Мероприятия по предупреждению засоления и заболачивания орошаемых земель
В целях предупреждения засоления и заболачивания почв проводят агротехнические, лесомелиоративные и эксплуатационно-ирригационные мероприятия.
Агротехнические и лесомелиоративные мероприятия снижают испарение влаги с поверхности почвы и уменьшают капиллярный подъем воды. Основными агротехническими приемами, позволяющими регулировать солевой режим засоленных орошаемых земель, направляя его в сторону рассоления, являются обработка почвы, включение люцерны в севообороты, густота сельскохозяйственных растений, поддержание оптимальной влажности, в активном слое почвы.
На слабо- и среднезасоленных почвах весьма эффективны глубокая зяблевая вспашка и тщательная культивация пропашных культур. Эти мероприятия, снижая испарение с поверхности почвы, значительно уменьшают процесс послеполивного и сезонного засоления.
Высокое расселяющее действие оказывает люцерна. Она снижает уровень грунтовых вод, сильно уменьшает испарение с поверхности, улучшает агрофизические свойства почвы, способствует перераспределению солей из пахотного и корнеобитаемого горизонта в более глубокие подпахотные. Применение правильных севооборотов и более совершенной обработки почвы, а также внесение органических и минеральных удобрений способствуют оструктуриванию почвы — одному из главных условий уменьшения капиллярного подъема грунтовых вод. Снижение испарения влаги с земнойповерхности при возделывании широкорядных культур достигается послеполивной обработкой почвы и посадкой защитных лесополос. Все это в общей сложности предотвращает миграцию солей из нижних горизонтов в верхние, сни-жает непроизводительные затраты оросительной воды, удлиняет межполивные периоды, сокращает число поливов, повышает коэффициент полезного использования оросительной воды, улучшает водный, воздушный, питательный и тепловой режимы.
Эксплуатационно-ирригационные мероприятия делятся на системные и внутрихозяйственные.
На слабо- и среднезасоленных почвах весьма эффективны глубокая зяблевая вспашка и тщательная культивация пропашных культур. Эти мероприятия, снижая испарение с поверхности почвы, значительно уменьшают процесс послеполивного и сезонного засоления.
Высокое расселяющее действие оказывает люцерна. Она снижает уровень грунтовых вод, сильно уменьшает испарение с поверхности, улучшает агрофизические свойства почвы, способствует перераспределению солей из пахотного и корнеобитаемого горизонта в более глубокие подпахотные. Применение правильных севооборотов и более совершенной обработки почвы, а также внесение органических и минеральных удобрений способствуют оструктуриванию почвы — одному из главных условий уменьшения капиллярного подъема грунтовых вод. Снижение испарения влаги с земнойповерхности при возделывании широкорядных культур достигается послеполивной обработкой почвы и посадкой защитных лесополос. Все это в общей сложности предотвращает миграцию солей из нижних горизонтов в верхние, сни-жает непроизводительные затраты оросительной воды, удлиняет межполивные периоды, сокращает число поливов, повышает коэффициент полезного использования оросительной воды, улучшает водный, воздушный, питательный и тепловой режимы.
Эксплуатационно-ирригационные мероприятия делятся на системные и внутрихозяйственные.
Системные мероприятия направлены на строгое выполнение планов водопользования и повышение КПД по всем общесистемным каналам путем борьбы с потерями воды в них, недопущения пуска излишней воды в каналы.
К внутрихозяйственным мероприятиям относятся: строгое соблюдение установленного режима орошения сельскохозяйственных культур и повышение КПД внутрихозяйственной оросительной сети; применение более совершенной техники полива, обеспечивающей высокий КИВ; недопущение затоплений орошаемых земель; устранение последствий засоления и заболачивания земель; обеспечение своевременного отвода воды при ремонтных работах или авариях; организация сброса паводковых вод через соответствующие сбросные устройства; обеспечение бесперебойной работы коллекторно-дренажной сети; более полное использование дренажной способности орошаемого массива (усиление работы естественных дрен, создание искусственных дренажных сооружений).
К внутрихозяйственным мероприятиям относятся: строгое соблюдение установленного режима орошения сельскохозяйственных культур и повышение КПД внутрихозяйственной оросительной сети; применение более совершенной техники полива, обеспечивающей высокий КИВ; недопущение затоплений орошаемых земель; устранение последствий засоления и заболачивания земель; обеспечение своевременного отвода воды при ремонтных работах или авариях; организация сброса паводковых вод через соответствующие сбросные устройства; обеспечение бесперебойной работы коллекторно-дренажной сети; более полное использование дренажной способности орошаемого массива (усиление работы естественных дрен, создание искусственных дренажных сооружений).
Вегетационные поливы на средне- и сильнозасоленных, а также вновь осваиваемых солончаковых почвах в сочетании с высокой агротехникой являются весьма сильным средством регулирования солевого режима и рассоления почв. Поливные нормы в этом случае применяют с учетом уменьшения концентрации солей в активном слое почвы, что обеспечивает ликвидацию сезонного засоления и создает нормальные условия для роста и развития растений и получения высокого урожая.
Разработку мероприятий по понижению уровня грунтовых вод обычно начинают с установления причин, вызывающих Неблагоприятные гидрогеологические условия массива.
Для улучшения гидрогеологического режима прежде всего.усиливают естественную дренированность и снижают приходную часть водного баланса. Если этого недостаточно, предусматривают специальные дренажные устройства — горизонтальную дренажную сеть или вертикальный дренаж.
В практике чаще применяют горизонтальный дренаж. Дрены-собиратели могут быть открытыми и за¬крытыми. Закрытая система во всех отношениях лучше открытой: она не затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ, повышает коэффициент полезного использования земли по сравнению с открытой, легче в эксплуатации. Для устройства дрен используют гончарные или пластмассовые трубы. Межхозяйственные и внутрихозяйственные коллекторы делают открытыми. Дрены и коллекторы прокладывают на некотором расстоянии от каналов оросительной сети по наиболее низ-ким отметкам рельефа.
При больших уклонах местности в целях обеспечения двухстороннего дренирования дрены выгоднее устраивать перпендикулярно к изогипсам, а при малых уклонах и медленном потоке грунтовых вод возможно и продольное, и поперечное расположение дрен. Глубину закладки дрен в зависимости от их назначения (борьба с заболачиванием, отвод воды при промывке засоленных почв, улучшение водного и солевого режимов в активном слое почвы) и гидрогеологических условий принимают равной 2...3,5 м.
Чтобы усилить дренажный сток и ускорить вынос солей при промывке засоленных почвогрунтов с низким коэффициентом фильтрации, кроме глубоких, устраивают мелкие дрены — глубиной 1... 1,2 м. Их располагают в междренье (середина) глубоких дрен. Мелкий дренаж работает в основном во время промывки. Сочетание мелких и глубоких дрен повышает дренажный модуль и позволяет применять большие промывные нормы, обеспечивающие эффективное рассоление почвогрунтов.
Если постоянного притока грунтовых вод не наблюдается, мелкие дрены устраивают в виде открытых временных каналов, которые нарезают в осенний период перед промывками и заравнивают перед весенними полевыми работами.
Для усиления дренажного стока на тяжелых почвогрунтах между мелкими открытыми или закрытыми дренами устраивают кротовые дрены с расстоянием между ними не более 10 м.
Расстояние между глубокими дренами зависит от глубины заложения, водопроницаемости почвогрунтов и гидрогеологических условий. С. Ф. Аверьянов рекомен¬дует следующие расстояния между дренами в однородных грунтах при глубине заложения дрен 3 м: для тяжелых суглинков с коэффициентом фильтрации 0,5 м/сут — 300 м; для суглинков и тяжелых супесей с коэффициентом фильтрации 1...3 м/сут —300...500 м; для легких суглинков и супесей с коэффициентом фильтрации 3...10 м/сут—500...800 м.
Расстояние между мелкими дренами на легких почвах принимают равным 70...90 м, на средних — 40...60 и на тяжелых —20...30 м. При устройстве кротовых дрен расстояние между временными дренами может быть увеличено до 80...100 м.
Временный дренаж предусматривают в следующих случаях: когда уровень грунтовых вод до промывки расположен на глубине менее 5 м; при поверхностном или равномерном по профилю засолении; когда скорость отвода промывных вод, создаваемая постоянным дренажем, меньше необходимых скоростей отвода промывных вод.
Если грунтовые воды до промывки расположены на глубине более 5 м и если большая часть Промывной нормы может быть размещена в свободных порах зоны аэрации, то временный дренаж не делают.
Временный дренаж целесообразен также при промывках глубокосолончаковатых почвогрунтов, когда верхняя толща (1...2 м) опреснена.
Вертикальный дренаж представляет собой глубокие трубчатые колодцы, из которых грунтовая вода откачивается насосами. Применение его экономически целесообразно, если удельный приток воды на 1 м глубины колодца намного больше удельного притока в горизонтальную дрену. Это наблюдается в тех случаях, когда почва подстилается мощной легководопроницаемой толщей грунта.
Разработку мероприятий по понижению уровня грунтовых вод обычно начинают с установления причин, вызывающих Неблагоприятные гидрогеологические условия массива.
Для улучшения гидрогеологического режима прежде всего.усиливают естественную дренированность и снижают приходную часть водного баланса. Если этого недостаточно, предусматривают специальные дренажные устройства — горизонтальную дренажную сеть или вертикальный дренаж.
В практике чаще применяют горизонтальный дренаж. Дрены-собиратели могут быть открытыми и за¬крытыми. Закрытая система во всех отношениях лучше открытой: она не затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ, повышает коэффициент полезного использования земли по сравнению с открытой, легче в эксплуатации. Для устройства дрен используют гончарные или пластмассовые трубы. Межхозяйственные и внутрихозяйственные коллекторы делают открытыми. Дрены и коллекторы прокладывают на некотором расстоянии от каналов оросительной сети по наиболее низ-ким отметкам рельефа.
При больших уклонах местности в целях обеспечения двухстороннего дренирования дрены выгоднее устраивать перпендикулярно к изогипсам, а при малых уклонах и медленном потоке грунтовых вод возможно и продольное, и поперечное расположение дрен. Глубину закладки дрен в зависимости от их назначения (борьба с заболачиванием, отвод воды при промывке засоленных почв, улучшение водного и солевого режимов в активном слое почвы) и гидрогеологических условий принимают равной 2...3,5 м.
Чтобы усилить дренажный сток и ускорить вынос солей при промывке засоленных почвогрунтов с низким коэффициентом фильтрации, кроме глубоких, устраивают мелкие дрены — глубиной 1... 1,2 м. Их располагают в междренье (середина) глубоких дрен. Мелкий дренаж работает в основном во время промывки. Сочетание мелких и глубоких дрен повышает дренажный модуль и позволяет применять большие промывные нормы, обеспечивающие эффективное рассоление почвогрунтов.
Если постоянного притока грунтовых вод не наблюдается, мелкие дрены устраивают в виде открытых временных каналов, которые нарезают в осенний период перед промывками и заравнивают перед весенними полевыми работами.
Для усиления дренажного стока на тяжелых почвогрунтах между мелкими открытыми или закрытыми дренами устраивают кротовые дрены с расстоянием между ними не более 10 м.
Расстояние между глубокими дренами зависит от глубины заложения, водопроницаемости почвогрунтов и гидрогеологических условий. С. Ф. Аверьянов рекомен¬дует следующие расстояния между дренами в однородных грунтах при глубине заложения дрен 3 м: для тяжелых суглинков с коэффициентом фильтрации 0,5 м/сут — 300 м; для суглинков и тяжелых супесей с коэффициентом фильтрации 1...3 м/сут —300...500 м; для легких суглинков и супесей с коэффициентом фильтрации 3...10 м/сут—500...800 м.
Расстояние между мелкими дренами на легких почвах принимают равным 70...90 м, на средних — 40...60 и на тяжелых —20...30 м. При устройстве кротовых дрен расстояние между временными дренами может быть увеличено до 80...100 м.
Временный дренаж предусматривают в следующих случаях: когда уровень грунтовых вод до промывки расположен на глубине менее 5 м; при поверхностном или равномерном по профилю засолении; когда скорость отвода промывных вод, создаваемая постоянным дренажем, меньше необходимых скоростей отвода промывных вод.
Если грунтовые воды до промывки расположены на глубине более 5 м и если большая часть Промывной нормы может быть размещена в свободных порах зоны аэрации, то временный дренаж не делают.
Временный дренаж целесообразен также при промывках глубокосолончаковатых почвогрунтов, когда верхняя толща (1...2 м) опреснена.
Вертикальный дренаж представляет собой глубокие трубчатые колодцы, из которых грунтовая вода откачивается насосами. Применение его экономически целесообразно, если удельный приток воды на 1 м глубины колодца намного больше удельного притока в горизонтальную дрену. Это наблюдается в тех случаях, когда почва подстилается мощной легководопроницаемой толщей грунта.
Вертикальный дренаж обеспечивает забор воды из глубоких водоносных напорных горизонтов, перекрытых слабопроницаемыми породами, что обусловливает снижение напора и предотвращает восходящие в почве потоки подземных вод. Откачиваемые в большом количестве из колодцев слабоминерализованные подземные воды могут быть использованы для орошения сельскохозяйственных культур. Такой тип дренажа не препятствует механизации полевых работ и повышает коэффициент земельного использования по сравнению с горизонтальным.
Глубину колодцев в зависимости от гидрогеологических условий принимают от 20 до 100 м. Расходы воды при откачке составляют 60... 100 л/с. В условиях Голодной степи одна вертикальная скважина глубиной 60...100 м обслуживает около 100 га орошаемых земель; при соответствующих гидрогеологических условиях нагрузка на одну скважину может быть доведена до 250 га. Радиус действия колодца при дебите скважины более 50 л/с может достигать 500...600 м.
Строительные затраты по открытому горизонтальному дренажу ориентировочно составляют 270 р/га, по закрытому горизонтальному — 300 р/га, по вертикальному — 120...160 р/га.
Вертикальный дренаж особенно экономически эффективен при сочетании двух мероприятий: борьбы с избыточным увлажнением земель и использования откачиваемой воды на орошение. Стоимость эксплуатационных затрат, отнесенных на понижение уровня грунтовых вод, в этом случае значительно уменьшается.
Опреснение почвогрунтов с помощью вертикального дренажа достигается при длительной эксплуатации колодца.
Для более интенсивного первоначального опреснения почвогрунтов и грунтовых вод при капитальной промывке вертикальный дренаж дополняют открытым горизонтальным дренажем, который после промывок и опреснения почвогрунтов ликвидируют.
Для восстановления плодородия засоленных почв, занимающих в общем фонде орошаемых земель значительную часть, требуются специальные плановые мероприятия по их освоению (промывка почв, посев люцерны и др.).
Глубину колодцев в зависимости от гидрогеологических условий принимают от 20 до 100 м. Расходы воды при откачке составляют 60... 100 л/с. В условиях Голодной степи одна вертикальная скважина глубиной 60...100 м обслуживает около 100 га орошаемых земель; при соответствующих гидрогеологических условиях нагрузка на одну скважину может быть доведена до 250 га. Радиус действия колодца при дебите скважины более 50 л/с может достигать 500...600 м.
Строительные затраты по открытому горизонтальному дренажу ориентировочно составляют 270 р/га, по закрытому горизонтальному — 300 р/га, по вертикальному — 120...160 р/га.
Вертикальный дренаж особенно экономически эффективен при сочетании двух мероприятий: борьбы с избыточным увлажнением земель и использования откачиваемой воды на орошение. Стоимость эксплуатационных затрат, отнесенных на понижение уровня грунтовых вод, в этом случае значительно уменьшается.
Опреснение почвогрунтов с помощью вертикального дренажа достигается при длительной эксплуатации колодца.
Для более интенсивного первоначального опреснения почвогрунтов и грунтовых вод при капитальной промывке вертикальный дренаж дополняют открытым горизонтальным дренажем, который после промывок и опреснения почвогрунтов ликвидируют.
Для восстановления плодородия засоленных почв, занимающих в общем фонде орошаемых земель значительную часть, требуются специальные плановые мероприятия по их освоению (промывка почв, посев люцерны и др.).
