Меню

Что такое осушение людьми заболоченных земель

Основы агрономии

Осушение сельскохозяйственных земель

Осушение заболоченных и переувлажненных земель

Одна из основных задач осушения заболоченных и переувлажненных земель – установление режима осушения.
Режим осушения – это совокупность элементов водного режима осушаемых земель, обеспечивающих оптимальное развитие сельскохозяйственных культур в любой по погодно-климатическим условиям год.

Водный режим осушенных земель определяется влажностью почвы в зоне распространения корневой системы и продолжительностью затопления почвы в весенний и летне-осенний периоды. Активно воздействуя на водный режим, осушение земель влияет на воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы.
Многолетними исследованиями установлена оптимальная влажность корнеобитаемого слоя осушаемых почв, которая составляет для зерновых культур в среднем 55-70%, для овощных и картофеля – 60-75%, для корнеплодов – 55-65%, для многолетних трав – 65-80% от полной влагоемкости (ПВ). Верхний предел оптимальной влажности почвы определяется минимальным содержанием воздуха в почве, а нижний – количеством легкодоступной для растений влаги.
Отклонение влажности в ту или иную сторону отрицательно сказывается на урожайности возделываемых культур.

Для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур и обеспечения хорошего газообмена между почвой и атмосферой, содержание воздуха в почве должно быть: для овощных культур, картофеля, корнеплодов – 35-40%, для зерновых культур – 20-30%, для многолетних трав – 15-20% от пористости. Благоприятный воздушный режим обеспечивается, когда суммарное содержание кислорода и углекислоты в корнеобитаемом слое почвы составляет около 20-21% от всего объема воздуха в ней.

Состав почвенного воздуха и его количество в почве сильно зависит от уровня залегания грунтовых вод. С понижением уровня грунтовых вод концентрация диоксида углерода уменьшается, а содержание кислорода увеличивается. Накопление диоксида углерода и снижение концентрации кислорода в почвенном воздухе при более высоком уровне залегания грунтовых вод указывают на ослабление процессов газообмена между почвой и атмосферой, ухудшении аэрации почв, что служит одной из причин снижения урожайности, особенно культур, требовательных к аэрации.

Уровень грунтовых вод, обеспечивающий наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы для той или иной культуры в течение вегетационного периода, называется нормой осушения. Нормы осушения для различных сельскохозяйственных культур, произрастающих на одинаковых почвах, а также для одинаковых культур, произрастающих на разных почвах, могут сильно отличаться. Пример такой разницы можно увидеть в приведенной ниже таблице.

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.
Читайте также:  При соединении электроустановки с землей

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.

Читайте также:  Защита однофазных замыканий землю

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

Осушение болот, заболоченных и избыточно увлажненных территорий

Переувлажненные земли, болота и причины заболачивания

Основные задачи осушения болот, заболоченных и избыточно увлажненных земель сводятся к созданию оптимальных условий для роста сельскохозяйственных культур. Под болотами понимают участки земли, находящиеся постоянно или периодически в состоянии избыточного увлажнения, и в пределах которых мощность торфа достигает 15–20 см.

Болота подразделяются на низинные, верховые болота и болота переходного типа

Низинные болота образуются в поймах рек, вблизи озер. На таких болотах торф обладает повышенной зольность (до 30% массы сухого вещества). После осушения болот этого типа торфяники становятся весьма ценными сельскохозяйственными угодьями, так как они содержат до 3,5% азота, до 1,7% фосфора и до 0,25 калия [10].

Верховые болота распространены на водораздельных участках и питаются атмосферными осадками и талыми водам. Характерной растительностью их являются мхи. Торф верховых болот имеет низкую зольность – не более 3–5% массы сухого вещества, отличается кислой реакцией (рН 3,5–5). После осушения и включения верховых болот в сельскохозяйственный оборот требуется внесение органических и минеральных удобрений.

Болота переходного типа занимают промежуточное положение между низинными и верховыми болотами и образуются на территориях, которые подвергаются временному увлажнению.

Основными причинами заболачивания или избыточного увлажнения территорий являются атмосферные осадки и нерегулируемый поверхностный сток, способствующие накоплению избыточной влаги на территории; поверхностные воды, поступающие со стороны водоразделов или рек (в паводок); грунтовые воды, залегающие близко к поверхности земли. Все это, в конечном итоге, создает благоприятные условия для развития болот или избыточно увлажненных почв, а для нормального развития растений на таких территориях требуется проводить осушительные мероприятия.

Если основной причиной заболачивания или избыточного увлажнения почв являются поверхностные воды, то в этом случае задачами дренажных мероприятий являются:

1) ускорение и регулирование стока этих вод при помощи открытых каналов;

2) перехват поверхностного стока и паводковых вод канавами; защита от паводковых вод осуществляется за счет устройства дамб.

При избыточном увлажнении территорий за счет грунтовых вод задача дренажа сводится к:

1) ускорению оттока почвенно-грунтовых вод путем понижения уровней грунтовых вод с помощью дрен;

2) перехвату подземного потока на возвышенных участках, подтекающего «со стороны», ловчими канавами или дренами.

Проектируемый дренаж должен обеспечить требуемую норму осушения – понижение уровня грунтовых вод ниже поверхности земли на величину, обеспечивающей благоприятный водно-солевой режим для роста сельскохозяйственных культур в течение всего вегетационного периода. Норма осушения зависит от вида сельскохозяйственных культур, климатических условий и структуры почв.

В таблице 8 приводятся средние нормы осушения выращивания некоторых сельскохозяйственных культур в условиях средней полосы России и Ленинградской области [11].

Средние нормы осушения сельскохозяйственных культур

Сельскохозяйственные Средние нормы осушения, см
культуры Средняя полоса России Ленинградская область
Травы луговые Пастбища Зерновые Технические Овощные 50-65 65-80 70-90 80-100 80-100 50-60 60-70 70-80 80-100 70-80
Читайте также:  Луна это природный спутник земли

Осушительная сеть представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, с помощью которых достигается требуемая норма осушения. Она включает в себя:

1. Оградительную сеть – для перехвата и отвода поверхностных и грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию извне (нагорные канавы, дамбы и т.д.)

2. Осушительную (регулирующую) сеть – для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод (ряд открытых канав и закрытых дрен)

3. Водопроводящую сеть – для транспортирования воды из оградительной и осушительной сети за пределы осушаемой территории в водоприемники (водоотводные и магистральные канавы);

4. Водоприемники – для приема воды, собираемой осушительной сетью (реки, озера, овраги).

Осушительная сеть состоит из расположенных на определенном расстоянии и глубинах открытых канав или закрытых дрен, которые перехватывают или поглощают избыточную поверхностную или почвенно-грунтовую воду на осушаемой территории. Глубина элементов осушительной сети и расстояние между ними должны быть таковы, чтобы, с одной стороны обеспечить норму осушения, а с другой — не мешать нормальной работе сельскохозяйственных машин.

Для осушения сельскохозяйственных территорий обычно привлекается открытый или закрытый горизонтальный дренаж.

6.2.2.Осушение открытыми каналами

Открытый дренажили осушение открытыми каналами является наиболее простым и дешевым способом осушения болотных и избыточно увлажненных территорий. В зависимости от назначения эти каналы бывают осушительными (служат для понижения уровня грунтовых вод) и собирательными (для ускорения поверхностного стока).

Расположение осушительных каналов на осушаемой территории зависит от почвенных, топографических условий, планируемого использования осушенных земель (огороды, сады, пашня и др.).

Осушительные каналы обычно нарезают под острым углом к горизонтали местности, а при грунтовом питании болот – под острым и ли прямым углом к направлению грунтового потока. Глубина заложения мелких открытых канав (как и расстояние между канавами), определяется требуемыми нормами осушения для тех или иных сельскохозяйственных культур. Глубина заложения канав на осушаемых лугах и пастбищах составляет 0,8–1,0 м, на полях – 1,0 –1,2 м, в садах – 1,2 м. Расстояния между каналами при осушении болот в условиях нечерноземной зоны России приведены в таблице 9.

Рекомендуемые расстояния между открытыми каналами при осушении болот (м)

Глубина канала, м Норма осушения, м
0.3 0.4 0.5
1.0 0.9 0.8 0.7

В России имеется большой опыт осушения пойменных болот и заболоченных земель также одиночными каналами, проходимыми на большую глубину (более 1,5–2,0 м). Такая канава обеспечивает распространение осушительного действия в сторону от нее на 500-2000 м и позволяет осушить площадь территории без дополнительного привлечения мелкой систематической сети.

Помимо постоянных открытых канав, при дренаже избыточно увлажненных территорий привлекаются также временные канавы или борозды. Они проходятся специальными канавокопателями поперек склона с уклоном порядка 0.001 и периодически ликвидируются (закапываются) — на период посадки растений или уборки урожая.

Недостатки открытого дренажа заключаются в том, что они мешают нормальной работе сельскохозяйственных машин, занимают полезные сельскохозяйственные площади, быстро выходят их строя — как результат их засорения, заиливания, зарастания и т.д.

В связи с этим в практике сельского хозяйства такие дренажные устройства стараются привлекать лишь при необходимости на полях небольших размеров. На крупных полях открытые траншеи используются, в основном, для сбора воды осушительными системами закрытого типа.

Источник