания понимают такой гидрологический фактор (факторы), который вызывает длительный анаэробиоз, обусловленный застоем влаги в горизонтах почвенного профиля. Он приводит к угнетению или гибели сельскохозяйственных культур, возникновению характерных признаков почвенного гидроморфизма, ухудшению условий проведения сельскохозяйственных и других работ. Устранение этих причин с помощью гидротехнических и агромелиоративных мероприятий создает благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур и выполнения полевых работ. Заболоченные и болотные почвы, входящие в обширную группу гидроморфных почв, формируются под влиянием главным образом пяти гидрологических факторов: атмосферных, намывных склоновых, намывных русловых, грунтовых и грунтово-напорных вод (рисунок 3.8).

Кроме того, заболоченные и болотные почвы могут возникать в результате зарастания водоемов или под влиянием биогенного заболачивания . Таким образом, заболоченные и болотные почвы образуются под действием семи факторов (или семи причин) заболачивания (пяти гидрологических факторов заболачивания суши, зарастания водоемов и биогенного заболачивания).


Рисунок 3.8 – Гидрологические причины заболачивания почв суши


В мелиоративном отношении диагностика причин заболачивания почв представляет существенный интерес, поскольку они определяют метод осушения, ту принципиальную направленность мелиоративных мероприятий (например, понижение уровня грунтовых вод при заболачивании почв грунтовыми водами, ускорение поверхностного и внутрипочвенного стока при заболачивании намывными склоновыми водами и т.д.).

Наблюдается определенная зональность причин заболачивания. Так, на севере, в холодном поясе, возникновение гидроморфных почв связано исключительно с влиянием осадков, вызывающих формирование надмерзлотной верховодки. В умеренно теплом поясе в пределах огромных зандровых равнин доминируют гидроморфные почвы, возникшие под влиянием грунтовых вод. На моренных, озерно-ледниковых, пермских, покровных суглинках и глинах водоразделов распространены преимущественно почвы, заболоченные намывными склоновыми водами. В лесостепной зоне заболачивание почв вызвано главным образом выклиниванием грунтовых и напорных вод в поймах рек. Причины заболачивания почв тесно связаны с геологическим и геоморфологическим строением территории, растительным покровом.

3.4.1 Признаки заболачивания почв грунтовыми и напорными водами

Проходя через толщу рыхлых или сильнотрещиноватых отложений, грунтовые и напорные воды в местах выклинивания разгружаются от ранее выщелоченных и растворенных соединений. Поэтому аккумуляция в почвах различных солей часто является надежным диагностическим признаком заболачивания почв грунтовыми, грунтово – напорными или напорными водами. В районах гумидного климата в зонах грунтового заболачивания откладываются обильные скопления окиси железа, карбонатов кальция и магния, реже гипса. Железистые соединения часто возникают в почвах в тех случаях, когда водосборная площадь бассейна образована песчаными почвогрунтами и особенно когда подземные воды мигрируют по породам, содержащим сульфиды, карбонаты и гидроокиси железа. Фильтруясь через такие почвогрунты, осадки в условиях господствующего на этой территории глееобразования растворяют пленки окиси железа и в виде закисных железоорганических и минеральных солей приносят эти соединения в грунтовый поток. В зонах аэрации эти формы двухвалентного железа подвергаются интенсивному окислению и выпадают в осадок в виде гидроокиси железа. При последующей дегидратации в местах скопления гидроокиси формируются прослойки болотной руды, нередко достигающие большой мощности (нескольких дециметров). Аккумуляция карбонатов в виде болотного мергеля, туфа, конкреций и других образований происходит в тех случаях, когда грунтовые или напорные воды проходят сквозь толщу трещиноватых известняков или рыхлых четвертичных отложений, обогащенных обломками известняковых пород. В этом случае подземные воды транспортируют кальциевые и магниевые соли в виде бикарбонатов, которые удерживаются в растворе лишь при высокой концентрации свободной углекислоты. В зоне разгрузки этих вод происходит резкое уменьшение парциального давления углекислоты; бикарбонаты переходят в карбонаты и выпадают в осадок.

Поэтому в почвах, заболоченных грунтовыми и напорными водами, возникают своеобразные новообразования, имеющие важное диагностическое значение при мелиоративных изысканиях и исследованиях.

Почвы, заболоченные грунтовыми водами, развиваются под покровом специфической растительности. Так, в зоне южной тайги в притеррасных депрессиях широко распространены сообщества черной ольхи, ивы и березы. На ольховых коблах произрастают таволга вязолистная, черная смородина, крапива жгучая. Деревья часто обвиты хмелем. Между коблами осоки дернистая, острая и другие образуют редкие кочки значительной высоты, а в сильно обводненных участках – сабельник болотный, вахта трехлистная, калужница болотная, белокрыльник болотный, манник наплывающий, осоки пузырчатая, ложносытевая. Этот растительный покров обычно приурочен к минеральным почвам ольховых топей, а также к хорошо разложившимся высокозольным торфяным почвам, обогащенным элементами зольного и азотного питания.

При заболачивании менее минерализованными грунтовыми водами часто поселяются березово-травяные сообщества и сообщества крупных кочкарных осок. На осоковых кочках растут вероника длиннолистная, вербейник обыкновенный, валериана лекарственная. В этом сообществе наряду с высокорослым разнотравьем поселяются тростник обыкновенный и различные виды вейника. Тростниковые сообщества, образованные тростником, рогозом широколистным и узколистным, камышом озерным, обычно приурочены к участкам с проточной водой.

В местах выклинивания жестких грунтовых вод поселяются гипновомоховые сообщества; в условиях заболачивания мягкими водами на болотных почвах – осоково-гипновые и гипново-осоковые, на минеральных – влажные сообщества белоуса, сообщества мелких осок и др.

Однако растительность не является исключительным индикатором причин заболачивания, так как нередко в условиях различного заболачивания встречаются близкие ассоциации и в однородных условиях – различные сообщества.

3.4.2 Признаки заболачивания почв атмосферными и намывными склоновыми водами

Атмосферные и намывные склоновые воды поступают непосредственно на рассматриваемую территорию или проходят относительно короткий путь по поверхности водосбора. Их химический состав и количество влекомого мелкозема определяются величиной, составом пород и характером водосбора.

Водный режим почв, заболоченных атмосферными и намывными склоновыми водами, отличается выраженной сезонной цикличностью. Их обильная обводненность во время выпадения осадков и весеннего снеготаяния сменяется резким падением уровня верховодки или ее полным исчезновением в засушливый период. Почвы, заболоченные атмосферными и намывными склоновыми водами, обычно приурочены к массивам, образованным породами суглинистого и глинистого механического состава. Вместе с тем почвы с таким заболачиванием могут быть приурочены и к породам с двучленным строением (верхний легкий нанос песчаного или супесчаного гранулометрического состава подстилается кислыми, карбонатными моренными или покровными суглинками и глинами).

На севере в холодном поясе надмерзлотная верховодка может формироваться в почвах, приуроченных к любым породам. Генезис этих почвообразующих пород различен.

В Приуралье почвы, заболоченные поверхностными, преимущественно намывными склоновыми водами, формируются на суглинистом и глинистом красноцветном элювии карбонатных пермских пород.

Широкое распространение в срединной части зоны получили почвы, приуроченные к флювиогляциальным пескам, подстилаемым на небольшой глубине моренными суглинками.

Формирование и развитие почв под влиянием поверхностного заболачивания протекают под покровом малотребовательных к условиям зольного питания растительных ассоциаций – злаково-разнотравно-мелкотравных, влажных мелкоосоковых, осоково-вейниковых и др.

Конец ознакомительного фрагмента.

комплексы взаимосвязанных гидротехнических и других сооружений и устройств (каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции, водозаборы, другие сооружения и устройства на мелиорированных землях), обеспечивающих создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорированных землях.

Федеральный закон от 10.01.96 N 4-ФЗ, ст.2

МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ

по определению ФЗ "О мелиорации земель" от 8 декабря 1995 г. "комплексы взаимосвязанных гидротехнических и других сооружений и устройств (каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции, водозаборы, другие сооружения и устройства на мелиорированных землях), обеспечивающих создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорированных землях".

Мелиоративные системы

комплексы взаимосвязанных гидротехнических и других сооружений и устройств (каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции, водозаборы, другие сооружения и устройства на мелиорированных землях), обеспечивающих создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорированных землях; различают: а) государственные М.с. (находящиеся в государственной собственности и обеспечивающие межрегиональное и (или) межхозяйственное водораспределение и противопаводковую защиту, а также противоэрозионные и пастбищезащитные лесные насаждения, которые необходимы для обеспечения государственных нужд); б) М.с. общего пользования (находящиеся в общей собственности двух или нескольких лиц либо переданные в установленном порядке в пользование нескольким гражданам (физическим лицам) и (или) юридическим лицам, а также защитные лесные насаждения, необходимые для нужд указанных лиц); в) М.с. индивидуального пользования (находящиеся в собственности гражданина (физического лица) или юридического лица либо переданные в установленном порядке в пользование гражданину (физическому лицу) или юридическому лицу, а также защитные лесные насаждения, необходимые указанным лицам только для их нужд).

Мелиорации по своему действию на почву и растения делятся на следующие виды .

Агротехнические мелиорации (агромели-орации) - предусматривают существенное улучшение агроно-мических свойств путем углубления и окультуривания пахотного слоя почвы с неглубоким перегнойным горизонтом, малым коли-чеством содержания гумуса и общим низким естественным пло-дородием. Для улучшения водного режима почв проводятся спе-циальные приемы обработки почвы с поделкой прерывистых бо-розд, валиков, щелей, лунок и других препятствий для сноса снега и стока воды.

Лесотехнические мелиорации (лесомелиора-ции) осуществляются для улучшения водного режима почвы и микроклимата, а также защиты почв от эрозии путем лесных на-саждений по границам полей севооборотов, вокруг водоемов, на крутых склонах, в балках и оврагах, на территориях подвижных песков и разведения лесов общего агрономического назначения.

Химические мелиорации предусматривают коренное улучшение агрохимических и агрофизических свойств почв путем использования извести (на кислых почвах), гипса (на солонцева-тых и солонцовых почвах), а также других веществ - дефеката, торфа, сапропеля, компостов, навоза, сидератов и других органи-ческих материалов в целях обогащения почв органическими ве-ществами.

Гидротехнические мелиорации (гидромелио-рации) предусматривают цель коренного улучшения водного ре-жима территории путем обводнения или осушения.

Мелиоративная система

В этих целях осуществляются крупные гидротехнические работы по созданию водохранилищ, оросительных и осушительных систем. В степных засушливых районах для задержания талых вод на больших пло-щадях создаются лиманы.

В зоне недостаточного увлажнения применяются различные способы орошения (поливы), а в зоне избыточного увлажне-ния осушительные мелиорации.

Культуртехнические мелиорации - мероприятия, связанные с подготовкой территории и вовлечением площадей в активное сельскохозяйственное использование (превращение их в пахотные земли) путем раскорчевки лесных вырубок, расчистки кустарников, уничтожения мелколесья, т. е. превращение террито-рий, находившихся под естественной древесной растительностью, в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья (пашню, се-нокосы, пастбища).

Возможно, Вас так же заинтересует:

Мелиорация и ее виды

Понятие мелиорации

Сельскохозяйственная мелиорация (от лат. melioratio – улучшение) – это комплекс технических, организационно-хозяйственных и социально-экономических мероприятий, направленных на коренное улучшение неблагоприятных природных условий с целью получения высоких устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Мелиорация, рекультивация и охрана земель — область науки и техники, занимающаяся целенаправленным улучшением (мелиорацией), восстановлением (рекультивацией), охраной земель различного назначения, борьбой с загрязнением, с природными стихиями — наводнениями, подтоплением земель, их размывом, эрозией, оползнями, селями, суховеями — для повышения потребительской стоимости (полезности) земель.

Мелиорация земель — коренное улучшение земель в результате осуществления комплекса мер. Среди различных видов мелиорации наиболее масштабными являются орошение и осушение. Большую роль играют культуртехнические работы (борьба с кустарниками, кочками и др.), химические мелиорации (известкование и гипсование почв), агролесомелиорации, укрепление сыпучих песков, борьба с водной и ветровой эрозией и др.

Мелиорация земель способствует сохранению и повышению плодородия почвы, росту урожайности, устойчивости земледелия, смягчению воздействия колебаний погодно-климатических условий на результаты производства.

Мелиоративные системы

В 1966 — 1985 гг. площади орошаемых и осушенных земель в стране расширились примерно вдвое. Масштабы мелиорации возрастают, но главное внимание на нынешнем этапе уделяется повышению ее эффективности.

В последние годы в сфере мелиорации преобладало орошение и осушение. Другим видам мелиорации уделялось недостаточно внимания. Между тем в отличие от орошения и осушения другие, неводные виды мелиорации менее ресурсоемки и часто предпочтительнее в экологическом отношении; в предстоящие годы им будет уделено особое внимание. Большое значение придается также повышению экономической и экологической эффективности водной мелиорации: упор делается не на ввод новых орошаемых и осушенных земель, но прежде всего на реконструкцию введенных ранее систем, на повышение культуры земледелия на мелиорированных землях.
Важнейшую роль в повышении эффективности мелиорации земель играет рациональное использование воды.

Под мелиорацией понимается система технических мероприятий, направленных на коренное улучшение неблагоприятных природных условий используемых земель.

Задачи мелиорации

Различают три основные задачи мелиорации:

  • улучшение земель, находящихся в неблагоприятных условиях водного режима, выражающихся либо в избытке влаги, либо в ее недостатке по сравнению с тем количеством, которое считается необходимым для эффективного хозяйственного использования территории;
  • улучшение земель, обладающих неблагоприятными физическими и химическими свойствами почв (тяжелых глинистых и иловатых почв, засоленных, с повышенной кислотностью и пр.);
  • улучшение земель, подверженных вредному механическому воздействию, т. е. водной и ветровой эрозии, выражающейся в образовании оврагов, оползней, развеивании почвы и пр.

Виды мелиорации

В зависимости от конкретной задачи применяются и различные виды мелиорации.

Мелиорация, направленная на удаление с территории избыточной влаги, носит название осушительной . Она находит применение, кроме сельского хозяйства, в коммунальном, промышленном и дорожном строительстве, торфодобыче, при проведении оздоровительных мероприятий на заболоченных территориях и других видах освоения земель.
Мелиорация, направленная на ликвидацию недостатка вод в почвогрунтах сельскохозяйственных полей, носит название орошения .

Мелиорация земель с неблагоприятными физическими свойствами почв направлена на усиление аэрации, увеличение скважности и водопроницаемости почв. Для этого вводятся правильные севообороты, применяется пескование иловатых почв и кротовый дренаж, способствующий увеличению воздухо- и водопроницаемости глубоких слоев почв.

Мелиорация земель с неблагоприятными химическими свойствами почв заключается в удалении вредных солей путем промывки, уменьшения кислотности почв внесением извести, повышении питательных свойств почв удобрениями и введении правильных севооборотов с повышенным удельным весом трав.

Мелиорация земель, подверженных водной и ветровой эрозии , обычно включает мероприятия, направленные на уменьшение количества и скорости стекающих поверхностных вод, увеличение сопротивляемости почв размыву и развеиванию. Эти мероприятия базируются на применении широкого комплекса лесокультурных, агротехнических и гидротехнических средств.

Учитывая важность мелиоративных вопросов для земледелия и сохранения плодородия почв, основные определения мелиорации закреплены Федеральным законом от 10 января 1996 г. № 4-ФЗ "О мелиорации земель".

В современных условиях на большинстве территорий, подверженных мелиоративным работам, как правило осуществляется не один из рассмотренных выше видов мелиорации, а несколько, в зависимости от сочетания природных и хозяйственных условий.
Так одновременно с орошением территории на ней создаются лесные полосы, на орошаемых полях вводятся севообороты, применяются удобрения, осуществляются промывки засоленных участков и пр. Все это, особенно при огромных масштабах мелиоративного строительства в нашей стране, делает мелиорацию одним из ведущих антропогенных факторов преобразования природы в целом и гидрологического режима в частности.

Из отмеченных выше различных видов мелиоративных работ, очевидно, что многие из них вовсе не относятся к компетенции гидротехники. Среди них, например, лесомелиорации, агромелиорации и др. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены только те мелиоративные работы, которые принято объединять в группу так называемых водных мелиорации, это: орошение, осушение и борьба с водной эрозией.

Водные мелиорации издревле волновали души людей. Оросительные каналы строили ещё древние египтяне, догадавшись таким способом повысить плодородие почв. Водные мелиорации (орошение и осушение) — один из основных путей повышения урожайности сельскохозяйственных угодий, занимающих на планете 10% площади суши. Шестая часть этих земель мелиорирована, и с них получают от 40 до 50% всех производимых сельскохозяйственных продуктов.
Мелиорация земель является объективной необходимостью в деле преобразования природных комплексов, превращения болот и заболоченных земель в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья, социального и экономического преобразования страны.
Мелиорация — важнейшее звено интенсификации сельскохозяйственного производства.

Экологические аспекты неразрывно связаны с хозяйственной стороной проблемы и требуют всестороннего внимания и глубокого осмысления.
В России и странах ближнего зарубежья площади, охваченные водными мелиорациями, постоянно увеличиваются. Это ведёт к значительному увеличению потребления водных ресурсов. При проведении водных мелиораций ежегодно расходуется до 200 куб. км воды в зависимости от степени увлажнения.
Кроме того, в рассматриваемых странах практически нет земель, которые бы не нуждались в тех или иных видах мелиорации для коренного улучшения их плодородия.
Освоение новых сельскохозяйственных угодий под орошение часто сдерживается дефицитом водных ресурсов, поскольку этот вид мелиораций характерен в первую очередь для южных районов страны.

Статьи по теме:
Определения, цели и задачи мелиорации
Виды мелиорации
Осушение сельскохозяйственных земель
Орошение сельскохозяйственных земель
Агролесомелиорация и методы борьбы с эрозией почвы
Использование для полива опресненной морской воды

Вернуться назад на Мелиорация

Мелиорация (улучшение) земель является важной составляющей природообустройства.

3.1. Мелиоративные системы

Человек занимается мелиорацией постоянно, как только перешел к оседлому образу жизни. Мелиорация - это коренное изменение компонентов природы для повышения потребительской стоимости (полезности) земель. Мелиорация приводит к фундаментальному длительному изменению природных условий, сохраняющемуся десятки и сотни лет.

Так как мелиорация - это потребительская деятельность, то человек мелиорирует определенные территории, т. е. земли. Земля - это территория с угодьями (пригодная для какого-то использования), находящаяся в чьем-то пользовании, владении или собственности.

По своему назначению выделяют: земли сельскохозяйственного назначения, или сельскохозяйственные; лесного фонда; водного фонда; населенных пунктов; промышленности, транспорта, связи; оздоровительного, рекреационного, историко-культурного, научного назначения; обороны; государственного запаса.

Исходя из этого, различают: мелиорацию сельскохозяйственных земель («сельскохозяйственная мелиорация»), мелиорацию земель лесного, водного фондов, населенных пунктов и т. д.

Существуют различные виды мелиораций. Они классифицируются по назначению и способу осуществления мелиоративных мероприятий. По назначению мелиорации бывают: оросительные, осушительные, опреснительные, противоэрозионные. Оросительные мелиорации заключаются в искусственном увлажнении почвы для повышения ее плодородия, осушительные – в удалении из почвы избытка воды, опреснительные – в удалении избытка вредных для с/х культур солей, противоэрозионные мелиорации направлены на сохранение почв от разрушения и смыва.

По способу осуществления мелиорации подразделяются на гидротехнические при строительстве гидротехнических сооружений – каналов, трубопроводов, водозаборов и др.; агротехнические – мелиоративная обработка почвы, кротование, профилирование поверхности почвы, снегозадержание; лесотехнические – посадки леса; химические – внесение в почву химических веществ (химмелиорантов) для улучшения ее свойств. Кроме того, различают культуртехнические мелиорации, которые заключаются в очистке поверхности почвы от древесно – кустарниковой растительности, мохового очеса, заравнивании ям, валов и куч, создании и окультуривании пахотного слоя почвы.

Главная цель мелиорации сельскохозяйственных земель - расширенное воспроизводство плодородия почвы.

Цель мелиорации сельскохозяйственных земель заключается в расширенном воспроизводстве плодородия почвы, получении оптимального урожая определенных сельскохозяйственных культур при экономном расходовании всех ресурсов, недопущении или компенсации ущерба природным системам и другим землепользователям.

При мелиорации земель другого назначения главная цель может меняться, но ограничения при ее выполнении все равно остаются.

На землях лесного фонда показатели мелиоративного режима в основном сводятся к созданию благоприятной влажности верхнего слоя почвы, глубины грунтовых вод и сроков затопления.

На землях населенных пунктов, промышленности, транспорта прежде всего надо обеспечить требуемые глубины грунтовых вод для повышения несущей способности грунтов как оснований сооружений, функционирования подземных частей зданий и коммуникаций, санитарное состояние территории, не допускать накопления загрязняющих веществ в почвах, грунтах и водах, устранить негативное влияние минерализованных грунтовых вод (коррозионную опасность).

На землях водного фонда требования к мелиорации заключаются в улучшении свойств грунтов дна или ложа водоемов: форма поверхности (выравнивание берегов, засыпка ям), расчистка от растительности, перемещение скотомогильников, ликвидация свалок, выемка торфа, удаление загрязненного грунта, илистых отложений.

На землях рекреационного, историко-культурного и научного назначения показатели мелиоративного режима должны сводиться к санитарно-экологическим требованиям, обеспечению сохранности ценных природных и антропогенных объектов.

На мелиорированных землях строят инженерные мелиоративные системы, т.е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, предназначенных вместе с мероприятиями для регулирования показателей мелиоративного режима.

Состав мелиоративной системы зависит от вида мелиорируемых земель, совокупности регулируемых показателей мелиоративного режима. В общем, мелиоративная система включает регулирующие элементы, непосредственно осуществляющие мелиоративные воздействия, проводящие и ограждающие элементы, источники привлекаемых ресурсов, например воды, приемники технологических сбросов с мелиорируемой территории (дренажные воды, вредные вещества, наносы и т. п.).

Помимо этого в состав системы входят объекты энергетического обеспечения, дороги, сооружения; средства контроля, связи и управления.

Планирование услуг здравоохранения
Управление бизнесом
Управление компанией
Управление персоналом
Управленческие решения

Назад | | Вверх

©2009-2018 Центр управления финансами. Все права защищены. Публикация материалов
разрешается с обязательным указанием ссылки на сайт.

Заглавная страница
абвгдеёжзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюяґєії

Агролесомелиорация земель

Определения выражения Агролесомелиорация земель
Когда мы находим идентичное определение "Агролесомелиорация земель" мы добавляем к рейтингу +1.
Сортировать: по оценкам | по дате

Агролесомелиорация это защита почв от засухи и эрозии путем создания систем полезащитных лесных полос той или иной конструкции или, например, осушение почв с помощью посадок эвкалипта.
Мелиорация земель это коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, агролесомелиоративных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий.
Консервация земель это временное изъятие земель из оборота с целью предотвратить развитие и прекратить процессы деградации почв, а также восстановить их плодородие.
Правовая охрана земель это система закрепленных законом мер, направленных на обеспечение рационального использования земель, сохранение и повышение их плодородия, защиту от истощения и разрушения.

МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ

Правовой режим земель это совокупность правовых норм, устанавливающих определенные правила поведения по отношению к земле, а правовой режим земельного участка — прежде всего совокупность складывающихся по поводу земельного участка земельных правоотношений.
Некоторая часть земель это земли Воинской части (в середине острова) и метеостанции (Сев-Зап мыс острова).
Целевое назначение земель это установленный правом порядок, условия, пределэксплуатации земель для конкретных целей в соответствии с категориями земель.
Про скудость земель это вообще бред редкостный, если не забывать, что Россия занимает первое место в мире по площади черноземов — самых плодородных почв.
Воссоединение исторических земель это же так красиво звучит!.

Виды оросительных мелиорации. Регулярное и разовое орошение.

Сельскохозяйственная мелиорация - комплекс технических, организационно-хозяйственных и социально-экономических меро-приятий, направленных на коренное улучшение неблагоприятных природных условий и повышение плодородия почв с целью полу-чения высоких, устойчивых урожаев сельскохозяйственных куль-тур.

Мелиорация активно воздействует на развитие сельского хозяй-ства, способствует улучшению жизни и деятельности человека. В. И. Ленин впервые указал на огромное социальное значение мелиорации. Он писал: «Орошение больше всего нужно и больше всего пересоздаст край, возродит его, похоронит прошлое, укрепит переход к социализму»*.

Мелиорация, изменяя водный режим почв в необходимом для сельскохозяйственного производства направлении, одновременно воздействует на воздушный, питательный, тепловой и агробиоло-гический режимы почв, повышает их плодородие и создает усло-вия для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Оросительные мелиорации подразделяют на следующие виды: ув-лажнительные, обводнение земель, удобрительные и отеплительные.

Наиболее распространены увлажнительные мелиорации. Назначе-ние их - восполнить дефицит влаги в почве или воздухе путем искусст-венной подачи воды. Применяют увлажнительные мелиорации во всех зонах страны, где имеется постоянный или временный дефицит влаги в почве.

Обводнение земель применяют в засушливых районах, где отсут-ствуют естественные водоисточники или сток воды в них кратковремен-ный и недостаточный. Назначение обводнения земель - обеспечить во-дой территорию для водоснабжения населения, водопоя скота и для других хозяйственных и технических нужд.

Удобрительное орошение проводят речными и сточными водами (хозяйственно-бытовыми, промышленными и животноводческими сто-ками) одновременно с увлажнением почвы.

Отеплительное орошение применяют для согревания почв и рас-тений, используя теплые воды ТЭЦ, ГРЭС, подземные и другие водо-источники. К отеплительным поливам относят также и специальные поливы, применяемые для борьбы с заморозками.

Разовое или однократно действующее орошение осуществляют путем задержания весенних талых вод на участке (лиманное) или додачи воды на участок во время летнего паводка (паводковое). При разовом орошении для создания запасов воды на случай засухи почву увлаж-няют на глубину до 1,5…2 м и более. Разовое орошение не всегда от-вечает требованиям сельскохозяйственных культур, метеорологическим и почвенным условиям. Его обычно применяют для орошения лугов, пастбищ и культур с коротким периодом вегетации. Разовое орошение представляет собой экстенсивный способ использования орошаемых земель и водных ресурсов.

В настоящее время для регулярного увлажнения применяют следу-ющие способы орошения: поверхностное самотечное, дождевание, внутрипочвенное (подпочвенное), капельное, мелкодисперсное.

8. Природная зональность России. Характеристика мелиоративных зон Рос-сии.

Зоны пустынь и полупустынь по природным условиям имеют много общего, резкой границы между ними нет. Общая площадь их составляет около 300 млн. га. Эти зоны отличаются континентальностью, сильной засушливостью, обилием света и тепла. Среднегодовое количество осадков составляет от 100 до 200…250 мм. В летние месяцы осадков выпадает очень мало. Среднегодовая испаряемость 1400… 1700 мм и более. Естественное увлажнение крайне недостаточно.

Температурный режим сильно колеблется в течение года. Средняя температура июля составляет 26…32 °С, а в зимний период она снижа-ется в отдельные периоды до -10 °С и даже -30 °С. Сумма температур воздуха более 10 °С составляет 3600…5500°. Безморозный период длит-ся в разных районах и в разные годы примерно от 195 до 254 дней.

Обилие тепла и света позволяет возделывать ценные теплолюбивые культуры - хлопчатник, рис, виноград и др. Однако выращивать эти культуры можно только при искусственном орошении. Естественное ув-лажнение здесь составляет от 7 до 20% водопотребления сельскохозяй-ственных культур. Поэтому орошение в зонах пустынь и полупустынь - главный фактор водообеспечения растений.

Орошение земель в этих зонах имеет ряд особенностей. В почве не создается достаточных запасов влаги от осенних и зимних осадков, по-этому необходимы поливы до посева сельскохозяйственных культур. Иногда весна бывает неустойчивая, холодная и затяжная, ведущая к пересеву культур, то есть неустойчивому поливному режиму весной. Высокие летние температуры и низкая влажность воздуха значитель-но увеличивают расход воды растениями с полей. Поэтому необходимы частые поливы большими нормами.

Площади орошаемых земель в Средней Азии могут быть увеличены за счет собственных водных ресурсов при более эффективном их ис-пользовании. В перспективе намечается переброска сюда воды из си-бирских рек.

Вновь орошаемые земли нередко требуют дренирования и промы-вок от солей. Освоение земель, расположенных высоко от источника орошения, возможно при условии машинного подъема воды, иногда на значительную высот}/. Эти земли обычно имеют большие уклоны, малую мощность каменистых почв, большую водопроницаемость. Орошение новых, высокорасположенных земель иногда приводит к подтоплению староорошаемых земель, расположенных ниже их.

В настоящее время при проектировании и освоении новых орошае-мых земель мелиорация их решается комплексно с учетом социальных факторов. Яркий пример этому - Голодная степь, районы Каракумско-го канала, Каршинская степь и другие объекты.

Степная зона отличается континентальным климатом с теплым ле-том и холодной зимой. Число дней со средними температурами более 10 °С колеблется от 180 на западе до 125 на востоке. Испаряемость до-стигает 700…800 мм и более, значительно превышая осадки. Естествен-ное увлажнение в степной зоне неустойчиво по годам и в течение веге-тационного периода. Осадки в разные годы составляют от 40 до 90% суммарного водопотребления культур. Годовое количество осадков уменьшается в направлении с запада на восток и с севера на юг; в европейской части зоны выпадает 350…500 мм, в азиатской - 250… 400 мм.

В степной зоне преобладает богарное земледелие. Однако она под-вержена действию засух, которые составляют от 20 до 30% лет и бо-лее и длятся от нескольких дней до 2…3 месяцев и даже от весны до осе-ни. Более часты и продолжительны весенние и раннелетние засухи, действующие особенно вредно на культуры весеннего сева. Поэтому для повышения урожайности сельскохозяйственных культур сущест-венное значение имеет влагонакопление в почве за счет осенних, зим-них и весенних осадков в результате проведения агротехнических и ме-лиоративных мероприятий. Орошение в степной зоне лишь дополняет недостающие естественные осадки. Оно также способствует более эф-фективному их использованию.

Орошение здесь носит иногда разреженный (выборочный) характер. Распространено регулярное и одноразовое (лиманное) орошение с ис-пользованием местного весеннего стока. В последние годы стало раз-виваться орошение на крупных массивах с использованием стока боль-ших1 рек - Волги, Дона, Днепра, Днестра, Терека, Кубани и др. Наи-более рационально здесь орошение садов, сахарной свеклы, овощных, бахчевых, зерновых и кормовых культур.

Во многих районах степной зоны сильно развита водная эрозия почв, ведущая к быстрому заилению прудов, иссушающая почву при образовании оврагов и затрудняющая механизацию полевых работ.

Лесная зона простирается от Балтийского до Охотского и Японско-го морей. Климат зоны в европейской части умеренно влажный, в Сибири резко континентальный, где морозы достигают -50 °С, а летние температуры могут превышать 30 °С. Среднегодовое количество осад-ков 450…650 мм, а на Тихоокеанском побережье - до 800 мм. Испаре-ние с водной поверхности в восточной части СССР составляет 300… 400 мм, увеличиваясь на западе до 400…600 мм и более. Следователь-но в среднем осадки примерно равны испарению, а в некоторых районах (на северо-западе зоны) превышают его.

Земледелие развито во всей лесной зоне. Дальнейшее развитие земледелия должно увязываться с рациональным ведением лесного хо-зяйства. В районах, где имеется избыточное естественное увлажнение и не обеспечен поверхностный или грунтовый сток воды, требуются осушительные мелиорации. Однако во многих районах летом бывают периоды, когда продолжительное время не выпадают осадки и такие влаголюбивые культуры, как овощи, кормовые и травы, нуждаются в искусственном увлажнении почв.

В лесной зоне обычно в почве создается достаточное количество влаги к весеннему периоду, но бывают отдельные годы, когда эти за-пасы недостаточны.

Мелиорация

Засушливые периоды летом бывают в разное время и различной продолжительности. Практика показывает, что даже в районе избыточного увлажнения овощные культуры испытывают недо-статок влаги весной и в начале лета в среднем один раз в два года. Орошение культур в засушливые периоды значительно увеличивает их урожаи.

В лесной зоне орошение носит эпизодический характер: в отдель-ные засушливые периоды поливают ценные влаголюбивые культуры и обычно на небольших площадях1. В последние годы орошение стало развиваться в овощеводческих и животноводческих хозяйствах вблизи крупных городов и промышленных поселков. Для орошения использу-ют также сточные воды: бытовые, промышленных предприятий и жи-вотноводческих комплексов. Развивается орошение культурных паст-бищ и лугов.

В лесной зоне имеются районы с недостаточным количеством осад-ков в летний период, где водопотребление превышает осадки и имеющиеся запасы влаги в почве. Очевидно, орошение здесь будет разви-ваться в связи с быстрым ростом населения, которое необходимо обес-печивать овощами и другими продуктами за счет производства в мест-ных условиях. Перспективно развитие в лесной зоре тепличных хозяйств. Основной способ полива в лесной зоне - дождевание.