
- •Ландшафтная экология (установочная лекция)
- •Системный подход к анализу ландшафта (его состояния и динамики)
- •Процессы в ландшафтах
- •Потоки влаги
- •Миграция и обмен минеральных веществ
- •Поступление растворенных минеральных веществ с атмосферными осадками, т/км2
- •Ландшафтно-геохимические барьеры и накопление элементов
- •Продукционные процессы
- •Ландшафтные территориальные структуры
- •Динамика экологического состояния ландшафтов
- •Устойчиость ландшафтов мелиоративная экология
- •Порядок проведения мелиорации земель
- •ГИдротехнические (Водные) мелиорации
- •Мелиорация пойм
- •Земельные мелиорации
- •Фитомелиорации
- •Виды лесополос по функциональным особенностям
- •Зоомелиорации
- •Климатические мелиорации
- •Создание экологических сетей
Порядок проведения мелиорации земель
В соответствии с законом Украины «Про мелиорацию земель» организационно-правовой основой проведения мелиорации земель является научно обоснованные государственные, целевые, межгосударственные и местные (республиканские, районные, сельские, городские) программы мелиорации земель, а также производственные программы отдельных субъектов хозяйствования и хозяйственные договора, подписанные в соответствии с законодательством.
Определение приоритетных направлений в выборе и проведении определенного вида мелиораций земель проводится в зависимости от природно-климатических особенностей, экологической ситуации соответствующего региона и последующего сельскохозяйственного использования мелиорированных земель.
Разработка и внедрение программ мелиорации земель осуществляется исходя из необходимости сохранения природных экосистем, прежде всего тех, которые имеют международное значение, на основе анализа эколого-экономической эффективности мелиорации по отдельным видам или комплексу ее видов, а в случае проектирования создания мелиоративных систем – прогноза экологических последствий их строительства и функционирования.
Порядок разработки и согласования программ мелиорации земель определяются Кабинетом Министров Украины.
Проектирование строительства новых и реконструкции существующих мелиоративных систем и отдельных объектов осуществляется на конкурсной основе. Предпроектная и проектно-финансовая документация подлежит государственной комплексной экспертизе в порядке, который определяется Кабинетом Министров Украины.
До начала разработки проекта, который предусматривает водопользование ля нужд мелиорации земель, заказчик обязан согласовать технические условия с органами исполнительной власти.
Изъятие (выкуп) и предоставление земель для нужд мелиорации проводится в соответствии с Земельным кодексом Украины.
Пользователи и собственники мелиорированных земель обязаны обеспечивать:
- получение высоких урожаев;
- сохранение и восстановление плодородия почвы, биологическое разнообразие и экологическое равновесие в ОС;
-Ежегодно они подают данные по истории полей: размеры, назначение, качественные показатели почвы, урожайность культур, способы обработки почвы, периодичность и количество внесения удобрений, осуществляемые мелиоративные и природоохранные мероприятия.
ГИдротехнические (Водные) мелиорации
В классе водных мелиораций могут быть выделены такие виды:
- обводнительные;
- оросительные;
- осушительные;
- мелиорации пойм или регулирование паводков.
Обводнительные мелиорации
Цель обводнительных мелиораций – ликвидировать локальный дефицит воды на той или иной территории. Они реализуются обычно в форме переброски речного стока. При этом вода забирается из реки или озера и подается по каналам, туннелям, трубам на большие расстояния.
Примерами больших реализованных проектов переброски воды на Украине является Северо-Крымский канал (400 км) рассчитанный на пропуск 1600 км3/год, кнал Днепр-Донбасс (129 км) – 1000 км3/год, Днепр-Донбасс-Харьков (142 км) – 239 м3/год, Днепр-Кировоград (116 км) – 54 м3/год, Южнодобасский (58 км) – 47,5 м3/год, Днепр-Западный Донбасс (70 км) – 43,8 м3/год, Днепр-Херсон-Николаев (80 км) – 196 м3/год. Влияние каналов на природную среду:
- изменение составляющих водного баланса (увеличение испарения);
- изменение микроклимата в районе канала;
- при аварийном состоянии возможна фильтрация воды из ложа в почву, создание зон подтопления по трассе канала;
- фрагментация природных ландшафтов, препятствие для мелких животных на пути миграции;
- возможно влияние на качество грунтовых вод в случае ухудшения качества воды в канале (эвтрофикация, заморные явления, влияние выбросов в атмосферный воздух ветровая эрозия);
- необходимость резервирования больших территорий под строительство.
Поэтому более экологичным является строительство трубопроводов и туннелей.
Для аккумулирования воды используется строительство водохранилищ. В районах концентрации крупных промышленных предприятий могут возникать каскады водохранилищ. Водохранилищами называют искусственные водоемы или естественные озера с гидрологическим режимом, измененным человеком. С созданием водохранилища связаны как преднамеренные, так и непреднамеренные глубокие изменения в природных и хозяйственных условиях долины реки и на прилегающих к водохранилищам территориях.
Со строительством водохранилища возникает возможность регулирования расхода воды, а следовательно и уровня. Их можно использовать в различных целях:
- для водоснабжения;
- борьбы с наводнениями;
- для энергетики;
- орошения;
- рекреации;
- рыбного хозяйства;
- водного транспорта;
Влияние водохранилищ:
- переработка берегов в районе верхнего бъефа;
- фильтрация воды в берег (подтопление прилегающей территории);
- подпор грунтовых вод ( поднятие уровня грунтовых вод на удалении от водохранилища;
- изменение микроклимата за счет изменения водного баланса);
Уменьшается альбедо до 6-12, увеличивается радиационный баланс, снижается число пасмурных дней, выпадает меньше осадков;
- влияние на термический режим реки ниже по течению.
Орошение сельскохозяйственных угодий
Факторы, определяющие потребность водной мелиорации
Для выявления необходимости водной мелиорации территории рассматриваются такие ее характеристики (составляющие водного баланса): количество осадков за год, испаряемость с поверхности воды, растительности и почвы МЕ и транспирация. Исходя из того, что каждому виду растительности необходимо некоторое количество влаги распределенное на весь вегетационный период, необходимо построить график потребности в воде и тогда будет ясна необходимость проведения мелиораций.
Степень увлажнения почвы по М.М. Иванову характеризуется коэффициентом увлажнения, который представляет собой отношение количества осадков (Р) к величине испаряемости ( ) в конкретной климатической зоне. Т – количество воды на транспирацию растительностью;
- испарение растениями и с поверхности почвы;
Е - суммарное водопотребление или испарение с с/х полей.
Количество воды, которое поступает на орошаемый массив, состоит из осадков (Р), грунтовых вод ( ) и влаги в грунте от предварительного увлажнения. ( ).
Дефицит воды или оросительная норма (М) – это разница между суммарным водопотреблением (Е) и природными водными ресурсами (Р + + ). То есть:
М = Е – (Р + + ).
Оросительная норма – количество воды, которое необходимо подать на поля для обеспечения необходимого водоснабжения культурными растениями.
Наклон прямых на схеме определяется:
- гидрометеорологическими условиями (радиационным балансом, метеорологическими условиями (температура и влажность воздуха, направление и скорость ветра));
- влажностью почвы связанной с уровнем грунтовых вод, составом грунтов и уровнем внедряемой агротехники;
- биологическими особенностями культуры (вид, сорт, фаза развития).
По заблаговременности режим орошения разделяется на : проектный, плановый и эксплуатационный. Проектный режим орошения рассчитывается для сухого , среднего и влажного года. Плановый определяется с учетом особенностей конкретного хозяйства (почвы, уровень агротехники и т.д.). Эксплуатационный режим орошения определяется с учетом метеорологических условий конкретного года.
Орошение может быть регулярным, или правильным, когда вода на поля подается непрерывно или несколько раз в течение вегетационного периода, и однократно действующим, при котором вода подается только один раз в году – во время весенних или летних паводков (паводковое или лиманное орошение).
При регулярном орошении увлажнение почвы на полях и снабжение растений водой производят разными способами: самотечное поверхностное орошение, дождевание, подпочвенное и капельное орошение.
Строение оросительной системы
Оросительная система – это комплекс сооружений для забора, распределения воды на орошаемой площади, проведения поливов и удаления излишков воды.
Схема строения оросительной системы включает:
- источник водоснабжения (река, водохранилище);
- водозаборное сооружение;
- оросительная сеть;
- регулирующая или поливная сеть;
- сборная или коллекторно-дренажная сеть.
Водозаборные сооружения могут быть напорными и безнапорными, бесплотинный или плотинный или же машинный. Ведущая сеть включает магистральный канал (МК) или трубопровод, межхозяйственные и внутрихозяйские каналы.
Оросительная сеть состоит из системы каналов, которые можно разбить на две группы: постоянные и временные. В состав постоянных каналов входят магистральный канал (МК) или трубопровод, межхозяйственные и внутрихозяйские каналы (распределители первого, второго, третьего и т.д. порядка). К временной сети относятся оросители и выводные борозды, которые нарезают и заравнивают ежегодно (несколько раз в году).
Магистральный канал чаще всего состоит из холостой и рабочей частей. В целях лучшей организации орошаемого хозяйства орошаемая площадь делится на так называемые поливные участки (10-60 га и более в зависимости от культуры). Для равномерного увлажнения почвы на всей площади поливного участка воду по его поверхности во время полива пускают по поливным бороздам или поливным полосам. При выращивании риса используются та называемые чеки. Форма оросительных каналов выбирается в зависимости от их размеров.
Водосборно-сбросная сеть предназначена для сбора и отвода избыточных поверхностных вод и для сброса воды из оросительных каналов. Она состоит из:
- предохранительных (аварийных) и концевых сбросов, устраиваемых для сброса избыточных вод из оросительных каналов, а также промывки оросительных каналов от наносов (концевые сбросы устраивают в конце всех постоянных оросительных каналов с расходом более 0,25 м куб./с; предохранительные или катастрофические размещают перед наиболее ответственными сооружениями или участками каналов, в крупных узлах сооружений и по возможности у естественных понижений местности);
- водосборных каналов различных порядков, которые принимают воду из сбросных каналов и поверхностный сток с орошаемых земель и сбрасывают эти воды в водоприемники;
- нагорных каналов, предохраняющих орошаемые земли от поступления на них поверхностных вод с вышележащего водосбора (прокладывают по самым высоким отметкам орошаемой территории, обычно выше оросительных каналов).
Дренажная сеть служит для отвода избыточных грунтовых вод с территории оросительной системы. Необходимость сооружений дренажной сети диктуется возможностью возникновения условий засоления почвы.
Дренаж на орошаемых землях – это совокупность гидротехнических сооружений (труб, скважин, насосных станций и др.), с помощью которых обеспечивается понижение уровня и проточность почвенно-грунтовых вод и отвод их за пределы орошаемой территории. Существует два основных вида дренажа: горизонтальный и вертикальный, причем первый разделяется на открытый и закрытый. Горизонтальный дренаж состоит из системы дрен-собирателей в виде каналов (открытые дрены) или подземных трубопроводов из гончарных, асбоцементных, пластмассовых и других труб (закрытые дрены) и коллекторов различного порядка, представляющих собой каналы, по которым дренажные воды транспортируются в водоприемники. Вертикальный дренаж – это группа закрепленных скважин (колодцев), из которых насосами постоянно или периодически откачивается вода.
Способы и техника поливов
Существуют три способа поливов: поверхностный, дождеванием и подпочвенный.
Поверхностный полив преимущественно используется в условиях аридного климата, когда необходимо подавать большие оросительные и поливные нормы, при промывках от засоления, при ровном рельефе и значительных скоростях ветра.
Лиманным называется паводковое, или влагозарядковое, орошение, при котором почва увлажняется один раз в году – весной. Применяется в пустынных и полупустынных районах. Имеет большое значение с точки зрения регулирования поверхностного стока. Оно содействует усилению внутреннего влагообмена, уменьшает размеры весеннего половодья, усиливает меженное питание рек, повышает влажность почвы, уменьшает эрозию почв и рост оврагов. Под «лиманами» понимаются участки земли, огражденные валами (дамбами). По способу заполнения различают: лиманы непосредственного заполнения, заполняемые водой, стекающей с вышележащих водосборов; пойменные лиманы, лиманы с подачей воды в них по каналам при заборе ее из рек и водохранилищ.
Дождевание используется при неустойчивом природном увлажнении и сложном рельефе со склонами, которые превышают 0,03. Наиболее распространены на юге Украины. Дождевальными называются оросительные системы, в которых почву увлажняют с помощью дождевальных машин и установок. Дождевальные системы могут быть стационарными, полустационарными и передвижными. В последних вся оросительная сеть, включая подводящие и водозаборные устройства, во время поливов перемещается с одного места на другое.
При орошении дождеванием вода на поля может подаваться по закрытой (труба) или открытой (каналы и лотки) сети. Из оросителей вода забирается дождевальными машинами и разбрызгивается по площади поливного участка в виде искусственного дождя. В процессе полива машина может двигаться и стоять неподвижно. Конструкции таких машин разнообразны.
Если вода в оросительную систему подается по закрытой сети, то устраиваются гидранты.
Достаточная степень регулирования микроклимата на полях при дождевании достигается при проведении частых поливов малыми поливными нормами, когда увлажняются только растения и поверхность почвы. При таком орошении увеличивается влажность воздуха и снижается его температура за счет испарения воды с влажной поверхности растений и почвы. Частота поливов в жаркое время определяется временем испарения (15-20 мин.). Число поливов может составлять до 20 за сутки и 1000-2000 раз за сезон. При таком дождевании не образуется поверхностного стока. Его еще называют импульсным или прерывистым.
Подпочвенное орошение используется при очень крутых склонах, при двухстороннем регулировании орошения и при орошении сточными водами. Вода вводиться непосредственно в корнеобитаемый слой. Для этого на определенной глубине от поверхности земли закладывают трубы типа дренажных и в них подают под напором воду, которая через стыки и отверстия выходит из труб и впитывается в почву. При этом вокруг труб образуется увлажненная зона, имеющая вид овалов, вытянутых книзу. Ширина сферы действия одной трубы в зависимости от капиллярных свойств почвы изменяется от 1 до 1,5 м. Для труб-увлажнителей применяют гончарные трубы диаметром 5-7,5 см. Глубина закладки должна быть порядка 0,2-0,3 м. (обычно 0,4-0,45 м из-за возможного разрушения при обработке поля). Расстояние между ними определяется шириной действия трубы плюс 0,5 м.
Одним из видов подпочвенного орошения является капельное орошение (локальное) – медленная (капля за каплей) и длительная подача воды в корнеобитаемую зону растений при поддержании в ней оптимальной влажности в течение всего вегетационного периода. Вода под напором по сети трубопроводов подается под каждое растение или ряд растений, поэтому получается точечное или линейное увлажнение почвы (только под растениями). Одновременно с водой в почву подается и раствор удобрений. Применяется в странах с сухим и жарким климатом. При этом способе полива экономно расходуется вода, затруднено развитие сорной травы, нет необходимости в дополнительной обработке почвы. Поливные трубы могут размещаться как на поверхности так и под поверхностью, применяются различные материалы.
Орошение сточными водами целесообразно развивать в маловодных засушливых районах, где недостаточно чистой воды для орошения. Сточные воды являются преимущественно азотистым удобрением. В них могут также содержаться болезнетворные бактерии, яйца гельминтов, поэтому не разрешается поливать сточными водами овощи, используемые в пищу в сыром виде. В зимний период воды принимаются в пруды-накопители. На поля вода подается зачастую по трубопроводам, и только на больших системах используются каналы. На полях для увлажнения почвы в основном применяются самотечные способы полива и дождевание. В вегетационный период пропашные культуры в основном поливают по бороздам, а культуры сплошного посева (травы) – по полосам. Зимние поливы производятся по чекам, перед поливом рекомендуют проводить глубокую вспашку или кротование почвы.
Режим орошения
Режим орошения – это ежегодная потребность в воде, включает в себя оросительную и поливную норму, сроки поливов и число поливов в течении вегетационного периода.
Для установления составных режима орошения анализируется природный режим увлажненности почвы и на его основе определяется регулируемый режим. Важным свойством является влагоемкость почвы. Влагоемкость (водоудерживающая сила, капиллярность почвы) – свойство почвы принимать и удерживать в своих волосных скважинах некоторое количество капиллярной жидкой воды, не позволяя ей стекать.
Предельная полевая влагоемкость (ППВ) – это то максимальное количество влаги ( ), которое может удержать почва в естественном состоянии. (при условии полного заполнения всех пор водой).
Минимальная увлажненность почвы ( ) – это увлажненность, при которой наблюдается замедление роста растений. Минимальная увлажненность на 5 -10% выше увлажненности увядания. В природных условиях наблюдается в состоянии равновесия, когда устанавливается испарение и нет притока воды.
Влажность завядания соответствует содержанию в почве воды, при которой растения обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помещении растений в насыщенную водяным паром атмосферу.
Поливная норма ( ) культуры – это количество воды, которое подается на 1 га площади, занятой данной культурой, за один полив, м3/га. Поливная норма выдается на орошаемое поле не мгновенно, а в течение некоторого периода времени, называемого растяжимостью полива Т. Его продолжительность в зависимости от местных условий колеблется от нескольких суток до 30 дней.
Она рассчитывается по формуле:
m = 100 ·h·αсер (γППВ –γmin),
где h – глубина активного слоя почвы в м, она определяется видом культуры, стадией ее развития;
αсер - объемная масса почвы, средняя по глубине активного слоя, в г/м3 или т/м3.
Почва – пористое тело, поэтому кроме плотности, она обладает объемной массой. Этот показатель характеризует почву в сухом состоянии с ненарушенным сложением и выражается в весовых единицах на объем (кг/м3).Объемная масса почвы является мерой ее уплотненности и косвенной величиной сопротивления проникновению, которое могут испытывать корни с/х культур. Она зависит от механического состава, минерального состава, структурного состояния. Для пахотного слоя имеет значение от 0,8 до 1,5. Для черноземов – 1-1,3 г/см3; для дерново-подзолистых – 1,5-1,6.
Учитывая, что оросительная норма – это количество воды, которую необходимо подать на 1 га орошаемой площади, занятой данной культурой, за весь вегетационный период, чтобы получить заданный урожай:
М = Σmi,
где і – количество поливов за вегетацию;
n = М/mсер,
mсер - средняя поливная норма.
Последствия оросительных мелиораций
Изменение объема стока рек. По сути системы орошения формируют новую гидрографическую сеть в районах интенсивного орошения.
Интрузия морских вод в эстуариях - результате отбора безвозвратного забора воды из реки усиливается приток соленых вод Черного моря и влияние ветровых нагонов морских и лиманных вод. В результате происходит засоление грунтовых вод и почв дельты, повышается в них содержание ионов хлора и натрия.
Изменение климата. Орошение ведет к глубокой перестройке структуры теплового баланса. Возрастают затраты тепла на суммарное испарение. В результате в летнее время температура воздуха понижается на 2 градуса, а относительная влажность увеличивается на 10-20%.
Изменение уровня грунтовых вод. Происходит его повышение, особенно там. Где не учтены гидрогеологические условия и отсутствует или недостаточна дренажная сеть. Наблюдается уменьшение плодородия почв , связанное со вторичным осолонцеванием почв.
Изменение запаса гумуса. Его сокращение может достигать 30%. Происходит увеличение подвижности гумуса, изменяется соотношение гуминовых и фульвокислот. Содержание гуминовых кислот уменьшается, а фульвокислот увеличивается – снижается окислительно-восстановительный потенциал почв.
Изменение структуры и физических свойств почв. При поливе черноземов структуры почв приобретает пылеватое строение. На поверхности образуется плотная слитая корка, что сказывается на газовом режиме (нарушается карбонатное равновесие). Почвы становятся глыбистыми, разрушаются наиболее ценные агрономические ценные агрегаты, возрастает объемный вес верхних горизонтов и меняется общая пористость почв.
Изменение интенсивности биологического круговорота химических элементов в ландшафтах. Развитие орошения приводит к формированию на территориях с низким естественным круговоротом веществ агроландшафтов, в которых биогенный круговорот приближается к естественному гидроморфных условий (от 1-10 т/га до 50 т/га).
Загрязнение почв и природных вод удобрениями и пестицидами. Вблизи каналов происходят глубокие преобразования в растительном покрове и особенно в животном мире, увеличение продукции наземной фитомассы.
Осушение
Это искусственное удаление из почвы излишней влаги. Проводятся в интересах сельского , лесного хозяйства и градостроительства на переувлажненных территориях.
К переувлажненным относятся:
- чрезмерно увлажненные земли – периодически переувлажненные территории в течение нескольких месяцев или лет подряд;
- заболоченны земли – продолжительно переувлажненные территории с образованием слоя торфа до 30 см;
- болота – постоянно переувлажненные территории с образованием слоя торфа больше 30 см.
Осушение болот, заболоченных и переувлажненных земель выполняют:
- для повышения и биологической продуктивности, если они заняты сельскохозяйственными или лесными угодьями, или для превращения их в сельскохозяйственные;
- для благоустройства территорий населенных пунктов и промышленных предприятий;
- для производства различных работ в искусственных выемках (сооружения фундаментов в котлованах, добычи полезных ископаемых в карьерах).
Направленность осушительных мелиораций тесно связана с причинами переувлажнения территории, среди которых можно выделить следующие:
- если переувлажнение связано с преобладанием осадков над испарением и естественным стоком при расположении переувлажненной территории выше местного базиса эрозии, то осушительные мелиорации должны быть направлены на искусственное увеличение поверхностного стока с этой территории, а в некоторых случаях и на дополнительную защиту ее от притока воды сл стороны вышерасположенной местности (горизонтальное осушение);
- если переувлажнение вызвано подтоплением территории водами реки, озера, водохранилища, то осушительные мелиорации могут быть направлены как на понижение уровня воды в указанных водоемах, так и на защиту подтопляемой территории различными гидротехническими сооружениями;
- если переувлажнение вызвано потоком воды в естественные (котловины) или искусственные (котлованы и карьеры) бессточные области, то осушительные мелиорации преимущественно сводятся к принудительной эвакуации воды путем ее механической откачки (схема вертикального осушения).
К осушительным мелиорациям относятся также работы по искусственному повышению пониженных, периодически затапливаемых и заболоченных территорий, осушение которых перечисленными выше способами экономически нецелесообразно. В настоящее время такие работы осуществляются в основном путем искусственного намыва грунта.
Схема горизонтального осушения
Осушительная система – комплекс сооружений, которые предназначены для удаления избыточной влаги с осушаемого массива.
Общая схема самотечной горизонтальной системы осушения состоит из следующих элементов:
- нагорной или ловчей канавы по контуру осушаемого угодья, защищающей его соответственно от поверхностного стока с бассейна и от притока грунтовых вод;
- осушительной сети канав, или дрен, непосредственно осушающих почву;
- водоотводящих канав в составе собирателей, коллекторов и магистрального канала;
- устья магистрального канала;
- водоприемника;
- сооружений на системе каналов.
Закрытую систему применяют чаще всего при осушении территории городов и промышленных площадок.
Каждому виду горизонтального осушения присущи свои достоинства и недостатки. Открытая система отводит и поверхностную и грунтовую воду, весной раньше вступает в действие, стоит дешево, проста в эксплуатации, но вызывает потери площади под каналы, затрудняет работу с/х машин, опасна для выпаса домашнего скота.
Закрытая система отводит только грунтовую воду, для стока же поверхностной воды необходима дополнительная сеть поверхностных каналов, весной позже вступает в работу, стоит дорого, сложна в эксплуатации, но не сопровождается потерей площадей, не стесняет работу машин и поэтому ей часто отдается предпочтение.
Смешанная система имеет все достоинства закрытой и недостатки открытой.
Площадь поля, ограниченную двумя осушителями, называют осушительной картой и принимают размером 10-15 га. Осушители практически всегда стоят пустыми, так как они быстро отводят воду с полей. Поэтому о.придают крутые откосы, учитывая что их легко очищать и ремонтировать.
Необходимо учитывать особенности водоприемника воизбежании создания подпора высоким уровнем воды в реке, например. Могут понадобиться дополнительные гидротехнические сооружения в случае судоходства.
Наименьшая толщина осушенного слоя называется нормой осушения. С точки зрения с/х желательно частое но мелкое расположение осушителей.
Вертикальная схема осушения может быть реализована в нескольких вариантах в зависимости от необходимой глубины понижения уровня грунтовых вод и местных, главным образом гидрометеорологических условий.
При осушении строительных или промплощадок колодцы располагают или равномерно по всей площадке, или рядами по замкнутому контуру. Колодцы выполняют в виде буровых скважин в обсадных стальных трубах, в которые опускают меньшего диаметра трубу-фильтр. Такой колодец называют иглофильтром (радиус их влияния невелик 4-6 м, устанавливают на расстоянии 10-12 м друг от друга. На поверхности земли их соединяют общей всасывающей трубой, подключенной к насосам, которые отсасывают воду и подают в водоприемник).
Устройство вертикального дренажа при помощи поглощающих колодцев не требует насосного оборудования, но может применяться только в соответствующих гидрогеологических условиях.(вода из верхнего водоупорного горизонта закачивается в более глубоко залегающие водовмещающие породы.
Влияние осушения на почвы и урожайность
Увеличение аэрирования почвы.
Теплоемкость почвы после осушения уменьшается потому что, теплоемкость воды – 1, торфа 0,48, воздуха 0,2 град/т.
Теплопроводность почвы уменьшается, так как вода замещается воздухом (верхний слой почвы нагревается и охлаждается быстрее , чем до осушения). Уменьшается испарение, увеличивается амплитуда суточных и годовых колебаний температур.
За счет увеличения аэрации происходит ускоренное перегревание торфа после осушения и, соответственно, проседание поверхности торфяников.
Активизация низших: черви, многоножки, бактерии и др.
Уменьшение количества насекомых и оздоровление местности.
Проблемы подтопления , и их значение в Украине
Проблемы подтопления приобрели катастрофически широкого распространения в Украине. Площадь природного подтопления охватывают около 70 тыс. км2 или 12% территории государства. Ухудшаются условия функционирования. Подтопление территорий возникает и распостраняется вместе с подъемом уровня грунтовых вод до дневной поверхности почвы и сопровождается увлажнением почвы, заболачиванием, затоплением низин.
Вызывает загрязнение грунтовых вод, вымывание частичек и оседание грунта, формирование оползней. Подтопления могут носить явный или неявный характер. «Явный вид» подтопления – подтопление в результате подъема уровня грунтовых вод. «Припрятанный вид» - увеличение влажности почвы до критической величины, что вызывает сырость в помещениях, просадочные явления и др.
Процессы подтопления как природного , так и техногенного происхождения отмечены на значительной территории Украины. Их площадь составляет около 96 тыс.км 2, или 16% территории государства.
Подтапливаются населенные пункту, с/х угодья, ухудшаются условия функционирования хозяйственных объектов, снижается плодородие земель, ухудшаются условия формирования поверхностных и подземных вод, возникают ЧС.
Украина с начала 70-х годов, вследствие использования собственных водных ресурсов путем их полного зарегулирования, практически полностью потеряла естественную дренированность равнинной части своей территории.
Сейчас процесс подтопления можно определить как комплексный, преимущественно техногенный, процесс устойчивого повышения уровня грунтовых вод та увлажнения пород зоны аэрации, которое усложняет или делает невозможным нормальную эксплуатацию хозяйственных объектов, а также ухудшают экологические условия жизнедеятельности.
По степени и механизму развития процессов подтопления на территории Украины можно выделить (авт. Климчук Л.М., Богатько Н.С., Коасноок Л.М.):
- территории сплошного подтопления в условиях неглубокого естественного залегания грунтовых вод (северная и сев-западная часть Украины);
- территории преимущественно природно-техногенного развития подтопления вследствие зарегулирования р.Днепр, техногенного питания грунтовых вод, высоких гидроэкологических нагрузок на слабо проникновенные почвы и подстилающие горные породы;
- территории горнодобывающих регионов с массовым закрытием шахт и ускоренным повышением уровней подземных вод;
- прибрежные территории южных регионов с низкой региональной дренированностью и значительными площадями орошаемых земель.
Основные причины и факторы подтопления городов и сел:
Природные:
- расположения Нп на пониженных участках местности, в частности, речных долинах, в приморских полосах, долинах и склонах балок, оврагов и.т.п;
- климатические, геоморфологические, геологические и гидрогеологические (осадки, эрозия речных долин, водный режим рек, степень дренированности толщ рельефообразующих отложений и глубина залегания регионального водоупорного слоя);
Техногенные :
- нарушения условий стока поверхностных вод разными видами строительства;
- неудовлетворительное состояние природных дренажных систем (создание искусственных водоемов, заиление рек, засыпка балок, оврагов, озер и канализование малых рек);
- неудовлетворительное состояние сетей водоснабжения и канализации, отсутствие централизованных систем водоотвода;
- прекращение эксплуатации неглубоких водоносных горизонтов;
- высокий уровень техногенной нагрузки на территории, вызванное промышленно-городской застройкой, строительством водохранилищ, ставков, хвостохранилищ, водогонов, а также орошением;
- подтопление горного пространства при закрытии горных предприятий и остановке эксплуатации открытых выработок
- сокращение площадей лессовых насаждений и природных ландшафтов.
Степень подтопления, как правило, постоянно изменяется.
Влияние осушения на ландшафты происходит через подвижные компоненты – поверхностные (дренажный сток) и грунтовые воды:
Гидрологическое:
- способствует увеличению годового стока (увеличивается максимальный весенний сток и минимальный сток в летний и меженный период);
- внутригодовое распределение стока становится более равномерным;
Гидрогеологическое:
- наблюдается понижение уровня грунтовых вод в зоне прилегающей к осушаемому массиву (ширина до нескольких сотен метров);
Микроклиматические:
- изменение температуры поверхности почвы (в летнее время повышается),
- за счет выравнивания поверхности почвы снижается шероховатость почвы, увеличивается скорость ветра,
- большая глубина промерзания.
Ландшафтно-геохимические :
- потеря питательных веществ с дренажным стоком;
- вынос химических веществ в водоприемник;
- увеличение содержания в почве азота и фосфора.