Особенности осушения минеральных переувлажненных почв Нечерноземной зоны с низкой водопроницаемостью
низкой части притеррасья или по тальвегам. Если ловчие каналы доведены до
водоупора и их дно врезано в водоупор, то такой ловчий канал называется
совершенным. Он может полностью приостановить поступление грунтового потока
на осушаемую площадь. Если ловчий канал не прорезает всю толщу водоносного
горизонта, то такой канал является несовершенным.
Осушаемый массив может находиться в пойме и подвергаться
систематическому затоплению полыми водами (или, как их ещё называют, -
намывными русловыми водами). В результате гибнет урожай, затягиваются сроки
выполнения работ и др. Для защиты от затопления поймы строят дамбы
обвалования. Наконец, последним элементом являются инженерные сооружения на
сети: шлюкера, подпорные сооружения на каналах, оголовки закрытых
коллекторов при их впадении в открытые каналы и др. Сюда же относятся
мосты, трубы-переезды, а также траншейные фильтры, ускоряющие поступление
воды из пахотного горизонта в дренаж.» (Зайдельман, 1994).
2 . Особенности гидрологии минеральных переувлажнённых почв
Нечернозёмной зоны с низкой водопроницаемостью
Одна из характерных черт водного режима рассматриваемых почв -
существование двух изолированных зон верховодки. Двухъярусное положение
верховодки в профиле гидроморфных подзолистых и дерново-глеевых почв
возможно , очевидно, при условии, что скорость вертикального или бокового
оттока влаги из нижнего яруса больше или равна скорости фильтрации влаги из
верхнего яруса. При затоплении почв и резком увеличении гидростатического
напора происходит смыкание слоёв верховодки.
Существуют два фактора, обусловливающих двухъярусный характер
верховодки. Первый заключается в резкой дифференциации горизонтов таких
почв по их водопроницаемости, второй связан с низкой активной порозностью и
образованием в иллювиальных горизонтах их профиля водоупорной подушки из
защемлённого воздуха. Этот воздух, не препятствуя миграции ограниченного
объёма влаги по крупным ходам в глубокие горизонты и формированию в них
верховодки, оказывает сильное противодействие её внедрению в тонкие поры.
Н,см 0 -- - - - - - - - - - - - - - - - - ########### - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
20 - - - - - - - - - - - - - - - - - ############# - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - ################## - - - - - -
- - - - #####- - - - - - -
40 ###########
###############################################
###############################################################
#
###############################################################
#
60
################################################################
###############################################################
#
################################################ --
-- ####
80 ####### ######### ####################### - - - -
- - - - - - # - -
100 - - - - ### - - - - ####### #####
- - - - - - - - - - - - - - -
120 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
140- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
######## - - - - - -
-
######## ВЗ - (0,9 ПВ - ПВ) - - - - - - - ПВ,
верховодка
Рисунок 1 Положение верховодки во влажный год в профиле дерново-
подзолистой
глееватой почвы.
(Зайдельман , 1969)
При изучении режима влажности дерново-подзолистых неоглеенных и
глубокооглеенных почв в сухие годы после выпадения дождей наблюдалось
отчётливое увеличение влажности в их нижних горизонтах, причём влажность
вышележащих слоёв почвенного профиля в течение длительного периода
остаётся меньше предельной почвенной влаги (ППВ) и влажности разрыва
капиляров (ВРК).
Другими словами наблюдается явление миграции гравитационной влаги
через слои почвы с неизменно высокой аккумулирующей способностью, при этом
происходит значительное увлажнение нижних горизонтов при влажности верхних
ниже ППВ. Данное явление можно объяснить следующим образом : в сухой
период, при выпадении ливневых дождей, на поверхности почвы формируется
сток, несущий влагу в нижние слои почвы. При этом гравитационная влага, не
успевая увлажнить верхние горизонты, попадает в трещины (или свободные
корневые хода) сухой почвы и быстро проходит в нижние слои почвенного
профиля. Гравитационная влага, попавшая в глубокие слои сухой почвы по
крупным трещинам, впитывается влагоёмкой толщей.
Если почва сырая, то гравитационная влага застаивается в
вертикальных глубоких каналах и обусловливает оглеение их стенок (при этом
создаются мощные вытянутые оподзоленные языки).
Миграция влаги по трещинам наиболее отчётливо проявляется, по
видимому, в дерново-подзолистых глубокооглеенных почвах (Зайдельман, 1969).
3. Осушение заболоченных почв с низкой
водопроницаемостью
Почвы с низкой водопроницаемостью формируются на суглинистых и
глинистых почвообразующих породах - моренных, покровных лёссовидных, озёрно-
ледниковых и пермских отложениях. На этих породах формируются почвы с
низким значением коэффициента фильтрации под влиянием процессов подзоло- и
глееобразования. Коэффициенты фильтрации на них обычно не превышают 0,005
- 0,1 м/сут, наблюдается застаивание гравитационной влаги, которая
затрудняет или исключает любые сельскохозяйственные работы.
В таблице № 1 приведена классификация почв для оценки работы
дренажа. Как следует из этих данных тяжёлые почвы характеризуются низкими
значениями Кф, которые свойственны водоупорным горизонтам.
Таблица 1
Классификация Кф почв для оценки работы
дренажа, по Эггельсманну, 1984.
Кф, м/сут оценка
Кф
менее 0,01 крайне низкий
водо-
упор-
0,01 - 0,06 Очень низкий
ных
гор-тов.
0,06 - 0,15 Низкий
0,15 - 0,40 Средний
0,40 - 1,00 Высокий
1,00 - 2,50 Очень высокий
Более 2,50 Крайне высокий
Возникают определённые сложности осушения минеральных суглинистых и
глинистых почв с низкой водопроницаемостью, т.к. при заполнении дренажной
траншеи обратной засыпкой очень быстро восстанавливаются исходные свойства
почвы, обусловливающие её низкую водопроницаемость.
В этом случае важно правильно и комплексно применять
гидротехнические, агромелиоративные и агрономические мероприятия.
4. Гидротехнические мероприятия по ускорению поверхностного и
дренажного стоков
Если почвы с невысокой водопроницаемостью заболочены поверхностными
водами, то регулирующая сеть осушителей должна быть усилена шлюкерами,
ложбинами, траншейными фильтрами.
Шлюкер - колодец, поглощающий воду, располагают в понижениях. Он
используется для отвода поверхностных вод через дренажную систему. Шлюкер
представляет собой каменный и гравийный фильтр, подсоединённый к коллектору
самостоятельной дреной. В частности такого рода приспособления могут
использоваться для борьбы с намывными склоновыми водами : «В условиях
заболачивания поверхностными намывными склоновыми водами наряду с
использованием дренажа в составе гидротехнических мероприятий необходимо
предусмотреть устройство в гидроцентрах западин поглотителей (шлюкеров),
обеспечивающих сброс поверхностных гравитационных вод непосредственно в
коллекторную сеть или в магистральный канал » (Зайдельман, Тюльпанов,
Ангелов, Давыдов, 1998 ).
Траншейный фильтр - служит для связи поверхностных горизонтов и
дренажной линии. Изготавливают его из гравия, керамзита и других подобных
материалов, которыми засыпают фильтр до подошвы пахотного горизонта .
Ложбина - это канал, который имеет пологие откосы. Эти откосы
засеваются возделываемой культурой. С помощью ложбины вода отводится из
понижений в открытый канал .
5. Агромелиоративные мероприятия
5.1. Агромелиоративные мероприятия по ускорению
поверхностного стока
