ОП 08 Основы мелиорации и ландшафтоведения. Лекция на тему: Мелиорация в садово-парковом хозяйстве. Осушительные мелиорации.

Преподаватель
Десятникова О.В

ОП 08 Основы мелиорации и ландшафтоведения.
Лекция на тему: Мелиорация в садово-парковом хозяйстве. Осушительные мелиорации.

Мелиорация в садово-парковом хозяйстве. Особенности мелиоративных мероприятий на малых площадях.
Осушительные мелиорации.
Требования сельскохозяйственного производства к водно-воздушному режиму почвы. Норма осушения сельскохозяйственных земель. Способы осушения.
Избыточно-увлажненные минеральные земли.

В парках, садах, на спортивных площадках и в местах отдыха населения применение дренажа имеет свои особенности. После осушения корни древесных растений, углубляясь, могут врастать через стыки дренажных трубок и закупоривать дрены. На спортплощадках и площадках для отдыха необходимо обеспечивать как быстрое освобождение их от воды, так и понижение грунтовых вод. Это следует учитывать при строительстве дренажа.

При устройстве обычного дренажа дрены рекомендуется закладывать в парках на расстоянии 15-20 м от деревьев и кустарников, в садах - в 4-5 м от яблонь. Глубину заложения дрен и уклон дренажных линий необходимо увеличивать. Стыки дренажных трубок следует покрывать рубероидом и засыпать дрены крупным щебнем или гравием слоем 20-50 см.

Наиболее эффективным является строительство дренажа специальных конструкций, например таких, как дренаж Реролле.

Дренаж Реролле выполняют в виде сплошной трубы, изготовленной из дренажных трубок, стыки которых закрыты цементом, а для поступления воды через 3-5 м снизу к основной дрене присоединяют короткие вертикальные дренажные трубки (рис.3.3.36,а). Перекрестный дренаж выполняют в виде пересекающихся дрен, соединенных в местах пересечения между собой. При такой конструкции закупорка дрен в одном и даже нескольких местах позволяет отводить воду (рис.3.3.36,б). Двойной дренаж устраивают путем укладки дренажных трубок меньшего диаметра в трубки большего диаметра, при этом стыки внутренних и наружных трубок не должны совпадать (рис.3.3.36,в).

При такой конструкции корни растений, врастая в стыки трубок дрен большего диаметра, оказываются на воздухе и прекращают рост.

Дренаж спортивных площадок. На спортивных площадках, стадионах осушение проводят с использованием гончарного дренажа. Для дрен-осушителей применяют трубки диаметром 50 и 75 мм, для коллекторов - 75 и 100 мм, для кольцевого коллектора - 100-150 мм. Для обеспечения быстрого сброса ливневых осадков расстояние между дренами уменьшают в 2 раза. Дрены-осушители делают сквозными через все поле стадиона (рис.3.3.37) с отводом воды в обе стороны. Глубина закладки дренажа 0,7-1,0 м. Дренажные траншеи целесообразно на 2/3 глубины засыпать крупнозернистым песком.

Рис.1 Схемы дренирования садов и парков.
а – дренаж Реролле; б – перекрестный дренаж; в – двойной дренаж.

Дренаж площадок для отдыха. Площадки для отдыха нужно осушать тщательно, поэтому расстояние между дренами следует уменьшать на 20-30% в зависимости от грунта. Глубина дрен должна составлять 0,9-1,1 м.

Следует обращать особое внимание на тщательность засыпки дренажных траншей. В условиях возможного притока воды на поверхность траншеи необходимо заполнять материалом, хорошо фильтрующим воду (гравием, крупнозернистым песком и др.).

Рис. 2 Схема дренирования стадиона:
1 - дрены-осушители; 2 - коллектор

Дренаж бульваров и зеленых разделительных полос. Бульвары и разделительные полосы городских дорог, имея относительно узкую, вытянутую вдоль улиц форму, интенсивно посещаемые населением и животными, требуют особого подхода к обеспечению сохранности зеленых насаждений.При интенсивном движении транспорта на зеленые насаждения попадает грязная, а при снеготаянии часто насыщенная солью вода.Для обеспечения устойчивости и сохранности бульваров и зеленых насаждений разделительных полос желательно со стороны насаждений, примыкающих к проезжей части, создавать узкую (0,7-0,9 м) защитную полосу из плит (типа тротуара) с уклоном 0,02-0,015° в сторону дороги (рис.3.3.38).

Рис.3.3.38. Дренажная зона с дренажем вдоль бульвара

Осушительные мелиорации — это мероприятия, задача которых — регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов избыточно увлажненной территории путем устранения избытков воды в почве для повышения плодородия земель и урожайности сельскохозяйственных культур.

Режим осушения — это поддерживаемый мелиоративными мероприятиями оптимальный водно-воздушный режим почвы. Он характеризуется следующими основными показателями: аэрацией почвы, ее влажностью, нормой осушения, критической глубиной залегания грунтовых вод, допустимой продолжительностью затопления. Оптимизация перечисленных величин ведет к тому, что культурные растения получают оптимальное для них количество влаги, воздуха, тепла и пищи.

Нормой осушения называется глубина, на которую должен быть понижен уровень грунтовых вод от дневной поверхности, чтобы обеспечить оптимальные условия для развития растений. Это одна из важнейших характеристик водного режима.

Оптимальная норма осушения неодинакова в различные периоды развития культурных растений. Обычно различают следующие периоды для определения нормы осушения:

предпосевной,

начало вегетации,

весь период вегетации.

Принцип осушения сельскохозяйственных земель — это принцип воздействия на факторы увлажнения корнеобитаемого слоя. Он определяет выбор конструкции системы, расположение осушительной сети в плане. В зависимости от пути, по которому вода отводится с осушаемой территории, различают пять принципов осушения. Каждому типу водного питания отвечает свой принцип.

Основной задачей осушительных мелиораций является удаление избыточной влаги с болот и заболоченных земель. Если заболачивание земель вызывается поверхностными водами, то осушение этих земель сводится к удалению излишка поверхностных вод путем усиления стока или же к ограждению осушаемой площади от притока вод извне. При питании болот и заболоченных земель грунтовыми водами методы осушительных мероприятий направлены на регулирование оттока грунтовых вод и поддержание оптимальной влажности почв, на ограждение от поступающих извне на осушаемый участок грунтовых вод или снижение их напора. В том случае, когда заболачивание происходит за счет нескольких источников, осушение производится смешанным путем: открытая осушительная сеть может соединяться с закрытым дренажем и т.д. на отдельных территориях необходимо сочетать осушение с увлажнением почв в засушливые периоды года.

Причины заболачивания, источники питания болот и заболоченных земель, а также цель мелиорации определяют способы и методы ее проведения. Под способом осушения понимается характер применения технических средств, с помощью которых решаются задачи мелиорации.

К способам осушения относятся:

горизонтальный дренаж (закрытый, открытый, систематический, выборочный разреженный);

вертикальный дренаж (головной, площадной, выборочный);

комбинированный дренаж;

оградительная система;

агромелиоративные мероприятия и д.р.

Метод осушения – это принцип воздействия на водный режим почвы, определяющий путь отвода избыточных вод.

Выделяются следующие методы:

при атмосферном типе водного питания (ТВП) — устройство собирателей (каналов), искусственных ложбин, закрытых собирателей, проведение агромелиоративных мероприятий (кротование, рыхление подпахотного слоя почвы, грядование и т. д.);

при грунтовом и грунтово-напорном ТВП — устройство осушителей (каналов), дрен, глубоких каналов, разгрузочных скважин, вертикального дренажа;

при склоновом ТВП — устройство нагорных каналов, проведение противоэрозионных мероприятий на склонах;

при намывном ТВП — регулирование русл рек (спрямление, углубление и др.), регулирование речного стока (устройство водохранилищ, перехват притоков рек каналами и др.), строительство дамб.


В результате осушения понижается содержание влаги в почве, увеличивается аэрация. Изменение водно-воздушного режима влияет на свойства почвы, почвенные процессы протекают в новом направлении. Осушение не просто удаляет избыток влаги, оно изменяет процесс почвообразования и характер почвы

Для роста и развития сельскохозяйственных культур необходимы свет, тепло, воздух, вода и питательные элементы, причем ни один из этих факторов не может быть заменен другим. Свет и тепло являются космическими факторами, и человек не может управлять ими; остальными же факторами он может управлять, для чего необходимо знать условия, предъявляемые растением к внешней среде (продолжительность затопления, потребность в воде, воздухе и элементах пищи).

Затопление осушаемых земель весенним половодьем не допускается при использовании их под озимые культуры. Продолжительность затопления многолетних трав не должна превышать 20-25 суток. Чем меньше слой затопления и выше температура воды, тем короче допустимый срок затопления.

Затопление поверхности осушенных земель летними паводками в течение вегетационного периода без снижения урожайности сельскохозяйственных культур возможно не более чем на 0,5 суток для зерновых культур, 0,8 суток - для овощей, силосных культур, корнеплодов и 1-1,5 суток для многолетних трав на почвах тяжелого механического состава. Продолжительность отвода излишней воды из пахотного горизонта глубиной до 30 см в вегетационный период: для зерновых культур 1-2 суток, овощных 1-1,5 суток, трав 2-3 суток, из подпахотного слоя (30-50 см) независимо от культуры - за последующие 2- 3 суток, а из горизонта 50-80 см - еще за 4-5 суток. Чтобы обеспечить аэрацию, необходимую для дыхания корней и разложения органического вещества, в почве должен происходить постоянный газообмен, при котором весь объем воздуха в активном ее слое мог бы обновляться в течение непродолжительного срока - 8 суток. Объем же воздуха, содержащийся в этом слое, должен составлять: для трав -не меньше 15-20% от скважности почвы или полной влагоемкости, для зерновых культур - не меньше 20-30 и для корнеплодов - не меньше 35- 40%. Следовательно, наибольшая влажность почвы в активном слое для трав должна быть около 80-85% от полной влагоемкости, для зерновых культур 70-80 и для корнеплодов 60- 65%. Влажность почвы зависит от уровня грунтовых вод, осадков, испарения, свойств почвы и агротехники.

Наиболее характерным показателем, от которого зависит влажность торфяной почвы, является уровень грунтовых вод. По определению А. Н. Костякова, уровень грунтовых вод, обеспечивающий наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы для той или иной культуры в течение вегетационного периода, называется нормой осушения.

Норма осушения сельскохозяйственных земель зависит от вида культур, водно-физических свойств почво-грунтов, периода года и погодных условий. Для растений, менее требовательных к условиям аэрации, имеющих неглубокую корневую систему и большое водопотребление она меньше; меньше она и для почв, обладающих небольшой высотой капиллярного поднятия, а также для более сухих и теплых лет.

Норма осушения для сельскохозяйственных культур зависит от типа культур, характера почв и достигает максимума в вегетационный период. В посевной период ее величину уменьшают на 20÷30%.

Способы осушения - это технические и агротехнические приемы и средства, при помощи которых осуществляется тот или иной метод осушения. Способы осушения в зависимости от типа водного питания, почвенных, геологических условий и хозяйственного использования осушаемых земель рекомендуются следующие:

1. Осушение одиночными каналами и систематической открытой сетью на водопроницаемых минеральных почвах (пески, супеси, легкие суглинки).

2. Осушение открытыми каналами и закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводопроницаемых минеральных почвах (тяжелые суглинки, глины).

3. Торфяники маломощные, подстилаемые слабопроницаемыми грунтами, осушаются под пашню и пастбища закрытым дренажем. Торфяники мощные (более 1,5÷2 м) предварительно осушаются открытыми каналами и кротовым дренажем, а затем после осадки торфа на них закладывается закрытый дренаж.

4. Торфяники безнапорного грунтового питания, подстилаемые водопроницаемыми грунтами (k > 5 м/сут), при использовании под пашню и пастбища осушаются открытыми каналами в сочетании с разреженным закрытым дренажем.

5. На объектах намывного водного питания (аллювиального и делювиального типов) применяется регулирование реки и устройство нагорно-ловчих и головных каналов. При нагонных водах применяется польдерный способ осушения.

6. Для борьбы с подтоплением при инфильтрационном питании применяют береговой, кольцевой и головной дренажи.

7. При грунтово-напорном водном питании применим вертикальный дренаж при соответствующих гидрогеологических условиях.

Избыточно увлажненные минеральные земли - это территории, на которых широко развит дерново-подзолистый процесс почвообразования и которые подвержены периодическому переувлажнению (весной, осенью и летом в период затяжных дождей), в результате чего задерживаются сроки проведения полевых работ, наблюдаются изреженность всходов и вымочки посевов, что в общей сложности приводит к снижению или полной гибели урожая. Осушение таких земель целесообразно проводить периодически, в зависимости от вида выращиваемых культур, при этом необходимо осуществлять контроль влагосодержания в почве.

Заболоченными называются земли, избыточное увлажнение которых привело к развитию на них влаголюбивой растительности и началу процесса торфообразования (слой торфа с поверхности менее 30 см). Целесообразность их осушения устанавливают в зависимости от почвообразующих факторов и характера сельскохозяйственного использования. Наибольшие площади заболоченных земель находятся в северных районах, где количество осадков обычно преобладает над испарением.

Болото - это обособленный участок поверхности земли с постоянным избыточным увлажнением, с типичной гидрофильной растительностью, на которой накапливается органическое вещество, т.е. идет процесс торфообразования. Болота в зависимости от их расположения в рельефе и вида слагающего торфа делят на низинные (евтрофные), переходные (мезотрофные) и верховые (олиготрофные). Для земледелия наиболее ценны низинные болота, сложенные осоковыми, ольховыми и другими видами травянистых и древесных торфов, высокозольных и хорошо разложившихся.

Низинные болота образуются обычно на пониженных элементах рельефа, в прибрежной полосе озер и в поймах рек и имеют вогнутую поверхность. Процесс зарастания водоемов начинается с отложения на его дне аморфного торфа и ила, называемого сапропелем. На этом слое, начиная от берегов, развивается и отмирает характерная растительность, зеленый (гипновый) мох, заполняя постепенно водоем. Кроме поверхностных вод, болото питается еще и грунтовыми водами, богатыми минеральными частицами грунта. Поэтому зольность (содержание минеральных частиц в процентах к сухому весу) низинного болота значительна и достигает 10-20%. Мощность торфа в низинных болотах колеблется в широких пределах 7-10 м.

В отличие от низинного, верховые болота представляют собой выпуклую поверхность с бедной растительностью и белым мхом (сфагнум). Формируются верховые болота на повышенных участках - водораздельных плато, сложенных тяжелыми грунтами, в котловинах и западинах береговых террас в условиях увлажнения атмосферными осадками.

На эти болота не поступают питательные вещества с грунтовыми и поверхностными водами. Верховые болота являются самостоятельными образованиями или представляют заключительную стадию развития низинных болот по мере нарастания торфяной толщи и потери связи с грунтовыми водами. Торф верховых болот характеризуется низкой степенью зольности (2-5%), слабой степенью разложения, кислой реакцией, большой влагоемкостью. После осушения торф верховых болот используется на топливо или для подстилки в животноводческих помещениях, а после обогащения органическими веществами - для удобрений полей.

Переходные болота характеризуются свойствами, промежуточными между верховыми и низинными болотами. Здесь можно встретить зеленый и белый мох, багульник, клюкву, морошку. Зольность торфа в переходных болотах составляет 5-10%. После осушения, при сельскохозяйственном использовании земли этих болот, требуют внесения удобрений и извести.