Техника и способы осушения почв

Введение

Дренаж - предотвращение или устранение неблагоприятного воздействия воды на хозяйственную деятельность человека. Наибольшее значение он имеет для сельского хозяйства, где удаление излишков влаги из корневого слоя почвы является одним из видов мелиорации, позволяющим осваивать новые земли и повышать их хозяйственную продуктивность. Он состоит из комплекса гидротехнических, агротехнических и хозяйственных мероприятий, в основе которых лежат гидротехнические методы стандартизированного удаления воды из корневого слоя почвы.

Дренаж улучшает водный и воздушный режим почвенного горизонта, ускоряет его оттаивание и высыхание весной, способствует развитию полезной микрофлоры, активизирует рост и развитие сельскохозяйственных культур. культур. Это позволяет повысить урожайность зерновых культур на осушенных землях до 30-40 центнеров с гектара, овощей до 600-800 центнеров, картофеля до 200-300 центнеров, сена до 100-120 центнеров с гектара, т.е. увеличить его по сравнению с урожаем на мелиорированных землях в 1,5-3 раза. Для зоны чрезмерного увлажнения дренаж - одно из основных средств интенсификации сельскохозяйственного производства. производство, обеспечивающее рациональное использование механизации и химии.
Дренаж также используется в строительстве для защиты населенных пунктов, промышленных объектов и т. д. от затопления грунтовыми водами со стороны водохранилища, моря и т. д. в лесном хозяйстве для улучшения роста лесов; в майнинге.
1 Техника и способы проведения осушительных мелиорацийДренажная система - это комплекс инженерных сооружений и устройств для регулирования водного режима заболоченных земель в соответствии с потребностями сельскохозяйственного производства [1].
Основная задача дренажной мелиорации - удалить лишнюю влагу с болот и заболоченных территорий. Если заболачивание вызвано поверхностными водами, то осушение этих земель сводится к удалению излишков поверхностных вод за счет увеличения стока или ограждению осушаемой территории от притока воды извне. При питании болот и заболоченных земель грунтовыми водами методы дренажа направлены на регулирование оттока грунтовых вод и поддержание оптимальной влажности почвы, защиту от поступающих извне грунтовых вод на осушаемую территорию или снижение их давления. В случае, когда заболачивание происходит из-за нескольких источников, дренаж осуществляется смешанным способом: открытую дренажную сеть можно подключить к закрытому дренажу и т. Д. На некоторых участках необходимо совмещать дренаж с влажностью почвы в засушливые периоды. года.
Причины заболачивания, источники питания болот и водно-болотных угодий, а также цель мелиорации земель определяют пути и методы его проведения. Под методом осушения понимается характер использования технических средств, с помощью которых решаются проблемы мелиорации.
Способы сушки включают:
горизонтальный дренаж (закрытый, открытый, систематический, выборочный разреженный);
вертикальный дренаж (напорный, площадной, выборочный);
комбинированный дренаж;
защитная система;
агро-мелиоративные работы и др.
Метод дренажа - это принцип воздействия на водный режим почвы, который определяет способ удаления лишней воды.
Выделяются следующие методы:
при атмосферном типе подачи обеспечивается ускоренный поверхностный сток,
с грунтовыми водами - понижение уровня грунтовых вод,
для сжатого - уменьшения давления и уровня воды под давлением,
с грунтовыми водами - снижение уровня напора и грунтовых вод,
при ускорении стока аллювиальных вод.
Взаимное расположение элементов водоотводной подсистемы на плане и в вертикальной плоскости отражается на схеме водоотвода. Его определяющими факторами являются: тип водоснабжения, причины заболачивания, характер землепользования и т. д.
Наряду со схемой осушения составляется схема комплексного использования и охраны водных и земельных ресурсов. Это проектно-прогнозный документ, от которого зависят характер, приоритетность и эффективность мелиоративного и водохозяйственного строительства. Различают региональные, бассейновые, региональные и районные схемы [2].
2 Оценка целесообразности осушения минеральных гидроморфных почв
Для решения задачи оптимизации водно-воздушного режима почв необходимо обеспечить нормальное соотношение содержания продуктивной влаги и воздуха в корневом слое. Для нормальной аэрации пахотного слоя общая пористость должна составлять около 50% объема почвы; объем воздушных пор (пористость аэрации) в пахотном горизонте в оптимуме приближается к 20% от общей пористости, но этот показатель очень сильно зависит от гранулометрического состава почвы и значительно превышает оптимум на песчаных почвах, не достигая его на тяжелых почвах [3]. Это соотношение регулируется направленным (в сторону оптимизации) изменением основных показателей следующих водно-физических свойств грунтов: плотности, общей пористости, структурного состава (содержание водостойких агрегатов размером> 0,25 мм) и водопроницаемости. Кроме того, необходимо использовать специальные мелиоративные мероприятия, чтобы исключить подтопление посевов и пахотного слоя почвы.
В целом, исходные требования к мелиоративным и агротехническим приемам, используемым для оптимизации водно-воздушного режима почв, помимо улучшения аэрации почв, должны включать создание условий для управления следующими показателями: - влажностью почвы и запасами продуктивной влаги, - нормы дренажа и орошения, - допустимое затопление посевов.
На заболоченных землях Нечерноземной зоны, где для ведения нормального земледелия требуется строительство дренажных ирригационных и дренажных систем, первостепенное значение при их проектировании имеют нормы дренажа, определяющие рациональную ценность понижения уровня почвы и грунтовых вод в поля в период проведения агротехнических работ и вегетации культурных культур [4]. В соответствии со СНиП 2.06.03-85 на полевые, кормовые и овощные севообороты в предпосевной период обработки почвы и уборки урожая нормы дренажа должны составлять 40-60 см от поверхности поля (при уровне <40 см оборудование застревает), в период вегетации - 90-110 см; на сенокосах для травянистой растительности оптимальный уровень грунтовых вод 60-80 см.
Непосредственное влияние на водно-воздушный режим окультуренных почв оказывают: объемная масса, удельный вес, общая пористость и аэрация, водопроницаемость и коэффициент фильтрации. Важную роль в обеспечении растений доступной влагой играет емкость и структура пахотного горизонта.
Величина пористости в первую очередь зависит от гранулометрического состава материнских пород и составляет в среднем 30-40% для песка, 44-45% для супеси, 47-50% для суглинка и более 52% для глины. Но, как видно из приведенной выше формулы для определения общей пористости, ее величина прямо пропорциональна объемной массе, поддающейся регулированию в широких пределах с помощью различных обработок почвы. Обработка почвы не только увеличивает объем пор на единицу объема почвы, но и существенно меняет соотношение между крупными (некапиллярными) и мелкими (капиллярными) порами, которое в оптимальном варианте составляет 1: 1 [4].
Показатели водопроницаемости и коэффициент фильтрации в первую очередь определяются гранулометрическим составом почв и основных почвенных пород, что в первую очередь учитывается при мелиоративном строительстве. Но даже эти значения в определенной степени можно регулировать с помощью механических методов обработки почвы разной глубины и мелиорации, которые изменяют размер пор почвы. Общая пористость почв связана с их влагоемкостью, то есть способностью удерживать и удерживать воду. Самая важная постоянная орошения и дренажа в сельском хозяйстве во время мелиорации воды - это предельная влагоемкость поля, которая выражает способность почвы удерживать определенное количество подвижной (доступной для растений) влаги.
При оптимизации водно-воздушного режима почвы, помимо пахотного горизонта, необходимо предусмотреть мелиорацию недр, в которых находится значительная часть активной корневой системы возделываемых культур. По данным вышеприведенного обзора, для супесчаных и супесчаных почв оптимальная плотность подповерхностного горизонта должна составлять около 1,45-1,50 г / см3. Минеральные почвы Нечерноземной зоны легкие по текстуре характеризуются в первую очередь нормальная плотность пахотного горизонта, но на суглинистых и глинистых почвах подповерхностный слой чаще бывает переуплотнен, в основном за счет образования пашни. Плотность подпочвенного слоя можно снизить различными мелиоративными и агротехническими приемами. Установили, что при мелиоративной вспашке на 45 см из-за уменьшения насыпной плотности в этом слое общая пористость увеличивается на 10-15%, PPV увеличивается до 10%, водопроницаемость увеличивается. на 30-40% [5].
Разрыхление тяжелых грунтов позволяет увеличить их общую пористость до 8-10%. Несложно подсчитать, что для увеличения пористости на эту величину необходимо снизить плотность подповерхностного горизонта на в среднем 0,2 г / см3. Таким образом, за оптимальный показатель плотности подповерхностного горизонта можно принять 1,50 для легких и 1,20–1,30 г / см3 для средних и тяжелых почв.
Заключение. В результате осушения происходит пространственная дифференциация прилегающих к сушилкам ландшафтов. В связи с этим в зоне влияния дренажных систем выделяют две подзоны: значительные и слабые изменения природных комплексов.
В первой подзоне уровень ПГВ снижается на 0,3-0,8 м, что снижает влажность почвы в 1,5-2,2 раза. Заметно ослабляется заболачивание, выводится ряд химических веществ и происходит интенсивное накопление оксида железа. Гидрофильные фитоценозы трансформируются в гидромезофильные и мезофильные. Урожайность лугов падает на 10-30%. Прирост деревьев в ранее недостаточных и умеренно влажных местообитаниях снижается на 10-35%, в заболоченных и заболоченных - увеличивается на 30-150%.
Во второй подзоне уровень ПГВ снижается на 0,2-0,5 м, влажность почвы снижается в 1,2-1,7 раза. В связи с этим ослабляется оглеение почв, увеличивается накопление оксида железа. На лугах увеличивается доля злаков, в напочвенном покрове снижается доля влаголюбивых видов. Рост деревьев в ранее умеренно влажных местообитаниях увеличивается на 20-80%.
Ширина зоны влияния дренажа в условиях суглинистых почв 300-400 м.
Дренаж изменил герметичность связей между компонентами природных комплексов. Обнаружено заметное повышение вариабельности роста деревьев в зоне влияния, особенно в тех типах лесов, которые четко и однозначно реагировали на осушение (ельники щавелевые, сосняки длинномошные и др.). В 78% случаев это совпало с направлением изменчивости атмосферных осадков (вне зон влияния в 57%). В то же время было отмечено увеличение зависимости между приростом и осадками и коэффициентом влажности после сушки. Таким образом, в отличие от обводненных берегов водоемов в зоне влияния дренажных систем возросла роль метеорологических факторов.
Список использованной литературы: 1. Барановский, И.Н. Эффективность способов внесения КМН в дерново-подзолистые почвы /И.Н.Барановский, Д.А.Пипо //Сб. тр. Междунар. научно-практ. конф. Тверской ГСХА, т. 1.- Тверь: Агросфера, 2009. С. 47-50.
2. Башкин, В.Н. Биогеохимические основы экологического нормирования /В.Н.Башкин, Е.В.Евстафьева, В.В.Снакин и др.- М.: Наука, 1993. – 304 с.
3. Безуглая, Ю.М. Сравнительная эффективность форм фосфорных удобрений на дерново-подзолистой почве /Ю.М.Безуглая, Л.А.Большакова, Т.Е.Рябизина //Агрохимия, 1976, № 2. С. 33-39.
4. Биопрепараты в сельском хозяйстве (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве, под ред. И.И. Тихоновича и Ю.В. Круглова).-М.: ВНИИСХМ, 2005. -154 с.
5. Бишоф, Э.А. Гидрометрические наблюдения на осушительных системах /Э.А.Бишоф, Т.И.Даишев, А.И.Климко. – М.: Колос, 1972. -103 с.