Переувлажненные земли, болота и причины заболачивания
Основные задачи осушения болот, заболоченных и избыточно увлажненных земель сводятся к созданию оптимальных условий для роста сельскохозяйственных культур. Под болотами понимают участки земли, находящиеся постоянно или периодически в состоянии избыточного увлажнения, и в пределах которых мощность торфа достигает 15–20 см.
Болота подразделяются на низинные, верховые болота и болота переходного типа
Низинные болота образуются в поймах рек, вблизи озер. На таких болотах торф обладает повышенной зольность (до 30% массы сухого вещества). После осушения болот этого типа торфяники становятся весьма ценными сельскохозяйственными угодьями, так как они содержат до 3,5% азота, до 1,7% фосфора и до 0,25 калия [10].
Верховые болота распространены на водораздельных участках и питаются атмосферными осадками и талыми водам. Характерной растительностью их являются мхи. Торф верховых болот имеет низкую зольность – не более 3–5% массы сухого вещества, отличается кислой реакцией (рН 3,5–5). После осушения и включения верховых болот в сельскохозяйственный оборот требуется внесение органических и минеральных удобрений.
Болота переходного типа занимают промежуточное положение между низинными и верховыми болотами и образуются на территориях, которые подвергаются временному увлажнению.
Основными причинами заболачивания или избыточного увлажнения территорий являются атмосферные осадки и нерегулируемый поверхностный сток, способствующие накоплению избыточной влаги на территории; поверхностные воды, поступающие со стороны водоразделов или рек (в паводок); грунтовые воды, залегающие близко к поверхности земли. Все это, в конечном итоге, создает благоприятные условия для развития болот или избыточно увлажненных почв, а для нормального развития растений на таких территориях требуется проводить осушительные мероприятия.
Если основной причиной заболачивания или избыточного увлажнения почв являются поверхностные воды, то в этом случае задачами дренажных мероприятий являются:
1) ускорение и регулирование стока этих вод при помощи открытых каналов;
2) перехват поверхностного стока и паводковых вод канавами; защита от паводковых вод осуществляется за счет устройства дамб.
При избыточном увлажнении территорий за счет грунтовых вод задача дренажа сводится к:
1) ускорению оттока почвенно-грунтовых вод путем понижения уровней грунтовых вод с помощью дрен;
2) перехвату подземного потока на возвышенных участках, подтекающего «со стороны», ловчими канавами или дренами.
Проектируемый дренаж должен обеспечить требуемую норму осушения – понижение уровня грунтовых вод ниже поверхности земли на величину, обеспечивающей благоприятный водно-солевой режим для роста сельскохозяйственных культур в течение всего вегетационного периода. Норма осушения зависит от вида сельскохозяйственных культур, климатических условий и структуры почв.
В таблице 8 приводятся средние нормы осушения выращивания некоторых сельскохозяйственных культур в условиях средней полосы России и Ленинградской области [11].
Таблица 8
Средние нормы осушения сельскохозяйственных культур
| Сельскохозяйственные | Средние нормы осушения, см | |
| культуры | Средняя полоса России | Ленинградская область |
| Травы луговые Пастбища Зерновые Технические Овощные | 50-65 65-80 70-90 80-100 80-100 | 50-60 60-70 70-80 80-100 70-80 |
Осушительная сеть представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, с помощью которых достигается требуемая норма осушения. Она включает в себя:
1. Оградительную сеть – для перехвата и отвода поверхностных и грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию извне (нагорные канавы, дамбы и т.д.)
2. Осушительную (регулирующую) сеть – для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод (ряд открытых канав и закрытых дрен)
3. Водопроводящую сеть – для транспортирования воды из оградительной и осушительной сети за пределы осушаемой территории в водоприемники (водоотводные и магистральные канавы);
4. Водоприемники – для приема воды, собираемой осушительной сетью (реки, озера, овраги).
Осушительная сеть состоит из расположенных на определенном расстоянии и глубинах открытых канав или закрытых дрен, которые перехватывают или поглощают избыточную поверхностную или почвенно-грунтовую воду на осушаемой территории. Глубина элементов осушительной сети и расстояние между ними должны быть таковы, чтобы, с одной стороны обеспечить норму осушения, а с другой - не мешать нормальной работе сельскохозяйственных машин.
Для осушения сельскохозяйственных территорий обычно привлекается открытый или закрытый горизонтальный дренаж.
6.2.2.Осушение открытыми каналами
Открытый дренажили осушение открытыми каналами является наиболее простым и дешевым способом осушения болотных и избыточно увлажненных территорий. В зависимости от назначения эти каналы бывают осушительными (служат для понижения уровня грунтовых вод) и собирательными (для ускорения поверхностного стока).
Расположение осушительных каналов на осушаемой территории зависит от почвенных, топографических условий, планируемого использования осушенных земель (огороды, сады, пашня и др.).
Осушительные каналы обычно нарезают под острым углом к горизонтали местности, а при грунтовом питании болот – под острым и ли прямым углом к направлению грунтового потока. Глубина заложения мелких открытых канав (как и расстояние между канавами), определяется требуемыми нормами осушения для тех или иных сельскохозяйственных культур. Глубина заложения канав на осушаемых лугах и пастбищах составляет 0,8–1,0 м, на полях – 1,0 –1,2 м, в садах – 1,2 м. Расстояния между каналами при осушении болот в условиях нечерноземной зоны России приведены в таблице 9.
Таблица 9
Рекомендуемые расстояния между открытыми каналами при осушении болот (м)
| Глубина канала, м | Норма осушения, м | ||
| 0.3 | 0.4 | 0.5 | |
| 1.0 0.9 0.8 0.7 |
В России имеется большой опыт осушения пойменных болот и заболоченных земель также одиночными каналами, проходимыми на большую глубину (более 1,5–2,0 м). Такая канава обеспечивает распространение осушительного действия в сторону от нее на 500-2000 м и позволяет осушить площадь территории без дополнительного привлечения мелкой систематической сети.
Помимо постоянных открытых канав, при дренаже избыточно увлажненных территорий привлекаются также временные канавы или борозды. Они проходятся специальными канавокопателями поперек склона с уклоном порядка 0.001 и периодически ликвидируются (закапываются) - на период посадки растений или уборки урожая.
Недостатки открытого дренажа заключаются в том, что они мешают нормальной работе сельскохозяйственных машин, занимают полезные сельскохозяйственные площади, быстро выходят их строя - как результат их засорения, заиливания, зарастания и т.д.
В связи с этим в практике сельского хозяйства такие дренажные устройства стараются привлекать лишь при необходимости на полях небольших размеров. На крупных полях открытые траншеи используются, в основном, для сбора воды осушительными системами закрытого типа.
