Лекция 1. ВИДЫМЕЛИОРАЦИИ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ
Мелиорация - это совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на коренное улучшение земель. Основными видами мелиорации являются осушение, орошение (обводнение). Наиболее распространена мелиорация земель с неблагоприятным водным режимом. Мелиорация болот и избыточно увлажненных земель направлена на усиление аэрации почвы, улучшение ее температурного режима, что достигается удалением избытка воды открытыми каналами и дренами из почвенного слоя в водотоки или водоемы, т. е. осушением. В засушливых земледельческих районах, где осадков мало, а испаряемость высокая, запасы почвенной влаги пополняют водой, искусственно подаваемой на поля, т. е. применяют орошение, создавая открытые и закрытые оросительные системы.
Комплекс мелиоративных мероприятий, улучшающих неблагоприятный водный режим территорий, называется гидротехнической мелиорацией, или водной мелиорацией. Земли с неблагоприятными химическими и физическими свойствами улучшают химической мелиорацией. В степных и пустынных районах почвы, содержащие избыток вредных для большинства сельскохозяйственных культур солей, улучшают промывками на фоне дренажа. Мелиорация земель, подверженных вредному механическому действию ветра или воды, включает предупреждение смыва и размыва почв поверхностными водами, выдувания ветром, борьбу с сыпучими песками, оползнями и оврагами. Мелиорация этих земель направлена на уменьшение количества поверхностного стока и его скорости, повышение сопротивляемости почв размыву и сдвигу, создание препятствий перемещению грунта, действию воды и ветра. В этих целях применяют приемы гидротехнической мелиорации: устраивают искусственные террасы, водозадерживающие валы и водосборные канавы, ликвидирующие смыв почвы на склонах; ловчие каналы по периферии оврагов и гидротехнических сооружений, регулирующие сток и прекращающие рост оврагов.
Большое значение имеет научно обоснованный выбор комплекса мелиоративных мероприятий, не вызывающих отрицательных воздействий на природу и природные ресурсы. Например, при неправильной организации орошения возможны засоление, заболачивание и эрозия почв; осушения - пересушка земель под лесами, лугами и другими угодьями; создание водохранилищ без учета режима грунтовых вод может вызвать повышение их уровня и повлечь за собой заболачивание земель и ухудшение санитарного состояния местности; при несоблюдении мелиоративных правил загрязняются воды рек и водоемов, что значительно ухудшает рыбоводство.
Классификация гидромелиоративных систем
Гидромелиоративные системы в зависимости от назначения делят на оросительные, обводнительные, осушительные и осушительно-оросительные (двустороннего регулирования). Сюда же относятся водохозяйственные системы (каналы) гидромелиоративного или преимущественно гидромелиоративного назначения, сооружаемые при отсутствии местных источников водоснабжения для подачи воды из одного региона в другой. Каждый тип систем имеет свои особенности конструкции и эксплуатации.
Оросительные системы предназначены для снабжения сельскохозяйственных культур водой. Они включают устройства для забора воды из источников орошения, ее транспортирования и подачи в соответствии с планами полива по графику, по потребности, а также в соответствии с технологией полива. Оросительная система представляет собой сеть каналов и других гидротехнических и эксплуатационных сооружений, обеспечивающих орошение.
В состав оросительной системы регулярного орошения, кроме земельной территории, входят головной водозаборный узел, оросительная сеть, сбросная сеть, коллекторно-дренажная сеть, гидротехнические сооружения (шлюзы-регуляторы, подпорные сооружения и др.); эксплуатационные сооружения - дороги, устройства для наблюдения за мелиоративным состоянием орошаемых земель и др. В качестве водоводов применяют открытые каналы, наземные железобетонные лотки и подземные трубопроводы. Коллекторно-дренажная часть оросительной системы должна предотвращать подъем грунтовых вод, препятствовать засолению и заболачиванию орошаемых земель. Выполняют ее в открытых каналах (открытой) или, что предпочтительнее, подземной (закрытой). Наряду с горизонтальным применяют вертикальный дренаж, выполняемый преимущественно в виде артезианских скважин.
Для правильной работы оросительной системы должны быть обеспечены баланс между водозабором и потреблением, оптимальное водораспределение, отвод грунтовых вод за пределы системы, контроль ее исправности и поддержание всех звеньев в рабочем состоянии, а также принятая технология полива.
Обводнительные системы служат для снабжения водой населенных пунктов и животноводческих баз в пустынных, полупустынных и степных районах. В этом случае орошают лишь те участки, на которых возделывают сельскохозяйственные культуры для обеспечения населения этого района продовольствием и для создания кормовой базы животноводства. Особенности обводнительных систем: большая протяженность транспортной сети и относительно малые расходы; по сравнению с оросительными у них менее разветвленная распределительная сеть с небольшим числом регулируемых сооружений (вододелительных и водовыпускных.).
Осушительные системы создают на территориях, характеризуемых избытком влаги (болота, заболоченные земли). Задача таких систем сводится к максимальному использованию естественных водных запасов и удалению излишней влаги за пределы осушаемой территории. В соответствии с назначением в состав осушительных систем входят водоприемник, собирающая и отводящая части. Наиболее распространенные и типичные схемы осушения - горизонтальная и вертикальная. Осушение территории производится при помощи закладки осушительной системы, позволяющей отвести избыточную влагу. Основными элементами осушительной системы являются осушительная сеть, в состав которой входят осушители в виде открытых канав или дрен (горизонтальных или вертикальных); собиратели; коллекторы; магистральные каналы и водоприемники.
Осушительно-оросительные системы выполняют двустороннее регулирование водного режима - осушение в одни периоды года и увлажнение — в другие и таким образом поддерживают уровень грунтовых вод на оптимальной глубине, создавая благоприятный для роста и развития растений влажностный режим почвы.