yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Екологія->Содержание->           ТЕМА 5 ВОДНІ МЕЛІОРАЦІЇ

Екологічні меліорації

           ТЕМА 5 ВОДНІ МЕЛІОРАЦІЇ

           

           

            Водні меліорації – радикальні способи боротьби з

            посушливістю і надлишком вологи. Вони виконують роль

            перерозподільної вологи в часі та у просторі з метою раці-

            онального використання водних і земельних ресурсів.

            Більше ніж 50% України займають аридні та семи-

            аридні землі, які потерпають від нестачі вологи (південь і

            південний схід країни). Інші землі (північно-західний і

            північний райони країни), навпаки, мають зайву вологу в

            ґрунтовому шарі. Водні меліорації дозволяють забезпечу-

            вати стійкі врожаї сільськогосподарських культур. Водні

            меліорації – зрошення та обводнювання (іригація) – здавна

            супроводжують розвиток людського суспільства.

            Площа зрошуваного землеробства в межах Укра-

            їни – більше ніж 2,5 млн. га. Правильний вибір способів

            проведення водних меліорацій залежить багато в чому від

            комплексу природних умов. Найбільш важлива тут деталь

            – зволоження полів. Сьогодні прийнята система методів

            розрахунку гідротермічних коефіцієнтів. Найбільш розпо-

            всюдженим є метод М.М. Іванова (1956 р.):

           

             Р

             Р

             К =

            =

            , (5.1)

             Е

            ,

            0 018*(25 t)2

            +

            * d

           

            де

            Р – опади, мм;

           

            Е – випаровуваність, мм;

            t

            –

            середньомісячна температура повітря;

            d – нестача насичення повітря.

            С.Л. Міркін (1960) запропонував коефіцієнт зволо-

            ження, що виражає відношення річних опадів, за винятком

            стоку до суми температур повітря вище ніж 10˚С:

           

             Р  1

            ( −η)

             К =

            ∑ ,

           

            (5.2)

            o

            1

            ,

            0

             t

            де

            К – коефіцієнт зволоження;

           

            Р – опади, мм на рік;

           

            η – коефіцієнт стоку;

           

            Σt˚ - сума температур повітря вище ніж 10 ˚С

            за рік.

            Ступінь задоволення сільськогосподарських куль-

            тур вологою називається вологозабезпеченістю рослин.

            Нормою зрошення називається загальна кількість

            води, що повинна бути надана визначеній культурі за весь

            вегетаційний період. Вона виражається в м3/га і розрахову-

            ється за формулою

            М = Е – Ро – ∆W + Ео, (5.3)

            де

            М – норма зрошення;

           

            Е – загальне водоспоживання;

           

            Ро – кількість опадів, що надходить в актив-

            ний шар ґрунту;

           

            ∆W = W0 – W1,

            де W0 – кількість вологи в ґрунті на початку

            періоду;

            W1 – кількість вологи в ґрунті наприкінці пе-

            ріоду;

           

            Ео – випаровування з поверхні ґрунту.

            Розрізняють вегетаційні поливи, тобто поливи в пе-

            ріод вегетації, і вологозарядні - поливи до посіву культури.

            Різні екологічні групи і сорти рослин відрізняються неод-

            наковою потребою у волозі. Вона залежить від погодних

            умов і змінюється по роках. Засухостійкі рослини при оде-

            ржанні повної кількості води і живильних речовин витра-

            чають вологи більше, ніж незасухостійкі. Рослини, що ма-

            ють більш тривалий період вегетації, також витрачають

            вологи більше, ніж рослини з коротким періодом вегетації.

            У визначений період розвитку рослини особливо чутливі

            до нестачі вологи, і цей період називається критичним. Не-

            стача вологи в даний період викликає максимальне зни-

            ження врожаїв. Тому найголовніше при використанні зро-

            шуваних масивів - розрахунок норм зрошуваної води для

            полів з різними культурами. У протилежному разі виника-

            ють порушення в екологічній рівновазі систем, які поляга-

            ють у зміні гідрологічного режиму підземних вод і їх гід-

            рохімічного складу.

            Подача на значні площі зрошувальної води, кіль-

            кість якої іноді перевищує річну норму атмосферних опа-

            дів, порушує історично сформований тут водний баланс у

            результаті збільшення його прибуткової частини. В приро-

            дних умовах стабільність величини живлення ґрунтових

            вод за рахунок опадів та сталий їх рівневий і гідрохімічний

            режими забезпечуються пропускною здатністю зони аера-

            ції, породи, яка виконує роль водорегулятора. В поруше-

            них умовах при подачі додаткових об’ємів води підсилю-

            ються живлення ґрунтових вод і розчинення солей зони

            аерації, що приводить до підвищення рівня ґрунтових вод і

            зміни їх гідрохімічного режиму.

            При гідравлічному взаємозв'язку з ґрунтовими во-

            дами водоносні горизонти, які залягають нижче, також по-

            трапляють до зони їх впливу. В результаті їх зрошення збі-

            льшуються ресурси підземних вод і змінюється їх хімічний

            склад, що може викликати їх забруднення. Широке впро-

            вадження в сільськогосподарське виробництво хімізації

            (внесення добрив і ядохімікатів) значно посилює процеси

            забруднення підземних вод.

            Зміна гідрологічних умов при зрошенні багато в

            чому залежить від способу зрошення і техніки поливу. Так,

            при поверхневому способі зрошення інфільтраційні втрати

            значно більші, ніж при дощуванні.

            В умовах зрошення при заляганні ґрунтових вод не

            глибше 1 - 2 м, особливо при подовому рельєфі, розвива-

            ються процеси засолення ґрунтів з накопиченням хлоридів

            натрію, а також осолонцювання ґрунтів. При поливі дощу-

            ванням сольовий режим ґрунтів змінюється незначно.

            Крім того, при зрошенні активно змінюється і пове-

            рхня ґрунту. Тут активно утворюються суфозійні блюдця,

            поди, іноді провали. Це, в свою чергу, сприяє перерозподі-

            лу поверхневого поливу і виникненню заболочених діля-

            нок.

            Вплив зрошувальної меліорації на ресурси поверх-

            невих вод виявляється у зменшенні водності річок за раху-

            нок всезростаючого безповоротного забору води для зро-

            шення, у забрудненні рік і водойм зворотними водами із

            зрошуваних масивів за рахунок деякого збільшення кіль-

            кості добрив, які змиваються зливовими і сніговими вода-

            ми з орних угідь, і забрудненні ними рік і водойм.

            Хімічний склад зворотних вод і наявність у них за-

            бруднюючих речовин визначаються природними умовами,

            а також складом і обсягом добрив і ядохімікатів. Прісні

            води, що подаються на поля, пройшовши через ґрунти зо-

            ни аерації, розчиняють солі, які в них утримуються, збага-

            чуються ними, у результаті чого підвищуються мінераліза-

            ція і хімічний склад води.

            Інтенсивне використання добрив і ядохімікатів є іс-

            тотним джерелом забруднення, особливо пестицидами. За

            даними ВНДІВО, пестициди і біогенні речовини у зворот-

            них водах (поверхневих і дренажних) перебувають у роз-

            чиненому та сорбованому (на частках ґрунту) виглядах.

            Забруднюючі речовини зворотних вод подані в основному

            сполученнями NH4, NO2, NO3 і PO4. У результаті надхо-

            дження біогенних елементів у водоймах інтенсифікуються

            процеси евтрофікації, внаслідок відмирання водоростей

            виникає так зване вторинне забруднення вод.

            При меліоративному будівництві здійснюється

            комплекс заходів, який передбачає раціональну систему

            зрошення і водоподачі, що виключає або скорочує до міні-

            муму непродуктивні втрати зрошувальної води, упорядко-

            ване скидання води з каналів, рисових систем і колектор-

            но-дренажної мережі, повторне використання зворотних

            вод для зрошення. Важливе значення надається запобіган-

            ню забрудненню джерел води мінеральними добривами і

            ядохімікатами, які застосовуються для вирощування рос-

            лин, а також можливому вилуджуванню солей зони аерації

            та міграції некондиційних підземних вод.

            Осушувальні меліорації у межах України переви-

            щують 2,5 млн. га. Вони охоплюють північні області зони

            Полісся.

            Полісся розміщується в зоні надлишкового зволо-

            ження, відрізняється великого обводненістю та розвитком

            процесів заболочування. Болота в межах українського По-

            лісся займають 16,4% території. Основними причинами

            заболочування і перезволоження земель є: слабка природна

            дренованість території, сильні весняні повені, близьке сто-

            яння ґрунтових вод, перевищення кількості опадів, що ви-

            падають, над випаровуванням. На таких землях проводять

            меліоративне осушення.

            Нормою осушення називається визначений для тієї

            чи іншої культури режим глибини ґрунтових вод, який по-

            трібно підтримувати на осушуваній площі у різні фази роз-

            витку рослин. Норма осушення – це нестабільна величина.

            Вона змінюється в часі і неоднакова для різних ґрунтів і

            культур. Середні норми осушення за вегетаційний період

            для зернових культур 50-80 діб, для технічних культур –

            80-100 діб, для овочевих – 70-80 діб тощо. Осушувальні

            системи містять осушувальну мережу для збору надлиш-

            кової вологи з осушуваної площі, провідну мережу (водо-

            відвідні і магістральні канали), водоприймачі (ріки, озера,

            водоймища), огороджувальну мережу (дамби, канали). Ме-

            та роботи системи – послідовне видалення зайвої вологи з

            полів. Споруджують водовідні перекачувальні установки.

            Регулююча осушувальна мережа буває відкритою і

            закритою, постійною і тимчасовою. Тимчасова регулююча

            мережа, яка щорічно нарізається і зарівнюється, дозволяє

            механізувати польові роботи, а також посилювати або

            послабляти осушення залежно від погоди.

            Існують три способи осушувальних меліорацій: від-

            критий, закритий (дренаж) і обвалування. Іноді способи

            меліорацій застосовуються в комплексі, наприклад, закри-

            тий дренаж і відрита осушувальна мережа і навпаки. У по-

            сушливі періоди осушення сполучається з додатковим зво-

            ложенням ґрунту. За положенням осушувальні системи бу-

            вають горизонтальні і вертикальні; за способом відводу

            води – самопливні і з механічним прийомом води. При від-

            критому способі осушення закладається мережа каналів.

            Відстань між постійними відкритими каналами повинна

            бути не меншою ніж 250-300 м при довжині їх 900-1500 м.

            Чим глибше канал, тим більше відстань між ними. Для по-

            вного перехоплення поверхневого стоку канали-борозни та

            осушувальні канали розміщують під гострим кутом до

            горизонталей.

            Прогресивним методом є закритий дренаж, тобто

            відведення води дренами – підземними ходами. Дренаж

            буває гончарний, дерев'яний, кам'яний, бетонний, пластма-

            совий, земляний (кротячий).

            Гончарний дренаж має велику міцність і тривалість

            дії (близько 50 років). Дрени – обпалені глиняні трубки

            (довжиною близько 30 см, діаметром близько 6-8 см) - по-

            міщаються нижче обрію промерзання ґрунту одна до іншої

            із зазором 1 мм. Через стики і відводиться вода. Дрени

            розміщують паралельно до горизонталям під малим кутом

            або перпендикулярно до горизонталей.

            На занадто зволожених ґрунтах застосовується кро-

            тячий дренаж, тривалість дії якого близько 10 років. У

            щільних ґрунтах риють підземні ходи, які нагадують ходи

            кротів.

            Іноді використовують і особливі види осушення.

            Так, при розливах рік і затопленні ділянок землі зводять

            дамби уздовж ріки, зміцнюють їх дерном, загорожею, ка-

            менем. Для боротьби з підтопленням земель, безпосеред-

            ньо біля джерела води (ріки), риють ловчі канави.

            Осушення низин здійснюється в ряді місць (Дніст-

            ровські, Дунайські плавні тощо) за допомогою як періоди-

            чного, так і безперервного колматажу. Для цього на осу-

            шувану площу напускаються паводкові річкові води, що

            містять багато зважених органічних і мінеральних части-

            нок, через спеціально улаштовані чеки. Мета колматажу -

            штучне відкладення наносів для підвищення поверхні за-

            плав. Наноси осідають, а вода спускається в ріку. У ре-

            зультаті утворюється родючий мулистий горизонт ґрунтів,

            підвищується рівень найбільш низьких ділянок заплави.

            У даний час на півночі України на землях з розви-

            неним мікрорельєфом побудовано меліоративних систем

            більше ніж на 100 тис. га. Ці системи розміщені на старо-

            орних землях. Освоєння їх дає більш відчутний економіч-

            ний ефект, ніж проведення меліорацій на інших менш цін-

            них угіддях.

            Існує думка, відповідно до якої осушення земель

            Полісся зменшує стік рік від 32 до 50%. Однак це підтвер-

            джується тільки на малих ріках. Навпаки, водність Дніпра

            та інших рік під впливом осушення боліт і заболочених

            земель збільшилася на 2-3%. Осушувальні меліорації

            впливають на водний режим території, що меліорується.

            При зниженні рівня ґрунтових вод значно поліпшується

            аерація ґрунтів, у результаті чого анаеробні процеси роз-

            кладання змінюються на аеробні.

            Поряд з цим осушувальні системи, особливо дрена-

            жні, істотно збільшують винос хімічних компонентів і жи-

            вильних речовин з осушуваної території у водоприймачі.

            При цьому сам дренаж є транспортуючою ланкою при пе-

            ренесенні забруднень у системі "атмосфера – ґрунт - вода".

            В цілому осушувальна меліорація в природних умо-

            вах зони надлишкового зволоження сама по собі не викли-

            кає процесів виснаження і забруднення водних ресурсів.

            Однак осушення вологих земель впливає на клімат, на теп-

            ловий баланс полів – зменшуються витрати тепла на випа-

            ровування і збільшуються його витрати на нагрівання по-

            вітря та ґрунту. Тому випаровування з поверхні нерідко

            збільшується і ще більше зменшує вміст вологи у ґрунті,

            таким чином, ґрунтовий шар виявляється пересушеним.

            Для усунення ряду несприятливих особливостей мі-

            кроклімату осушених боліт проводять дощування, а також

            внесення мінеральних компонентів (піску).

           

           

 

7