20

Кафедра гидротехнических мелиораций

Справочные материалы

по курсу " Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации"

Часть II. Осушение земель.

Режим осушения и использование

переувлажненных земель

( Специальность 31.10.01)

Омск 2006 г.

Введение

Западно – Сибирская равнина представляет собой самостоятельный, нигде не повторяющийся физико – географический регион площадью 2,4 млн. км². На

Западе она ограничена восточными склонами Уральских гор, на востоке – р. Енисеем. На севере – Карским морем, на юге и юга – востоке – грядой мелких сопок Казахстана, горами Алтая и Салаирского кряжа [10].

По наличию мелиоративных фондов ( болот и минеральных избыточно – увлажненных земель) Западная Сибирь не имеет себе равных. Здесь располагаются такие заболоченные массивы, как Бараба в Новосибирской области, Васюганские болота в Томской , Новосибирской, Тюменской областях, а также многочисленные локальные болотные массивы, разбросанные по обширной территории Обь – Енисейского и Обь – Иртышского междуречья и особенно на левобережье р. Иртыша. Здесь встречаются все виды болот – верховые, низинные и переходные.

Мощность торфа на болотах достигает 9 –10 м. Общая площадь всех заболоченных территорий в пределах сельскохозяйственной зоны Западной Сибири превышает 40 мил. га. К этому следует добавить миллионы гектаров пойменных земель га. Оби и Иртыша с их многочисленными притоками [9].

Интенсивное земледелие на этих землях возможно лишь на базе дальнейшего развития осушительных мелиораций, совершенствования осушительных систем и технологий выращивания сельскохозяйственных культур на осушаемых землях.

Эффективность и надежность осушительных систем предопределяется уже на стадии проектирования и обуславливается обоснованностью проектных решений. Проектные решения в свою очередь базируются на материалах изысканий, характеризующих природные условия объекта осушения. Поэтому в настоящем издании собран и систематизирован справочно – информационный материал о природных, агроэкономических условиях производства сельскохозяйственной продукции на осушаемых землях, нормативно – справочный материал, необходимый для разработки курсовых и дипломных проектов осушительных ( осушительно – увлажнительных ) систем в Западной Сибири.

1. ПРИРОДНО – КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Западно – Сибирская низменность отличается, континентальностью климата характеризуется низкими среднегодовыми температурами воздуха (+1,5⁰С), большой амплитудой температурных колебаний самого теплого и самого холодного месяца. Температура воздуха в иные годы доходит до +35⁰С, а минимальная в январе до -55⁰С. Континентальность климата сказывается и в резком изменении температуры двух смежных суток , величина ее может колебаться от 20⁰С до 55⁰С.

Характерными чертами климата является суровая и продолжительная зима (5,0 – 5,5 мес), короткая, но бурная весна, непродолжительное лето и короткая, часто сухая осень.

Зима устанавливается в начале ноября и продолжается до последней пятидневки марта. Длительность периода с устойчивыми морозами в среднем 140 дн., а в особенно суровые зимы – до 150 дн. Самый холодный месяц – январь : средняя температура около -20⁰С. Зима в Западной Сибири в среднем на 10⁰С холоднее зимы на европейской территории России.

Весна начинается в последних числах марта или в начале апреля. Снежный покров сходит к 1 –5 мая. Оттаивание почв начинается после наступления положительных температур. В районе Убийской опытно – мелиоративной станции, по наблюдениям П.И. Серебрянской, средняя продолжительность оттаивания на гривах 68 дн., в приболотном поясе – 60 дн., на низинных болотах – 52 дня [12]. Весной испарение превышает осадки, но это не создает засушливости, так как в почве достаточно влаги. Неблагоприятными факторами для начала вегетационного периода являются возвраты холодов и поздние весенние заморозки, которые обычно продолжаются до конца мая и возможно до середины июня.

В июле и первой половине июля продолжается дальнейшее нарастание температуры. Июль – самый жаркий месяц: средняя температура его 18 –19 ⁰С, в отдельные дни температура доходит до 34 – 38 ⁰С, к ночи она значительно падает. В июне увеличивается количество осадков и возрастает испарение , достигая наибольшей величины в году. Максимум испарения в июне не совпадает с максимумом осадков, который наблюдается июле.

Вегетационный период (переход температуры через 5⁰С) наступает в начале мая. В отдельные годы . в зависимости от метеорологический условий начало вегетационного периода предупреждает на 10-16 дн. Среднюю дату или оставляет от нее на 20-24 дня. Средняя длительность вегетационного периода, предупреждает в северных районах не превышает 150 дн., в более южных доходит до 160 дн.

Количество осадков, выпадающих в вегетационный период , составляет 60-70%, от суммы осадков за год . Наименьшее количество

осадков (200-250 мм ) выпадает на юга – западе , к северу и севера- востоку количество осадков увеличивается до 300-350 мм.

Характерной особенностью климата Западной Сибири является обилие свет и тепла в течение вегетационного периода , ускоряющее

Развитие растений и в значительной мере компенсирующие кратность периода положительных температур.

Осень в Западной – Сибири короткая и довольно сухая. Наступление ее совпадает с началом сентября начинаются заморозки. Средняя

температура сентября на юге 10⁰С на севере 6-7⁰С.

Климатические характеристики районов Западной Сибири приведены в таб. 1,2,3,4.

Объектами осушения по А.Д. Брудастову являются болота, заболоченные и минеральные увлажненные земли. Различие между ними определяется наличием и мощностью торфа : при слое торфа более 30 см. после осушения – это болота, при слое торфа менее 30 см. – заболоченные земли, при отсутствии торфа – минеральные избыточно –увлажненные земли. К торфам относят почвы с зольностью (содержание минеральных частиц в процентах от сухой массы почвы) менее 50-75%.

Зольность и состав торфа зависят от вида растений - торфа- образователей (осоковый, древесно – тростниковый, сфагновый и др.), степень разложения органического торфа (менее 20% - слаборазложившиеся , более 35% - сильно разложившийся, 20-35% - среднеразложившийся. В зависимости от мощности торфяной залежи торфяники подразделяют на мелкие (маломощные) при слое торфа менее 1м. и мощные – более 3м.

Болота в зависимости от расположения в рельефе и вида слагающего их торфа делят на низинные (овтрофные), переходные (мезотрафные) и верховые (олиготрофные). Для земледелия наиболее ценны низинные болота , сложенные осоковыми, ольховыми и др. видами травных и др. торфов, высокозольных (более 12%) и хорошо разложившиеся.

Болотные низинные (типичные) торфяные почвы характеризуются следующими, основными показателями рНсол 3,2-7,2 содержание обменного азота 1,4-4,1; фосфора 0,0-0,48 ( в вивианитовых торфах до 30%), магния 0,23-0,64, железа 1,4-4,0, гидроклиматическая кислотность 20-115 мг^. акв /100 г почвы , степень насыщенности основными 35-90% , объемная масса 0,12-0,20 г/см³.

Торфяные болотные почвы по мощности органогенного (торфяного ) горизонта подразделяются на следующие виды: торфнисто -гллевые (0,15-0,30 м), торфяно-глеевые (0,15-0,30 м), торфяно-глеевые (0,30-0,5 м), торфяные на средних торфах (среднемощные 1,0-1,5) и торфяные на глубоких торфах (мощные –более 2,0 м.).

По степени заболоченности минеральные почвы подразделяются на не о глеевые ( с признаками оглеения на глубине более 1,3 м), глубоко глеевые (слабо глееватые), глееватые почвы нуждаются в осушении при всех видах их использования, кроме естественных сенокосов. Глубоко глееватые почвы осушают под сады, а на тяжелых глинах – под зерновые, овощные севообороты и пастбища. Даже неоглеенные почвы на тяжелых глинах для интенсивного использования под садами и теплолюбивыми зерновыми культурами нуждаются в осушении.

Глей – бесструктурная либо глыбистая минеральная часть почвенного профиля, сплощь окрашенная пятнами (не менее 50% площади среза) в голубоватые, сизые и серовато-сизые тона с ржавыми пятнами или вкраплениями Fe₂0. Не меняет окраску при воздействии атмосферы и формируется в условиях грунтового заболачивания почв. Глей обладает неблагоприятными водно- физическими свойствами, токсичен для растений. При огллевании резко уменьшается содержание агрегатированного ила, который способствует структурообразованию, воднопептизируемого ила, легко передвигающегося по профилю и способствующего коркообразованию и заплыванию почв.

Глееватые почвы , почвы разных генетических типов переодического переувлажнения, вызывающего сезонный анаэробиоз и оглеение отдельных горизонтов профиля. Глееватые почвы относятся к полугидроморфным почвам. Наиболее распространены дерново- подзолистые глееватые почвы, дерновые заболоченные почвы. Все глееватые почвы нуждаются в двухстороннем регулировании водного режима почв: в устранении весеннего избытка влаги при использовании и под пашню, в орошении в июле – августе при использовании под пастбища и улучшенные сенокосы, особенно на осушаемых землях . Глееватые почвы, особенно дерново-глееватые и пойменные дерновые глееватые, обладают свойствами, благоприятными для получения стабильных и высоких урожаев трав.

Осушение прекращается развитие процессов оглеения, но не устраняет отрицательных свойств обусловлены изменением агрегатного и минералогического свойства ,илистой фракции. На почвах с глеевым горизонтом (особенно дерново-подзолистых заболоченных)

наряду с осушением необходимо проведение всего комплекса мероприятий по окультуриванию почвы [3].

1. Почвы осушаемых участков по потенциальному плодородию – серые лесные, болотные низинные, дерновые разной степени о глее с мощным гумусовым горизонтом, слабокислой или нейтральной реакцией среды, содержанием гумуса более 4% и повышенным

содержанием подвижных форм фосфора и калия.