Причини перезволоження ґрунтів

3.1. Види надлишково зволожених земель.

3.2. Типи водного живлення і причини надлишкового зволоження земель.

3.3. Норма осушення.

3.4. Вимоги рослин до водно-повітряного режиму ґрунтів.

3.5. Водний баланс.

3.6. Методи і способи осушення ґрунтів.

Питання №1. Зовнішньою ознакою земель, що потребують осушувальних меліорацій, є надлишкова зволоженість кореневмісного шару.

Надлишково зволожені землі поділяються на три види: мінеральні надлишково зволожені, болота і заболочені.

Мінеральні надлишково зволожені землі – це землі, більша частина твердої фази яких представлена мінеральною речовиною – піщаними, глинистими або пилуватими часточками.

Слід розрізняти мінеральні надлишково зволожені землі тимчасового або постійного надлишкового зволоження.

До тимчасово надлишково зволожених земель належать також заплави річок, які періодично затоплюються весняними або літніми паводковими водами.

Замкнуті пониження у заплавах річок, ділянки, що зволожуються напірними ґрунтовими водами, а також землі, що підтоплюються, у зонах водосховищ та озер належать до постійно надлишково зволожених земель.

Основною відміною боліт і заболочених земель від інших видів земельних угідь є наявність на їхній поверхні шару торфу.

Торф – це органічна маса, що утворюється в результаті відмирання і неповного розкладення рослинних залишків в анаеробних умовах.

Болотом називається частина земної поверхні, що характеризується сильним застійним або слабко проточним режимом зволоження верхніх горизонтів ґрунту, на якій виростає типова болотна рослинність, відбувається процес торфонагромадження, і потужність торфу становить понад 30...50 см.

Питання № 2. Тип водного живлення визначає напрямок припливу надлишкової води на територію і причину її перезволоження.

Розрізняють 6 типів водного живлення:

Атмосферний

Ґрунтовий

Ґрунтово-напірний

Намивний

Інфільтраційний

Змішаний.

1. Атмосферний. Характерний для водорозділів надзаплавних терас і всіх територій з плоским рельєфом і водонепроникними ґрунтами. В умовах, коли опади (Р) перевищують випаровування (Е) і відсутній поверхневий стік, надлишкова вода накопичується в мікропониженнях і перезволожує ґрунт.

2. Ґрунтовий. Характерний для заплав, ділянок в нижній частині схилу. Для територій з плоским рельєфом і водопроникними ґрунтами. Основна причина перезволоження – це близький від поверхні РГВ (основна причина).

3. Ґрунтово-напірний. Характерний для частин схилу, заплав. Перезволоження відбувається за рахунок вклинювання напірних ґрунтових вод. Їхня напірність виникає за рахунок різниці напорів у водоносному горизонті, що знаходиться між двома слабко проникними шарами ґрунту.

4. Намивний. Поділяється на 2 різновиди.

4.1. Намивний делювіальний. Характерний для понижених ділянок рельєфу (заплава, тераса). Перезволоження відбувається за рахунок поверхневого стоку з більш високих ділянок місцевості по водонепроникному схилу.

4.2. Намивний алювіальний. Характерний для заплави. Перезволоження відбувається під час повені і тривалому її затопленні.

5. Інфільтраційний. Характерний для ділянок, що знаходяться біля водосховищ, коли рівень води в них вище поверхні землі. Причиною перезволоження є ґрунтові води, що інфільтрують через ґрунт під дамбою під напором.

6. Змішаний. Характерний для заплав і понижених ділянок рельєфу, коли у перезволоженні беруть участь декілька типів водного живлення.

Питання № 3. Норма осушення – це необхідна глибина стояння рівня ґрун­тових вод, при якій у кореневмісному шарі ґрунту підтримується оптимальний водно-повітряний режим для сільськогосподарських культур.

Норма осушення залежить від:

1) виду с/г культури (необхідної вологості кореневмісного шару, глибини кореневої системи);

2) виду ґрунту і, в першу чергу, від висоти капілярного підняття вологи;

3) періоду року (посівний, вегетаційний та збиральний періоди);

4) кліматичних факторів (опадів та випаровування).

Для рослин, які менше вимогливі до умов аерації і мають неглибоку кореневу систему та велике водоспоживання, норми осушення приймаються меншими.

Вони менші для ґрунтів, що мають невелику висоту капілярного підняття (піщані ґрунти), а також при умові сухих і теплих літ.

У посівний період необхідно створювати достатню несучу здатність ґрунту для проходу гусеничних тракторів. Для цього вологість верхнього шару торфовищ повинна становити 70...75 % повної вологоємкості, що досягається при нормі осушення 50...60 см.

В осінній збиральний період, який часто збігається з дощовим періодом, норма осушення повинна становити більше 70 см.

Допустимі строки вивільнення орного (0...25 см) шару ґрунту від надлишкових вод такі: для зернових і овочевих культур – 1...2 доби, для багаторічних трав – 2...3.

Весною не допускається затоплення озимих зернових. Луки залежно від складу травосуміші можуть затоплюватись на 10...25 діб.

Осушення знижує вологість ґрунту і його теплоємність. Як наслідок, підвищується його температура, прискорюється поява сходів. Тому на осушених землях культури можна висівати на декілька днів раніше.

Питання №4. Для вирощування високих і стійких врожаїв с/г культур необхідно створювати оптимальні умови всіх важливих для життя рослин факторів зовнішнього середовища: вологи, повітря і поживних речовин у ґрунті, тепла та світла.

За допомогою меліоративних заходів регулюють водно-повітряний режим ґрунту, а отже – частково тепловий і поживний режими.

Водний режим ґрунту повинен бути таким, при якому забезпечуються оптимальні умови для росту с/г культур і створюються зручні умови для прохідності по полях с/г машин.

Тому необхідний водно-повітряний режим ґрунту встановлюють для таких періодів:

росту с/г рослин (вегетаційний період);

основних с/г робіт;

найбільшого перезволоження ґрунту.

Періоди найбільшого перезволоження ґрунту – весняне сніготанення та літньо-осінні зливи і затяжні дощі – називаються критичними.

Оптимальний або необхідний водно-повітряний режим ґрунтів характеризується такими показниками:

аерацією і вологістю,

запасами ґрунтової вологи,

нормами осушення,

тривалістю поверхневого затоплення і перезволоження (підтоплення) кореневмісного шару.

Аерація ґрунту повинна бути такою, при якій забезпечується вільний газообмін між ґрунтом та атмосферою.

Оптимальний рівень аерації становить 20...40 % шпаруватості ґрунту.

При наявності у ґрунті повітря менше 15...20 % об'єму його пор газообмін відбувається повільно, у ґрунті мало кисню, слабко розкладається органічна речовина, підвищується кислотність, починається оглеювання, що призводить до зниження врожаїв с/г культур.

Оптимальна вологість осушуваних ґрунтів у вегетаційний період повинна становити від 55 до 80 % повної вологоємкості.

Більші значення (70...80 %) відповідають вологолюбним рослинам, (трави, овочі), менші (55...65 %) – зерновим та технічним культурам.

При відхиленні вологості ґрунтів від оптимальної більше як на 10...15 % рослини терплять або від нестачі або від надлишку вологи.

Питання №5. Водний режим на меліорованих землях впродовж року істотно змінюється і можливі його зміни необхідно встановлювати або про­гнозувати раніше, на стадії проектування.

Прогнозування зміни вологозапасів у ґрунті виконується для всіх с/г культур, що вирощуються на осушуваних землях, та для різних за вологістю років.

При встановленні потреби у додатковому зволоженні осушуваних земель водно-балансові розрахунки виконуються для середнього, сухого і сильно посушливого вегетаційного періодів з забезпеченістю (ймовірністю перевищення) за опадами 50, 75 і 90 %, а за дефіцитами вологості повітря – відповідно 50, 25 і 10 %.

На основі водно-балансових розрахунків встановлюють тип ме­ліоративної системи та необхідну кількість води на зволоження.

Для вегетаційного періоду розрахунок водного балансу виконують за формулою

±М= E – Wпр – Nе,

де М – показник водного балансу, м³/га; E – водоспоживання (сумарне випаровування рослинами і ґрунтом) за вегетацію, м³/га; Nе – ефективні опади за вегетацію, м³/га.

Якщо для більшості с/г культур величина М для середнього і сухого років позитивна (+), то слід проектувати осушувально-зволожувальну систему двосторонньої дії, якщо величина М негативна (–) – осушувальну систему односторонньої дії, якщо значення М наближається до нуля (0), то проектують осушувальну систему з попереджувальним шлюзуванням.

Питання № 6. Виходячи з причин перезволоження, призначають методи і способи осушення ґрунтів.

Метод – шляхи відводу надлишкової води з ґрунту:

Зниження РГВ на водопроникних ґрунтах

Зниження напірності ґрунтових вод

Прискорення поверхневого стоку

Огородження території від притоку ґрунтових і поверхневих вод.

Способи осушення – технічні засоби, за допомогою яких зменшують перезволоження ґрунтів:

Закритий горизонтальний дренаж.

Відкриті канали.

Вертикальний дренаж.

Нагірні і ловильні канали.

Лекція 4