Меню
Головна
Авторизація/Реєстрація
 
Головна arrow Агропромисловість arrow Аналіз способів осушення зв'язних ґрунтів в умовах північно-східній частині Білорусі

Аналіз способів осушення зв'язних ґрунтів в умовах північно-східній частині Білорусі


Аналіз способів осушення зв'язних ґрунтів в умовах північно-східній частині Білорусі

Меліорація земель є одним з істотних факторів інтенсифікації сільського господарства, створення сприятливих умов для мобілізації потенційного родючості ґрунтів, підвищення ефективності механізації, хімізації та захисту рослин і в кінцевому рахунку забезпечення високорентабельного та конкурентоспроможного сільськогосподарського виробництва.

станом на 1 січня 2010 р. загальна площа осушених земель склала 3425,7 тис. га, або 74 відсотка меліоративного фонду перезволожених земель, що потребують проведення першочергового осушення. У загальній площі осушених земель республіки сільськогосподарські землі займають 2915 тис. га, з них ріллі - 1258,9 тис. гектарів, лучні 1651,3 тис. гектарів [1]. Значна частина цих земель представлена зв'язковими ґрунтами, які широко поширені в умовах північно-східній частині Білорусі.

Зв'язні ґрунти є найбільш родючими в нашій республіці. Від водного режиму на них багато в чому залежить рівень сільськогосподарського виробництва і рентабельність продукції. Реконструкція осушувальних систем, що проходить в даний час, вимагає ретельного урахування досвіду проектування і експлуатації меліоративних систем, побудованих раніше, і застосування нових перспективних, економічно виправданих рішень з урахуванням новітнього досвіду інших країн. В першу чергу слід узагальнити проявилися негативні явища за осушительному дії, з'ясувати їх причини та знайти шляхи виключення їх у майбутньому.

Аналіз джерел. У відповідності з Державною програмою «Збереження та використання меліорованих земель на 2011-2015 рр.» необхідно створити оптимальний водний режим для сільськогосподарських рослин на площі близько 2,8 млн. гектарів і ввести в сільськогосподарське використання меліорованих земель на площі 34,64 тис. гектарів[1].

В Білорусі зв'язні ґрунти, розвинені на лесовидних суглинках і лесах, поширені в основному у північно-східній частині. З них від 10 до 15% складають глейові і глеюваті грунти, розташовані у вигляді окремих ділянок в замкнутих пониженнях (западинах) [2]. На 100 га припадає до 60 і більше замкнутих понижень, расчленяющих ріллю на ділянки неправильної конфігурації. На ріллі навколо них утворюються огріхи і необроблені ділянки. Основна кількість западин (понад 60%) має площу до 0,2 га, середня площа - 0,01 га. Такі землі мають неоднорідний водно-повітряний режим. До 2-3 місяців і більше за вегетаційний період в западинах застоюється поверхнева вода. Западини, як правило, швидко заростають деревно-чагарниковою рослинністю [3].

Традиційні способи осушення таких земель систематичним дренажем завжди були трудомісткими і енергозатратними і, як наслідок, малоефективними. Тому при меліорації таких земель доцільно застосовувати вибірковий дренаж в поєднанні з агромелиоративными прийомами обробки грунту і заходами щодо організації поверхневого стоку [4].

Землі з западинным рельєфом є основною перешкодою для їх інтенсивного сільськогосподарського використання. Як показують результати досліджень [5, 6, 7, 8, 9, 10], проведення меліоративних заходів в умовах даного типу ґрунтів є складною інженерною задачею. Одночасно з цим для розглянутого регіону дані землі мають важливе господарське значення. Ця обставина викликала необхідність проведення комплексних польових досліджень у виробничих умовах.

Мета досліджень розробка і обґрунтування ресурсозберігаючих способів осушення для реконструйованих меліоративних систем на зв'язних грунтах північного сходу Білорусі.

Методи дослідження. Мелкоконтурность земель з западинным рельєфом є основною перешкодою для їх інтенсивного сільськогосподарського використання. Як зазначено вище, меліорація земель в таких умовах представляє складну проблему, вирішити яку можна тільки на підставі польових досліджень осушительного дії різних способів осушення.

На об'єкті в СВК «Мазоловский» Мстиславського району Могильовської області були побудовані дев'ять способів осушення в 2006 р.

Ділянку 1. Відведення поверхневих вод колодязями-поглиначами різних конструкцій.

Ділянка 2. Засипка замкнутих знижень з пристроєм через сідловину улоговини стоку без додаткових заходів.

Ділянка 3. Вибірковий дренаж. Дрени-збирачі з «пунктирній» засипанням піщано-гравійної сумішшю (ПГС), дрени-збирачі із суцільним засипанням ПГС.

Ділянка 4. Вибірковий дренаж з колонками-поглиначами і дренажними трубами різних конструкцій: з полівінілхлоридних (ПВХ) дренажних труб фірми «Вавін» з кокосовим фільтром, фільтром з геотекстилю «Тайпар», з поліетиленових труб з фільтром «Пинема».

Ділянка 5. Меліорація земель вибірковим фашинным дренажем.

Ділянку 6. Відведення поверхневих вод закритими збирачами з пристроєм фільтруючої засипки і колонок-поглиначів.

Ділянка 7. Відведення поверхневих вод із замкнутих понижень ложбинами з пристроєм подложбинных колекторів.

Ділянка 8. Прискорення відводу поверхневих вод по тальвегам шляхом влаштування тальвеговой улоговини з подложбинным колектором.

Ділянка 9. Вибірковий дренаж, акумуляція поверхневого та дренажного стоку водоймищами-копанями.

Дослідження були проведені в 2008-2011 рр. на об'єкті в СВК «Мазоловский» Мстиславського району Могильовської області. Програмою досліджень було передбачено вивчення ефективності чотирьох способів осушення на зв'язних ґрунтах з западинным рельєфом на ділянках один, два, чотири, п'ять.

В геологічній будові об'єкта переважне розвиток отримали лесовидні відкладення проблематического походження поозерского льодовика (prIIIpz), вони представлені супісями і пилуватими суглинками. Лесовидні відкладення знаходяться повсюдно від поверхні ґрунту на глибину до 8 м і більше, а в заплаві р. Суточка - під сучасними болотними утвореннями (bIV). Сучасні болотні освіти представлені торфом, торфотуфом. Їх потужність змінюється від 0,6 до 3,6 м. Грунтові води залягають у заплаві р. Суточка на глибинах 0,2 0,6 м, в межах лессовидной рівнини - до 3,5 м, у зниженнях - до 1,0 м, а в глибоких западинах і ярах - у поверхні.

В ході досліджень були проведені спостереження за рівнями ґрунтових вод (РГВ), вологістю ґрунту, дренажним стоком і меліоративною обстановкою. При характеристиці погодних умов використовувалися дані метеорологічної станції р. Мстиславле.

Відбір проб ґрунту для визначення динаміки вологозапасів на досліджуваних ділянках проводились по точках один раз у декаду протягом вегетаційного періоду і через один-два дні після рясних опадів. Проби відбиралися в найбільш характерних точках, в долинах і на підвищеннях мезорельефа. Вологість визначалась термостатно-ваговим методом.

Виміру УГВ здійснювалися за організованим спостережних створах колодязів. Періодичність спостережень під час паводків щодня, в інший час два рази на тиждень. Одночасно фіксувався рівень води в водоприемнике.

Для визначення щільності використовувався метод «ріжучого кільця». При цьому вирізають моноліт певного обсягу без порушення природного складання в кожному 10-сантиметровому шарі ґрунту за допомогою спеціальних об'ємних буров. У цих монолітах визначали масу тільки твердих частинок, тобто масу абсолютно сухого ґрунту. Розділивши останній на обсяг, дізнаються масу одиниці об'єму ґрунту, або, іншими словами, її щільність. У зв'язку з тим, що щільність являє собою масу одиниці об'єму зразка грунту з непорушеним будовою, вона завжди менше щільності твердої фази, при визначенні якої порожнечі між ґрунтовими агрегатами виключаються.

Основна частина. Спостережувані теплі періоди (квітень-вересень) 2008 2011 рр. за атмосферним опадам були вологими і середньо вологими і характерними для дослідження способів осушення.

Спостереження в 2008 р. показали, що у вегетаційний період на всіх ділянках вологість в орному (0 20 см) і кореневмісному шарах (0 30 см) ґрунту знаходилась в межах, близьких до оптимальних (рис. 1 а).

В 2009 р. спостереження показали, що на всіх дільницях з квітня і до кінця червня влагозапасы знаходилися вище оптимального межі. Це пояснюється тим, що в цей період була велика кількість опадів і всі способи осушення працювали в одному режимі. У другій половині вегетаційного періоду влагозапасы ґрунту були в оптимальних межах (рис 1 б).

В 2010 р. влагозапасы грунту на першому, другому і четвертому ділянках знаходилися близько до оптимального межі весь рік спостережень, і ці способи ефективно працювали в період випадання опадів. На ділянці п'ять влагозапасы періодично виходили за верхню оптимальний межа, і цей спосіб менш ефективно працював у порівнянні з іншими способами (рис 1).

2011 р. був рясний на випадання опадів. Тому влагозапасы на ділянках чотири і п'ять практично весь період спостережень були вище оптимального межі, а на ділянках один і два влагозапасы були в оптимальному межі, і ці способи найбільш ефективно спрацювали на відведення поверхневих вод і підтримували влагозапасы в оптимальних межах практично весь період (рис. 1 г).

На ділянках проводились спостереження за рівнями ґрунтових вод по п'яти наглядовою криниць в трьох створах. Слід зазначити, що лише в колодязях 5, розташованих в заплаві р. Суточка, грунту якій представлені торфом і торфотуфом, протягом усього періоду спостережень фіксувалися рівні води. В колодязях 1 4, встановлених в межах лессовидной рівнини, рівні води були тільки після сніготанення і тривалих злив. В заплавній частині УГВ коливався від 0,2 до 1,0 м.

Рис. 1. Динаміка вологозапасів у шарі 0-30 см) 2008 р., б) 2009 р., в) 2010р., г) 2011р.

Важливою водно-фізичною константою є щільність грунту. Щільність грунту являє собою масу сухого ґрунту з непорушеним складанням, віднесену до одиниці об'єму. Результати визначення щільності грунту представлені в таблиці, а динаміка зміни - на рис. 2.

осушення зв'язковий грунт грунтовий

Щільність грунту

Глибина шару, см

Щільність почвы,г/см3.

2008г.

2009г.

2010г.

2011г.

0-10

1,41

1,39

1,41

1,38

10-20

1,38

1,37

1,39

1,37

20-30

1,35

1,36

1,38

1,38

30-40

1,49

1,50

1,51

1,52

40-50

1,53

1,53

1,55

1,55

50-60

1,58

1,58

1,59

1,59

Рис. 2. Динаміка щільності ґрунту, г/см3

Аналізуючи рис. 2, можна зробити наступні висновки. Протягом чотирьох років спостережень в шарі 30 40, 40 50, 50 60 см відбувалося поступове ущільнення. В шарі 0-10, 10-20, 20-30 см щільність мінялася у більшу сторону, то в меншу; це пояснюється тим, що верхній шар періодично обробляється сільськогосподарською технікою і тому відбувається коливання щільності ґрунту.

Ефективність осушительного дії встановлювалася також і з модуля дренажного стоку, який є одним з основних показників, що характеризують працездатність меліоративних систем. Спостереження за дренажним стоком проводилися на всіх ділянках. Сток замірявся об'ємним способом у гирлах колекторів і в оглядових колодязях. Величина його коливається від 0,01 до 0,07 л/с*га, причому на всіх ділянках досліджених систем. Глибоке залягання РГВ, хороша організація поверхневого стоку вплинули на величину модулів стоку. За весь період спостережень дренажний стік в оглядових колодязях спостерігався тільки на початку досліджень. Це говорить про те, що дренаж працював тільки на пониження РГВ.

Меліоративна обстановка на об'єкті в кінцевому рахунку характеризує ефективність запроектованих заходів. Вона вивчалася шляхом візуально-інструментального обстеження стану меліорованих земель: наявність скупчень води і вымочек за площею ділянок у період весняної повені та літньо-осінніх опадів, стан обводненості території в посушливі періоди.

Спостереження 2008 р. показали, що в періоди рясних дощів у зниженнях мезорельефа утворювалися калюжі, більшість яких зникала протягом двох-трьох днів, але на деяких ділянках (1,3) спостерігалися калюжі площею близько 350-500 м2, які залишалися близько тижня. Це обумовлюється як осіданням поверхні ґрунту внаслідок вимивання з неї водорозчинних сполук, так і відсутністю експлуатаційної планування поверхні. У вегетаційний період 2008 р. стан меліорованих земель не викликало перешкод для проведення сільськогосподарських робіт. Після зливових дощів спостерігалося утворення поодиноких калюж.

У 2009-2010 рр. меліоративна обстановка на об'єкті складалася під впливом рясних опадів, які викликали утворення великої кількості калюж і збільшення площ вымочек порівняно з 2008 р. Утворення великих калюж відбувається в основному із-за неправильної експлуатації меліорованих земель. Внаслідок несвоєчасної роботи сільськогосподарської техніки з'являються глибокі колії, які перешкоджають стоку поверхневих вод.

В 2011 р. меліоративна обстановка була краще порівняно з попередніми роками дослідження. У цей період була виконана планування поверхні землі і всі нерівності, в яких утворювалися вимочування, були прибрані.

Лесовидні суглинки відносяться до ерозійно-небезпечних земель. Водна ерозія спостерігалася на ділянках три і чотири, так як їх поверхня має великий перепад висот - до 8 м. протягом всього періоду спостережень водна ерозія збільшувалася з кожним роком, і в деяких місцях глибина розмиву становила 30-40 см

Ефективність застосування різних способів меліорації оцінювалася не тільки по їх осушительному дії, але і по продуктивності меліорованих земель. Вся площа об'єкта в 2008 р. була зайнята під посів ячменю сорту «Баранесса». Середня урожайність становила 40 ц/га В 2009 р. меліоровані землі використовувалися під озиме тритикале та озиму пшеницю. Середня врожайність тритикале становила 32,4 ц/га, озимої пшениці - 37 ц/га В 2010 р. площа ділянок була зайнята озимою пшеницею. Середня врожайність склала 40,2 ц/га В 2011 р. меліоровані землі використовувалися під кукурудзу.

Грунтуючись на результатах проведених досліджень, можна зробити наступні висновки:

1. Проведені спостереження на об'єкті «Мазоловский» дозволяють рекомендувати другий варіант осушення як найбільш прийнятний спосіб осушення.

2. В погодних умовах періоду спостережень всі розглянуті варіанти забезпечили приблизно рівні умови ведення сільськогосподарського виробництва. Хоча практично на всіх варіантах виявлено недоліки в роботі щодо відведення поверхневого стоку, викликані як конструктивними і будівельними недоліками, так і недоліками в експлуатації.

3. Виходячи з значень модуля дренажного стоку в межах 0,01-0,07 л/с*га, отриманого на варіантах, можна укласти, що на слабопроникних грунтах з западинным рельєфом при коефіцієнті фільтрації підорного горизонту ?0,05 м/добу. і ухилах поверхні >0,005 дренаж малоефективний і його застосування слід обмежити, оскільки осушення здійснюється практично тільки за рахунок скидання поверхневих вод. Як виняток допустимо його застосування тільки на знижених місцях рельєфу з використанням колонок-поглиначів нових конструкцій без згущення дренажної мережі. При осушенні значних за площею знижень рекомендується застосування колодязів-поглиначів в поєднанні з вибірковим дренажем.

4. Подложбинные колектори, виходячи з результатів досліджень, влаштовувати не рекомендується при ухилах поверхні більше 0,005-0,01.

5. При реконструкції меліоративних систем на мінеральних слабопроникних грунтах не рекомендується застосовувати фашинный дренаж у зв'язку з його низькою ефективністю осушення і недовговічністю: як правило, він ефективно діє лише в перші 2 3 роки.

6. У глибоких зниженнях при неможливості або економічної неефективності їх розкриття, доцільно влаштовувати безстічні копані або залишати мікрозниження в природному стані.

Використання результатів досліджень при проектуванні меліоративних заходів на зв'язних грунтах дозволить підвищити якість проектно-кошторисної документації та ефективність реконструкції меліоративних систем.

Література

1. Державна програма Збереження та використання меліорованих земель на 2011-2015 рр. - Мінськ: Білорусь, 2010

2. Лихацевич, А. П. Модель динаміки врожайності сільськогосподарських культур в залежності від мінливості природно-кліматичних факторів / А. П. Лихацевич, Ст. Н. Карнаухов // Меліорація перезволожених земель. - 2005. - № 2(54). - С. 108-117.

3. Заленський, В. А. Обробка і родючість грунту / В. А. Заленський, Я. У. Яроцький. - Мінськ: Білорусь, 2004. - С. 261-262, 274-276.

4. Брусилівський, Ш. В. Меліорація мінеральних ґрунтів важкого механічного складу / Ш. В. Брусилівський. - Мінськ: Ураджай, 1981. - С. 35-44.

5. Лихацевич, А. П. Меліорація земель в Білорусі / А. П. Лихацевич, А.с Мееровский, Н.До. Вахонин. - Мінськ, 2001. - С. 12-19.

6. Лихацевич, А. П. Прийоми підвищення продуктивності переувлажняемых мінеральних земель зі складним грунтовим покривом і неоднорідним водним режимом. / А. П. Лихацевич, К. М. Саквенков, І. Е. Леуто // Меліорація і водне господарство. - 2003. - №4. - С. 20-22.

7. Мееровский А. С. Типологія меліорованих земель Білорусі / А. С. Мееровский, Т. А. Романова, A. M. Котозич // Меліорація перезволожених земель: тр. БелНИИМиЛ. - Т. XUI. - Мінськ ,1995. - С. 158-185.

8. Михайлов, Р. В. Грунтово-меліоративна і рельєфна оцінка западинных ландшафтів / Р. В. Михайлов, Е. В. Редько, С. Я. Чикановский //Сільськогосподарські меліорації і водопостачання. - Гірки, 1991

9. Романова, Т. А. Діагностика ґрунтів Білорусі та їх класифікація в системі ФАО-WRB / Т. А. Романова. - Мінськ, 2004. - 428 с.

10. Рудою, А. У. Вплив заходів щодо організації поверхневого стоку на водоотводящее дію дренажу, закладеного в замкнутих западинах / А. У. Рудою, Л. А Гончарова //Науково-технічна інформація по меліорації і водному господарству. - 1990. - Вип. 2. - С. 7-11.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті, виділіть слово та натисніть Shift + Enter
 
Предмети
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, хімія, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страхове дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Етика і естетика
Інше