Выбор земель различного назначения

Осушительные  мелиорации, являясь мощным антропогенным  фактором почвообразования, приводят к образованию новых почв.

Осушительные  мелиорации необходимы также для  улучшения роста леса, состава  древесных пород и создания условий  для планомерного ведения лесного  хозяйства.

Осушение  является составной частью работ  по добыче торфа; оно применяется  при добыче других полезных ископаемых открытым способом (уголь, железная руда и др.)

В ряде случаев  осушительные работы необходимы при  строительстве промышленных объектов, населенных пунктов, сельскохозяйственных животноводческих комплексов, дорог, аэродромов и др.

Осушительные  мелиорации должны осуществляться с  учетом охраны природы и окружающей среды, наиболее эффективного использования земельных и водных ресурсов, предупреждения образования водной и ветровой эрозии, пожаров на торфяных почвах, закрепления песчаных почв, сохранения и создания водоохранных лесных полос и массивов вдоль рек, крупных каналов, дамб, по берегам водохранилищ и на водосборах.

Осушительные  мелиорации необходимы в зоне избыточного  увлажнения, то есть в районах, где  атмосферные осадки превышают испарение. Помимо этого, переувлажнение может  быть бедствием плохих условий для  оттока избыточных вод. На водоразделах отток может быть затруднен из-за малого уклона поверхности, большой  ее шероховатости, наличия западин, малой водопроницаемости почв и грунтов. В пониженных местах переувлажнению способствует приток поверхностных и подводных вод и недостаточный их отток из-за слабой естественной дренированности территории: малые глубины и уклоны, недостаточная пропускная способность водотоков. Переувлажнению часто подвержены поймы рек. Оно может быть следствием деятельности человека: подтопление и периодическое затопление земель по берегам водохранилищ, уменьшение пропускной способности водотоков при строительстве мостов, дорог и дамб; уничтожение лесной растительности на склонах и др.

Площадь болот в бывшем СССР составляет около 190 млн. га, заболоченных минеральных земель, используемых в сельском хозяйстве, - более 20 млн. га. Заболачиванию подвержены также десятки миллионов гектаров лесных угодий. В неосушенном состоянии болота практически не дают сельскохозяйственной продукции.   Избыточное увлажнение минеральных земель приводит к сильному снижению их продуктивности.

В России заболочены большие лесные массивы. Их осушение - коренное средство значительного  повышения продуктивности лесов, улучшения  условий их эксплуатации, правильного ведения лесного хозяйства. Осушение лесов повышает их класс бонитета, увеличивает годовой прирост древесины, улучшает видовой состав древостоя.

Торф  добывают на топливо, для приготовления  органических удобрений и для  подстилки в животноводческих помещениях. Для организации добычи торфа необходимо осушение его месторождений. С этой целью строят специальную осушительную сеть, учитывающую специфику технологии торфодобычи. Оставшиеся после выработки торфа карьеры используют в сельскохозяйственном производстве.

Осушительные  работы проводят также на территориях  животноводческих комплексов, строительных площадок, дорог, аэродромов, населенных пунктов при подтоплении и затоплении, для улучшения санитарного состояния местности, для борьбы с малярийным комаром.

Осушаемые земли в основном используют под  пастбища, сенокосы, посевы зерновых и  кормовых культур.

Благодаря регулированию водного режима урожайность  сельскохозяйственных культур на осушаемых землях на 25...30% превышает урожайность на полях, не требующих осушения.

 

Вопрос 4.

Природные условия, приводящие к переувлажнению и заболачиванию земель.

 

  Переувлажнение земель и образование болот определяется суммарным воздействием комплекса физико-географических факторов. Основные факторы, обусловливающие образование и территориальное размещение болот: температура воздуха и количество атмосферных осадков, климат и геолого-геоморфологические условия местности; климат, рельеф и гидрологический режим местности, климат и геоморфологические условия; климат, геоморфологические и гидрогеологические условия; климат, рельеф, литологическое и геологическое строение, поверхностные и грунтовые воды, растительность и др.

Образование и основные свойства заболоченных почв обуславливаются:

• характером почвообразовательных процессов, происходящих в почве в подзолистый период или в луговую и болотную стадию дернового периода почвообразования;
• гидрографическими и гидрогеологическими факторами, вызывающими избытки воды (затопляемые низменности, подтоплении земель, выходы грунтовых вод).

Причины переувлажнения земель подразделяются на зональные и местные. Зональные причины обусловлены климатическими условиями - атмосферные осадки их распределение во времени, испарение и др. Преобладание атмосферных осадков над испарением ведет к переувлажнению земель,

За пределами  гумидной зоны (зоны избыточного увлажнения) наличие переувлажненных земель (около ЗО% всех земель) обусловлено местными причинами: геолого-структурные     особенности,     геоморфологические,     гидрологические, гидрогеологические и литолого-почвенные условия, растительность, мерзлотные процессы.

Геолого-структурные  особенности территории определяют рельеф местности, степень его расчленённости, условия питания и разгрузки подземных вод. Тектонические движения, вызывающие опускание поверхности земли, способствуют заболачиванию.

Геоморфологические  условия - рельеф поверхности, степень естественной дренированности   (густота речной сети, глубина вреза русел рек и пр.), уклоны поверхности земли - определяют степень ее переувлажненности. Наиболее заболочены безуклонные равнины, поймы рек.

Гидрологические условия - режим уровней, стока, русловых процессов рек, озер, болот - определяют условия водного питания переувлажненных земель, их затопление и подтопление.

Гидрогеологические  условия переувлажненных земель определяют степень участия подземных вод в водном питании земель.

По степени  участия подземных вод в водном питании переувлажненных земель выделяют четыре схемы гидрогеологических условий:

1. подземные воды не участвуют в водном питании;
2. принимают участие только грунтовые воды, формирующиеся в пределах переувлажненных массивов и на их ближайшей периферии;
3. переувлажнение происходит за счет межпластовых вод, формирующихся за пределами этих массивов;
4. принимают участие глубокие водоносные горизонты, области питания которых значительно удалены от мест разгрузки.

Эти схемы  определяют взаимосвязь грунтовых (болотных) вод с глубокими горизонтами, их режим и баланс, тип торфяной залежи.

Литолого-почвенные  условия влияют на формирование избыточной влаги на поверхности и в почвенном слое, а также грунтовых вод. Почвы и подстилающие их грунты могут быть охарактеризованы следующими количественными показателями: водопроницаемостью и водовместимостью почвогрунтов, степенью однородности по глубине, слоистостью и наличием слабоводопроницаемых слоев.

По генезису покровные отложения подразделяют на торфяники (органогенная порода) и минеральные гидроморфные почвогрунты.

Среди переувлажненных земель наиболее распространены глины, тяжелые и  средние суглинки, торфяники, реже встречаются легкие суглинки, супеси и пески, когда они подстилаются слабоводопроницаемыми грунтами.

Растительность оказывает влияние на приходные (снегозадержание, уменьшение поверхности  стока и др.) и расходные (испарение) элементы водного питания земель. С изменением растительности связано, например, заболачивание вырубок и лесных гарей. На этом основан биологический дренаж - использование деревьев, обладающих высокой транспирационной способностью, для осушения.

 

Вопрос 5

Водный баланс переувлажненных  земель

 

Для наиболее сложных природных условий водный баланс мелиорируемых земель включает следующие составляющие: атмосферные  осадки; поверхностные, грунтовые и  грунтово-напорные воды, поступающие  с прилегающих водосборов, инфильтрационные воды рек и водохранилищ; конденсационные  воды; транспирацию; испарение с  поверхности почвы и воды.

В зависимости  от особенностей природных условий  объекта отдельные составляющие могут вообще не участвовать, или  участвовать периодически в формировании водного баланса.

Участвующие в формировании водного режима воды отличаются не только количеством, но и содержанием в них воздуха, питательных веществ, температурой и др.

Если для  производства сельскохозяйственных работ  на осушаемых землях основное значение имеет содержание влаги в почве, то произрастание растений и формирование урожая сельскохозяйственных культур  зависят от содержания в почве  влаги, а также от воздуха, тепла, питательных веществ, развития агробиологических  процессов в разные периоды вегетации.

Для количественной оценки каждого из факторов, участвующих  в формировании водного баланса осушаемых земель, составляют уравнение водного баланса. Оно определяет соотношение между приходом и расходом влаги на территории за какой-либо период. В таблице 1 представлены элементы водного баланса осушаемых земель.

 

Табл.1 Элементы водного баланса осушаемых земель

Элементы баланса	Статья баланса	Основной метод определения
Элементы баланса грунтовых вод
Приток грунтовых вод	Приход	Расчет по данным наблюдений за уровнями грунтовых вод на прилегающей  территории
Приток напорных вод	»	Расчет по данным наблюдений за уровнями грунтовых вод и пьезометрическим уровням (кусты скважин)
Инфильтрация осадков до уровня грунтовых  вод	»	Измерение лизиметрами
Отток грунтовых вод	Расход	Расчет по данным наблюдений за уровнями грунтовых вод на прилегающей  территории
Дренажный сток	»	Измерение на гидрометрических постах, расчетом по формулам теории фильтрации
Испарение с поверхности грунтовых  вод	»	Измерение лизиметрами
Изменение запасов грунтовых вод	Баланс	Расчет по данным наблюдений за изменением глубин грунтовых вод
Элементы баланса влаги в зоне аэрации
Инфильтрация осадков в зону аэрации	Приход	Измерение испарителями, лизиметрами, расчетом по разности  из уравнения баланса поверхностных вод
Конденсация влаги в зоне аэрации	Приход	Измеряется совместно с испарением в лизиметрах, испарителях
Испарение с поверхности грунтовых  вод	»	Измерение лизиметрами
Испарение с поверхности почвы	Расход	Измерение методом теплового баланса  и почвенными испарителями
Транспирация	»	Измерение методом теплового баланса  и почвенными испарителями
Инфильтрация осадков  до уровня грунтовых вод	»	Измерение лизиметрами
Изменение запасов влаги в зоне аэрации	Баланс	Измерение влагомерами, наблюдения за влажностью почвы
Элементы баланса поверхностных  вод
Атмосферные осадки и водоотдача из снега	Приход	Измерение дождемерами, плювиографами, снегомерными съемками
Приток поверхностных вод со стороны	»	Измерение на гидрометрических постах, стоковых площадках
Конденсация воды  на поверхности почвы,  растений и в снеге	»	Прямые методы сложные и слаборазработанные; измеряется совместно с испарением в лизиметрах, испарителях
Испарение с водной поверхности и снега	Расход	Измерение испаритеями ГГИ-3000
Поверхностный сток	Расход	Измерение на гидрометрических постах, редко расчленением гидрографа стока
Инфильтрация атмосферных осадков  в зону аэрации	»	Измерение испарителями, лизиметрами, расчетом по разности  из уравнения баланса поверхностных вод
Изменение засов воды на поверхности  почвы (аккумуляция)	Баланс	Измерение на водомерных постах и маршрутными снегомерными и водомерными съемками

 

 Наиболее  сложный вид имеет уравнение  водного баланса заболоченных пойм до их мелиорации:

З = О + А + Д + Г + Гн + Гф + Га + К – И  – Т 

 

где З –  запас воды в почве и на ее поверхности;

О – осадки;

А – аллювиальные воды;

Д – делювиальные воды, поступающие с водосбора;

Г – грунтовые  воды, поступающие с водосбора;

Гн – грунтово-напорные воды;

Гф – фильтрационные воды, поступающие из рек и водохранилищ;

Га – грунтовые  воды, образующиеся за счет аллювиальных вод;

К – конденсация;

И – испарение;

Т – транспирация.

 

При атмосферном типе водного питания уравнение водного баланса имеет вид:

З = Г + О + К – И – Т 

 

В случае замкнутого бассейна:

З = О + К – И – Т 

 

При притоке фильтрационных вод из рек и водохранилищ:

З = Гф + О + К – И – Т

В случае грунтово-напорного питания, когда напорные воды выходят на поверхность, уравнение водного баланса имеет вид:

З = Гн + О + Д + К – И – Т 

 

При капиллярном заболачивании:

З = Гн^к + О + Д + К – И – Т

где Гн^к – капиллярные воды, которые поступают из напорного горизонта в почву под давлением.

 

В случае намывного делювиального питания:

З = О + Д + К – И – Т 

 

 

При намывном аллювиальном питании:

З = О + А + К – И – Т 

Водный баланс составляют к началу производства весенних полевых работ  и ко времени уборки урожая для слоя почвы 0,5…0,6 м и периода произрастания выращиваемых культур для слоя почвы 0,8…1,0 м.

Гидромелиоративные  мероприятия коренным образом изменяют водный режим заболоченных земель, величину и число входящих в водный баланс составляющих.

 

Баланс  зольных элементов на осушаемых  землях.

Баланс зольных  элементов составляется для оценки питательного (пищевого) для растений режима почвы.

В приходную  часть баланса входят следующие  элементы: запас питательных веществ в почве в начале периода Sн; поступление зольных элементов с осадками По с семенами Пс, с грунтовыми и напорными водами Пг, из воздуха с пылью и за счет поглощения газообразного азота Пв; образование питательных веществ в почве микроорганизмами Пм; внесение удобрений Пу. При дополнительном орошении вводится элемент - поступление с поливной водой Пn.