1.ОСУШИТЕЛЬНЫЕ МЕЛИОРАЦИИ

1.1.Задачи мелиорации переувлажненных земель

Отличительными признаками земель, которые нуждаются в осушении, является их избыточное увлажнение и характер почвообразовательного процесса.

По продолжительности увлажнения различаются почвы постоянного и периодического переувлажнения.

Постоянному переувлажнению подвержены торфяно-болотные земли и болота, периодическому – минеральные земли.

Взависимости от положения по отношению рельефа и типа водного питания различаются болота низинные (эвтрофные), переходные (мезотрофные) и верховые (олиготрофные). Для земледелия наиболее ценны низинные болота, сложенные осоковыми, ольховыми и другими видами травяных и древесных торфов, высокозольных и хорошоразложившихся.

Вцелях продления долговечности торфяно-болотных почв следует мелкозалежные торфяники с мощностью торфа до 1 м проектировать только под многолетние луга; на торфяниках мощностью более одного метра можно предусматривать пропашные севообороты с включением многолетних трав на площади не менее чем 50 га.

По степени заболоченности минеральные почвы подразделяются на

неоглеенные (с признаками оглеения не более 1,3 м), глубокооглеенные, глеевые

иглееватые. Целесообразность их осушения устанавливается в зависимости от почвообразующих пород и характера сельскохозяйственного использования. Как правило, глеевые и глееватые почвы нуждаются в осушении во всех случаях, кроме естественного сенокоса.

Глубокооглеенные почвы осушают под сады, а на тяжелых глинах – и под зерновые, овощные севообороты и пастбища. Даже не оглеенные почвы на тяжелых глинах для интенсивного использования под садами и теплолюбивыми зерновыми культурами нуждаются в осушении.

Для правильного технического решения и проектирования мелиоративных мероприятий на переувлажненных землях необходимы следующие основные данные.

1. Местоположение района, в котором планируется проведение мелиорации земель.

2. Топографический план водосборной площади в масштабе 1:2500 (1: 50000) и топографический план участка мелиорации в масштабе 1:2000 с горизонталями через 0,25 м.

3.Водно-физические свойства почв: коэффициент фильтрации пахотного, подпахотного и других слоев, наименьшая влагоемкость почвы и другие сведения.

4.Гидрогеологическая характеристика – мощность водоносных слоев, глубина до водоупора. Связь с подземными водами, напорность грунтовых вод

ит.д.

5

5.Типы водного питания переувлажненных земель и необходимые сведения о них.

6.Характеристика водосборной площади (некоторые данные можно определить по плану водосборной площади).

7.Состояние водоприемника (реки, канала, озера): продольный профиль, отметки уровней и расходы воды в характерные периоды года, продолжительность затопления территории в паводки.

8.Направление развития хозяйства, для которого будет проводиться мелиорация, основные агроэкономические показатели, использование участка до мелиорации и после ее проведения.

Вмелиоративный проект входят графические материалы и расчетнопояснительная записка. Графические материалы состоят из плана, продольных профилей магистральных каналов и коллекторов, чертежей гидромелиоративных сооружений. На плане показывают расположение мелиоративной сети, гидротехнических сооружений, дорог, полезащитных лесных полос и других элементов осушительной системы и мероприятий. Продольные профили представляют собой разрез вдоль водотока, на котором показывается вертикальная увязка каналов, коллекторов, дрен, дрен-увлажнителей между собой.

1.2.Характеристика природных условий и водно-физических свойств почв и грунтов

При анализе природных условий особое внимание уделяется данным, необходимым для обоснования методов и способов осушения, увлажнения осушаемых земель, а также расчетных параметров мелиоративной сети. Определяющими факторами являются следующие:

1.Агроклиматические условия (осадки, водопотребление, запасы почвенной влаги, температура воздуха и другие факторы, их распределение в течение вегетационного периода в разные по водности годы; длительность снежного покрова, начало и конец морозного периода, сроки сева сельскохозяйственных культур, продолжительность вегетационного периода, глубина промерзания грунта и т.д.).

2.Почвы и растительный покров, геология и водно-физические свойства почв и грунтов (почвы, растительность, состояние поверхности, подпочва, положение водоупора, коэффициенты фильтрации, влагоемкость и т.д.).

3.Гидрографическая характеристика объекта (наличие и состояние водоприемника, площадь прилегающего водосбора, его состояние и показатели, глубина залегания грунтовых вод до мелиорации и др.).

4.Характеристика планового материала и других данных (уклон поверхности, наличие западин, участков выклинивания грунтовых вод).

5.Состояние водоприемника: можно ли его использовать без регулирования, продолжительность затопления земель до мелиорации, состояние русла, глубина, расходы в разные периоды года, возможность комплексного использо-

6

вания его водных ресурсов,в частности, на увлажнение осушаемых земель в засушливые периоды года.

Анализируются эти вопросы по исходным данным, а также по справочной литературе. Агроклиматические показатели выписываются из агроклиматических справочников областей, республик или же по ближайшим метеостанциям, где расположен объект (приложение А).

1.3. Типы водного питания и причины переувлажнения земель

Тип водного питания влияет на выбор методов и способов осушения и конструкцию осушительной системы. Поэтому имеющиеся сведения по типам водного питания необходимо тщательно проанализировать, разобраться, в каких условиях бывают те или иные типы водного питания. Необходимо учитывать глубину залегания уровня грунтовых вод, интенсивность водного питания, продолжительность стояния луж на поверхности земли, размеры снижения урожая от вымочек.

Тип водного питания – это комплекс природных факторов, характеризующих рельеф, положение объекта на рельефе, почвы, геологическое строение, гидрогеологические особенности, растительный покров, химический и бактериологический состав воды и другие показатели, влияющие на формирование водного режима.

На водоразделе основным источником водного питания являются атмосферные осадки, в силу глубокого расположения грунтовых вод. В верхней части склона основным источником водного питания также являются атмосферные осадки (в связи с вышеперечисленными причинами). В средней части склона к атмосферным осадкам добавляются поверхностные склоновые (делювиальные) воды, поступающие с верхней части склона. В нижней части склона формируется водный режим, при котором помимо осадков и поверхностных склоновых вод могут проявить себя грунтовые воды (при близком залегании их к поверхности почвы). В пойме формируется режим, при котором к вышеперечисленным источникам могут добавиться грунтовые и грунтово-напорные воды с водосбора, фильтрационные воды, воды половодья и паводковых рек.

Типы водного питания являются следующими:

•атмосферный;

•грунтовый;

•грунтово-напорный;

•склоновый;

•намывной;

•смешанный.

При атмосферном типе водного питания основным источником избы-

точной влаги являются атмосферные осадки, выпадающие на территорию. При данном типе водного питания заболоченные земли, в основном, расположены на водоразделе и верхней части склонов. Площадь водосбора примерно равна площади заболоченных земель. Грунты слабопроницаемы, глинистые и сугли-

7

нистые. Рельеф плоский, с малыми уклонами и характерными микропонижениями. Грунтовые воды расположены глубоко (5-30 м) и почти не участвуют в заболачивании.

Основной источник водного питания – атмосферные осадки, а также конденсационные воды. Воды атмосферных осадков застаиваются на поверхности в микропонижениях, впадинах, образуя верховодку. Так как атмосферные осадки содержат мало питательных веществ, для водоразделов характерно образование верховых болот.

Грунтовый тип водного питания характеризуется высоким положением грунтовых вод, формирующихся в хорошо водопроницаемых грунтах разной мощности. Существует три подтипа грунтовых вод (в зависимости от их формирования):

•грунтовые воды со склонов (водосбора). Данный тип грунтовых вод свойствен территориям, расположенным в пониженных участках рельефа: нижних частях склонов, в притеррасных частях долин, в поймах и местных понижениях. Грунты преимущественно песчаные и супесчаные. Грунтовые воды поступают с водосбора (склона) и расположены близко к поверхности. Водосборные площади значительно превосходят заболоченные. Грунтовые воды могут быть минерализованными за счет вымыва солей из пород, в которых они формируются. На землях этого подтипа образуются, как правило, низинные болота.

Втех случаях, когда поступление грунтовых вод в верхние слои торфа постепенно прекращается, могут oбpaзоваться переходные, а затем верховые болота;

•фильтрационные воды из водохранилищ и рек. Имеют место при высоком залегании уровня воды в реках и водохранилищах. Это приводит к инфильтрации вод на прилегающие территории и тем самым приводит к пополнению их грунтовых вод, что приводит, в свою очередь, к развитию процессов заболачивания сначала на пониженных элементах рельефа, а затем и на всей территории элемента в зоне подпора;

•замкнутый бассейн грунтовых вод. Этот подтип водного питания характерен для земель, состоящих из хорошо водопроницаемых грунтов, подстилаемых водоупором. Водосборные и заболоченные площади примерно равны. Грунтовые воды образуются за счет атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на заболоченную площадь. Осадки превышают испарение и транспирацию. Уровень грунтовых вод расположен близко к поверхности. Рельеф плоский с характерными микро- и мезопонижениями. Почвы обычно малоплодородные. На повышенных местах произрастают сосновые леса, в понижениях

–березовые, ольховые, осиновые. Реки имеют небольшие уклоны. Много крупных и мелких озер. Преобладают низинные болота, которые характеризуются значительной мощностью торфа, образовавшегося вследствие зарастания озер или заболачивания пойм. Переходные и верховые болота формируются как дальнейшая стадия развития низинных.

При грунтово-напорном типе водного питания основная причина пе-

реувлажнения - воды напорного водоносного горизонта, перекрытого сверху

8

слабоводопроницаемыми грунтами. Существует два подтипа грунтовонапорных вод:

•выклинивание напорных вод – напорные воды выходят на поверхность

вместах размывов верхней водонепроницаемой толщи и образуют одно или цепочку соединенных протоками озер, на месте которых формируются притеррасные болота. Озера отличаются обычно постоянными уровнями, холодной водой;

•капиллярное заболачивание, характеризуется тем, что слабоводопроницаемые покровные отложения (глина, суглинки) обладают большой высотой капиллярного поднятия и отсутствием грунтовых вод. Т.е. верхний слабопроницаемый слой не разрушен, и вода насыщает его под давлением. Заболачивание усиливается выпадающими осадками, делювиальными водами.

При склоновом типе водного питания переувлажнение происходит в

результате поверхностного стока с прилегающих к объекту осушения склонов. Он свойствен заболоченным землям на склонах, характеризующихся большими уклонами, слабо-водопроницаемыми грунтами. Условия формирования:

•участки, расположенные на пологих склонах и в нижних частях склона;

•тяжелые почвы с коэффициентом фильтрации меньше 0,01 м/сут. Склоновый тип водного питания характеризуется поступлением и застаи-

ванием поверхностных вод на осушаемой территории поверхностного стока с прилегающих к объекту осушения склонов. Застаивание поверхностных вод вызывает заболачивание земель.

При намывном типе водного питания переувлажнение происходит в результате периодического затопления земель паводковыми и другими водами, выходящими из берегов рек и озер. Застаивание поверхностных вод вызывает заболачивание земель. Намывной тип питания подразделяется на следующие два подтипа:

•аллювиальный – заболоченные земли расположены в поймах рек и озер, весенние паводки обычно растянуты и затапливают поймы дольше допустимого времени. Почвы пойм – минеральные или низинные болота, богатые запасами питательных веществ;

•делювиальный – заболоченные земли расположены в пониженных частях склонов, в долинах рек. Прилегающие водосборы сложены слабопроницаемыми грунтами. Выпадающие на водосборе осадки не могут просочиться внутрь и стекают в виде склоновых делювиальных потоков. Грунты минеральные слабопроницаемые, рельеф плоский. Делювиальные воды вследствие малых уклонов и слабой проницаемости грунтов застаиваются и вызывают заболачивание земель.

Кданному типу питания относятся озерные и речные поймы, а также дельты рек, приморские низменности.

Существенную роль на выбор методов и способов осушения оказывают причины переувлажнения земель.

Переувлажнение земель обусловлено совокупностью факторов: климатом, геологическим строением, гидрогеологическими условиями (глубина зале-

9