Допустимые пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя.

МЕЛИОРАЦИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ РОССИИ

Учебное пособие

Допущено Департаментом научно-технической политики и образования Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов сельскохозяйственных высших учебных заведений обучающихся по специальностям 320500 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», 320600 - «Комплексное использование и охрана водных ресурсов», 330200 - «Инженерная защита окружающей среды», по направлению «Природообустройство».

МОСКВА 2005

УДК 631.6

М15

Максимов С.А.

Мелиорация сельскохозяйственных земель в Нечерноземной Зоне России. Учебное пособие./ М.: МГУП, 2004, 103 с.;

Рецензенты:

д.т.н. Пчелкин В.В. (Доцент кафедры мелиорации и рекультивации земель Московского государственного университета природообустройства)

д.т.н. Губер К.В. (Заведующий отделом мелиорации земель Всероссийского научно исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова)

Учебное пособие подготовлено по материалам лекций и практических занятий, которые автор проводит со студентами по курсу «Мелиорация и охрана земель». В основу лекций положены работы А.Н. Костякова, С.Ф. Аверьянова, А.И. Голованова

Учебное пособие предназначено для студентов 3-го курса эколого-мелио-ративного факультета обучающихся по специальности 320500 Мелиорация рекультивация и охрана земель и 330200 Инженерная защита окружающей среды, специализация 330201 защита окружающей среды в водном хозяйстве

Табл. 12. Ил. 37. Прил. 7. Библиогр.: назв. 18.

Введение

Мелиорация земель является важной составляющей природообустройства.

Мелиорация – это коренное изменение компонентов природы, осуществляемое для повышения потребительской стоимости (полезности) земель.

В отличие от временных мероприятий по улучшению земель (расчистка поверхности, вспашка, удобрения и т.п.) мелиорация приводит к фундаментальному длительному изменению природных условий или компонентов природы, сохраняющемуся десятки и сотни лет.

Мелиоративные мероприятия проводятся на землях различного целевого назначения.

В курсовом проекте рассматриваются мелиоративные мероприятия на землях сельскохозяйственного назначения.

Потребность в интенсификации земледелия и понимание роли современной хозяйственной деятельности человека как фактора преобразующего природу, приводят к необходимости переосмысления цели мелиораций и разработки более глубокого и разностороннего подхода к обоснованию и развитию новых методов и технологий в мелиорации.

Для правильного понимания цели и сущности мелиорации сельскохозяйственных земель необходимо определить главный объект воздействия. Таким объектом мелиоративного воздействия является почва. Необходимо учитывать, что почва является одним из ведущих средств сельскохозяйственного производства. В результате хозяйственной деятельности почва может менять свою потребительскую полезность и стоимость.

Целью мелиорации сельскохозяйственных земель является расширенное воспроизводство плодородия почвы для получения рациональной урожайности сельскохозяйственных культур при экономном расходовании природных ресурсов, с недопущением или компенсацией ущерба окружающей среде.

Сущность мелиорации сельскохозяйственных земель заключается в целенаправленном качественном изменении состава и свойств почв и управлении почвенными процессами.

В результате мелиорации земли приобретают новое качество, новую ценностную характеристику функционально существенных ее свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие от одних участков земли и сходство с другими.

Классические мелиоративные приемы и технологии имеют огромное значение при проведении мероприятий по инженерной защите окружающей среды.

Мелиоративные технологии – это сложные дорогостоящие ресурсоемкие энергоемкие мероприятия, которые проводятся в течение длительного времени. Для их осуществления необходимо создание комплекса сложных инженерных сооружений и устройств, надежно функционирующих в разнообразных природных условиях. Эти природные условия чрезвычайно изменчивы и часто даже экстремальны.

Мелиоративная система, т. е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, является сложной инженерной системой и рассматривается как природно-техногенный комплекс.

Для того чтобы система гармонично функционировала, она должна быть создана с учетом детальных знаний о сложных процессах, протекающих в природе, связях между компонентами природы, обмене веществом, энергией, информацией.

При создании мелиоративных систем необходимо соблюдать принципы природообустройства.

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.);

· объекты энергетического обеспечения;

· дороги;

· гидротехнические сооружения;

· средства контроля, связи, автоматизации и управления, обеспечивающие обратную связь между управляющими воздействиями и управляемым объектом и мониторинг состояния мелиорируемой и прилегающей территории;

· природоохранные сооружения;

· производственные базы; служебные и жилые помещения службы эксплуатации и консультативной службы, осуществляющей постоянное взаимодействие между землепользователями и мелиораторами.

Часто обоснование и проектирование тех или иных видов мелиораций осуществлялось с учетом явного приоритета требований сельскохозяйственного производства и повышения урожайности сельскохозяйственных культур, без объективно необходимого анализа последствий тех коренных изменений, которые неизбежно происходят практически во всех компонентах природы после проведенных мероприятий.

Вместе с ростом урожайности сельскохозяйственных культур в результате мелиорации земель отмечаются и негативные побочные эффекты, приносящие значительный ущерб окружающей среде. К таким негативным эффектам можно отнести:

· Вымыв питательных веществ из почвы в подстилающие грунты и грунтовые воды в результате усиления промывного режима.

· Повышение минерализации органического вещества почвы (эта проблема характерна для черноземов и торфяно-болотных почв).

· Усиление водной и ветровой эрозии почв в результате сведения леса, распашки земель и ускорения поверхностного стока.

· Изменение условий почвообразования в результате мелиорации. Это приводит к коренному изменению содержания и направленности почвообразовательных процессов и, как результат, к образованию новых антропогенных почв. Так, строительство польдерных систем в поймах рек прекращает аллювиальный почвообразовательный процесс. В аридной зоне орошение существенно изменяет сероземный процесс почвообразования. В степной зоне распашка черноземов прерывает естественный процесс их образования, а орошение, хотя оно и является дополнением к атмосферным осадкам, качественно меняет естественный режим их увлажнения с ритмичным чередованием периодов глубокого промачивания и длительных периодов иссушения почвы.

· Загрязнение водоемов и подземных вод химическими и биологическими веществами, поступающими в них с дренажными водами, приводит к усилению геологического круговорота веществ.

· Изменение гидрологической и гидрогеологической обстановки на сопредельных территориях. Понижение уровня грунтовых вод на территории соседних с осушительными системами и его повышение рядом с оросительными системами. Изменение гидрографа стока на реках - водоприемниках и реках - водоисточниках гидромелиоративных систем.

При проектировании и проведении мелиоративных мероприятий необходимо помнить, что встроенные в ландшафт или в геосистемы любого ранга искусственные сооружения (мелиоративные системы) или вносимые в него новые элементы (посевы новых культур, здания, сооружения) должны функционировать в нем, подчиняясь природным законам [13].

Введение должно содержать общие положения, а также цели и задачи курсового проекта. Объём пояснительной записки – 1-2 страницы. Для выполнения рекомендуется использовать лекционный материал и приведенную в конце методических указаний литературу.

Общие требования к оформлению курсового проекта

Минеральные избыточно увлажненные или заболоченные земли расположены в одном из районов Нечерноземной зоны РФ.

Требуется запроектировать мелиоративную систему для проведения регулярных мероприятий, обеспечивающих инженерную защиту земель от негативного воздействия неблагоприятных природно-климатических факторов. Мероприятия проводятся для повышения потребительской стоимости, полезности земель и повышения эффективности сельскохозяйственного производства на данном участке. Запроектированные мероприятия должны обеспечивать оптимальный мелиоративный режим на данном участке.

Исходные данные, необходимые для выполнения курсовой работы указываются преподавателем в бланке задания на курсовое проектирование:

1. Фамилия имя, отчество студента;

2. Местоположение объекта (одна из областей Нечерноземной Зоны России);

3. Топографический план участка мелиорации в масштабе М=1:5000 или М=1:10000;

4. Данные, в зависимости от варианта, необходимые для проведения прогнозных расчетов:

· метеорологические - даты и количество осадков, подекадные значения суммарного испарения;

· почвенные - мощность почвенных слоев, водно-физические свойства почв, мощность и характеристика подстилающих горизонтов;

· гидрогеологические - информация о положении глубины грунтовых вод до осушения, начальная эпюра влажности;

· данные характеризующие биологические особенности растений и их потребность в воде;

5. Соотношение площади водосбора F_в, и площади заболоченной территории F_заб задается преподавателем F_в/F_заб = n;

6. Сведения о предполагаемом сельскохозяйственном использовании мелиорируемых земель (вид севооборота);

Культуры, входящие в состав овоще-кормового севооборота на минеральных почвах: 1-е поле яровые зерновые + подсев многолетних трав; 2-е поле- многолетние травы; 3-е поле- многолетние травы; 4-е поле- свекла кормовая; 5-е поле- картофель; 6-е поле- капуста;

7. Марка дождевальной машины. Возможные варианты - «Волжанка», «Фрегат», «Днепр»;

8. Источник орошения (река, водохранилище и т.п.);

Перечисленные данные принимаются по приложениям настоящих методических указаний;

Студенту необходимо построить гидрогеологический разрез по указанному преподавателем створу на топографическом плане участка проектирования, на основании данных о свойствах и строении почв и подстилающих грунтов, положении УГВ до осушения (рис. 2);

В Курсовом проекте должны быть: пояснительная записка и чертежи. Пояснительная записка выполняется на персональном компьютере. Распечатка производится только с одной стороны листа бумаги формата А4. Текст записки должен быть оформлен шрифтом Times New Roman Cyr размером 14 pt, через 1.5 интервала. Левое поле 30 мм, правое поле 20 мм, верхнее поле 20 мм, нижнее поле 20 мм. Все страницы, таблицы и рисунки пояснительной записки должны быть прономерованы. Записка представляется в сброшюрованном виде вместе с чертежами.

К пояснительной записке курсового проекта прилагается следующий графический материал:

1. Генплан осушительно-увлажнительной системы в масштабе М=1:5000 или М=1:10000. На генплане условными знаками необходимо показать все запроектированные сооружения и элементы осушительной и оросительной сети: каналы и сооружения на них, закрытые осушительные и оросительные трубопроводы и запорно-регулирующая арматура, дороги, лесополосы, границы зон осушительного действия открытых элементов осушительной сети, границы природоохранных зон, границы севооборотного участка. Рекомендуемые условные обозначения приведены в таблице Приложения 3;

2. Гидрогеологический разрез по створу А-Б на миллиметровой бумаге;

3. Продольные профили элементов осушительной сети с поперечными сечениями по всем элементам расчетной цепочки. Чертежи выполняются карандашом на миллиметровой бумаге;

4. Схемы, иллюстрирующие сопряжение элементов осушительной сети в вертикальной плоскости;

5. Распечатки и графики по результатам прогнозных расчетов;

6. Рисунок, иллюстрирующий последовательность проведения гидравлического расчета закрытого коллектора;

7. Калька с генплана осушительной сети, на которой размещаются дождевальные машины, насосное оборудование, трубопроводы оросительной сети и арматура (задвижки, гидранты, вантузы и пр.);

8. Продольный профиль по трубопроводам оросительной сети;

9. Принципиальные схемы принятых в проекте природоохранных мероприятий;

При выполнении чертежей необходимо соблюдать установленные стандарты и условные обозначения.

Курсовой проект должен иметь титульный лист, выполненный по форме, представленной в Приложении 1. Бланк задания располагается перед оглавлением в записке курсового проекта.

Объём пояснительной записки ориентировочно составляет 25…35 страниц.

1 Природно-климатические условия

Участок, на котором производится проектирование мелиоративной системы, расположен в одной из нечерноземных областей центрального экономического района России.

Ниже приводятся природно-климатические данные общего характера для областей центрального экономического района России.

Бóльшая частьНечерноземной Зоны России расположена на Восточно-Европейская равнине. На западе и юге которой находятся Валдайская, Смоленская, Московская и Среднерусская возвышенности, а на северо-востоке - Галичская возвышенность. Восточная половина и юго-запад Нечерноземной Зоны России заняты обширными низменностями: на западе Днепровско-Двинской, на юго-западе Днепровско-Деснинской, на востоке и юго-востоке Мещерской и Окско-Донской, на севере и северо-востоке Верхне-Волжской и Ветлужско-Унженской. На этих низменностях отдельными небольшими площадями расположены возвышенности: Овинищенская, Даниловская, Угличская, Галицкая, Бежецкий верх, Лесная и Тверская гряды и Окско-Цнинское плато.

За четвертичный период Восточно-Европейская равнина четыре раза подвергалась оледенениям. Окское, самое древнее, оледенение достигло линии южнее городов Рославля и Чекалина в Смоленской области. Днепровское (максимальное) покрывало льдами почти всю территорию центра, за исключением юга Орловской и востока Брянской областей. Московское оледенение достигло линии Рославль - Калуга - Подольск на Волге, Галич. Последнее (Валдайское) с границей Смоленск-Пречистое, Андреаполь, Селижарово, Вышний Волочек, Пестово закончилось 15 тыс. лет назад.

Ледниковые образования - морены, представленные валунными суглинками, иногда глинами или супесями (чаще красно-бурого, реже темно-серого цвета), и отложения талых ледниковых вод (пески, супеси, суглинки) широко распространены на территории всего района. Морена на северо-западе выходит на поверхность. В других районах она погребена под флювиогляциальными (водноледниковыми) песками и супесями или перекрыта безвалунными элювиальными покровными суглинками.

Водноледниковые пески образовали обширные зандровые равнины Мещерской, Днепровско-Деснинской, Днепровско-Двинской, Верхне-Волжской и Ветлужско-Унженской низменностей. Валдайская возвышенность, покрывавшаяся последним оледенением, имеет типично ледниковый, то есть холмисто-моренный рельеф. Такой же рельеф был характерен ранее и для других возвышенностей, но позже он был сглажен процессами выветривания, частично переработан талыми водами ледников Московского и Валдайского оледенения.

В пределах НЧЗ широко распространены эрозионные формы рельефа - балки, овраги, речные долины с двумя уровнями поймы и несколькими террасами, как следствие оледенения. Образовался рельеф, получивший название вторичной моренной равнины, соединивший в себе черты моренного и эрозионного рельефа. Среднерусская возвышенность и Северные Увалы имеют эрозионный рельеф - хорошо выраженную сеть балок, оврагов и речных долин.

Поверхность низменностей плоская, волнистая, а иногда холмистая.

В современных рельефообразующих процессах главное место занимает эрозия. Эоловые, карстовые, оползневые и другие процессы имеют меньшее распространение.

Области, входящие в состав юго-западной части Нечерноземной Зоны России располагаются от 52° С.Ш. до 59°30’ С.Ш. и представляют Центральный экономический район(рис. 1).

Продолжительность дня в самый короткий день (22 декабря) у параллели 60° С.Ш. равна 5 ч 36 мин, а у 52° С.Ш. - 7 ч 48 мин, а в самый продолжительный день (22 июня) для тех же широт составляет соответственно 18 ч 48 мин и 16 ч 42 мин. В течение года солнечное сияние составляет для большей части Нечерноземной Зоны около 1700 ч.

Высота стояния солнца над горизонтом в летние дни на 59°30' С.Ш. достигает 53°47', а на 52° С.Ш. -61°27’. Приток солнечной радиации изменяется от 3352∙10⁶ Дж/м² в год на севере до 3855∙10⁶ Дж/м² в год на юге. Из этого количества тепла теряется на отражение около 70%, а, 30% остается в виде положительного радиационного баланса и расходуется на нагревание земной поверхности и испарение.

В юго-западных областях НЧЗ России в течение года преобладают континентальные воздушные массы умеренных широт в виде циклонов, как правило, приходящие из Атлантики, и находящиеся под действием господствующего в северном полушарии западного переноса воздушных масс. Зимой - это теплый воздух, ослабляющий морозы, вызывающий снегопады и даже оттепели, летом - прохладный, смягчающий жару. В местные континентальные воздушные массы часто вторгается холодный арктический воздух. Он вызывает резкое похолодание зимой, заморозки весной, в начале лета и осенью. Летом арктический воздух бывает относительно тёплым, и его вторжение приводит к установлению антициклональной погоды с безоблачным небом. При длительной задержке антициклона происходит сильное прогревание воздуха и земной поверхности, что может привести к засухе. Иногда сюда проникают тропические воздушные массы, сильно прогретые в южных районах бывшего СССР или в Афганистане, Иране, Турции.

Осадки связаны с прохождением циклонов, поступающих из Арктики, Атлантики или Средиземноморья, а также циклонов зарождающихся над территорией Среднерусской равнины под воздействием смешивающихся прогретых континентальных и пришедших с запада влажных морских воздушных масс. Летом к циклональным осадкам могут прибавляться конвективные, образующиеся в результате сильного местного прогрева воздуха, быстрого его подъема и конденсации содержащихся в нем водяных паров.

Рис. 1 Центральный экономический район России

В климате юго-западных областей Нечерноземной Зоны России нет резких переходов, что обусловлено равнинной поверхностью. Однако количество осадков на возвышенностях немного увеличивается, а на низменностях - уменьшается. Низины более подвержены заморозкам, так как над ними холодный воздух застаивается дольше. Снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания. На равномерность распределения снега сильно влияют лесные массивы.

Смягчающее влияние на климат оказывают и крупные водохранилища - Рыбинское, Волжское, Иваньковское и др.

К особенностям климата можно отнести: четко выраженную сезонность; умеренность летней жары и зимних холодов. Отрицательными особенностями климата являются заморозки поздней весной и ранней осенью. Сильная изменчивость погоды в отдельные годы, приводит к чрезмерному переувлажнению или к засухам, к частым оттепелям или большим холодам зимой, что наносит вред посевам озимой пшеницы.

Самый холодный месяц - декабрь. Среднемесячная температура в Вохме (Костромская область) - 11,5° С, в Новозыбкове (Брянская, область) - 4,6° С.

Снежный покров лежит около 120 суток. Наибольшая высота снега устанавливается в последней декаде февраля или в первой декаде марта и достигает в среднем в Москве 46 см, в Костроме - 50, в Брянске – 30 см. Температура почвы под снегом во всех областях одинакова: на глубине 10 см около - 1° С, на глубине 50 см чуть выше 0° С.

Весной переход среднесуточной температуры воздуха через 5° С соответствует началу вегетационного периода и происходит обычно во второй или третьей декаде апреля. Начало активной вегетации совпадает с переходом среднесуточной температуры через 10°С, и наступает обычно в первых числах мая. Продолжительность вегетационного периода и периода активной вегетации в среднем составляет соответственно в Москве 175 и 135 суток, в Злынке (Брянская область) - 191 и 151, в Вохме (Костромская область)-155 и 113 суток.

Летом осадков выпадает больше, чем в другое время года (56-81мм в июне, 66 - 97мм в июле, 58 - 87мм в августе). Они не растянуты, как осенние мороси или зимние снегопады, а более интенсивны; (иногда ливни с грозами). Самый теплый месяц - июль. Среднемесячная температура от 17°С (Вязьма, Смоленская область) до 19,5°С (Орловская область).

Сумма среднесуточных температур изменяется от 1600°С на крайнем северо-востоке до 2400°С на юге Брянской области.

Континентальность климата усиливается, а количество осадков уменьшается в направлении с северо-запада на юго-восток.

В юго-западных областях Нечерноземной Зоны России распространены следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые песчаные, супесчаные, суглинистые, и глинистые; серые лесные; оподзоленные и выщелоченные черноземы; пойменные (аллювиальные); подзолисто-болотные и болотные.

Дерново-подзолистые почвы распространены в Ярославской, Костромской, Московской, Смоленской, Тверской, Калужской областях. Эти почвы с невысоким естественным плодородием, кислые, хорошо окультуриваются.

Средне- и слабо- дерново-подзолистые почвы распространены на значительных территориях Брянской, Владимирской, Ивановской, Калужской, Московской, Смоленской и Тверской области. Они занимают пологие склоны волнистых равнин, плоские водоразделы и пониженные участки и на всех площадях, где пески и супеси подстилаются тяжелыми почвами (чаще всего - моренными суглинками). Средне- и слабо- дерново-подзолистые почвы используются под луга и пашни.

Песчаные и супесчаные почвы тянутся широкой полосой по левобережным террасам Десны и по террасам других рек. Они беднее суглинистых, но менее оподзолены.

Серые лесные почвы широко распространены на севере и западе Среднерусской возвышенности - в Рязанской, Владимирской, Тульской, Орловской и Брянской областях. Серые, светло-серые и темно-серые лесные почвы являются переходными от дерново-подзолистых почв к черноземным. По плодородности темно-серые лесные почвы приближаются к черноземам, а светло-серые и серые почвы - к дерново-слабоподзолистым. Темно-серые лесные, светло-серые и серые почвы нуждаются в известковании и удобрении. Распаханность серых лесных почв составляет 60-80%. На них выращиваются лен, корнеплоды, капуста, картофель, пшеница, рожь и пр.

Выщелоченные и оподзоленные черноземы занимают части Орловской, Тульской, Рязанской областей, они распаханы на 60-80%. На них выращиваются пшеница, рожь, подсолнечник и сахарная свекла, морковь.

Аллювиальные почвы распространены на Окской пойме в Рязанской области. Аллювиальные почвы преобладают в поймах рек, а иногда и на первой надпойменной террасе. Эти почвы богаты гумусом и обладают высоким плодородием.

Болотные и подзолисто-болотные почвы распространены в Верхневолжской низине, по левобережью Десны, в Мещере, по рекам Ветлуге и Унже. Эти почвы преобладают в междуречьях и в речных долинах. Болотные и подзолисто-болотные почвы образовались в условиях избыточного увлажнения, заняты лугами, лесом, кустарником, среди них много торфяников.

Юго-западные области Нечерноземной Зоны России имеют густую, хорошо выраженную сеть рек бассейнов Волги, Днепра, Дона, Западной Двины. Водораздел бассейнов этих рек проходит по Валдайской, Смоленско-Московской и Среднерусской возвышенностям и Окско-Донской низменности. Течение рек (за исключением пересекающих Валдайскую возвышенность) спокойное. Уклоны русел составляют несколько сантиметров на километр длины. Долины рек, текущих в меридиональном направлении, как правило, широкие с асимметричными берегами (крутым правым и пологим с террасами левым). Питание рек дождевое, грунтовое и снеговое, на долю последнего приходится 55 - 65% годового стока. Дождевое питание составляет для рек Верхней Волги 10 - 15%, Верхнего Днепра 24%, а грунтовое питание достигает 33% общего баланса. В летнюю и зимнюю межень питание рек почти целиком грунтовое.

В Рязанской области на плоских пространствах Окско-Донской низменности рассеяны многочисленные плохо дренированные участки с мелкими блюдцеобразными просадочными западинами, образованными в результате выщелачивания карбонатов из лессовидных суглинков. Эти западины иногда заняты озерами, чаще заболочены или слегка переувлажнены. В речных долинах много пойменных озер. В Мещерской низменности, Валдайской возвышенности встречаются карстовые озера.

Болот много в Мещерской, Верхневолжской, Днепровско - Деснинской и Днепровско - Двинской низменностях и на северо-западе Центрального района.

Грунтовые воды питают реки, озера и служат источником водоснабжения. Верхние водоносные горизонты, как правило, невелики и после соответствующей очистки пригодны только для водоснабжения небольших населенных пунктов. Воды, залегающие в коренных породах, имеют пластовый характер, а также разные напорность, дебит и глубину. В Москве, Твери, Рузе имеются минеральные воды.

Таблица 1‑1

Составляющие водного баланса областей центрального экономического района Нечерноземной Зоны России за многолетний период.

Среднемноголетние значения составляющих водного баланса областей Центрального экономического района Нечерноземной Зоны России приведены в таблице 1-1.

В данной главе студент должен проанализировать особенности климатических условий охарактеризовать почвы на участке проектирования и привести основные составляющие водного баланса территории.

2 Определение типа водного питания

Для обоснования необходимых мелиоративных мероприятий определяют тип водного питания участка проектирования.

Под типом водного питания понимают основной источник поступления воды, который при определенных природных условиях приводит к переувлажнению почвы.

Тип водного питания зависит от климата, гидрогеологических условий, почвенного и растительного покрова, рельефа, местоположения участка относительно основных элементов рельефа. Выделяют четыре типа водного питания земель:

1. Атмосферный;

2. Грунтовый:

а) приток грунтовых вод с водосбора (поток грунтовых вод);

б) бассейн грунтовых вод (грунтово-инфильтрационный);

в) приток фильтрационных водиз рек и водохранилищ;

3. Грунтово-напорный;

4. Намывной:

а) делювиальный - приток поверхностных вод с водосбора или склоновый;

б) аллювиальный - приток поверхностных вод из рек, озер и водохранилищ.

Существует два метода определения типа водного питания: количественный (метод водного баланса) и качественный (по признакам).

В курсовом проекте можно применить второй метод.

Для определения типа водного питания по признакам необходимо иметь гидрогеологический разрез (образец гидрогеологического разреза по линии I-I приведён на рис. 2), топографический план участка и бланк задания.

Рис. 2 Пример построения гидрогеологического разреза

Основные признаки различных типов водного питания и их подтипов (подробней признаки различных типов водного питания рассмотрены в лекциях и в работах [3,4]).

1. Атмосферный тип водного питания (рис. 3):

· заболоченный участок расположен на водоразделе или на равнине;

· глинистые и суглинистые почвы и подстилающие грунты слабоводопроницаемы;

· как правило, участок имеет малые уклоны поверхности земли (J_пз < 0,001);

· грунтовые воды расположены глубже 5 м от поверхности земли и не участвуют в заболачивании;

· площадь заболоченной территории примерно совпадает с площадью водосбора (F_заб » F_вод).

Избыточная влага образуется в результате застаивания на поверхности земли атмосферных осадков, среднегодовое количество которых превышает испарение. Основными причинами заболачивания являются слабопроницаемые грунты и малые уклоны поверхности земли.

Рис. 3 Атмосферный тип водного питания.

2. Грунтовый тип водного питания:

а) Приток грунтовых вод с водосбора – поток грунтовых вод (рис. 4):

· заболоченный участок расположен в долине реки, на нижних участках или у подножья склона или в местном понижении рельефа;

· почвы и подстилающие грунты заболоченного участка и водосбора хорошо водопроницаемы (пески, супеси, торф);

· грунтовые воды расположены близко (менее 1 м) от поверхности земли. Поток грунтовых вод направлен в сторону заболоченной территории.

· Площадь водосбора в несколько раз больше площади заболоченного участка.

Рис. 4 Грунтовый тип водного питания (приток грунтовых вод с водосбора).

Основной причиной заболачивания является приток грунтовых вод на заболоченный участок со стороны водосбора, а также плохая естественная дренированность территории.

б) Бассейн грунтовых вод (рис. 5):

· заболоченный участок расположен в локальном понижении;

· почвы и подстилающие грунты на заболоченном участке хорошо водопроницаемы;

· грунтовые воды расположены близко от поверхности земли

· поверхность грунтовых вод практически не имеет уклона;

· площадь водосбора примерно равна площади заболоченного участка.

Рис. 5 Грунтовый тип водного питания (бассейн грунтовых вод)

Основной причиной заболачивания в данном случае является то, что грунтовые воды располагаются очень близко к поверхности земли. Это вызвано инфильтрацией выпадающих на заболоченном участке атмосферных осадков (осадки превышают суммарное испарение) и слабой естественной дренированностью территории.

в) Приток грунтовых вод из рек, озер и водохранилищ. Этот тип водного питания не встречается в вариантах курсовых проектов. Водоприемник, по условию, находится в удовлетворительном состоянии и способен без подпора принять все воды, поступающие с осушаемой территории. Этот тип водного питания здесь не рассматривается.

3. Грунтово-напорный тип водного питания - не встречается в вариантах курсовых проектов и также не рассматривается.

4. Намывной тип водного питания:

а) Делювиальный (рис. 6):

· заболоченный участок расположен в нижней части или у подножья склона или в местном понижении;

· почвы и подстилающие грунты на заболоченном участке и водосборе слабо водопроницаемы;

· площадь водосбора в несколько раз превышает площадь заболоченного участка;

· на прилегающих к заболоченной территории склонах имеются овраги и промоины.

Избыточная влага образуется в результате поступления на участок делювиальных (поверхностных склоновых) вод, образованных атмосферными осадками, выпадающими на площадь внешнего водосбора, а также выклинивающимися грунтовыми водами.

Рис. 6 Намывной (делювиальный) тип водного питания.

б) Аллювиальный тип водного питания - не встречается в вариантах курсовых работ и в данном пособии не рассматривается.

В пределах одной территории можно выделить участки со смешанным типом водного питания. На таких участках имеют место признаки, присущие различным типам водного питания. Например, грунтово-атмосферное питание, атмосферно-намывное и пр. В таком случае выделяют преобладающий тип водного питания, который и определяет направление мелиоративных мероприятий.

В пояснительной записке на основании исходных данных необходимо проанализировать имеющиеся признаки и сделать вывод о типе водного питания рассматриваемого участка.

Рекомендуемый объем этой главы – 1-2 страницы и гидрогеологический разрез.

3 Мелиоративный режим. Требования к показателям мелиоративного режима

Цель мелиорации сельскохозяйственных земель может быть достигнута только при выполнении определенного целостного набора требований к управляемым факторам почвообразования, роста и развития растений.

Набор таких требований предложено называть мелиоративным режимом[14]. При этом мелиоративный режим это не любое изменение какого-либо показателя, а научно обоснованные требования к нему в разные моменты времени или в конкретных случаях.

Мелиоративный режим - это совокупность требований к управляемым факторам почвообразования, роста растений и воздействия на окружающую среду, выполнение которых для достижения поставленной цели мелиорации сельскохозяйственных земель должна обеспечить система мелиоративных мероприятий.

Мелиоративный режим характеризуется определенным набором показателей, которые изменяются в диапазонах, обусловленных конкретными природно-климатическими условиями. Показатели мелиоративного режима должны поддаваться регулированию доступными мелиоративными и агротехническими технологиями.

Выбор показателей мелиоративного режима представляет собой сложную задачу и требует глубокого обобщения результатов многолетних исследований в различных природно-климатических зонах. Выбор показателей мелиоративного режима и установление оптимальных диапазонов их изменения для данных конкретных условий зависит от того, на сколько тот или иной показатель усиливает биолог