3. Осадка торфа и изменение водно-физических

свойств почв после осушения

3.1 Осадка торфа

Под влиянием осушения торф уплотняется . Уменьшение объема торфа вследствие снижения содержания в нем воды называется

усадкой торфа, его уплотнения под действием динамического давления воды, биохимического разложения, механической и химической

суффозии, ветровой и водной эрозии и других причин называется осадкой торфа.

Максимальная интенсивность осадки торфа наблюдается в первый год после строительства осушительной сети и в первые 3-5 лет,

постепенно она уменьшается и определяется сработкой торфа, которая зависит от характера сельскохозяйственного использования

земель (максимальная – при возделывании пропашных культур, минимальная – под травами). Осадку торфа определяют по формулам

ВНИИГиМ:

Для низинных болот

h_ос = 0,18 КН^0,35 t^0,64,

для верховых болот

h_ос = 0,16 КН^0,52 t ^0,63,

где h_ос – осадка торфа у бровки канала, м;

t - глубина канала, м;

Н – мощность торфа до осад, м;

К – коэффициент , зависящий от плотности торфа и имеющий следующие

значения : для плотного торфа К = 1,0, среднеплотного К= 1,4, рыхлого К= 27-20, почти плывучего К = 5,4 - 3,8.

Более точно их можно принять в зависимости от средней плотности ( Ю. Остроменский) :

Средняя плотность, г/см3	0,16	0,065	0,075	0,09	0,11	0,12
К	5,40	3,80	2,70	2,00	1,40	1,00

Для низинных и переходных болот с учетом глубины каналов и свойств торфа осадку определяют по формуле В.Ф. Митина:

h = Н₃ ^(1-m) _об t_K (1+ nT ) ,

где Н₃ – исходная мощность залежи, м;

m - коэффициент , учитывающий пластические свойства залежи, = 5-0,05 Р для низинных

болот,

m = 10-0,ÌР для верховых болот;

Р – пористость торфа, %

tк – проектная глубина канала после осадки, м;

_{об –} средняя плотность торфа естественной влажности, г/см³;

Т – продолжительность периода осадки (автор рекомендует Т = 5 лет).

Приближенно ежегодную осадку и сработку торфа (м) с учетом природно- климати-

ческих условий местности определяют по формуле Б.С.Масова:

h₀ = 0,08 Н α^1/4 m / ^βТ,

где Н – средняя глубина залегания уровня грунтовых вод, м;

m – мощность торфяной залежи, м;

α – климатический параметр ;

;

t- среднегодовая температура воздуха, ⁰С;

Р – годовая норма осадков, м;

Т – продолжительность периода, для которого рассчитывают осадку торфа, лет;

Β – коэффициент, Β = 0,1 + 0,02α – 0,0025 Т

0. Изменение водно- физических свойств почв

под влиянием осушения

После осушения и в процессе сельскохозяйственного использования минеральных избыточно увлажненных почв уменьшается в пахотном слое в среднем в 2,7 – 7,0, в подпахотном в 1,6-2,7 раза.

На торфяных почвах изменение водно-физических свойств связанно в основном с осадкой торфа и потерям органического

вещества, расходуемого сельскохозяйственным культурами.

Таблица 9

Изменение свойств торфа во времени

( по М.Н. Никонову и В.И. Минкиной)

Тип и вид торфа	Степень разложения, %		Зональность, %		Потери органического вещества, % от исходного содержания
	исходная	через 13-15 лет	исходная	через 13-15 лет
Верховой сфагновый	3	21	3,17	6,56	50
Верховой медиум	15	27	2,60	3,13	40
Верховой пушецевый	45	55	2,10	2,38	20
Низинный осоковый	15	28	6,01	8,83	30

Средняя плотность низинного торфа через Т лет после осушения (по Б.С. Маслову)

₀ ( 1+ m Тⁿ) ,

где ₀ – средняя плотность соответственно в начале и через Т лет после осушения, г/см³;

n – показатель степени, учитывающий климатические условия, n = 0,025;

t – среднегодовая температура воздуха, ⁰С;

m – коэффициент, суммарно учитывающий характер сельскохозяйственного использования земель, глубину залегания

грунтовых вод, а также ₀ и Т, для начального периода освоения болота (Т> 5 лет, m =m¹.

Средняя плотность, г/см3	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
m1	0,14	0,055	0,03	0,025	0,018	0,014	0,013	0,01

Коэффициент фильтрации пахотного слоя низинных торфов после осушения и окультуривания почвы изменяется, по данным

разных авторов, в среднем в 2-15 раз (имеются случаи в 70 раз и более), а на предварительно осушенных болотах в 1,2-3,6 раза (редко более).

Водоотдача уменьшается в 1,2-1,7 раза (до 2,3), высота капиллярного поднятия несколько увеличиваются (в 1,3-1,5 раза).

Коэффициент уровнепроводности α = К/ , где К – коэффициент фильтрации , - водоотдача, под влиянием осушения торфяных

почв уменьшается, однако при возделывании сельскохозяйственных культур и оструктуривании почв он несколько увеличивается.

Осадку торфа и связанные с ней изменения водно- физических свойств торфа необходимо учитывать при выборе расстояний между осушительными каналами ( дренами), режимов осушения и дополнительного увлажнения почв, планировании агротехнических и других мероприятий.

4. Причины переувлажнения земель и типы водного питания

Переувлажнение земель в Западной Сибири обусловлено совокупным воздействием комплекса естественных и искусственных факторов. Основными из них являются климат (заболоченность больше в северных районах при преобладании атмосферных осадков над испарением глубокое промерзание и медленное оттаивание почвогрунтов ), геологическое строение ( крупные болотные массивы приурочены к геоструктурным понижением , например: Васюганские болота в Томской и Тюменской ; Дикое,

Лайминское и другие в Тюменской; Тара – Тартаские, Барабинские болота – в Новосибирской ; Килейское – в Омской областях;

гидрогеологические условия ( глубина залегания грунтовых вод , наличие водоносных горизонтов, их связь напорными водами ),

геоморфология и рельеф местности (пересеченность , уклоны поверхности ), гидрологические условия и естественная дренированность территории (глубина вреза рек, густота речной сети, затопление паводковыми водами) и др.

К искусственным (антропогенным) факторам относятся подтопление и затопление земель при сооружений, а также при неправильной эксплуатации систем водоснабжения, орошения и канализации ( потери воды ), снижение дренирующей способности рек при их заилении ( распашка земель до брегов, отсутствие противоэрозионных мероприятий ). К заболачиванию земель ведут ошибки в дорожном строительстве, применение тяжелой сельскохозяйственной техники (уплотнение почвы способствует застою

воды в пахотном слое ), а также сводка леса и кустарника (устраняется биологический дренаж) [1].

Под типом водного питания понимаются комплексная характеристика взаимосвязи природных условий , определяющих формирование водного режима объекта осушения. На рисунке показана схема формирования водного режима на участке по элементам рельефа. В табл. 10 приведены основные типы водного питания, дана характеристика природных условий причины переувлажнения или заболачивания территории. [11].

Долина Склон Водораздел

1.

6.

УПВ 2.

5.

_ _ УМЕ_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

- - - - УГВ

- - - - - -- - - - - … 3.

- - - - - - - --- ----.. - - - - - - -

- - - - - - -- … 4. - - -

-

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

- - - - - - - --- -- - - - --- --- - - - - - --- - - - - - - -- -

- - -- ----- ------- - - - - - --- -- -- - --- - - - - ----- - - - - - ------ -- ------^{- - -}

Схема формирования водного режима по элементам рельефа:

1 – осадки; 2 – склоновые поверхностные воды; 3 –уровень грунтовых

вод (УГВ); 4. – приток напорных вод ; 5.- уровень меженных вод (УМВ);

6. –уровень паводковых вод (УПВ).

Таблица 10

Типы водного питания

Причины переувлажнения или заболачивания

Тип и подтип водного питания	Основные водные условия (рисунок)	Причины переувлажнения или заболачивания
1	2	3
1. Атмосферный	Участок расположен на водоразделе или верхней части склона. Грунты слабопроницаемые , суглинистые, глинистые. Рельеф плоский, с малыми уклонами и микропонижениями. Грунтовые воды расположены глубоко (5-30 м). Площадь водосбора примерно равна площади переувлажненных или заболоченных земель.	Застаивание поверхностных вод, почвенных вод, формирующихся непосредственно на осушаемом участке в период интенсивного выпадения дождей или таяния снега весной.
2. Грунтовый: а) приток грунтовых вод с прилегающего водосбора б) замкнутый бассейн грунтовых вод в) приток фильтрационных вод из рек и водохранилищ	Участок расположен в пониженных элементах рельефа ( нижняя часть склона, речная долина, пойма, местные понижения). Грунты песчаные и супесчаные подстилаются водоупором. Грунтовые воды поступают с прилегающего участка водосбора. Водосборная площадь значительно превосходит площадь заболоченного участка . Характерен для равнинных территорий со слабовыраженным рельефом, с микро – и мезопонижениями. Грунты хорошо водопроницаемые, подстилаются водоупором. Водосборные и заболоченные площади примерно равны . Поймы рек, прибрежные территории озер, водохранилищ, рельеф и геологическое	Близкое к поверхности земли положение уровня грунтовых вод, формирующихся за счет их притока со стороны внешней водосборной естественной дренированности участка. Близкое к поверхности земли положение уровня грунтовых вод в период подпора
3. Грунтово - напорный	строение аналогичны охарактеризованным в пт. а), б). Участки расположены в нижних частях склонов в долинах и поймах рек. Характерная особенность геологического строения – напорный водоносный пласт расположен между двумя слабопроницаемыми слоями. Грунтовые воды находятся под напором вследствие геодезической разности высот местности их формирование и разгрузки. Пьезометрический уровень напорных грунтовых вод может подниматься выше поверхности земли.	их за счет фильтрации воды из рек и водохранилищ при подъеме уровня воды в них. Выклинивние напорных вод в местах размывов верхней слабопроницаемой толщи. Если верхний пласт не разрушен, возможно насыщение почвенного горизонта за счет капиллярного подъема влаги под напором грунтовых вод водоносного слоя.
Намывной: а) аллювиальный	Участки расположены в поймах рек и озер. Почвы – минеральные или низинные болота.	Продолжительное затопление в период весеннего паводка, летне-осенних дождей. Застаивание поверхностных вод, наступающих на участки с прилегающих склонов.
б) делювиальный	Участки расположены в пониженных частях склонов, в долинах рек. Прилегающие водосборы сложены слабопроницаемыми грунтами. На склонах возможно овражной сети. Рельеф участков плоский. Почвы суглинистые, глинистые.	Застаивание поверхностных вод, поступающих на участки с прилегающих склонов.
5. Оросительный	Орошаемые земли, почвы которых склоны к засолению, при промывном водном режиме.	Поливные воды.