6.3.12. Экологическое обоснование проектов мелиоративных систем

Специфика технологии мелиоративных систем

Сущность мелиорации означает систему организационно-хозяйственных, биологических, технических, химических и других мероприятий по коренному повышению естественного плодородия сельскохозяйственных угодий.

По отношению к отраслям хозяйства и решаемым задачам мелиорации могут быть:

• сельскохозяйственные;

• лесохозяйственные;

• водохозяйственные;

• для нужд энергетики, строительства, транспорта.

Из сельскохозяйственных мелиораций наиболее широко распространены:

• оросительные;

• осушительно-увлажнительные;

• осушительные мелиорации.

Основная задача осушительных мелиораций – удаление избыточной влаги с болот и заболоченных земель. В гидромелиорации к болотам относят земли с мощностью торфа более 30 см. Если мощность торфа менее 30 см – земли относят к заболоченным. При отсутствии торфа и наличии увлажнения земли относят к минеральным избыточно–увлажненным.

Основная задача оросительных мелиораций – обеспечение необходимого водно-воздушного, теплового и питательного режимов почв на территориях испытывающих недостаток влаги.

Специфика влияния осушения на окружающую среду

Осушение – это уничтожение гидроморфных комплексов, лесной, кустарниковой растительности, нивелировка местных локальных природных различий путём прокладки дренажа, проведения культуртехнических работ, известкования, внесения минеральных и органических удобрений.

Осушение приводит к формированию антропогенного ландшафта с присущими ему процессами:

• эрозии, дефляции, минерализации;

• сработки торфяной залежи;

• уплотнения почвы;

• перестройки орнитофауны.

В результате осушения появляются новые свойства ландшафта:

• увеличение пожарной опасности;

• уменьшение продолжительности безморозного периода;

• снижение температур воздуха и температур на поверхности почвы (ночью);

• сокращение и исчезновение некоторых видов фауны.

Влияние осушения происходит через поверхностные и грунтовые воды (дренажный сток). Ширина зоны гидрогеологического влияния осушительных систем может составлять от нескольких десятков метров до 3-6 км. Микроклиматический эффект осушения наиболее ярко проявляется в изменении температуры на поверхности почвы. На осушенном болоте в летнее время (днём) температура поверхности почвы на 2-5^оС выше, чем на неосушенном болоте. Осушение приводит к росту суточной амплитуды температуры в разные сезоны года от 2.5 до 6.5^оС. На осушенном болоте выше скорость ветра. Запас влаги на осушенных землях на 10-15% меньше фоновых значений. Осушение приводит к большей глубине промерзания осушенного торфяника.

Новым признаком осушенных почв и почв на прилегающей территории является формирование их окислительно-восстановительной вертикальной зональности. В верхней части профиля (до 20-35 см) формируются окислительные условия, далее преобладают условия восстановительные. На контакте обстановок возникает кислородный барьер. Интегральным показателем геохимической перестройки ландшафтов является сток дренажных канав. Характерен вынос Са, Сl, сульфат-иона и соединений азота. Потери вещества с дренажным стоком относятся к отрицательным последствиям функционирования осушительных систем. В озёрах, принимающих дренажный сток, снижается рыбопродуктивность и усиливается эвтрофикация.

Влияние осушения болот на луговые комплексы (на примере Мещёрской низменности):

• размер зоны влияния осушенного болота носит пульсирующий характер: зона влияния больше в сухие годы;

• снижение продуктивности лугов составило 20 % (за 15 лет);

• влияние осушения на продуктивность лугов дифференцированно по годам;

• в связи с «дряхлением» осушительной системы происходит заболачивание лугов в зоне её выветривания.

Влияние осушительной мелиорации на орнитофауну в целом негативное. В настоящее время в результате осушения человечество теряет ежегодно один вид птиц. Например, в Мещёрской низменности в результате осушения 86% видов птиц находятся на грани исчезновения.

Специфика влияния орошения на окружающую среду

Орошение, как и крупные водохранилища, вносит глубокие изменения в свойствах ландшафтов и водных объектов на значительных территориях. Орошение влияет на режим и снижает объём стока рек, так как связано с изъятием поверхностных и грунтовых вод. Орошение формирует новую гидрографическую сеть. Сброс дренажных вод приводит к образованию новых водоемов. Однако, создание интенсивного рыбного хозяйства на этих водоемах оказалось невозможным из-за высокого содержания пестицидов и минеральных удобрений в их водах. Зарегулирование и уменьшение стока рек вызывает проникновение морских вод в их дельты. Происходит засоление грунтовых вод и почв дельты.

Изменение климата под влиянием орошения выражается в перестройке структуры теплового баланса территории. Температура воздуха в летнее время понижается на 2-4^оС, а относительная влажность воздуха возрастает на 10-20 %. На орошаемых площадях и прилегающих территориях происходит повышение уровня грунтовых вод. В районах орошения, где в подстилающей четвертичной толще имеются солевые прослои, соли подтягиваются к поверхности и засоляют верхние горизонты.

Орошение приводит к изменению запасов гумуса и физических свойств почв. Например, на орошаемых чернозёмах запасы гумуса после 20-30–летней их эксплуатации сокращаются на 20-30 %. Снижается окислительно-восстановительный потенциал почв. При поливах чернозёмов их структура приобретает пылеватое строение. После просыхания на поверхности образуется плотная корка. Почвы становятся глыбистыми, меняется пористость на 5-10 %.

Вблизи оросительных каналов изменяется растительный и животный мир. Происходит увеличение продукции наземной фитомассы. Сокращаются в числе и исчезают многие виды животных. Возрастает плотность животного населения на нераспаханных участках. Наибольшие изменения происходят при осушении дельт рек.

Экологические последствия оросительных мелиораций в мире носят уже не локальный и не региональный, а крупномасштабный характер.

В нашей стране, по мнению географа В.И. Булатова, мелиорацию можно рассматривать как дорого оплаченный негативный эксперимент второй половины 20 века.

Экологическое обоснование проектов мелиоративных систем должно базироваться:

• на рассмотрении альтернативных вариантов мелиоративных работ;

• на результатах эколого-географической экспертизы проектов мелиорации;

• на оценке экологических и других побочных последствий водных мелиораций;

• на результатах контроля действующих мелиоративных систем;

• на анализе технологической эффективности мелиоративных систем;

• на анализе обеспеченности функционирования мелиоративных систем рабочей силой.

Экологическое обоснование проектов мелиоративных систем должно включать:

• оценку выбора вида и способа мелиорации;

• обоснование проектной урожайности;

• обоснование величины и скорости сработки торфяного горизонта;

• оценку качества дренажных вод;

• расчёт ширины зоны гидрогеографического влияния;

• снижение уровня грунтовых и почвенных вод;

• прогноз изменений в почвенном и растительном покрове;

• прогноз изменений в животном мире;

• прогноз изменений местного климата;

• прогноз вторичного засоления, т.е. расчет баланса солей на площади орошения и почвах прилегающей территории;

• экономическую оценку последствий мелиорации и обоснование объёма финансирования компенсационных мероприятий;

• список краснокнижных видов растений и животных.

Проектирование мелиоративных систем является составной частью ландшафтного планирования. Мелиоративные проекты должны вписываться в схемы развития и размещения производительных сил региона, решая экологические, экономические и социальные задачи [42: 244–271].