книги из ГПНТБ / Марков Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны

Рис. 49. Осушительио - увлажнительная

дреиы-осушнтелн; 6 — неподпнжная опора «Фре­ гата»; 7 — нагорно-ловчнй канал; 8 — горизон­ тали.

лы, из них в осушителы-ю-увлажнительные каналы, далее в кротовые дрены, а из них в почву.

Увлажнение инфильтрацией применяется при небольших (до 0,02—0,03) уклонах, хорошо водопроницаемых (5— 10 м/сутки) грунтах, подстилающих торф. Кротовый дренаж восстанавливают один раз в четыре года (р. Ирпень).

Подачу воды в осушительно-увлажнительную сеть регу­ лируют шлюзами. Если шлюзы не обеспечивают подпора реки для всей поймы, то на более повышенные участки воду

увлажнение—инфильтрацией (рис. 48).

Трубчатый дренаж впадает в закрытые коллекторы, рас­ стояние между которыми при продольной схеме 200—250 м, при поперечной — 300—400 м. Пойма ограждается нагорноловчими каналами.

Для увлажнения инфильтрацией из трубчатых дрен вода подается из верхнего бьефа шлюза, расположенного на реке,

223

Г л а в а V I

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕЛИОРАЦИИ ПОЙМ

Глубина заложения осушительной сети. При мелиорации пойм и их интенсивном сельскохозяйственном использова­ нии глубина осушительной сети имеет большое практическое значение. От глубины регулирующей сети зависит глубина проводящей~сети и водоприемника, а иногда и механический или самотечный отвод воды. На глубину заложения осуши­ тельной сети влияет тип пойм, водное питание, возделывае­ мые культуры, глубина понижения грунтовых вод, состоя­ ние водоприемника и возможность его регулирования, целе­ сообразность механического водоподъема, экономическая эффективность.

Часто независимо от разнообразия природных условий и использования поймы осушают мелкой закрытой или откры­ той сетью. Разумеется, нельзя считать эту сеть совсем не­ пригодной для осушения пойм или, наоборот,.утверждать, что только она способна создать в почве необходимый вод­ ный режим. В одних условиях более эффективна мелкая сеть, в других—глубокая, в третьих — комбинация глу­ бокой и мелкой сети.

На выбор глубины сети влияет геологическое строение поймы. Если грунты маловодопроницаемы и не имеют фильт­ рующих прослоек, расположенных на значительную • глу­ бину, строить глубокую регулирующую сеть в большинстве случаев нецелесообразно. А при хорошо фильтрующих грунтах, слабопроницаемых минеральных и торфяных, под­ стилаемых хорошо фильтрующими грунтами, глубокие ка­ налы или дрены, заложенные в водоносный пласт, дают большой осушительный эффект. Даже на низинных торфах значительной мощности глубокий дренаж действует эффек­ тивнее мелкого.

При грунтово-напорном питании наибольшее снижение напорности достигается глубокими каналами, прорезаю­ щими верхние маловодопроницаемые минеральные грунты или торф до водоносного напорного пласта, или дренами,

заложенными в водоносный пласт, пли вертикальным дре­ нажем, или их комбинацией. Но для ускорения стока па­ водковых вод и атмосферных осадков при широких поймах, водонепроницаемых грунтах и малых уклонах, кроме глу­ боких каналов и дрен, рассчитанных на понижение грунто- во-напорных вод, необходима открытая сеть или закрытые собиратели.

Глубина заложения осушительной сети зависит от нормы осушения. Например, при грунтовом питании обычные нормы осушения можно обеспечить как мелким дренажем или открытой сетью, так и глубокими редкими каналами или дренами, но более глубоких норм осушения не достиг­ нуть мелким дренажем, как бы его ни сгущали.

Грунтовые воды иногда опускаются ниже уровня дрен в засушливые периоды при усиленном испарении или при использовании сифонного дренажа. Значительные трудно­ сти при проектировании глубины заложения дрен и кана­ лов приходится преодолевать, когда одни и те же участки поймы в разные годы занимают разными культурами, для которых требуется неодинаковая влажность (например, травы и овощные культуры). Кроме того, даже относитель­ но плоские поймы обладают чрезвычайно сложным микро- и мезорельефом. При одинаковой глубине каналов и дрен одни культуры страдают от избытка, другие—от недо­ статка влаги в почве в разные годы. Но и выращивать одни и те же культуры на одних и тех же участках недо­ пустимо.

Лишь травы на богатых торфяных почвах несколько лет дают высокие урожаи сена на одном и том же участке, а ка­ пуста и картофель заболевают. Другие культуры на торфя­ ных почвах пойм и сами почвы для сохранения структуры требуют введения в севообороты трав. Следовательно, на большей части территории пойм будут выращиваться раз­ ные культуры с разными требованиями к водному и другим режимам, поэтому глубину заложения дрен, каналов, водо­ приемника следует назначать по наиболее требовательным к осушению культурам (конечно, с.учетом занимаемой пло­ щади). Но при смене культур на полях глубины заложения дрен остаются постоянными, и возникает необходимость увлажнения почв пойм в засушливые периоды вегетации для культур, требующих меньших норм осушения. Все по­ стоянные элементы увлажнительных систем нужно проекти­ ровать с учетом неблагоприятных погодных условий и при­ родных особенностей отдельных участков поймы.

226

навливалась кривая депрессии. По пьезометрам фиксиро­ вали уровни грунтовых вод и замеряли соответствующие расходы из дрены.

Чем глубже заложены дрены, тем ниже при одном и том же расходе расположена поверхность грунтовых вод. С изменением величины расхода изменяется положение грун­ товых вод.

На рисунке 51 показано влияние разной глубины зало­ жения дрен при одинаковом расстоянии на понижение уров­ ня грунтовых вод при установившемся движении. При

228

Е. А. Замариным. Интегратор представляет собой лоток (размерами 40x60 см), состоящий из двух стекол, располо­ женных на расстоянии около 1 мм друг от друга, заполняе­ мый подкрашенным глицерином или маслом. По обоим концам лотка расположены дрены. На стеклянных стенках лотка нанесена сетка, чтобы наблюдать за изменением по­ ложения поверхности глицерина при работе дренажа и де­ лать отсчеты.

Интегратор позволяет проследить весь процесс пониже-, ния поверхности .грунтовых вод во времени и выявить влия­ ние глубины и расстояний между дренами на скорость по--

229'

нижения грунтовых вод, установить форму кривой депрес­ сии. На этом же интеграторе видно влияние глубины водо­ упора на понижение уровня грунтовых вод. Опыты показы­ вают, что при одной и той же глубине дрен чем глубже от них располагается водоупор, тем быстрее достигается «нор­ ма осушения», тем больше могут быть расстояния между дре­ нами, заложенными на одинаковой глубине.

По результатам исследований проведена проверка фор­ мул для расчета расстояний между дренами (см. ниже).

В 1946—1947 гг. А. Д. Брудастов предложил осушать глубокими каналами болота Барабы, Мещеры и Кировской болотной станции. Д. П. Юневич на основании исследований на Кальском болоте пришел к выводу о целесообразности и эффективности осушения болот глубокими каналами. При глубоком осушении повысилась аэрация, улучшились вод­ но-физические свойства торфяных почв, увеличилась актив­ ная порозность с 5—7,5 до 10%, запас активной влаги в метровом слое составил 450—500 мм; ускорилось на 3— 5 дней оттаивание торфяной почвы; на 1,5—2° повысилась температура почвы, создались условия для лучшего раз­ вития корневой системы.

В Кировской области исследования осушения болот глубокими каналами проводил В. Ф. Мнтин.

На Кировской лугоболотной станции при мелком осу-- шении, при глубине грунтовых вод за вегетацию около

230

60 см травы давали низкие урожаи (в среднем 43 ц/га). После замены мелких каналов глубокими (около 2,5 м), обеспечивающими понижение уровня грунтовых вод на 120—140 см на расстоянии 230—270 м от канала, средние урожаи трав, за семь лет повысились до 83—96 ц/га.

Н. Ф. Лебедевич (Минская опытная болотная станция) на старопахотных высокоокультуренных торфяных почвах, глубоко осушенных (в среднем за вегетацию до 2 м) без при­ менения шлюзования в засушливые годы, получил высокие урожаи культур, требовательных к азоту и аэрации почвы (картофеля, сахарной свеклы, конопли), одинаковые с обычным осушением урожаи зерновых и более низкие урожаи многолетних трав. При нормальном и глубоком осушении на высокоокультуренных старопахотных торфя­ ных почвах корни сельскохозяйственных растений, глубоко проникающие в почву, способны извлекать из нее 250— 300 мм почвенной влаги. Хорошая аэрация пахотного и подпахотного слоев почвы обеспечивает глубокое (100— 120 см) проникновение корней растений в почву и интенсив­ ное образование нитратов. Повышается температура почвы, особенно в первые месяцы вегетации;

К недостаткам глубокого осушения относят: необходи­ мость шлюзования полей, занятых многолетними травами,

инакопление огромного избытка нитратного азота в

глубоких слоях торфяной почвы, которые выносятся водой.

На слабоокультуренных болотах безнапорного питания глубокое опускание уровня грунтовых вод (глубже ПО—• 120 см) в засушливый период вызывает снижение урожай­ ности культур. К этому выводу пришли Н. Ф. Лебедевич и и А. И. Ивицкий, опираясь на опыты, проведенные на впер­ вые освоенных болотах Полесской низменности.

А. И. Ивицкий рекомендует для северо-западной зоны

СССР более глубокие нормы осушения для торфов большой мощности при устойчивом водном режиме (120—130 см).

На опытном участке в пойме р. Яхромы (В. Я - Черненок) выполнены исследования работы глубокого дренажа. Уча­ сток площадью 71 га состоит из торфяника мощностью 3— 4 м со степенью разложения торфа 40—60%, объемным ве­ сом 0,18—0,25 г/см3 , удельным весом 1,7—1,85 г/см3 , порозностью 79—88% от объема, водоотдачей 8%, коэффициен­ том фильтрации 0,06—0,33 мм/сутки. Дренаж заложен на глубину 1,7—2 м с расстояниями 20, 30 40 и 60 м и на глу­ бину 0,8—1,2 м с расстояниями 20 и 40 м.

231