Мероприятия по осушению почв

Методы и способы осушения земель

Под методом осушения подразумевают воздействия на водный режим почв с целью ликвидации их переувлажнения.
Применяют следующие методы осушения:

• Ускорение стока поверхностных и почвенных вод на объектах атмосферного питания на водоразделах и пологих склонах с тяжелыми почвами.
• Перехватывание поверхностных и грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию со стороны водосбора или со стороны реки (водоема).
• Понижение уровня грунтовых вод на участках, где переувлажнение или заболачивание – следствие высокого уровня грунтовых вод.
• Метод отеплительных мелиораций применяется в условиях многолетней мерзлоты, где переувлажнение связано с глубоким промерзанием покровных почвогрунтов.
• Метод двустороннего регулирования почвенной влаги связан с осушением и с увлажнением почвы.

Способы осушения – это технические и агротехнические приемы и средства, с помощью которых осуществляется тот или иной метод осушения.
В зависимости от различных условий рекомендуются следующие способы осушения:

• Осушение одиночными каналами и закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводопроницаемых минеральных почвах.
• Осушение закрытым дренажем маломощных торфяников, подстилаемых слабоводопроницаемыми грунтами и используемых под пашню.
• Торфяники мощные (более 1,5-2,0 м) предварительно осушаются открытыми каналами и кротовым дренажем, а затем после осадки торфа закладывается закрытый дренаж.
• Осушение торфяников открытыми каналами в сочетании с разреженным закрытым дренажем при использовании их под пашню и пастбища.

Осушительная система и ее элементы

Осушительная система – комплекс осушительных, увлажнительных, гидротехнических и других сооружений, обеспечивающих превращение торфяных болот и минеральных заболоченных земель в высокопродуктивные угодья и создающих благоприятные условия для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур.
В осушительные системы входят следующие звенья:

1. Осушаемая территория.
2. Регулирующая сеть – открытые каналы или закрытые дрены и собиратели, выводные борозды, ложбины, поглотительные фильтры и другие устройства, предназначенные для регулирования водно-воздушного режима почвы в корнеобитаемом слое.
3. Проводящая сеть – магистральные каналы разного порядка, закрытые и открытые коллекторы, предназначенные для приема воды из регулирующей и оградительной сети и отвода ее в водоприемник.
4. Оградительная сеть – ловчие и нагорные каналы, различные дрены, дамбы и другие устройства, предохраняющие осушаемые земли от затопления поверхностными и подземными водами со стороны водоприемника.
5. Водоприемники, принимающие с осушаемой площади и проводящей сети избыточные воды. Водоприемниками могут быть реки, озера, балки и другие искусственные и естественные водоемы. 6. Гидротехнические сооружения – шлюзы-регуляторы, трубопереезды, перепады, быстротоки, насосные станции, дренажные устья, колодцы, позволяющие управлять работой осушительной сети. 7. Дорожная сеть для эксплуатации мелиорируемых земель.

Культуртехнические работы на осушаемых землях

К культуртехническим работам относят удаление или уничтожение древесно-кустарниковой растительности, пней, камней и кочек, очистку площади от древесных остатков, первичную обработку почвы, планировку поверхности. Важное требование при выполнении работ по освоению мелиорируемых земель – максимальное сохранение плодородного слоя почвы на всех этапах гидротехнических и культуртехнических работ.

Наибольший объем работ приходится на удаление древесно-кустарниковой растительности и пней.
Расчистку земель от древесной растительности начинают с выбора всей деловой ее части. Затем мелколесье и кустарники срезают кусторезами, а оставшиеся пни и корни удаляют корчевальными машинами, после чего древесную массу вычесывают корчевальными боронами или измельчают и перемешивают с почвой машинами для фрезерования кустарника.
При удалении древесно-кустарниковой растительности неизбежен вынос гумусового слоя почвы, который компенсируется повышенными дозами органических удобрений.

Камни удаляются с поверхности почвы и скрытые на глубине до 0,30 м.
Уборка камней производится в два этапа – крупные и средние валуны удаляют корчевателями одновременно или сразу же после вывоза мелколесья и кустарника. Затем камнеуборочными машинами (УПК-0.6, МКП-1.5) убирают камни, извлеченные при обработке почвы.

Удаление кочек высотой 0,1-0,15 м производят тяжелыми дисковыми боронами за несколько проходов или фрезами. Более высокие кочки срезают бульдозерами или разделывают машинами типа МПГ-1.7, МТП-42.
В зимнее время кочки удаляют при глубине промерзания почвы не более 0,1 м и высоте снега до 0,15 м.

Выравнивание поверхности почвы включает капитальную планировку и выравнивание микрорельефа. Осуществляют эти работы бульдозерами, скреперами, грейдерами, планировщиками и аналогичными машинами.

Окультуривание осушаемых земель – важнейшее условие получения высоких урожаев и повышения продуктивности мелиорируемых земель. Комплекс окультуривания и повышения плодородия включает следующие основные мероприятия: систему обработки почвы мелиоративной направленности, подбор наиболее продуктивных культур и введение севооборотов, систему удобрений, известкование и гипсование, добавление минерального грунта к торфяным почвам.

Для скорейшего окультуривания торфоболотных почв в качестве предварительных культур возделывают пропашные на протяжении 2-3 лет. На почвах, где после культуртехнических работ остаются камни, корневые остатки, в первый год рекомендуется высевать однолетние и многолетние травы, на второй – озимые и картофель, на третий – пропашные. На низинных болотах в первый год освоения можно сеять овес, озимую рожь, на второй год – пропашные.

Источник

ОСУШИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Мелиорация – система научно-обоснованных организационно-хозяйственных, технических, биологических и других мероприятий, направленных на улучшение природных условий используемых территорий. Сельскохозяйственная мелиорация преимущественно ориентирована на улучшение почвенных, гидрологических и климатических условий сельскохозяйственных угодий и включает орошение, обводнение, осушение земель, противоэрозионные мероприятия, рассоление почв и т.д.

В зависимости от характера проведения мелиоративных мероприятий мелиорация земель подразделяется на следующие типы:

— гидротехническая мелиорация (осушение, орошение, двустороннее регулирование водного режима почв);

— агролесомелиорация (совокупность лесохозяйственных мероприятий, направленных на улучшение почвенно-гидрологических и климатических условий местности, делающих её более благоприятной для ведения сельского хозяйства. Основана на создании полезащитных лесных полос, облесении оврагов, крутых склонов и песков.);

— культуртехническая мелиорация (комплекс работ по расчистке земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней, мха, камней и иных предметов, рыхление, пескование, глинование, землевание, плантаж и первичную обработку почвы и иные культуртехнические работы);

— химическая мелиорация (система мер химического воздействия на почву для улучшения её свойств и повышения урожайности сельскохозяйственных культур- известкование, гипсование, кислование почв).

Экологические последствия оросительной мелиорации (орошения). Наиболее эффективным способом использования земельных ресурсов в сельском хозяйстве остается орошаемое земледелие. Орошаемые земли составляют всего 14,3% общей площади пашни планеты, но на них получают более 40% всей сельскохозяйственной продукции. Около 60% всех орошаемых площадей мира приходится на долю четырех стран: Китая-85,2 млн. га (45% обрабатываемой площади), Индии — 36.4 (21%), США-16,5 (9%), бывшего СССР — 16,0 (7% обрабатываемой площади).

Оросительная мелиорация (искусственное увлажнение почвы для повышения ее плодородия) является одним из важнейших направлений интенсификации сельскохозяйственного производства в регионах с недостаточным и неустойчивым естественным увлажнением. Однако при чрезмерном орошении может наблюдаться повышение уровня грунтовых вод, что может привести к заболачиванию, уменьшению количества гумуса, ухудшению водно-физических свойств почвы, ее уплотнению.

Одно из наиболее опасных последствий орошения – засоление земель. Ежегодно из-за засоления на планете выпадает из оборота более 300 тыс. га орошаемых земель, а общая площадь засоленных и ставших бесплодными земель достигает 25 млн га.

К настоящему времени в России в неудовлетворительном состоянии находится 771 тыс. га орошаемых земель, в том числе из-за недопустимой глубины залегания уровня грунтовых вод 325 тыс. га, из-за засоления – 292, из-за одновременного действия обоих предыдущих факторов – 154 тыс.га. Общая площадь учтенных засоленных земель в России составляет 38,4 млн га (19,9% всех сельхозугодий), из которых 34% — пашня и 66% — солонцы. Засоленные почвы преобладают в засушливых регионах. Однако процесс засоления возможен и при высоком увлажнении. При необоснованно увеличенных нормах полива, при потерях оросительной воды из каналов происходят повышение уровня грунтовых вод и подъем растворимых солей по капиллярам почвы.

Засоление почв представляет собой повышение содержания в них легкорастворимых солей (карбоната натрия, хлоридов, сульфатов). Если процесс засоления обусловлен засоленностью почвообразующих пород, привносом солей грунтовыми и поверхностными водами, то засоление называют первичным или остаточным. В природных условиях засоление почв происходит в засушливых районах Поволжья, юга Украины, Южного Казахстана и Средней Азии, обычно в понижениях рельефа (солончаки, некоторые группы солонцов). Характерна изреженная галофитная растительность.

Вторичное засоление почвы возникает главным образом в орошаемых районах в результате избыточных поливов, которые повышают уровень соленых грунтовых вод. При недостаточном дренаже вторичное засоление может привести к катастрофическим последствиям. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, орошаемое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выщелачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, заболачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение. Из-за большого накопления солей в почвах обширные массивы орошаемых земель становятся непригодными для земледелия и их приходится выводить из сельскохозяйственного использования. Вторичное засоление почв на орошаемых участках часто сопровождается загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, нитратами, соединениями бора.

Почвы считают засоленными, если они содержат более 0,10% по массе токсичных для растений солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов натрия, кальция и магния) или более 0,25 солей в плотном остатке (для безгипсовых почв).

Один из основных методов оценки процесса засоления – составление солевого баланса для данной почвы или земельного массива. Выделяют 3 типа солевого баланса почв: стабильный (запас солей в почвенной тоще не изменяется); баланс засоления (запас солей в почве возрастает); баланс рассоления (запас солей в почвенной толще уменьшается).

Неблагоприятное влияние засоления почвы на развитие сельскохозяйственных культур связано не только с повышенным осмотическим давлением почвенного раствора, ухудшением водно-физических свойств почв, особенно в провинциях содового засоления, и неблагоприятным солевым составом, но и с повышенной концентрацией соединений бора, которая может достигать токсичного для растений уровня – 0,3-1,0 мг/л.

Присутствие в почвах легкорастворимых солей неблагоприятно влияет на рост и развитие растений, что связано с совокупным действием трех различных факторов: высокое осмотическое давление почвенного раствора, специфическое воздействие (некрозы, угнетение роста и развития растений) Cl — , SO₄ 2- _, HCO₃ — , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , иногда NO₃ — и K + ; резкое ухудшение физических свойств почв в присутствии Na + .

Преобладающую роль обычно играет высокое осмотическое давление почвенного раствора, обусловленное возросшим содержанием растворенных солей и приводящее к ухудшению поглощения влаги растениями. Поэтому на засоленных почвах растения часто страдают от засухи даже при высокой влажности почвы.

Установлено, что концентрации 0,10-0,15% являются предельными для очень чувствительных к засолению культур, 0,15- 0,35% — вредны для большей части культур, 0,35-0,7% — пригодны для устойчивых, более 0,7% — для очень устойчивых культур. При содержании обменного натрия 10-15 % от емкости обменных катионов растения плохо развиваются и более 20-35% сильно угнетаются. Урожайность хлопчатника при слабом засолении уменьшается на 20-30%, кукурузы — на 40-50, пшеницы на 50-60%. На среднезасоленных почвах урожайность хлопчатника уменьшается еще в 2 раза, пшеница угнетается и погибает.

Засоление, обусловленное длительным нахождением в корнеобитаемом слое грунтовых вод, часто становится причиной заболеваний подземной части растений, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

В условиях орошаемого земледелия в степной и аридной зонах основной экологической проблемой при освоении засоленных почв является предотвращение вторичного её засоления. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа для понижения уровня грунтовых вод), мелиоративным (нормирование числа, сроков и норм полива; промывка мелиоративных систем), агрономическим (использование растений-улучшителей, глубокое рыхление почвы, поддержание верхнего слоя почвы в рыхлом состоянии, планировка полей). Проблема, тесно связанная с экологической — нормирование качества возвратной (дренажной) воды, сбрасываемой с полей орошения, содержащих включения минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Она является особенно актуальной для пустынной и полупустынной зон России, где водные ресурсы весьма ограничены и существует опасность их истощения.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления — применение дождевальных установок с дозированной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния приземного воздуха, вида культуры и др.), капельного и внутрипочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж. К мерам предупреждающего характера относится посадка деревьев вдоль оросительных каналов. Древесные растения расходуют большое количество воды в процессе транспирации, и благодаря этому играют роль биологического дренажа, усваивая фильтрационную воду и понижая уровень грунтовых вод. При этом уменьшается испарение воды с поверхности почвы, и ослабляются процессы засоления.

Основной мелиоративный прием, направленный на повышение продуктивности засоленных почв, — промывки водой, благодаря которым при наличии дренажа из почвенного профиля удаляются легкорастворимые соли, т.е. соли, растворимость которых более 2 г/л. После нее проводят окультуривание почвы путем внесения навоза и других местных удобрений, минеральных удобрений. В первый период освоения на мелиорируемых участках вводятся специальные переходные севообороты, в которых используют относительно солеустойчивые виды растений, такие как люцерна, джугара, ячмень, просо, сорго, суданская трава, чумиза, подсолнечник, свекла, пшеница и некоторые другие культуры-освоители. Промывку сильно засоленных почв нередко сочетают с выращиванием риса на мелиорируемой площади для снижения капитальных затрат на освоение этих территорий.

Экономия воды в орошаемом земледелии является одной из наиболее ответственных задач водного хозяйства страны. Главный путь ее решения: повышение коэффициента полезного действия (к.п.д.) оросительных систем, который меняется в весьма широких пределах. Это означает, что в старых мелиоративных системах на пути от источника водозабора до корнеобитаемого слоя орошаемого поля теряется от 65 до 75 % воды. В среднем КПД оросительных систем во всем мире составляет всего 37%, что свидетельствует о необходимости всестороннего совершенствования систем и технологий орошения.

Экологические последствия осушения почв. Осушение — мероприятия по снижению уровня грунтовых вод и уменьшению влажности верхних слоёв почвы в рамках мелиорации. Обычно применяется в зоне избыточного увлажнения, где количество выпадающих осадков преобладает над испарением и образуется заболоченность местности. При осушении уменьшается влажность почвы, снижается её температура, деятельность микроорганизмов уменьшается. Устранение избыточной влаги достигается откачиванием вод осушительным инженерным оборудованием; дренажными системами; или высадкой пород деревьев, эффективно испаряющих влагу из почв.

Общая площадь осушенных земель составляет 160,6 млн га, или более 11% мировой площади пашни и многолетних насаждений. В Европе осушенные земли составляют 70% всей мелиорированной площади континента. Общий мелиоративный фонд в районах достаточного увлажнения России составляет 75,3 млн га. В 38 административных образованиях избыточно увлажненные емли составляют около 30% общей площади сельскохозяйственных угодий, а в отдельных областях превышают 40%. Наиболее нуждаются в осушении земли нечерноземной зоны, Сибири и Дальнего Востока.

Основные методы и техника осушения болот и заболоченных переувлажненных земель в зависимости от типа их питания:

— при атмосферном типе питания – устройство открытой системы каналов, закрытых дрен, кротование, глубокую вспашку и др. в сочетании со строительством каналов;

— при грунтовом и грунтово-напорном типе – строительство открытых каналов, закрытых дрен и разгрузочных скважен, вертикальный дренаж;

— при склоновом типе – строительство нагорных каналов, противоэрозионные мероприятия на склонах;

— при намывном типе – строительство дамб, обвалование, регулирование русел рек и речного стока (строительство водохранилищ, переброска части стока в другие бассейны и др.).

Нежелательные процессы, которые могут развиваться в почвах под влиянием осушения:

а) в минеральных почвах легкого гранулометрического состава

– интенсивная минерализация органической части (растительных остатков и гумуса;

— подкисление почвенного раствора;

— появление и вынос продуктов разложения и подвижных веществ, в том числе питательных, с дренажными водами (с последующей возможностью закупорки дрен);

б) в минеральных почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава

— аналогичные процессы, но с большей выраженностью подкисления и меньшими потерями подвижных элементов с дренажными водами;

в) в органогенных почвах

— обезвоживание органического вещества, его гидрофобизация (несмачиваемость) в результате переосушения;

— интенсификация минерализации торфа и образование при этом в избыточных количествах (для растений) аммиака, нитратов и переход их из почвы в воздух в виде молекулярного азота и в грунтовые воды в виде NH₄ + NO₃ — .

Отмечаемое ухудшение водного режима в районах мелиоративных работ связано с недостатками в проектировании, строительстве и эксплуатации мелиоративных систем. Неблагоприятные экологические последствия осушения земель заключаются в их переосушении, вследствие чего снижается уровень грунтовых вод в прилегающих территориях и происходит уменьшение величины устойчивого стока в реки, а в ряде случаев на прилегающих территориях наблюдается подсыхание лесов и исчезновение влаголюбивой растительности. Вместе с тем, повышенная густота открытой осушительной сети может привести к повышению весенних максимумов стока на малых реках. На крупных мелиоративных системах наблюдается существенное обеднение растительного и животного мира. Низкое качество осушительной мелиорации может привести к вторичному заболачиванию почвы.

Дата добавления: 2016-04-22 ; просмотров: 2367 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник