Выбор земель различного назначения

В расходную  часть баланса входят: вынос зольных  элементов с урожаем и сорняками Ру; вымыв питательных элементов поверхностным стоком Рс; вынос веществ с дренажным стоком Рд; запасы элементов питания в конце расчетного периода Sк.

Уравнение баланса  зольных элементов имеет следующий  вид:

 

(По + Пс + Пn + Пв + Пм + Пу) – (Ру + Рс + Рд) = Sк - Sн

 

Основными приходными элементами баланса являются Sн, Пу и Пм, на землях грунтового и грунтово-напорного питания существенна роль Пг.

Мелиорация  должна быть направлена на сохранение и приумножение плодородия почв, сокращение потерь элементов питания растений (азот, фосфор, калий, кальций и др.) с дренажным стоком (вынос с  поверхностным стоком и грунтовыми водами).

Элементы  водного и питательного баланса  принимают по данным изысканий, проводимых для обоснования проектов осушения с использованием материалов гидрометеорологических наблюдений, рекомендаций научных и опытно-производственных организаций.

 

 

Вопрос 6. 

Осушение как участник водохозяйственного комплекса.

 

Особенности осушительных мелиораций как участника ВХК.

В среднем  по стране каждый осушаемый гектар дает продукции в 1,5 раза больше, чем  не мелиорированный (орошаемый в 5,8 раза больше). Особый упор сейчас делают на повышение эффективности использования осушаемых земель и сокращение сроков получения на этих землях проектной урожайности. Это может быть достигнуто регулированием водного и питательного режимов. Рациональное расходование воды необходимо даже в тех зонах, где за вегетацию сумма осадков превышает испарение.

Одним из способов, реализующих рациональное использование  водных ресурсов, в осушении является создание польдерных осушительных систем в поймах рек, которые позволяют рационально использовать как поверхностные, так и грунтовые воды.

В то же время  развитие агромелиоративной обработки  осушенных полей, в том числе  глубокое рыхление с окультуриванием  подпочвенного слоя и кротованием, а также все большее внесение удобрений на осушаемых землях, тем более в условиях дождевания, приводят к интенсификации выноса питательных веществ и загрязнению рек-водоприемников.

Поэтому осушительные мелиорации как участника ВКХ можно рассматривать в нескольких аспектах:

Первый - при осушении происходит сработка «вековых» запасов грунтовых вод. И на некоторое время (до 7 лет) сток рек-водоприемников увеличивается. Расходы летней межени возрастают в 1,5...2 раза. Осушение, трансформируя режим стока, влияет определенным образом на водные ресурсы.

Второй - в зоне неустойчивого увлажнения осушаемые земли необходимо в засушливые периоды увлажнять с помощью подъема грунтовых вод или орошения дождеванием. Это переводит осушительные системы в категорию осушительно-увлажнительных или осушительно-оросительных и делает их в составе ВКХ водопотребителями.

Третий - интенсивные способы земледелия, глубокое рыхление, кротование, а также значительные дозы внесения минеральных удобрений (более 100 кг/га д. В. азота) превращают осушительные системы в источник загрязнения рек-водоприемников, так как водоотведение может составить 30. ..50% водоподачи (осадки + оросительные нормы).

Четвертый - осушение земель с грунтовым типом водного питания снижает уровень грунтовых вод не только на осушаемой территории, но и на прилегающих землях, Таким образом, осушение влияет на экологию сопряженных биогеоценозов.

 

 

 Рациональное использование водных ресурсов при осушении.

 

 Для комплексного  решения водохозяйственных проблем  при осушительных мелиорациях необходимо:

1. создавать системы, позволяющие регулировать сток с осушаемых территорий. Для этого осушительные каналы и дрены должны иметь устройства, прекращающие сброс дренажных вод в засушливые периоды вегетации. В ряде случаев осушительная сеть может способствовать ускорению подачи воды в почву;
2. более эффективно использовать местные водные ресурсы за счет создания водохранилищ и прудов, собирающий дренажный и поверхностный сток для увлажнения, водоснабжения, рыбоводства, здравоохранения и отдыха;
3. осмотрительно проводить при мелиорации пойменных земель регулирование водоприемников, учитывая, что возможны переосушение территории и уменьшение общей водности речного бассейна;
4. шире применять польдерное осушение, включающее систему защитных дамб, каналов, дрен и насосных станций, предназначенных для откачки воды с обвалованной территории. Точное регулирование уровня грунтовых вод на таких системах предотвращает переосушение и способствует увеличению водности речного бассейна;
5. создавать мелиоративные системы комплексного регулирования водного, питательного и теплового режимов, позволяющие в 1,5...2 раза увеличить продуктивность осушаемых земель и повысить эффективность использования оросительной воды;
6. осуществлять оборотное использование дренажного стока для орошения осушаемых земель и в целях предотвращения загрязнения окружающей среды;
7. снижать отрицательное влияние осушительных систем на прилегающие территории; использовать водохранилища и озера на осушаемых землях для рыбоводства.

 

 

 

Вопрос 7

Типы водного питания  избыточного увлажненных земель. Типы гидрогеологических условий переувлажненных земель

Под типом водного питания понимается комплекс взаимосвязанных природных условий, которые характеризуют местоположение объекта относительно основных элементов рельефа (на водоразделе, склоне, в долине), рельеф его поверхности, почвы, геологическое строение и гидрогеологические условия, растительный покров. Эти условия поступления воды на заболоченную территорию определяют состав воды и формируют водный режим объекта. Рассмотрим изменение водного режима территории от водораздела к долине

На водоразделе  основными водами, участвующими в  формировании водного режима, являются атмосферные осадки, грунтовые воды расположены глубоко и существенной роли не играют. На склоне, в верхней его части, также основным источником водного питания являются атмосферные осадки, в средней части склона к атмосферным осадкам добавляются делювиальные (поверхностные) воды, поступающие с верхней части склона. В нижней части склона водный режим уже более сложный, помимо атмосферных осадков, на него оказывают влияние поверхностные воды с вышерасположенной части склона, кроме того, здесь могут близко залегать и грунтовые воды.

По классификации  А. Д. Брудастова выделяются пять типов  водного питания земель: атмосферный, грунтовый, грунтово-напорный, склоновый (делювиальный), намывной (аллювиальный).

В условиях орошения, особенно склонных к засолению  почв, при промывном водном режиме причиной переувлажнения земель могут быть поливные воды, поэтому может быть выделен дополнительно оросительный ТВП.

В пределах одного массива с переувлажненными почвами может быть несколько  типов водного питания, то есть смешанный ТВП.

При атмосферном  ТВП основным источником избыточной влаги являются атмосферные осадки, выпадающие на переувлажненную и осушаемую территорию. Он свойствен землям, расположенным на водоразделе и верхней части склонов, с малыми уклонами поверхности и со слабоводопроницаемыми почвами (глины, суглинки) и с глубоким (3...5 м и более) залеганием грунтовых вод.

При грунтовом  ТВП причина переувлажнения - неглубоко залегающие грунтовые воды. В зависимости от условий формирования последних выделяют три подтипа:

• первый - поток грунтовых вод со склонов;
• второй - поток фильтрационных вод водохранилищ и рек;
• третий - бассейн грунтовых вод.

Первый подтип свойствен болотам, расположенным  в понижениях рельефа, особенно в поймах, и на нижних частях склонов. Болота, как правило, низинные, реже переходные.

Второй подтип имеет место при высоком залегании  уровня воды в гидрографической сети, вызывающего подтопление земель. В зависимости от интенсивности и продолжительности поступления фильтрационных вод образуются избыточно увлажненные минеральные заболоченные земли сначала на отдельных пониженных участках, затем на всей площади.

Третий подтип свойствен плоским слабодренированным равнинам, сложенным проницаемыми грунтами (пески, супеси и др.), грунтовые волн залегают неглубоко, зоны их питания и разгрузки почти совпадают. Уклоны грунтовых вод практически отсутствуют, уровень их копирует поверхность земли. Переувлажненные земли представлены часто песками и низинными торфами, реже переходными и верховыми торфами, супесями и суглинками.

При грунтово-напорном ТВП основная причина переувлажнения - воды напорного водоносного горизонта, перекрытого сверху слабоводопроницаемыми  грунтами.

При грунтово-напорном ТВП выделяются три подтипа: первый - выклинивание напорных вод через гидрогеологические «окна» в водоупоре (древние ложбины стока, карстовые воронки, трещины и пр.), второй - площадное выклинивание напорных вод, третий - капиллярное заболачивание.

Первый подтип наиболее свойствен низинным болотам  в притеррасных частях пойм, нередко  напорные волы выходят в виде восходящих родников на поверхность или в  озера. Земли постоянно переувлажнены, тяжело поддаются осушению.

Второй подтип распространен шире, чем другие, разделяющий водоносные пласты относительный  водоупор не разрушен, грунтовые воды подпитываются напорными водами.

Третий подтип отличается тем, что слабоводопроницаемые покровные отложения (глина, суглинки) характеризуются большой высотой  капиллярного поднятия и отсутствием грунтовых вод.

При склоновом  ТВП переувлажнение происходит в  результате поверхностного стока с  прилегающих к объекту осушения склонов. Он свойствен заболоченным землям на склонах, характеризующихся  большими уклонами и сложенных слабоводопроницаемыми  грунтами.

При намывном ТВП переувлажнение происходит в  результате периодического затопления земель паводковыми и другими водами, выходящими из берегов рек и озер. К этому ТВП относятся озерные и речные поймы, а также дельты рек, приморские низменности (подвержены затоплению при сгонно-нагонных течениях).

Гидрогеологические  условия переувлажненных земель определяют степень участия подземных  вод в водном питании земель. Известно 16 основных типов гидрогеологических условий переувлажненных земель, которые охарактеризованы в таблице 1. Роль подземных вод в водном питании нарастает от 1-го к 12-му типу, при 1...3-м, 13-м, 14-м и 16-м типах в переувлажнении участвует в основном верховодка, при 8-12-м и 15-м типах - напорные воды. При 8-м и 10-м типах водообмен между грунтовыми водами и нижележащими водоносными горизонтами происходит через относительные водоупоры или гидрогеологические «окна» в них. Тип 16-й характерен для районов с многолетнемерзлыми породами.

По степени  участия подземных вод в водном питании переувлажненных земель выделяются четыре схемы гидрогеологических условий: подземные воды не участвуют в водном питании, принимают участие только грунтовые воды, формирующиеся в пределах переувлажненных массивов и на их ближайшей периферии; переувлажнение происходит за счет межпластовых вод, формирующихся за пределами этих массивов: принимают участие глубокие водоносные горизонты, области питания которых значительно удалены от мест разгрузки.

 

 

Табл.1 Характеристика основных типов  гидрогеологических условий переувлажненных  земель.

Тип гидргео-логических условий	Основная геоморфологи-ческая приуроченность	Геологическое строение покровных отложений	Характеристика подземных вод	Воды, принимающие участие в переувлажнении земель	Основные способы осушения	Оценка сложности гидрогеологических условий
1	Болота в котловинах на моренных, озерно-ледниковых, озерных равнинах	Однослойная толща	Болотные воды	Атмосферные осадки, верховодка	Горизонтальный дренаж, нагорные каналы	Простые
2	Болота в понижениях донно-моренного ландшафта, на озерно-аллювиальных равнинах	Двухслойная толща с более водопроницаемым основанием залежи	Болотные и грунтовые воды	Атмосферные осадки, верховодка и грунтовые воды	То же, и редкая сеть глубоких каналов	«
3	Болота в котловинах среди камов, озов, дюн, на древних речных равнинах	Однослойные грунты	Болотные воды и выклинивание грунтовых вод у бортов	То же	Горизонтальный дренаж, ловчие каналы	Средней сложности
4	Болота в понижениях зандровых, морских равнин, аллювиальных террас	Однослойная и двухслойная толща	Единые комплексы болотных и грунтовых вод	Грунтовые воды и атмосферные осадки	Горизонтальный дренаж, ловчие каналы	То же
5	Болота в понижениях конечных морен	Однослойная и двухслойная толща	Болотные и грунтовые воды взаимосвязаны	Грунтовые воды, атмосферные осадки и склоновый сток	Горизонтальный дренаж и нагорно-ловчие каналы	«
6	Болота в понижениях флювиогляциальных озерных и аллювиальных равнин, в лощинах, ложбинах	Многослойна я двухпластовая система. Торф, глины, пески	Грунтовые воды имеют локальную связь с болотными водами	Атмосферные осадки и грунтовые воды	Горизонтальный дренаж и ловчие каналы	«
7	Болота на низких террасах рек, на склонах возвышенностей коренных пород, на конусах выноса	Двухслойная толща. Торф подстилается песками и частично глинами	Болотные и грунтовые воды взаимосвязаны, наиболее   переувлажнены прибортовые части	Грунтовые воды и атмосферные осадки	Горизонтальный дренаж, учащенный со стороны склона	То же
8	Болота на древних речных долинах и озерно-ледниковых равнинах	Многослойная толща. Торф на чередующихся прослоях песков и глин	Болотные и грунтовые воды (безнапорные и напорные) образуют единые комплексы, области питания их незначительно удалены	Грунтовые и напорные воды, а также атмосферные осадки	Горизонтальный дренаж, редкая сеть глубоких каналов, разгрузочные скважины	Сложные
9	Болота в притеррасьях речных долин, в ложбинах	Двухслойная толща. Торф и песок (гравий)	Болотные и напорные грунтовые воды, залегающие в песках, выходы верховодки	Напорные воды и атмосферные осадки	Вертикальный дренаж, глубокий горизонтальный дренаж) разгрузочные скважины	Сложные
9a	Болота на предглинтовых низменностях, в поймах рек	Двухслойная толща. Торф залегает на обводненных коренных породах (известняках, гранитах и пр.)	Болотные и напорные воды трещинного типа взаимосвязаны, области литания значительно удалены	Напорные и грунтовые воды, а также атмосферные осадки	Систематический сгущенный горизонтальны и или вертикальный дренаж, ловчие дрены	«
10	Болота в понижениях моренных равнин, болота староречий, приморские низменности	Многослойная толща. Торф на слабоводопроницаемом основании (суглинки и др.), ниже пески, галечники	Напорные воды имеют площадную связь с болотными водами	Напорные воды, поверхностный стоки атмосферные осадки	Вертикальный дренаж, горизонтальны и дренаж с разгрузочными скважинами, нагорные каналы	«
lOa	Болота в котловинах среди сельг, в глубоких депрессиях плато	Многослойная толща. Торф и переслаивающиеся четвертичные отложения на обводненных коренных породах	Напорные воды отличаются высокой водообильностью, постоянством режима	То же	Учащенный глубокий горизонтальный дренаж	Сложные
11	Болота в глубоких понижениях на современных поймах, в дельтах рек	Многослойная толща: торф. суглинки. пески с локально размытым относительным водоупором	Единые водоносные комплексы с основной взаимосвязью через гидрогеологические «окна»	Напорные воды и склоновый сток	Глубокий горизонтальный дренаж, разгрузочные скважины, вертикальный дренаж	«
I1a	Болота на предглинтовых низменностях, в глубоких лощинах	То же, на коренных породах	То же	То же	Горизонтальный дренаж, разгрузочные скважины, нагорные каналы	«
12	Болота в понижениях современных озерных и озерно-аллювиальных равнин	Многослойная толща: торф на прослоях песков и суглинков	Болотные воды взаимосвязанны с грунтовыми, напорными и озерными водами	Грунтовые и напорные воды, а также атмосферные осадки	Горизонтальный дренаж, ловчие каналы	«
13	Плоские плато моренных и озерно- лединковых равнин, центральные части современных пойм	Однородный грунт. Суглинки или глины разного возраста и генезиса мощностью более 1,5-..З м	Верховодка, формирующаяся на подошве пахотного слоя и в отдельных более водопроницаемых прослоях	Атмосферные осадки и поверхностный сток	Закрытые собиратели, открытые каналы с комплексом агромелиоративных мероприятий	«
14	Озерно-ледниковые, морские, флювиогляциальные равнины	Двухслойные грунты. Пески (супеси) мощностью менее 0.3...0,5м, подстилаемы е глинами (суглинками)	Сезонная верховодка, изолированная от безнапорных грунтовых вод	Атмосферные осадки, верховодка и поверхностный сток	Закрытые собиратели	«
14a	То же	Однородные грунты. Лески (супеси) мощностью более 0,5 м, залегающие на глинах	Грунтовые воды в песках, поступление воды из нижних водоносных горизонтов отсутствует	Грунтовые воды и атмосферные осадки	Горизонтальный дренаж	«
15	Моренные, морские равнины, озерно- ледниковые равнины, особенно в зоне влияния водохранилищ	Двухслойная толща, Суглинки подстилаются песками (галечниками)	Грунтовые воды напорные, почвы переувлажнены капиллярными водами	Напорные воды, атмосферные осадки и поверхностный сток	Горизонтальный дренаж с агромелиоративными мероприятиями	Средней сложности
16	Аллювиальные, зандровые, болотные равнины	Однородные грунты. Суглинки, глины. супеси, пески в зоне вечной мерзлоты	Сезонная верховодка на изменчивой во времени кровле мерзлоты	Атмосферные осадки, поверхностный сток и верховодка	Горизонтальный дренаж, тепловые мелиорации	Простые