Влияние орошения на почву, микроклимат орошаемой территории, на развитие растений и урожайность сельскохозяйственных культур. 1 page

Степень использования орошаемых земель определяется коэффициентом использования (КИП) валовой площади.

КИП = F_HT / F_вал

и коэффициентом земельного использования орошаемой площади:

K3И = F_HT/F_6p

Орошаемая площадь нетто – площадь занятая продуктивными посадками, посевами или естественными лугами и пастбищами.

Орошаемая площадь брутто включает площадь нетто и площади всех видов отчуждения под сооружениями оросительных систем.

Коэффициент использования орошаемой площади брутто обычно изме­няется от 0,85 до 0,95.

Коэффициент использования от 0,15-0,3.

Оросительные системы проектируются в комплексе с мероприятиями по сельскохозяйственному освоению орошаемых земель.

8.6 Графики поливов

График полива показывает, как изменяются расходы воды, необходимые для орошения сельскохозяйственных культур на определенной площади в течение оросительного периода. Графики поливов можно строить для отдельных культур, севооборотных участков, хозяйств и оросительных систем.

Перед построением графика определяют расходы для каждого полива всех культур севооборота. Поливной расход для какого-либо полива (при круглосуточном поливе) равен:

q = mF_k/t,м³/сут

q = mF_k/86,4t, л/с

где: m– поливная норма для данного полива м³/г

F_k – площадь,занимаемая культурой, га

t – продолжительность полива, сутки.

Если количество воды, соответствующее каждому поливу всех культур, нанести на график q = f(t), учитывая при этом, что при одновременных поливах различных культур поливные расходы складываются, то получается так называемый неукомплектованный график поливов для севооборотного участка.

Этот график обычно характеризуется резким изменением поливных расходов во времени и значительной максимальной ординатой.

Чтобы снизить максимальный расход и придать графику плавное очертание, его несколько изменяют или укомплектовывают. Наибольшая ордината графика определяет пропускную способность канала, подающего воду на данную орошаемую площадь, и сооружений на нем. Поэтому чем меньше будет эта ордината, тем меньше будет стоимость строительства.

График укомплектовывается за счет изменения сроков и продолжительности поливов по отношению к первоначально установленным.

Поливные нормы при этом не изменяются, поэтому при укомплектовании соблюдаются условия

q_H ·· t_H = q_y· t_y

где: q_H, t_H – поливной расход и продолжительность полива на

неукомплектованном графике;

q_y, t_y – поливной расход и продолжительность полива на

укомплектованном графике.

При укомплектовании графиков установленные агротехнические сроки для ведущих культур можно изменять не более чем на 3-5 суток, но лучше продолжительность межполивных периодов оставлять неизменной.

Сроки и нормы поливов определяются, согласно дефициту водного баланса, рассчитанных по биоклиматическому методу А.С. Алпатьева на год 95% обеспеченности осадками.

При дождевании поливные расходы определяют по вышеприведенным формулам с введением в знаменатель формул коэффициента использования времени машин (nq) который равен 0,7 – 0,86.

График при дождевании укомплектовывается с соблюдением ещё одного требования: поливные расходы должны быть кратные расходу выбранных машин.

q=k·q_дм

где: q_дм– расход дождевальной машины;

К – число одновременно работающих машин.

8.7 График гидромодуля

График поливов, построенный для площади F = lra, называется удельным графиком поливов или графиком гидромодуля.

При построении графика гидромодуля поливные расходы определяются по формуле:

q = m·a / 86,4-t, л/с на 1га

где:

а = F_K / F _{общ.нетто}

F_K– площадь, занимаемая данной культурой.

F_{o6щ. нетто} – общая площадь севооборотного уч-ка.

Расход необходимый для полива всей площади, равен:

Q_k=q_yk·F_{общ. нетто}

Графики гидромодуля при проектировании оросительных систем состав­ляют обычно в стадии проекта. На основании данных графиков определяют поливные расходы, необходимые для орошения площадей и расчетные расходы каналов и сооружений.

Для определения поливного расхода, который следует подавать в канал, в определенный момент времени, необходимо умножить ординату графика гидромодуля на подкомандную площадь для данного канала.

При проектировании оросительных систем (ОС), расположенных на тер­ритории Астраханской области режим орошения сельскохозяйственных культур разрабатывается на основе биоклиматического метода А.С. Алпатьева с учетом агроклиматической характеристики района расположения ОС при условии обеспечения биологической потребности растений в воде и предупреждения накопления солей в активном слое почв выше допустимого предела.

Расчет режима орошения выполняется на ЭВМ по программе: “РОСК”, разработанный институтом “Астрахангипроводхоз”.

При расчетах используются данные наблюдений ГМС “Астрахань” за период 1946-1975г.г., интегральные кривые дефицита водного баланса двух соседних декад севооборота с учетом суммарного дефицита за год.

Величина поливных норм рассчитывается для каждой культуры в зависимости от фазы развития, глубины активного слоя и водно-физических свойств почвы.

Выполняется водно-солевой прогноз, в результате которого определяется целесообразность создания проточности (увеличение поливных норм) для принятия промывного режима орошения, с целью недопущения увеличения солей в активном слое почв.

Строится график полива, на основании которого определяется водопотребление на систему и расход насосной станции.

8.8 Планировка орошаемых земель

В настоящее время планировка орошаемых земель считается обязательной (даже при орошении дождеванием), затраты на её проведение учитываются в сметах на строительство систем.

Планировка земель заключается в срезе грунта на повышенных местах, перемещение его на пониженные и выравнивание поверхности земли.

Планировочные работы позволяют снизить поливные и оросительные нормы, достичь большей равномерности увлажнения почвы по всему участку, повысить производительность труда при поливах, увеличить урожайность с/х культур, создать лучшие условия для работы машин.

Планировка особенно необходима там, где имеется опасность засоления почв, так как переувлажнение пониженных мест способствует повышению уровня грунтовых вод, а дефицит воды на повышенных местах превращает их в очаги выноса солей на поверхность.

Работы по планировке самые сложные и трудоемкие из всего комплекса работ, осуществляемых при устройстве оросительных систем.

В зависимости от сложности рельефа местности объем планировочных работ изменяется от 100 до 1000 м³/га. Планировка со срезами 10-15см. считается допустимой почти на всех почвах, за исключением маломощных.

Глубокие срезки не только увеличивают объем планировочных работ, но и значительно снижают плодородие почвы.

Планировка полей может производиться под горизонтальную плоскость, наклонную плоскость, топографическую поверхность.

Под горизонтальную плоскость планируются рисовые поля и участки влагозарядкового орошения, где предусматривается полив затоплением. Такая же планировка производится на сильно засоленных землях. При поливах по бороздам или полосам наилучшей является планировка под наклонную плоскость, при которой уклоны всех борозд на участке или карте получаются одинаковыми и постоянными по длине.

Топографической называют поверхность неправильного вида изображаемыми горизонталями.

Планировка под эту поверхность близка к естественному рельефу.

При капитальной строительной планировке грунт перемещают скреперами, а поверхность выравнивают длинно планировщиком. Обычно за три прохода.

Допуски при планировке должны быть такими, чтобы спланированная поверхность не имела заметных обратных уклонов.

При небольшой мощности почвенного слоя и большой глубине срезок применяется «кулисная» планировка.

Для устранения мелких неровностей, возникающих на полях в результате обработки почвы, ежегодно проводятся эксплуатационное выравнивание полей (эксплуатационные планировки).

С целью сохранения плодородия почв, перед планировкой производится буртование гумусового горизонта с последующим возвращением его на контуры срезок и насыпей.

Вопросы для повторения.

1.Виды орошения.

2.Требования к способам и технике полива.

3.Способы и техника полива.

4.Характеристика поверхностного способа полива.

5.Применяемый полив в Астраханской области.

6.Механизация поверхностного полива.

7.Дождевание.

8.Дождевые машины и агрегаты.

9.Внутрипочвенное орошение.

10.Капельное орошение.

11.Аэрозольное орошение.

Глава 9 Оросительные и водосбросные каналы

9.1 Режим работы и расчетные расходы
Режим работы оросительных каналов характеризуется тем, что расходы в них через определенные промежутки времени колеблются вследствие изменения во времени расходования воды на транспирацию, испарение и периодичность проведения поливов.

По многим каналам и, особенно по внутрихозяйственным распределителям младших порядков вода подается периодически. В зимний период в большинстве случаев подача воды по каналам полностью прекращается.

Расходы каналов изменяются не только в течение года, но и по годам при изменении влажности года, водоносности источника орошения, при смене культур на полях и др. Расход по длине канала уменьшается, поскольку он распределяется между младшими каналами. В пределах участка между отводами (младшими каналами) расход тоже уменьшается из-за потерь воды на фильтрацию, испарение и утечки на данном участке.

Расход в конце участка канала принято называть расходом нетто, а в голове участка – расходом брутто, который равен:

Q_бр = Q_нт Q_потери

для всего канала:

Q_нт = ∑Q_отв

где:Q_отв – сумма расходов, одновременно забираемых из данного канала в младшие каналы.
Q_потери– сумма потерь воды на фильтрацию, испарение и утечки на всех участках канала.

РасходQ_бр для всего канала равен расходу в голове его Q_гол.

При проектировании каналов устанавливают расчётные расходы:

• максимальный Q_max.бр

• нормальный Q_нор.бр

• минимальный Q_min.бр

• форсированный Q_фор.бр

Оросительную сеть следует проектировать закрытой в виде трубопроводов или открытой в виде каналов и лотков. Выбор оптимальной конструкции оросительной сети должен проводиться на основе сравнения технико-экономических показателей вариантов сети.

Расчет магистральных каналов, их ветвей, распределителей различных порядков следует выполнять:

• для определения гидравлических элементов каналов – на максимальный расход;

• для определения превышения дамб и берм над уровнем воды в каналах и проверки их на неразмываемость – на форсированный расход;

• для проверки уровней воды, обеспечивающих водозабор из каналов, определения местоположения водоподпорных сооружений и проверки каналов на незаиленность — на минимальный расход. Максимальный расход воды должен определяться по максимальной ординате графика водоподачи. В случае совпадения периода максимальной мутности воды в водоисточниках со временем работы каналов с расчетными расходами следует выполнять расчеты на незаиляемость. Форсированный расход необходимо принимать равным максимальному, увеличенному на коэффициент форсировки: К_f, равный при максимальном расходе:

менее 1 м³/с – 1,2

от 1 до 10м³/с – 1,15

от 10 до 50 м³/с – 1,1

от 50 до 100 м³/с – 1,05

свыше 100 м³/с – 1,0

Q_фор = Q_max∙ К_f

где: К_f– коэффициент форсировки.

Оросители (каналы, трубопроводы, лотки) следует проектировать только на максимальный расход брутто.

Расход оросителей при поверхностном поливе следует определять по максимальной поливной норме в пиковый период водопотребления и орошаемой площади нетто с учетом коэффициента полезного действия оросителя.

В случае применения поливных машин максимальный расход оросителе должен быть равен сумме максимальных расходов одновременно работающих поливных машин. При поливе дождеванием максимальный расход оросителя брутто следует определять по графику полива, учитывающему максимальное число и расход одновременно работающих дождевальных машин с учетом КПД оросителя.

Максимальный расход брутто распределителя низшего порядка должен быть равен сумме максимальных расходов одновременно работающих оросителей с учетом КПД распределителя.

Максимальный расход брутто распределителя высшего порядка, а также магистрального канала, его ветвей должен быть равен сумме максимальных расходов подсоединенных к нему одновременно работающих распре делителей низшего порядка с учетом КПД распределителя.

Минимальный расход воды в магистральных каналах, их ветвях и распределителях всех порядков принимается не менее 40% максимального расхода. При поливе дождеванием минимальный расход распределителя должен быть равен расходу воды минимального числа дождевальных машин, одновременно получающих из него воду на основании графика полива.

9.2 Потери воды из каналов и коэффициент полезного действия

Потери воды из каналов складывается из потерь на фильтрацию, испарение и эксплуатационных утечек через сооружения. В необлицованных каналах преобладают потери на фильтрацию, а на испарение обычно теряется не более 2-4% от потерь на фильтрацию.

Фильтрационные потери зависят от водопроницаемости грунта. Потери на фильтрацию увеличиваются при увеличении глубины наполнения и параметра канала и уменьшаются с повышением уровня грунтовых вод. По мере увеличения срока эксплуатации каналов фильтрация из них уменьшается вследствие естественной кальматации и уплотнения ложа каналов. В каналах периодического действия потери значительно больше, чем в каналах длительного действия. Фильтрацию из каналов разделяют на свободную и подпорную. В обоих случаях движение фильтрационных вод может быть установившимся и неустановившимся.

Потери воды в каналах на испарение рассчитывают по формуле:

Q_{потери исп} = B∙L∙Е

B – ширина канала по урезу воды;

L – длина канала;

Е – слой испарения с водной поверхности в единицу времени (принимается по данным наблюдения). КПД канала или его участка равен отношению расхода воды в конце канала к расходу в голове этого канала

η = Q_к/Q_гол = Q_нт/Q_бр

Различают коэффициент полезного действия собственно канала и системы тех или иных каналов. КПД канала характеризует потери воды только из одного канала, а КПД системы канала показывает, каковы потери воды не только в данном канале, но и во всех младших каналах (включая, временные оросители), получающих из него воду.

η_с.х.р. = Q_пол/Q_{гол х.р.}· Е = Q_пт/Q_вг(по СниП)

η_с.х.р. – КПД системы хозяйственного распределителя, равный КПД всей хозяйственной сети;

Q_пол – расход, подаваемый на поля (поливной расход);

Q_{гол х.р.} – расход в голове хозяйственного распределителя.

Коэффициенты полезного действия магистрального канала, его ветвей должны быть не менее 0,9, а распределителей различных порядков и оросителей не менее 0,93.

9.3 Способы уменьшения фильтрационных потерь

При больших потерях бесполезно теряется значительное количество воды, которая могла бы быть использована для дальнейшего расширения площади орошаемых земель, увеличиваются затраты на строительство каналов и сооружений; ухудшается мелиоративное состояние земель (орошаемые земли засоляются и заболачиваются); возрастают эксплуатационные расходы (на очистку каналов от наносов, сорной растительности, на оплату электроэнергии при механическом орошении и др.) Поэтому, когда КПД получается меньше допустимых, на каналах предусматриваются противофильтрационные мероприятия или же каналы заменяют лотками, либо трубопроводами.

Существует два способа борьбы с фильтрационными потерями в каналах: уменьшение водопроницаемости грунтов ложи каналов и устройство одежд из маловодопроницаемых материалов. Водопроницаемость грунтов можно уменьшить за счет уплотнения, кольматации, солонцевания, оглеения и битумизации. Антифильтрационные одежды устраивают из глин, глинобетона, бетона, железобетона, асфальтобетона и других материалов.

Наиболее широко в качестве противофильтрационных мероприятий применяются уплотнения и кольматации грунтов, бетонные и железобетонные облицовки, покрытия из пластичных материалов.

Уплотнение грунтов. Грунт в ложе каналов уплотняется при помощи катков, трамбующих и вибрационных машин. Уплотнение, как противофильтрационное мероприятие, применяется только в каналах, проходящих в связных грунтах. При уплотнении уменьшается пористость грунта, водопроницаемость его падает во много раз, грунт становится более прочным и устойчивым к размыву. Однако с течением времени уплотненный слои разуплотняется в результате попеременного высыхания и увлажнения, замерзания и оттаивания, пронизывания его корнями и ходами землероев. В связи с чем, считается срок службы поверхностного уплотнения 2-4 года.

Кольматация грунтов. Под кольматацией понимается процесс вмывания глинистых или илистых частиц в поры грунта под действием фильтрационных токов. Частицы глины или ила, попадая в поры грунта, оседают там и уменьшают активную пористость. Кольматироваться могут пески различной крупности, а также связные и структурные грунты, изобилующие трещинами и ходами землероев. Во многих случаях наблюдается естественная кольматация грунтов, когда по каналам пропускается вода, содержащая глинистые или илистые наносы.

Глиняные и глинобетонные покрытия и экраны. Положительное свойство глиняных покрытий и экранов – почти полная водонепроницаемость, упругость и сравнительная дешевизна. Недостатки – малая прочность и сопротивляемость размыву. Покрытия из чистой глины можно применять только на непрерывно действующих каналах.

Бетонные и железобетонные облицовки. В настоящее время они наиболее надежны из всех противофильтрационных одежд. Обеспечивая значительное уменьшение фильтрационных потерь, они позволяют также снизить стоимость земляных работ (за счет увеличения скорости течения воды в каналах) и улучшить общие условия эксплуатации каналов, поскольку облицованные каналы практически не зарастают и мало заиляются. Особенно целесообразно применение бетонных облицовок при устройстве каналов в глубоких выемках, насыпях, сильно фильтрующих и просадочных грунтах. Учитывая, что при облицовке железобетонными плитами фильтрация может происходить через швы, предусматриваются облицовки плитами по полиэтиленовой пленке.

Покрытие из пластичных материалов. Пластмассовые пленки (полиэтиленовые, поливинилхлоридные) в последние годы широко применяют в качестве противофильтрационных мероприятий. Причем в одних случаях пленки прикрывают защитным слоем из местного грунта, а в других укладывают непосредственно по поверхности каналов. Пленки применяют в качестве гидроизоляционных прослоек при устройстве бетонных или железобетонных облицовок. Толщина пленок 0,1-0,2 мм Полиэтиленовые пленки в поверхностных покрытиях служат 2-3 сезона.

Определение фильтрационных потерь воды из каналов выполняется по СНиП 2.06.03-85.

9.4 Уровни воды в каналах

В оросительных каналах постоянного или длительного действия различают четыре характерные глубины наполнения: h_min, h_max, h_нор,h_фор. Эти глубины соответствуют четырём расчетным расходам:

Q_min, Q_max, Q_нор, Q_фор.

Так как в голове каждого канала располагается водовыпуск, то уровень воды в старшем канале в точках отвода должен быть выше уровня воды в младших каналах на величину перепада в водовыпусках.

Отметки уровней воды в каналах устанавливаются таким образом, чтобы при пропуске по старшему каналу нормального расхода в отводе можно бы подавать форсированные расходы. Для этого необходимо, чтобы нормальный уровень в старшем канале в пунктах отвода был выше максимального уровня в младших каналах. Превышение нормального уровня в старшем канале над форсированным в младшем может обеспечиваться при свободном или подпертом уровне воды в старшем канале.

Вода в каналах подпирается за счет устройства на них перегораживающих (водоподпорных) сооружений. При поверхностных самотечных способах полива для подачи воды в поливную сеть или чеки уровни воды в оросителях должны быть выше поверхности земли на 0,1-0,3 м. Превышение уровня воды в каналах над поверхностью земли принято называть высотой командования оросительных каналов.

9.5 Расположение каналов в плане и их поперечное сечение

Расположение каналов в плане необходимо принимать с учетом рельефа, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, требований рациональной организации сельскохозяйственного производства, существующих дорог, подземных и надземных инженерных коммуникаций и др. Границы землепользования и севооборотных участков надлежит предусматривать по возможности прямолинейными с учетом существующих и проектируемых каналов, трубопроводов, линий электропередачи, дорог и др.

Поля севооборотов должны иметь, как правило, прямоугольную форму. При необходимости допускается изменять границы землепользования, при этом должен быть разработан проект нового межхозяйственного землеустройства.

Для обеспечения условий командования и самотечного распределения воды каналы должны трассироваться по наиболее высоким отметкам местности. При разбивке сети в плане следует стремиться к тому, чтобы общая длина каналов была наименьшей, т.к. в противном случае увеличивается стоимость строительства и эксплуатации, уменьшается КПД оросительной системы. Старшие оросительные каналы рекомендуется трассировать так, чтобы обеспечивалось двухстороннее их командование. Необходимо, чтобы каждое хозяйство получало воду из межхозяйственных распределителей не более чем в одной двух точках отвода (водовыдела)

Формы поперечного сечения каналов выбираются в зависимости от их размеров, характера грунтов, основания и способа производства работ. Большинство каналов имеют трапецеидальную форму, наиболее простую с точки зрения производства работ, в то же время обеспечивающую необходимую устойчивость откосов. Большие каналы часто строятся с полигональной формой сечения, устойчивой и гидравлически более выгодной, чем трапециидальная. Сечения параболической формы неудобные для выполнения, но во всех других отношениях они являются наилучшими. Треугольная форма сечений характерна только для самых младших оросительных каналов, выводных борозд, временных оросителей.

По условиям производства работ каналы разделяются на три группы:

• каналы в насыпи,

• каналы в выемке,

• каналы в полувыемке – полунасыпи. (рис. 1)

Рис. 1 Конструкции каналов:

а – в выемке; б – полунасыпи – полувыемке; в – в насыпи; г – на склоне;

1 – берма; 2 – кавальер; 3 – дамба; 4 – нагорный канал

9.6 Допустимые скорости течения

При больших скоростях в каналах наблюдаются размывы дна и откосов, разрушение облицовок, в результате чего теряется командование, разрушаются дамбы, происходит заиление нижележащих участков и др. При малых скоростях в каналах откладываются наносы, каналы сильно зарастают водной растительностью. Вследствие уменьшения площади поперечного сечения и увеличения шероховатости пропускная способность канала уменьшается.

Чтобы обеспечить устойчивость русла каналов, при выборе расчетной скорости течения необходимо соблюдать условия: скорость течения должна быть меньше допустимой неразмывающей скорости и больше допустимой заиляющей скорости

Vнеразм.> V>Vдоп

Указанные скорости рассчитываются по формулам соответственно А.А.Черкасова и Е.А. Замарина, а также по СНиПу 2.06.03-85*

9.7 Гидравлический расчет каналов

При гидравлическом расчете каналов основные задачи – определение живого сечения, уклона, средней и допустимой скоростей, глубины наполнения каналов при пропуске по нему различных расходов. Гидравлический расчет проводится несколькими методами: аналитический по формулам; на линейке “Пояркова” и на ЭВМ с использованием существующих программ. В настоящее время разработано много программ, в том числе и для расчетов наивыгоднейших сечений каналов и трубопроводов.

Гидравлический расчет каналов при равномерном движении воды в каналах рассчитывается по формуле:

Q = S ∙V = S∙C∙√R∙I

где: S – площадь живого сечения, м²

V – скорость течения воды, м/с;

С – коэффициент Шези;

R– гидравлический радиус, м;

I– гидравлический уклон.

Гидравлический расчет каналов при равномерном и неравномерном движения воды в каналах, параметры каналов с нестационарным движением воды подробно дан в СНиПе 2.06.03.-85* ст.49.

9.8 Водосборно-сбросные каналы

Концевые сбросы устраивают в конце всех постоянных оросительных каналов с расходом 0,25 м³/с. Водосборно-сбросная сеть каналов предусматривается для организационного сбора и отвода воды с территории оросительной системы: Поверхностного стока (ливневых и талых вод)- воды из распределителей и оросителей при технологических сбросах и опорожнении, а также при авариях; сбросной воды с полей при поверхностном поливе и дождевании.

Водосборно-сбросная сеть должна обеспечивать своевременный отвод воды в водоприемник без нарушения режима работы сооружений оросительной системы и затопления орошаемых земель, иметь минимальную протяженность и число пересечений с оросительной и коллекторно-дренажной сетью коммуникациями.

Водоприемник сбросных вод, которыми могут служить естественные и искусственные водотоки и водоемы, должны обеспечивать отвод и аккумуляцию расчетных объемов сбросных вод без создания подпора уровней воды в водоотводящих каналах.

Водосборно-сбросная сеть должна быть расположена по границам поливных участков, полей севооборота, по пониженным местам с максимальным использованием тальвегов, лощин, оврагов.

При наличии на оросительной системе коллекторно-дренажной сет необходимо рассматривать возможность её использования в качестве сбросной сети. Водосборную сеть надлежит проектировать открытой, как правило, в земляном русле. Сбросную сеть следует проектировать открытой (каналы, лотки) и закрытой трубопроводы.

Расчетный расход водосборных каналов, предусматриваемых для приема сбросных вод с оросительной сети при поливе не должен превышать 30% суммы расчетных расходов одновременно работающих оросительных каналов, сбрасывающих в него воду.

Для опорожнения открытых и закрытых распределителей и оросителей, а также для промывки трубопроводов закрытой сети предусматривается концевые сбросные каналы. Расчетный расход концевого сбросного канала следует принимать в пределах 25-50% расчетного расхода воды оросительного канала. Уровень воды в водосборно-сбросном канале высшего порядка должен быть ниже уровня воды в канале низшего порядка на 0,05м.

Уровень воды в водосборных каналах при расчетных расходах должен быть на 0,15-0,20м. ниже поверхности воды.

Дно каналов располагается на отметках, обеспечивающих сброс воды из самых пониженных мест обслуживаемой площади.

Вопросы для повторения:

1.Режим работы и расчётные расходы.

2.Потери воды и КПД каналов.

3.Способы уменьшения фильтрационных потерь.

4.Уровни воды в каналах.

5.Расположение каналов в плане и их поперечное сечение.

6.Допустимые скорости течения.

7.Гидравлический расчёт каналов.

8.Водосборно – сбросные каналы.

Глава 10 Рисовые оросительные системы

10.1 Особенности и типы рисовых оросительных систем

Рисовые оросительные системы размещают в районах, имеющих сумму положительных температур за вегетационный период не менее 2500°, достаточные водные ресурсы, малопроницаемые поч­вы, на землях с общими уклонами поверхности не более 0,005. Не допускается размещение рисовых систем на болотных поч­вах с мощностью пласта торфа в естественном состоянии более 0,5м.

Date: 2021-01-20; view: 552; Нарушение авторских прав

Рисовые оросительные системы кроме элементов, входящих в обычную систему, включают: поливные (рисовые) карты, состоя­щие из отдельных чеков (горизонтальных площадок); картовые оросители, картовые сбросы, сбросы-оросители, при необходимо­сти оградительные дрены и дамбы.

Поливная (рисовая) карта ограничивается по периметру ка­налами низшего звена оросительной, сбросной и дренажной сети и является частью поля рисового севооборота. Картовые ороси­тели, картовые сбросы и сбросы-оросители с сооружениями, явля­ющиеся низшим звеном оросительной, сбросной и дренажной сети, как правило, проектируют с автоматизированным регулированием глубины воды в чеках.

Первичным элементом орошаемой территории, занятой рисовыми севооборотами, является поливная (рисовая) карта, ограниченная по периметру младшими каналами оросительной и водоотводной сети. Несколько смежных рисовых карт образуют поле севооборота, группа севооборотных полей – севооборотный участок. Желательно, чтобы ширина карт была кратной 20м, а оси ограждающих каналов совпадали со створами планировочной сетки.

Оросительная сеть состоит из магистрального канала, распределительных каналов различного поряд­ка, армированных регулирующими, транзитными и гидрометрическими сооружениями, рисовых чеков и служит для транспортирования воды из водоисточника на рисовые чеки.

Водоотводная сеть состоит из каналов различных порядков, армированных сооружениями, и делится на картовые дрены — сбросы, участковые коллекторы, хозяйственные коллекторы первого, второго и третьего порядков и межхозяйственные коллекторы. Старшим звеном водоотводящей сети является главный коллектор, который собирает дренажно-сбросные воды из младших каналов и отводит их в водоприемник.

Поливная карта – участок поля рисового севооборота, ограниченный по периметру младшими каналами оросительной и водоотводной сети. Несколько смежных карт образуют поле севооборота, а несколько полей севооборота — севооборотный участок. Длину карты принимают равной 400 -1500м, ширину-150-250м. Карта делится поперечными валиками на чеки, число которых и размер зависят от рельефа и общего уклона участка. Площадь чеков принимают не менее 2га, а длину одной из его сторон – не менее 200м, так как сельскохозяйственные работы выполняют обычно внутри чеков. При благоприятном рельефе вся карта может представлять собой единый чек. В этом случае ее называют картой-чеком.

По конструкции рисовые карты в зависимости от способа по­дачи, отвода воды и количества чеков проектируют следующих типов.

Карта краснодарского типа с раздельной подачей и сбросом воды. Вдоль одной из длинных ее сторон расположен картовый ороситель, выполненный в насыпи (как правило, двустороннего командования), а по другой – картовый сбросный канал. Поливные карты располагают длинной стороной по уклону местности. Чеки проектируют «сквозными», т. е. между картовым оросите­лем и картовым водоотводным каналом размещают только один чек. Подачу воды осуществляют из картовых оросителей с гори­зонтами воды, командующими над поверхностью чека (рис. 2).

Карта широкого фронта (КШФ) с совмещенной функцией подачи и сброса воды. Подача воды осуществляется за счет пе­реполнения заглубленного канала (сброса-оросителя). При раз­бивке карт широкого фронта на отдельные чеки в местах при­мыкания поперечных валиков к сбросу-оросителю на последнем предусматривают водоподпорные сооружения. Такие карты при­меняют при уклонах местности до 0,001 и располагают длинной стороной вдоль горизонталей местности с планированием каждой карты под одну отметку (карты-чеки). Сбросы-оросители пита­ются из участковых распределителей и отводят воду в участко­вые коллекторы. В неполивной период сбросы-оросители работа­ют как картовые дрены.

Карта кубанского типа с раздельной подачей и сбросом воды. Картовые оросители и сбросы двустороннего командования. Пло­щадь чеков этой системы —6 га (200Х300 м). Систему комплек­туют из конструктивных модулей, каждый из которых является севооборотным полем. Из полей (модулей) комплектуют участки севооборотов, а последние составляют систему в целом (рис. 3).

Карта дальневосточного типа. Ее особенностью является от­сутствие периферийных и продольных валиков. Ороситель-сброс устраивают с низовой стороны, что обеспечивает отвод воды с карт и пахотного горизонта. Карта заливается водой, свободно перетекающей по всему фронту примыкания оросителя-сброса при его переполнении. Картовый ороситель-сброс обеспечивает бес­препятственный сброс воды с любой точки.

Рис. 2 Рисовая оросительная система краснодарского типа:

1-впуск в коллектор; 2-водовыпуск из чека; 3-водовыпуск в чек; 4-ороситель;

5-внутрихозяйственный канал; 6-водовыпуск в оросительный канал с переезда;

7-валик чековый; 8-коллектор: 9-дрена.

Рис. 3 Рисовая оросительная система «Кубанская»:

1-коллектор; 2-водовыпуск из дрены в коллектор; 3-валик чековый; 4-сброс-ороситель;

5-внутрихозяйственный канал; 6-дрена;7-водовыпуск в оросительный канал с переездом; 8-ороситель; 9-водовыпуск в чек; 10-водовыпуск из чека;

11-впуск в коллектор с переездом; 12-ороситель.

Закрытые рисовые системы отличаются тем, что вода пода­ете» насосной станцией на севооборотный участок площадью 500 — 800га. по напорному трубопроводу, затем она поступает непо­средственно в картовые оросители из асбестоцементных труб диа­метром 300—500 мм и из них через гидравлические автоматы – на чеки. Сброс представляет открытый канал.

Конструкции рисовых карт выбирают на основании сопостав­ления технико-экономических показателей вариантов (таб. 1).

Строительную планировку на рисовых чеках выполняют под горизонтальную плоскость с точностью до ±3см и проводят толь­ко скреперами с лазерными системами управления.

Рисовую карту делят на чеки (горизонтальные площадки) по­перечными валиками. При этом разница между отметками про­ектной поверхности двух смежных чеков не должна превышать 0,4 м. На вновь строящихся и реконструируемых рисовых систе­мах устраивают постоянные земляные валики непереходимого ти­па, а на картах дальневосточного типа допускаются валики переходного типа.

Таблица 1 Технико-экономические показатели рисовых систем

Таблица 2 Заложения откосов валика

Конструкция и размеры валиков должны соот­ветствовать данным таблицы 2.

По периметру чеков устраивают канавки трапецеидального или треугольного сечения глубиной 0,5-0,8м.

Вертикальный и закрытый горизонтальный дренаж на терри­тории рисовых севооборотов, как правило, не применяют.

В зависимости от мелиоративных условий ширину рисовых карт и среднюю глубину каналов водоотводной сети для всех районов рисосеяния, за исключением Дальнего Востока, выбира­ют по таблицам СНиПов.

В районах Дальнего Востока среднюю глуби­ну каналов водоотводной сети принимают в пределах 0,5-1,5м.

Для назначения севооборотной схемы, состава сопутствующих рису культур и системы агротехнических приемов рассчитывают количественные показатели рассолительного и водопонизительного действия картовых водоотводных каналов (табл. 3).

Таблица 3 Количественные показатели рассолительного и водопонизительного действия картовых водоотводных каналов

Примечания:

1.Так как длина рисовых карт в 3-8 раз превышает их ширину, эффективность работы картовых водоотводных каналов, выполняющих функции дрен, оценивают без учета влияния работы транспортирующих элементов водоотводной сети.

2. При проектировании карт широкого фронта залива и сброса их ширину, а также глубину сбросов оросителей рекомендуется принимать по меньшему значению, указанному в таблице.

3. Приведенная в таблице классификация мелиоративных условий является ориентировочной.

Устройство каналов оросительной и водоотводной сети. Картовые оросители проектируют так, чтобы они обеспечивали затопление самого высокого чека или наиболее высокой карты широкого фронта залива и сброса в период первоначального затопления и макси­мального расхода оросителей слоем 10-15см., а в пери­од поддержания слоя затопления и минимального рас­хода – слоем до 25 см. Потери напора в водовыпуске из картового оросителя в чек принимают 5—15 см.

Участковые распределители, картавые оросители и оросители-сбросы, как правило, проектиру­ют с горизонтальным дном и дамбами. Остальные (стар­шие) каналы оросительной сети проектируют с уклона­ми и с учетом обеспечения условий автоматизации, а также телемеханизации регулирующих сооружений на них.

Автоматизацию водораспределения предусмат­ривают на внутрихозяйственной сети, включая водовыпуски в чеки, средствами гидравлической автоматики, обеспечивающей поддержание постоянных уровень в нижних бьефах всех перегораживающих сооружений и водовыпусков, а также на межхозяйственных каналах – средствами электрогидравлической автоматики в соче­тании с телемеханикой. Для этого проектируют перепады уровней воды на сооружениях в пределах 15— 25см.

Уровни воды в каналах водоотводной сети всех порядков при кратковременном (до 3 суток) максималь­ном расходе принимают на 0,5 м ниже отметки поверх­ности самого низкого чека, прилегающего к каналу. За пределами орошаемой территории каналы водоотводной сети в зависимости от рельефа на некоторых участках могут проходить и в дамбах.

При пропуске расходов от минимального до среднего подтопление от нижерасположенных каналов не допус­кается, а при пропуске больших расходов допускается. При минимальном расходе уровень воды в младшем водоотводном канале принимают на 10см выше уровня воды старшего в месте сопряжения каналов.

Уклоны дна оросительных и водоотводных кана­лов в земляном русле принимают такими, чтобы ско­рость течения воды в них при пропуске максимального расхода не превышала: в песках и супесях 0,5 м/с, в лег­ких и средних суглинках 0,7, в тяжелых суглинках и глинах 1,0 м/с. Минимальную скорость при пропуске максимального расхода в картовых оросителях и участ­ковых распределителях принимают не менее 0,2 м/с. Ко­эффициент шероховатости принимают при расходах до 10 м³/с в оросительных каналах 0,025, а в водоотводных – 0,03.

Ширину каналов проектируют в соответствии с ис­пользуемыми механизмами. Ширину по дну ороситель­ных каналов принимают 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 2; 3 м и т.д., а водоотводных не менее 1м.

Заложение мокрых откосов оросительных и водоот­водных каналов, проходящих в земляном русле, прини­мают для легких грунтов 2-4, средних 1,5-2, тяжелых 1,5 и над бермой соответственно 1,5-2; 1-1,5; и 0,5-1.

Если оросительные каналы строятся в подушке, то заложение внутренних откосов в легких грунтах прини­мают 1,5, в средних – 1-1,25. Заложение наружных от­косов дамб принимают 1:1,5.

Возвышение берм и бровок дамб земляных каналов над максимальным расчетным горизонтом воды при рас­ходе до 0,5 м³/c принимают 0,2м., при 0,5-2 м³/с – 0,3 и при 2-5 м³/с – 0,4м.

Ширину обеих дамб по верху принимают при расхо­де до 2 м³/c – 1м., при 2-5 м³/с -3м, при 5-10 м³/с одну дамбу принимают 3м., а другую – 4,5м.

Бермы делают шириной 3м. лишь при глубине канала более 2м.

Устройство чеков. Чековые валики строят трапецеи­дального сечения с высотой над поверхностью чека 40 – 50 и шириной по верху 40-50 см. Заложение откосов валиков принимают 1,5-2.

В местах примыкания поперечного валика к дамбе картового оросителя и к дороге, проходящей вдоль картового сброса для переезда сельскохозяйственных ма­шин из чека в чек, заложение откосов валиков прини­мают 1:4 по длине валика 8-10 м.

Для равномерного увлажнения и осушения чека ре­комендуется по его периметру делать канавки глубиной 20-30 см от спланированной поверхности чека.

При проектировании карт широкого фронта затопления и сброса глубину оросителей-сбросов принимают 1 – 2 м, высоту оградительного валика дамбы – 0,4 – 0,6м и ширину гребня валика по верху – 3 м.

Водовыпуски из картовых оросителей в чеки и из че­ков в картовые водоотводные каналы, как правило, уст­раивают в противоположных углах чеков. При этом впускные сооружения помещают на наиболее высоких (до планировки) участках, а выпускные—на самых низких.

Подпорные сооружения на водоотводных каналах устраивают только в условиях незасоленных сильнопро­ницаемых грунтов с целью сокращения потерь ороси­тельной воды на боковую фильтрацию. На оросительных каналах подпорные сооружения ставят для регулирова­ния уровней воды в каналах.

Гидротехнические сооружения принимают по дейст­вующим типовым проектам или проектам-аналогам.

10.2 Планирование рисовых полей

Значение планировки. Планировкой (выравнивани­ем) называют придание поверхности орошаемого участ­ка определенной формы (горизонтальной или наклонной плоскости, топографической поверхности), а также уст­ранение небольших неровностей путем перемещения почвогрунтов с бугров в низины.

Планировка орошаемых земель имеет большое зна­чение, так как она позволяет:

– значительно улучшить качество полива сельскохозяй­ственных культур и промывок засоленных почв;

– повысить производительность труда на поливе:

– нормализовать использование орошаемой площади, оросительной воды и естественных осадков;

– повысить качество сельскохозяйственных работ (вспашка, посев, уход, уборка) и эффективность исполь­зования сельскохозяйственных машин;

– повысить эффективность внесенных удобрений;

– снизить затраты на строительство оросительной сети.

Все это в конечном итоге повышает в 1,5-2 раза уро­жаи сельскохозяйственных культур, снижает себестои­мость их продукции.

Особенно большое значение планировка имеет на мелиоративно-неблагополучных землях, на участках с сильно выраженным микрорельефом.

Требования, предъявляемые к планировке поверх­ности орошаемого поля. Степень выравнивания поверх­ности поля зависит от способа и техники полива, вида орошаемых культур, рельефных и почвенно-грунтовых условий.

Вид орошаемой культуры в некоторой степени пред­определяет технику полива. Например, рис поливают способом затопления; ‘пропашные культуры, овощные и плодовые—по бороздам и дождеванием; культуры уз­корядного сева (зерновые, травы) — по полосам и дож­деванием.

В соответствии с техникой полива предъявляются и требования к планировке поверхности земли. Для оро­шения риса затоплением поверхность чеков планируется под горизонтальную плоскость.

10.3 Схемы и расчеты сети

При проектировании рисовых оросительных систем опреде­ляют:

– по установленным расходам воды нетто—КПД ороситель­ных каналов различных порядков и оросительной системы в целом;

– максимальные расходы (пропускную способность) каналов оросительной и водоотводной сети;

– минимальные расходы каналов оросительной и водоотводной сети;

– суммарный объем водозабора оросительной системы и распре­деление его во времени;

– суммарный объем дренажно-сбросного стока и распределение его во времени;

– возможность использования дренажно-сбросного стока для орошения;

– примерный режим работы системы в период освоения для не­скольких этапов, соответствующих освоению 25, 50 и 70% проект­ной площади.

Значение КПД картовых оросителей при двустороннем обслу­живании рисовых карт необходимо принимать равным 1, при одностороннем обслуживании его определяют расчетом или методом

электрогидродинамической аналогии.

В течение поливного периода средний КПД не должен быть ниже 0,7. В противном случае проектируют специальные мероприя­тия по уменьшению фильтрационных потерь и экономически обо­сновывают целесообразность их применения на отдельных кана­лах или на участках.

При определении максимального расхода каналов ороситель­ной сети на рисовой системе дополнительно вводят коэффициенты запаса и водооборота, а также учитывают долю риса в общей площади севооборота. Расчет проводят по формуле

где: 1,1- коэффициент запаса, учитывающий увеличение водоподачи в период первоначального затопления рисовых карт, принимают для всех w каналов, за исключением картовых оросителей;

w – обслуживаемая каналом орошаемая площадь нетто, га;

g– максимальная ордината нетто графика гидромодуля риса, л/(га/с);

a – содержание риса в севообороте. Для картовых и участковых ороси­телей, а также для каналов, обслуживающих часть полей севооборота, содержание риса в севообороте принимают равным 1, для остальных оросительных каналов старшего порядка – 0,75;

К_в– коэффициент водооборота, равный отношению времени первоначаль­ного затопления рисовых карт на всей оросительной системе t_c к времени первоначального затопления обслуживаемой данным кана­лом площади t_w необходимо принимать по таблице 4.

η – коэффициент полезного действия системы.

Таблица 4 Коэффициент водооборота на рисовых системах

Минимальный расход оросительных каналов определяют с учетом содержания риса в севообороте:

где: q_min – минимальная ордината нетто графика.

Максимальный расход каналов водосборно-сбросной сети всех порядков определяют с учетом содержания риса в севообороте и коэффициента запаса:

где: q_maxсбр– максимальное значение модуля дренажно-сбросного стока;

а – содержание риса в севообороте. Для картовых дрен-сбросов а также для коллекторов, обслуживающих часть полей севообо­рота принимают равным 1, для коллекторов высшего порядка — 0,75. Коэффициент запаса при определении максимального рас­хода воды в водосборно-сбросной сети принимают 1,5, для Даль­него Востока — 1,2.

Пропускную способность каналов водосборно-сбросной сети проверяют на пропуск ливневых расходов 10%-ной обеспечен­ности.

Дренажные и сбросные воды рисовых систем, как правило, повторно используют для орошения. Нецелесообразность их при­менения должна быть обоснована. Если минерализация дренажно-сбросных вод выходит за пределы допустимой, предусматри­вают их разбавление пресной оросительной водой.

10.4 Режимы орошения

Режим орошения риса применяют двух типов:

– постоянное затопление, при котором слой воды на поле под­держивают в период от посева до созревания; в вегетационный период он либо остается одинаковым, либо изменяется;

– укороченное затопление, при котором слой воды на поле в отдельные фазы роста и развития растений не создается.

Первоначальное затопление рисовых карт проводят:

– при посеве риса в воду (с самолета) – не позже чем за 3—4 суток до начала посева;

– при посеве в сухую почву—сразу после посева, при этом оно должно быть закончено не позже чем на третьи сутки.

Продолжительность периода первоначального затопления ри­совых посевов в целом по хозяйству должна составлять не более 10 суток на Дальнем Востоке и 12-16 суток во всех остальных районах рисосеяния.

В период поддержания слоя затопления водный режим, сроки прохождения фенологических фаз и их продолжительность зави­сят от сорта риса, агротехники и конкретных климатических усло­вий.

При укороченном затоплении поддерживают следующие изме­нения слоя воды в чеках: в период набухания зерен — 10-15 см, в период прорастания семян — без слоя воды, но при высокой ув­лажненности почвы, с появлением массовых всходов до кущения – 8—15 см.

Оросительную норму определяют уравнением водного баланса рисовой карты.

Режим орошения, поливные и оросительные нормы культур, сопутствующих рису в севообороте, принимают в соответствии с их биологическими особенностями, с учетом близкого залегания УГВ. Все данные, характеризующие режим орошения сопутствующих культур, сводят в ведомость расчетных значений гидромо­дуля, и по каждому гидромодульному району составляют графики гидромодуля для принятых севооборотов. Одновременно график укомплектовывают таким образом, чтобы поливы сопутству­ющих рису культур не проводились в период первоначального за­топления чеков и чтобы график в целом был максимально ровным и плотным. Вводя в графики КПД системы, получают значения гидромодуля брутто, используемые для составления графика водопотребления оросительной системы в целом.

Ориентировочные значения оросительных норм и их внутри-годовое распределение по районам страны приведены в таблице 5.

При возделывании риса в результате горизонтальной фильтра­ции и периодических сбросов вода в сбросную сеть начинает по­ступать с первых дней затопления чеков.

Таблица 5 Оросительные нормы и их сезонное распределение в РСФСР

Объем сбросной воды зависит от природных условий, принятого режима орошения, состояния каналов и гидротехнических сооружений, уровня технической эксплуатации системы.

Использование сбросных вод значительно улучшает водный баланс, повышает коэффициент использования воды, при тех же водных ресурсах расширяет площадь орошаемых земель.

Возможную площадь орошения сбросными водами ω_сб определяют по зависимости

ω_сб=ξήω,

где: ξ–отношение гидромодуля сброса к гидромодулю подачи;

ŋ– КПД оросительной сети;

ω– площадь рисовой системы, га.

Вопросы для повторения:

1.Элементы оросительных систем.

2.Типы рисовых карт.

3.Закрытые рисовые системы.

4.Картовые оросители и участковые распределители.

5.Устройство чеков.

6. Режимы орошения.

7. Как производится планировка чеков?

Глава 11 Водосберегательные мелиорации

11.1 Водооборотные системы

Водосбережение в орошении должно строиться на базе водооборотных систем, прогрессивных способов полива, использования вместо свежей воды очищенных сточных вод .

Водооборот в мелиорации рассматривается и как мероприятие по
рациональному использованию водных ресурсов, и как природоохранное
мероприятие. Задержание растворенных химических веществ и возвращение их в почву предотвращает повышение уровня загрязнения рек – водоприемников.

Date: 2021-01-20; view: 717; Нарушение авторских прав

По конструктивным элементам и их сочетанию водооборотные системы могут быть разнообразными.

При организации водооборота на мелиоративных системах не всегда удается полностью использовать весь сток (поверхностный и дренажный). Распределение его во времени неравномерно, поэтому аккумулирование стока на длительное время в накопителях связано с большими капитальными затратами. Однако часть весеннего и весь летний сток могут быть вовлечены в водооборот.

Водооборотные системы с двумя прудами – накопителями и двумя насосными станциями создаются в сложных условиях, когда самотечная подача воды в пруды накопители невозможна. В этих условиях дренажный и частично поверхностный сток из каналов мелиоративной системы подается при помощи первой насосной станции в первый пруд – накопитель, построенный на тех же или более высоких отметках, что и осушаемая территория. Вторая насосная станция необходима для обеспечения командования уровней воды во втором пруде – накопителе над уровнем воды в водоподводящих каналах осушительно – увлажнительной системы. Водооборотная система этого типа достаточно гибка в управлении водным режимом, но требует хорошо отлаженной эксплуатации.

В более благоприятных рельефных условиях, когда имеется достаточно большое понижение в пределах объекта или вблизи него, целесообразно устройство водооборотной системы с двумя прудами — накопителями и одной насосной станцией. На месте естественного понижения строят пруд – накопитель, в котором собирается дренажный и часть поверхностного стока с мелиоративной системы. При такой компоновке элементов системы необходима только одна насосная станция. Второй пруд – накопитель служит не только для обеспечения командования над каналами водоподводящей сети, но и для выравнивания работы насосной станции.

В условиях, позволяющих обеспечить накопление и самотечную подачу воды на увлажнение из одного пруда, рекомендуется строительство водооборотной системы с одним прудом – накопителем и одной насосной станцией. При этом насосная станция должна работать в режиме притока воды по магистральному каналу мелиоративной системы. Пруд – накопитель в этой схеме обволовывают дамбами, уровни воды в нем должны быть выше уровней воды в каналах, по которым вода подается в дренажную сеть для подъема УГВ с целью увлажнения. Такая система проста в управлении и может оказаться более экономичной по сравнению с двумя предыдущими.

В природоохранных целях для организации зеленой зоны на прилегающих территориях целесообразно строительство водооборотной системы с незамкнутым циклом. Часто эти участки имеют неразвитый почвенный покров и не используются в сельском хозяйстве. На таких массивах рекомендуется создавать искусственно заболоченные участки в качестве компенсации за осушенное болото, а также в природоохранных целях, поскольку избыточно увлажненные экосистемы имеют более богатую флору и фауну. Затраты на строительство таких систем следует полностью относить к затратам на природоохранные мероприятия. Водооборотные системы с вертикальным дренажом устраиваются в более благоприятных гидрогеологических условиях, когда водоупор находится на глубине не менее 30метров, а фильтрующая толща сложена песками или другими легководопроницаемыми грунтами.

При меньших глубинах до водоупора выгодно строить водооборотные системы с грунтовым водохранилищем.

Горизонтальный дренаж закладывается на глубину до 3 метров от поверхности земли. Коллекторы подводят воду к колодцу, из которого она забирается насосной установкой. Накопительной емкостью служит осушенная грунтовая толща над дренами .

Системы с колодцами – накопителями предусматривают водооборот в пределах поля. Дренажную сеть внутри поля дополняют подземными колодцами – накопителями с лучевым расположением труб большого диаметра. В весенний период колодцы заполняются дренажной водой, сток избыточной воды происходит как в обычной системе – в каналы и водоприемник. В начале летнего периода, когда концентрация растворенных химических элементов увеличивается, воду из колодцев забирают дождевальной установкой на орошение площади, прилегающей к колодцу.

Водооборотные системы с коллекторами и дренами – накопителями можно предусматривать на любых дренажных системах для использования подземного стока на орошение. Эта система позволяет также создавать переменную норму осушения по периодам вегетационного сезона. Коллекторы и дрены – накопители можно устраивать под обычным коллектором или дреной в пористой засыпке.

11.2 Экологическая и экономическая целесообразность водооборотных систем и выбор техники и технологии поливов.

Водооборотные системы различных типов могут вносить существенный вклад в защиту природных водоемов и водотоков от загрязнения химическими элементами, выносимыми дренажным стоком с сельскохозяйственных угодий. Кроме того, их применение экономически более эффективно по сравнению с традиционными схемами мелиорации, что зависит от ряда факторов, в том числе от рельефа местности, геологических и гидрогеологических условий, характера использования аккумулированного стока и так далее. Поэтому в каждом конкретном случае проектирования необходим всесторонний учет этих условий.

При проектировании оросительных систем применяется несколько способов орошения. Это зависит от конкретной обстановки и экономической целесообразности. Большинство способов орошения преследует одну цель -увлажнить почву до оптимальных пределов, то есть обеспечить зону корневых систем растений достаточным количеством воды . Водооборотные системы позволяют предупредить общее повышение содержания химических элементов в водотоках , что очень важно для сохранения водных экосистем.

Дренажные воды с мелиоративных систем с экологической точки зрения не представляют опасности для водоприемника, хотя в отдельные периоды года наблюдаются случаи превышения ПДК по некоторым элементам. Следует отметить, что при концентрации биогенных элементов в дренажном стоке ниже даже предельного допустимого значения в водоемах возникает процесс эвтрофикации. Поэтому вероятность попадания химических веществ в водоприемники должна быть максимально уменьшена.

Этому способствуют водооборотные системы. При внедрении водооборотных систем в практику мелиоративного строительства одним из основных факторов является их экономичность. К наиболее экономичным относятся системы, в которых используется внутренний сток мелиоративных систем при устройстве аккумулирующих емкостей или грунтового водохранилища, а в соответствующих условиях – вертикального дренажа в комплексе с ДМ “Фрегат” или другой оросительной техникой. Результаты исследований показывают, что возврат элементов питания растений в почву при систематическом орошении дождевальным стоком может оказать благоприятное воздействие на формирование плодородия почвы и повышение продуктивности сельскохозяйственных культур. Опасение относительно негативного влияния возвращаемых элементов на качество урожая необоснованны.

Широко применяемые способы орошения (периодическое дождевание) недостаточно эффективны, поскольку не позволяют поддерживать определенную влажность почвы на протяжении вегетации, оперативно обеспечивать растения влагой в нужное для них время, связаны с большим, часто нерациональным расходом воды на орошение. Разработка высокоэффективных способов и рациональных режимов орошения при экономном расходовании воды в конкретной климатической зоне возможна только с учетом физиологии растений, в том числе их водного режима. На основании этого доказано, что импульсное дождевание, позволило растениям поддерживать свой водный режим в норме с меньшими энергозатратами, создало благоприятные условия для произрастания растений. Суть импульсного дождевания в том, что вода подается к листьям растений короткими импульсами с определенными промежутками времени между ними.

С точки зрения охраны окружающей среды, преимущество импульсного дождевания перед периодическим велико, поскольку при данном режиме орошения исключаются такие явления, как поверхностный сток, разрушение структуры почвы, вымывание элементов питания, засоление почвы, а главное, импульсное дождевание позволяет экономно расходовать природные воды и энергетические ресурсы.

Такими же преимуществами обладают капельное и аэрозольное увлажнение. Способ аэрозольного увлажнения характеризуется проведением частых поливов (до 10 раз в день), небольшими нормами мелко распыленной водой (0,3 – 0,6м³ га в час), что позволяет создать микрофитоклимат, причем исключается эрозия почв, что особенно актуально для склоновых участков. Однако до настоящего времени этот способ не находит широкого распространения в практике из-за полного отсутствия промышленных образцов экономичной техники мелкодисперсного дождевания.

На незасоленных почвах при уровне залегания пресных подземных вод на глубине не менее 2метров, а минерализованных – не менее 4метров, на предгорных участках со сложным и изрезанным рельефом и уклонами поверхности более 0,05, на равнинных участках с легкими почвами применяют капельное орошение. При капельном и внутрипочвенном орошении растения обеспечиваются водой и удобрениями с помощью точечных микроводовыпусков – капельниц, почва увлажняется в зоне максимального развития корневой системы растений, поддерживается хорошая аэрация почвы, потери воды на испарение и фильтрацию минимальные. Основная область применения капельного орошения – сады и виноградники.

Внутрипочвенное орошение (ВПО) – способ полива, при котором почва увлажняется капиллярным путем из труб – увлажнителей, устраиваемых в подпахотном слое.

Многообразие сточных вод и природных условий требуют разработки для каждого региона и объекта индивидуальной технологии орошения, поскольку они имеют свою специфику, обусловленную химическим и физическим составом стоков, периодом их формирования, технико-экономическим обоснованием.

Особую актуальность при этом приобретают вопросы техники и технологии поливов – одного из главных звеньев научно – технического прогресса в орошаемом земледелии, экономного и рационального использования водных ресурсов. Техника полива является ведущим звеном при создании совершенных оросительных систем с высокими технико–экономическими показателями. При орошении сточными водами используются все основные способы полива: поверхностные, дождевание, внутрипочвенное, подпочвенное.

Выбор способа и техники полива производится с учетом санитарно-защитных зон, рельефа местности, почвенных, климатических и гидрогеологических условий выбранного массива, качества подготовки сточных вод по содержанию в них физических примесей, химического состава, природоохранных требований.

Для создания оптимального режима увлажнения почвы существует ряд автоматизированных мелиоративных систем, которые снабжены датчиками влажности, датчиками уровня грунтовых вод, датчиками испарителями. В зависимости от точности измерения датчиков, мелиоративные системы такого типа помогают экономно расходовать воду.

Многообразие водосберегающих мелиоративных систем позволяет выбрать оптимальный вариант с учетом климатических, гидрогеологических, почвенных, хозяйственных и других необходимых условий.

Вопросы для повторения:

1.Какие знаете водосберегающие системы? Их характеристика

2.От чего зависит выбор технологии полива?

3.Водооборотная система

4.Основные элементы водооборотных систем.

Глава 12 Предохранение орошаемых земель от засоления и заболачивания

12.1 Предупреждение засоления орошаемых почв.

Причины засоления орошаемых земель. Засолением почвы называется избыточное скоп­ление в кормеобитаемом слое электролитных (растворен­ных или поглощенных) солей MgCl₂, Na₂CO₃, NaHCO₃, NaCl₂, Na₂SO₄, которые угнетают или губят сельскохо­зяйственные растения, снижают качество и количество урожая. Засоление почвы широко распространено в при­родных условиях; в РФ имеется более 50 млн. га засоленных земель.

В корнеобитаемый слой почвы соли могут поступать из засоленных грунтов и грунтовых вод, вместе с полив­ной водой, от минерализации растительных остатков, вме­сте с соленой пылью, которая образуется при развевании ветром солончаков или от разбрызгивания морской воды штормовыми ветрами.

Соли в почве находятся в растворенном или погло­щенном состоянии, поэтому движение воды в почве неиз­бежно вызывает движение солей и тем больше, чем луч­ше их растворимость в воде. В процессе полива нисходя­щие токи воды перемещают соли из верхних горизонтов почвы в нижние, после полива восходящие токи воды поднимают соли вверх; происходит миграция солей.

При близком залегании грунтовых вод образуется постоянный восходящий ток воды, которая, испаряясь, отлагает соли в почве. Количество солей S (кг), которое отлагается в почве при испарении грунтовых вод на пло­щади 1га, определяют по формуле:

S = q·c·tкг/га,

где q – объем испаряющейся воды в сутки, м³/га;

с – содержание солей в испаряющейся воде, кг/м³;

t – продолжительность испарения, сут.

Капиллярное засоление почвы происходит тем интен­сивнее, чем больше испарение, чем выше засоленность воды и чем продолжительнее процесс испарения.

Грунтовые воды испаряются почвой и растениями в том случае, если капиллярная кайма грунтовых вод сопри­касается с корнеобитаемым слоем почвы, если же кайма лежит ниже корнеобитаемого слоя, то грунтовые воды не испаряются и засоления поч­вы не происходит.

Наибольшая глубина уров­ня грунтовых вод Н, при ко­торой начинается засоление почвы, называется критической глубиной (рис. 4).

Рис. 4. Критическая глу­бина залегания уровня грунтовых вод:

h — глубина корнеобитаемого слоя; Н_o — высота капил­лярного подъема воды;

УГВ — уровень грунтовых вод.

В условиях орошения она рав­на сумме глубины корнеобитаемого слоя h и высоты капиллярного подъема воды Н₀. Для суглинистых почв Н = Н₀ h = 25 4,0м.

Засоление почвы, которое происходит вследствие ис­парения близко расположенных грунтовых вод или поли­ва сильно минерализованной водой, называется вторичным. В орошаемых районах Средней Азии слабо и сильно засолено 53%, а в Закавказье — 40% всех ороша­емых земель. Засоление не является неизбежным следст­вием орошения. Есть огромные массивы незасоленных земель, которые орошаются столетиями. Часто ороше­ние рассоляет засоленные почвы; но земли, которые поли­вают избыточно, при отсутствии оттока грунтовых вод засоляются, а иногда и заболачиваются.

Степень вредности солей для растений. Предельное количество солей в почве, выше которого начинается уг­нетение роста и развития растений, называют порогом токсичности. Почвы, содержащие легкорастворимые соли в количествах, превышающих порог токсичности, назы­вают засоленными. Из вредных легкорастворимых солей в почвах наиболее часто встречаются: NaCO₃; NaHCО₃; NaCl; Na₂SO₄; MgCl₂; СаСl₂; MgSO₄. Наиболее токсич­ными являются сода и хлориды, менее токсичны сульфаты натрия и магния. К слабо-водорастворимым относят­ся также токсичная соль MgCO₃ и неядовитые СаСО₃ и CaSO₄ (гипс). Однако присутствие гипса в очень больших количествах (гипсовые коры) понижает плодородие почвы.

Легкорастворимые соли оказывают прямое воздейст­вие на растения в результате повышения осмотического давления почвен­ных растворов и токсичного дейст­вия отдельных ио­нов, а также кос­венное влияние, связанное с изме­нением в засолен­ных почвах физико-химических, физи­ческих и других свойств. Порог ток­сичности солей и ионов при разном химизме засоления почв приведен в таблице 6.

Классификация засоленных почв. Засоленные почвы классифицируют по химизму, по степени и генезису засоления, по глубине залегания соленых горизонтов.

По химизму засоление бывает сульфатное, хлоридно-сульфатное, сульфатно-хлоридное и хлоридное.

Химизм засоления определяется составом ани­онов и катионов. В наименование типа засоления включа­ются те анионы, содержание которых превышает 20%.

Таблица 6 Порог токсичности солей и ионов при разном химизме засоления (с учетом только токсичных солей и ионов)

Качественная оценка засоления почв	Сумма токсичных солей, %
сульфатно- или хлоридно-гидрокарбонатное	сульфатно- или хлоридно-содовое	содово-сульфатное	содово-хлоридное	содово-хлоридно-сульфатное
NaHCO3	50% Nа2СО3	NаНСО3	50% Nа2СО3	NаНСО3	50% Nа2СО3
Не засоленные*	<0,15	<0,10	<0,01	<0,15	<0,10	<0,10	<0,33	<0,15
Не засоленные**	<0,10	<0,05	<0,05	<0,15	<	<	<	<

_____________

* CaSO4 < 1%

** СаSO4 > 1%

от суммы анионов. Преобладающий анион в названии ставят на последнее место. Содержание анионов СО₃ в расчет не включается, так как СО₃ входит в величину общей щелочности.

Степень засоления. Различные ионы обладают разной степенью токсичности, поэтому суммарный эф­фект токсичности ионов выражают в эквивалентах хло­ра, считая при этом

1С₁ = 0,1 СО₃ = (2,5—3) НСО₃ = (5-6) SO₄.

В этом случае степень засоления почв независимо от хи­мизма определяют по таблице 7.

Таблица 7 Классификация почв по степени засоления с учетом суммарного эффекта токсичных ионов (Н.И. Базилевич и Е.И. Панкова)

Примечание. При засолении какой-либо одной солью прини­мают меньшую величину суммарного эффекта, при засолении различ­ными солями принимают большую величину.

Таблица 8 Классификация почв по глубине залегания соленого горизонта (Н. И. Базилевич и Е. И. Панкова)

Степень засоления верхнего солевого горизонта мо­жет быть слабо-, средне, сильнозасоленной, очень сильно засоленной.

Солончаки и солончаковые почвы непригодны для сельскохозяйственного использования без предваритель­ных промывок. Соли на этих почвах губительно действу­ют на всходы.

В высокосолончаковатых и солончаковатых почвах соли не препятствуют всходам, но угнетают взрослые рас­тения.

Глубокосолончаковатые и глубокозасоленные почвы используют в богаре под любые культуры, но при ороше­нии на этих почвах может произойти вторичное засоление корнеобитаемого слоя почвы.

По генезису засоление почвы делят на реликтовое (остаток прошлых эпох) и современное соленакопление. Установление генезиса соленакопления необходимо для оценки возможной реставрации засоления при промыв­ках засоленных почв, прогнозирования подъема грунто­вых вод и общей оценки почвенно-мелиоративного состоя­ния территории.

Предупреждение засоления орошаемых земель. Вто­ричное засоление почвы происходит тем интенсивнее, чем выше засоленность воды, чем больше испарение и чем продолжительнее процесс испарения. Испарение засоленной воды тем больше, чем ближе к по­верхности земли залегают грунтовые воды. При глубоком залегании грунтовых вод вторичного засоления обычно не происходит. Поэтому стро­ительные, эксплуатационные и агротехнические меры по борьбе с вторичным засолением направлены на предот­вращение подъема уровня грунтовых вод, а при высоком их стоянии на понижение их уровня и уменьшение величины испарения грунтовой воды.

К строительным мерам относятся: борьба с потерями воды на фильтрацию (лотковая и трубчатая сеть, облицовка каналов и др.); оснащение оросительной сети всеми необходимыми гидротехническими сооруже­ниями; автоматизация и телемеханизация водораспределения; применение наиболее рациональной техники поли­ва, исключающей питание грунтовых вод; размещение рисовых полей со сбросной сетью в самых низких местах; недопущение затопления орошаемых земель паводковы­ми водами, а также поверхностных и грунтовых вод с вышележащих водосборов; устройство оградительных дамб, нагорных и ловчих каналов, дрен, сбросной сети.

К эксплуатационным мероприятиям относятся: строгое выполнение плана водопользования системы при круглосуточном поливе, нормирование водоподачи во все каналы, соблюдение поливных и промывных норм, ог­раничение работы каналов в осеннее и зимнее время, по­вышение КПД оросительной системы применением ком­плекса мероприятий.

К агротехническим мероприятиям относятся: посев многолетних трав; содержание почвы в рыхлом состоянии (глубокая зяблевая пахота, предпосевное бо­ронование и культивация, рыхление почвенной корки пос­ле поливов), что уменьшает испарение воды, улучшает водный, воздушный и солевой режим почвы; внесение в почву органических удобрений (навоз, сидериты, ком, пост); гипсование солонцеватых почв; содержание почвы в затененном состоянии под растительным покровом; вы­ращивание лесных полос, которые улучшают микро­климат, снижают испарение воды с поверхности почвы и действуют как биологический дренаж.

12.2 Промывка засоленных почв

Условия применения промывки почвы. Если почва уже сильно засолена и содержит в метровом слое более 0,02—0,03% хлора, избыток солей удаляют промывкой, чтобы к посеву осталось ионов хлора не более 0,01% по весу. Для этого проводят полив затоплением и дают такое количество воды, которое растворяет соли и выно­сит их избыток в нижние горизонты или в дренаж.

Эффективность промывки зависит от физических свойств почвы и степени ее засоления, то есть соотношения в почве растворимых солей ионов Са и Na. Из солон­чаковых почв (преобладают ионы Са) соли сравнитель­но легко вымываются промывкой, если почвы достаточно водопроницаемы. В солонцеватых почвах (преобладают ионы Na) при промывке выделяются щелочи, которые обусловливают физиологическую токсичность и ухудша­ют физические свойства почвы. Чем больше ионов Na, тем сильнее ухудшаются свойства почвы. При содержании ионов Na от 20 до 40% общей емкости поглощения пло­дородие почвы полностью теряется. Поэтому перед про­мывкой в солонцеватые почвы надо вносить гипс CaSО4: в результате обменной реакции поглощенный Na заменя­ется ионами Са, а полученная соль Na₂SO4 вымывается водой. Промывку солонцеватых почв без химизации можно применять при наличии ионов Na не более 10% емкости поглощения.

Промывные нормы и техника промывки. Общее ко­личество воды, необходимое для удаления из почвы из­быточных солей промывкой па площади 1 га, называют промывной нормой.

Величину промывной нормы устанавливают на осно­вании изучения опыта промывки засоленных почв в условиях проектируемого объекта или в аналогичных почвенно-мелиоративных условиях. Если же опытных промывок не проводили, величину промывной нормы определяют по формуле:

М = 100Нα[(γ_i-γ_o) (S₁ S₂)], м³/га

где Н – глубина промываемого слоя почвы, м:

α– объемный вес почвы, т/м³;

γ_i– предельная полевая влагоемкость почвы, % от веса сухой почвы;

γ_o– фактическая влажность почвы перед промывкой, % от веса сухой почвы;

S₁и S₂ – содержание солей до промывки и после промывки, % по весу;

К – коэффициент вытеснения или вымыва солей т на 1 м³; он зависит от количества и растворимости солей, от глубины грунтовых вод и от физических свойств почвы.

Величина промывной нормы колеблется в широких пределах – от 1500 до 12500 м³/га и более и складывается из двух величин: из объема воды, необходимого для насыщения слоя почвы Н до предельной полевой влагоемкости, и из объема воды, необходимого для вымыва, растворенных избыточных солей (S₁ – S₂) в дренаж.

Засоленные земли промывают поливами, следующи­ми друг за другом с интервалом не более восьми дней. Наибольшая эффективность промывного полива наблю­дается при поливной норме, соответствующей 30-40% предельной полевой влагоемкости опресняемого слоя. Для метрового слоя на легких почвах величина поливной нормы промывного полива равна 700-900 м3/га, на средних – 900-1100 м³/га и на тяжелых – 1100-1500 м³/га.

Промывку следует проводить на хорошо спланиро­ванном, заборонованном и замалованном (прикатанном доской с грузом 80-130 кг) участке, разбитом на чеки размером до 0,25га, с уплотненными валиками, которые исключают перелив воды через них или их прорыв. Пла­нировку выполняют с точностью ±5см, высота подсыпок при планировке не должна превышать 20см. Ороситель­ную сеть нарезают так, чтобы вода подавалась самостоя­тельно в каждый чек.

На землях, предназначенных для промывки, прово­дят почвенно-солевую съемку и составляют карту засоления с указанием плотного остатка и хлора. При про­мывке в первую очередь заливают солончаковые чеки, во вторую очередь снова заливают чеки с солончаками и чеки с очень сильно засоленными землями, в третью – ранее залитые чеки плюс участки с сильным засолением; в четвертую снова заливают все ранее залитые чеки и земли со средним засолением; в последнюю очередь за­ливают всю площадь, включая также и незасоленные почвы, обычными нормами предпосевного полива.

Промывку ведут массивами, а не разбросанно по территории. На чеки подается столько воды, сколько предусмотрено планом промывок. После окончания про­мывок и подсыхания почвы ее рыхлят, чтобы сократить испарение, и разравнивают валики.

После промывки при снижении грунтовых вод на 1 м выборочно проводят солевую съемку почв, из скважин берут пробы для определения минерализации, грунтовых вод. Осенью следующего года выборочную почвенно-солевую съемку повторяют.

Иногда после промывки остаются пятна остаточного засоления, которые уменьшают урожай сельскохозяйственных культур. Для обезвреживания этих пятен на них надо вносить гипс, кислые туки. На всей площади промывки необходимо создавать структуру почвы различными агротехническими приемами: посевом трав, внесе­нием навоза, зеленого удобрения, перегноя и т. д.

Промывка почвы без искусственного дренажа воз­можна, если на массиве есть естественный дренаж, то есть грунтовые воды имеют достаточный отток за пределы орошаемого массива.

Если нет оттока грунтовых вод, почву можно промывать при устройстве глубокого дренажа, который обеспе­чивает устойчивое опреснение засоленных почвогрунтов.

Эффективность дренажа проверена на Муганской опытно-мелиоративной станции, где в короткий срок с помощью глубоких закрытых дрен и промывок удалось опреснить сильнозасоленные земли и обеспечить благо­приятный водно-солевой режим почвогрунтов для выращивания урожаев хлопка-сырца по 35-45 ц/га.

Затраты на мелиорацию засоленной территории (строительство дренажно-коллекторной сети, планировка полей, промывка) окупаются в первые же годы освоения.

12.3 Дренажная сеть на орошаемых землях

Водный баланс орошаемой территории. Количество воды, которое нужно отвести дренажем с мелиорируе­мой территории, определяют на основе изучения работы действующей коллекторно-дренажной сети в условиях, близких к условиям рассматриваемого объекта, а если такой возможности нет — на основе анализа водного ба­ланса орошаемой территории.

Водный баланс орошаемой территории складывается из количества воды, которое поступает за расчетный пе­риод времени на эту территорию, и количества воды, которое уходит за ее пределы в течение того же периода, то есть баланс выражает суммарное изменение запасов воды в границах рассматриваемой территории за опре­деленный период времени. Водный баланс составляют по всем мелиоративным районам и подрайонам с уста­новлением четких границ в плане и в вертикальном по­ложении.

Date: 2021-01-20; view: 709; Нарушение авторских прав

Водный баланс орошаемой территории выражается уравнением:

ΔW = A V G P – C – O – E

приход расход

где: ΔW – суммарное изменение запасов воды в границах рассматриваемой территории;

V – приток поверхностных вод, помимо водозабора;

G – приток грунтовых вод со стороны или подпитывание грунтовых вод напорными водами;

Р – атмосферные осадки;

С – суммарные сбросы за пределы территории по коллекторно-сбросной сети;

О – подземный отток за пределы территории;

Е – испарение с поверхности почвы, водной поверхности и транспирация растений.

Приращение запаса воды ΔW может быть положительным и отрицательным. Если ΔW отрицательно, то запасы воды в почвенно-грунтовой толще уменьшаются и уровень грунтовых вод понижается. Если сумма первона­чального запаса W и приращения воды ΔW превысит потенциальную влагоемкость W₀ на величину, то эта разница пойдет на повышение уровня грунтовых вод, со­ставляя величину ΔН:

ΔН= ΔG/(δ10000), м

где: м³/га;

δ – дефицит заполнения почвогрунта водой до полной влагоемкости, равный 0,08-0,40 объема почвы.

Для предупреждения подъема грунтовых вод необ­ходимо уменьшать приходные и увеличивать расходные элементы водного баланса.

Условия применения дренажа. Если минерализованные грунтовые воды залегают на глубине менее критической, их естественный отток недостаточен, а комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий по предупреждению засоления и заболачива­ния почвы не обеспечивает нужного понижения грунтовых вод, то их отток увеличивают искусственно путем устройства дренажа.

Под дренажем на оросительных системах понимают совокупность гидротехнических сооружений (дрен, коллекторов, скважин, насосных станций), посредством ко­торых собирают и отводят с орошаемого массива почвенно-грунтовые воды.

На орошаемых землях дренаж применяют для понижения уровня грунтовых вод, для рассоления засоленных почв и предупреждения их вторичного засоления.

Состав, расположение и устройство коллекторно-дренажной сети. Горизонтальный дренаж состоит из дрен, внутрихозяйственных и межхозяйственных коллекторов различных порядков, ловчих и береговых дрен, со­оружений на дренажно-коллекторной сети.

Коллекторно-дренажную сеть в плане располагают с учетом рельефа и почвенно-мелиоративных условий территории, расположения элементов оросительной системы, организации территории, прогрессивных приемов агротехники и высокопроизводительного использования сельскохозяйственных машин.

Для ускорения отвода воды дрены располагают в направлении гидроизогипс, а коллекторы — поперек дрен по уклону местности.

Дрены нельзя располагать под оросительными кана­лами и вдоль них, чтобы фильтрационные воды не вмывали мелкозем в дрены, которые должны отстоять, от оросительных каналов на 20-30м и более. Во время промывок полосу шириной 10м над дреной ограждают валиками и не затапливают водой.

Открытая сеть имеет следующие недостатки: сельско­хозяйственные машины работают в стесненных условиях; каналы зарастают сорняками и являются рассадниками малярийных комаров; откосы каналов оползают, глуби­на их уменьшается и эксплуатационные расходы по со­держанию каналов в рабочем состоянии составляют от 2 до 8% их строительной стоимости. Для устранения этих недостатков строят закрытый дренаж.

Закрытые дрены делают из гончарных трубок длиной по 33см диаметром 50—200мм или из крупнопористого бетона, пористого асфальтобетона и полиэтилена. Труб­ки укладывают впритык со щелями 0,5-1мм. Стыки трубок обвертывают стеклотканью или стекловатой. Ми­нимальные уклоны дрен принимают по таблице 9. Если дрены укладывают в мелком песке или илистом грунте, скорость течения воды в трубах должна.

Таблица 9 Минимальные уклоны дрен

быть не менее 0,4 м/с для нор­мального расхода.

Глубина заклад­ки дрен. При пониже­нии уровня грунтовых вод между дренами об­разуется депрессионная поверхность, имеющая форму параболического свода. Верх этого свода должен быть ниже критической глубины Н. Глубина закладки дрен H_l = H h₀. Наи­меньшее значение h₀ практически принимают в легких почвах 20-30 см, в средних 30-40 и в тяжелых 40-50см. Чем меньше напор h_o, тем меньше скорость стекания воды в дрены, тем медленнее понижается уро­вень грунтовых вод.

Рис. 5. Схема понижения уровня грунтовых вод горизонтальным дренажем:

1 – уровень грунтовых вод до построй­ки дренажа:

2 – депрессионная кривая грунтовых вод при дренаже;

3 – горизонтальные дрены; Н- критическая глубина грунтовых вод.

Критическая глубина грунтовых вод зависит от ка­пиллярных свойств почвы, от засоленности грунтовых вод и в проектах для целинных земель Голодной степи при­нята 2-2,8 м, для почв Средней Азии – 2,5-3м, для условий Азербайджана – 1,501,75 м, Кура-Араксинской низменности – 1,4-2,2 м и для Западной Сибири – 1,5-1,7 м.

Если дрены не обеспечат понижения грунтовых вод на критическую глубину, то происходит реставрация за­соления почвы.

Расстояние между дренами принимают по фор­муле:

L = (200÷300)√К

где: К – коэффициент фильтрации, м/сут.

При глубине закладки дрен 3м и глубоком залегании водоупора ориентировочно расстояние между дренами принимают по таблице 10.

Таблица 10 Расстояние между дренами на оросительных системах

Глубину заложения дрен, расстояние между ними и величину расчетного притока воды к дренам можно оп­ределить на основании опытного изучения работы дре­нажа в условиях проектируемого массива или в анало­гичных условиях. Если же это невозможно, то глубину заложения дрен, их сечение и

расстояние между ними определяют для средних условий их работы в вегетаци­онный период по формулам для установившегося режима работы дренажа и проверяют на период промывки.

Диаметр труб и скорость течения воды в них при известном уклоне и расходе определяют гид­равлическим расчетом по формулам равномерного дви­жения воды при безнапорном режиме на пропуск нор­мального расхода. При проверке на максимальный рас­ход допускается расчет дренажных труб, как напорных.

Расчетные расходы воды дрен определяют по фор­муле

л/с,

где: q – модуль дренажного стока, л/с с 1 га;

ω – площадь брутто, обслуживаемая дреной, га.

Нормальный расход определяют по среднему модулю дренажного стока за вегетационный период на основании опытных данных или в результате балансо­вых подсчетов; максимальный расхода по максималь­ному дренажному модулю для периода промывок, полу­ченному опытным путем или вычисленному по теорети­ческим формулам или в результате анализа аналогич­ных объектов.

В практике значения дренажного модуля стока q принимают для суглинистого грунта 0,24-0,47 м/с с 1 га, песчаного – 0,28-0,70, гравелистого – 0,7-0,9 л/с с 1 га.

Расчетный нормальный расход воды коллектора, принимающего воду из дрен, вычисляют по формуле:

л/с,

где: q – модуль дренажного стока, л/с с 1 га;

– площадь, обслуживаемая коллектором, га.

Максимальный расход коллектора равен произведе­нию максимального модуля дренажного стока на пло­щадь, обслуживаемую коллектором.

При неодновременной промывке всей площади за расчетный максимальный расход воды принимают боль­шее значение из двух величин: 1) суммы максимальных расходов воды дрен, по которым возможна одновремен­ная промывка, с добавлением 50% суммы нормальных расходов воды остальных дрен; 2) суммы нормальных дренажных расходов воды и сбросных расходов воды для вегетационного периода соответствующих участков кол­лектора, когда он выполняет функции водосборно-сбросной сети.

Максимальный расход воды коллектор а, отводящего поверхностные воды, принимают в зави­симости от числа распределителей (в земляном русле), одновременно работающих в зоне обслуживания коллек­тора.

При двух распределителях максимальный расход равен 50%, при трех — 33, при четырех — 25 и при пяти и более — 20% их суммарного расхода. Расчетные расходы главного коллектора складываются из расчет­ных расходов коллекторов, впадающих в него до расчет­ного сечения.

Коллекторы для отвода сбросных или поверхностных вод устраивают, как правило, открытыми, а для отвода грунтовых вод – открытыми или закрытыми.

Постоянные дрены следует делать закрытыми, труб­чатыми.

При проектировании дренажно-коллекторной сети необходимо, чтобы грунтовые воды в период интенсив­ного испарения и транспирации были понижены до критической глубины; в период промывок (к окончанию промывного сезона) они должны быть на 0,5 м ниже по­верхности, а к началу сельскохозяйственных работ на 1,3-1,8 м ниже поверхности для обеспечения нормаль­ной работы сельскохозяйственных машин (на незасе­ленных почвах допускается 0,6-1,8 м).

Для усиления действия дренажа в период промывок каналокопателем нарезают временные дрены через 50-100 м (в зависимости от водопроницаемости почвогрунтов) с глубиной выемки до 0,7м. В этом случае промывка верхнего слоя почвы идет интенсивнее, величина промывных норм уменьшается, вымыв вредных солей, происходит более равномерно, чем при промывке без временного дренажа.

Сооружения на дренажной и коллекторной сети. Для нормальной работы коллекторно-дренажную сеть обору­дуют сооружениями. В тех случаях, когда самотечный отвод дренажных вод в водоприемник невозможен или экономически нецелесообразен, для перекачки дренажных вод строят насосные станции.

При больших перепадах уровней воды при сопряже­нии открытых каналов (больше половины глубины воды во впадающем канале) устьевую и водоприемную части каналов укрепляют. На пересечениях дорог и ороситель­ных каналов с открытой коллекторно-дренажной сетью строят мосты, трубы-переезды и акведуки. Трубчатые переезды допустимы лишь на начальных участках коллек­торов и дрен при незначительных их глубинах и благоприятных геологических условиях, так как они быстро заиливаются, трудно очищаются от наносов и затрудня­ют углубление каналов, которое может потребоваться в процессе эксплуатации.

Все закрытые коллекторы, впадающие в открытые каналы и водоприемники, оборудуют устьевыми соору­жениями.

На поворотах, при изменении уклонов, в местах со­пряжения трубопроводов и на прямых участках длиной более 1км устраивают смотровые колодцы диаметром не менее 1м через каждые 200-400м. Дно колодцев делают на 0,3—0,4 м ниже дна выводной трубы.

На границах землепользования в смотровых колод­цах и устьевых сооружениях ставят водомеры.

Вопросы для повторения:

1.Причины засоления орошаемых земель.

2.Классификация засоленных почв.

3.Предупреждение засоления орошаемых земель.

4.Условия применения промывки почв.

5.Промывные нормы и техника промывки.

6.Дренажная сеть на орошаемых землях.

7.Условия применения дренажа.

Глава 13 Противопаводковые мелиорации

13.1 Противопаводковые мероприятия

Противопаводковые мелиорации применяют против затопления земель паводковыми водами, а также при создании водохранилищ.

Затопление земель может быть долговременным (в этом случае их, как правило, не используют) или кратковременным (земли используют в сельскохозяйственном производстве). В зависимости от характера затопления, гидрологического режима водотоков и водоемов, а также качества земли, для борьбы с наводнениями проводят строительные и нестроительные противопаводковые мероприятия. Последние применяют в сочетаниях, самостоятельно или как дополнение к строительным, что позволяет снизить их стоимость.

Для защиты земель от затопления водой при разливах рек и озер во время половодий и паводках, при сгонно-нагонных явлениях на водохранилищах и морях, а также в результате сооружения на реках плотин проводят следующие строительные мероприятия:

– обвалование-ограждение земель дамбами (валами);

– повышение пропускной способности русла реки за счёт

русловыправительных работ (регулирование русел);

– уменьшение расхода реки и снижение уровней воды путем её разгрузки (мероприятия на водосборном бассейне) и сооружение водохранилищ для задержания паводковых вод.

Противопаводковая защита развивается постепенно, по мере повышения интенсивности использования земель с учетом экономической целесообразности тех или иных мероприятий.

Нестроительные противопаводковые мероприятия включают:

– размещение сельскохозяйственных культур и строений на затапливаемой территории с учетом паводков (высота, продолжительность затопления);

– заблаговременный прогноз паводков;

– предупреждение о паводках и эвакуация населения;

– страхование посевов.

Для сельского хозяйства представляют большую ценность пойменные земли (пойма – периодически затапливаемая паводками часть речной долины), которые при разливах рек обогащаются плодородным наилком, поступающим с водой в виде взвешенных наносов. Продолжительность и высоту затопления поймы регулируют так, чтобы не допустить размыва почвы и отложение песка на ней, обеспечить своевременный сброс оставшейся после паводка воды и понижение грунтовых вод.

13.2 Обвалование

По расположению и назначению дамбы обвалования подразделяют на береговые, озерные и морские.

Первые располагаются вдоль рек с небольшим спрямлением излучин. Они находятся под напором воды в лесной и лесостепной зонах в период весенних половодий, осенних и редко летних поводков, в южных зонах в летние паводки (до 30-40 дней) и в период зимних ледовых заторов (до 10-20 дней), Остальное время дамбы находятся на сухом месте.

Береговые дамбы подвержены воздействию мутной речной воды, обеспечивающей кольматацию напорного откоса дамбы. Это, а также непродолжительность воздействия фильтрационного потока облегчают работу дамбы, что позволяет придавать ей более облегченный вид.

Дамбы обвалования на озёрах, водохранилищах и морях подвержены длительному воздействию осветлённой воды. Кроме того, на них действуют волны, поэтому их возводят более массивными.

Береговые дамбы могут быть незатопляемые (не затопляются даже высокими весенними половодьями) и затопляемые (затопляются весной, но не затопляются летними паводками).

Незатопляемые дамбы предусматриваются при использовании земель под сельскохозяйственные посевы и защиты производственных центров. Данные дамбы защищают территорию в течение всего года. В остальных случаях, выбор типа дамбы устанавливают на основании технико-экономического сравнения вариантов.

Затопляемые дамбы, защищающие от затопления в период летне-осенних дождей при подъёме воды в водотоках или водоёме, проектируются с учетом воздействия весеннего паводка на почву, дороги, осушительную сеть.

Расположение дамб в плане назначается на основании гидрологических и гидравлических расчетов водотоков с учетом топографических особенностей местности и требований охраны окружающей природной среды.

При проектирование дамб расчетное значение максимальных уровней воды необходимо принимать в зависимости от расчетной обеспеченности расходов воды для данного класса дамб.

Для незатопляемых дамб расчетным является максимальный паводок в течение года (весенний или летне-осенний), для затопляемых – летне-осенний паводок.

Превышение гребня дамб над уровнем воды для основного расчетного случая определяется по СНиП 2.06.05-84 с учетом стеснения потока реки оградительными дамбами, ветрового нагона и высоты наката волны, а также осадки тела дамбы и основания. Величину запаса по высоте незатопляемых дамб необходимо принимать равной 0,5 м, для затопляемых – 0,3 м.

Зимние системы с незатопляемыми дамбами используют под все с/х культуры, а также для ограждения производственных центров. На землях летних польдеров выращивают в основном травы. На зимних польдерах для защиты территорий от затопления в случае прорыва оградительной дамбы предусматриваются сооружения внутренних дамб. Их проектируют вдоль водотоков, а на приморских низменностях – параллельно оградительной дамбе, на расстоянии не менее 15м от бровок реки.

Отметку гребня дамб (Н_д, м) определяют по формуле:

Н_д = Н_n а

где: Н_n – уровень воды в водоприемнике в период паводка расчётной обеспеченности;

а – запас воды, (сухой).

Поперечное сечение затопляемых (летних) дамб – неравнобокая трапеция с пологим откосом в сторону польдера (обвалованного участка).

При летних дамбах предусматривают устройство шлюзов- регуляторов и прорезей-водосливов. Порог водосливов располагают на уровне летне-осеннего паводка расчетной обеспеченности.

Длину прорези-водослива (l,м) определяют по формуле:

где: Qg – расчетный расход прорези водослива, который равен:

Qg=W_n/(3600T)

W_n– вместимость обвалованной территории (польдера) от поверхности земли до гребня дамбы, м3;

Т – допустимое время затопления польдера (время, за которое должен быть сброшен объем W_n), ч;

m – коэффициент расхода (в среднем m = 0,36);

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

Н – высота слоя воды на пороге водослива, м.

Размеры шлюзов-регуляторов в незатопляемых дамбах должны обеспечить частичный самотечный сброс паводковых вод собственного водосбора, в летних (затопляемых) дамбах – сброс воды с отметки прорези-водослива до поверхности земли или до уровня в водоприемнике за возможно короткое время.

Удаление дамб от берега и расположение их в плане зависят от устойчивости русла реки и поперечного уклона поверхности земли.

Минимальное расстояние от низа откоса дамбы до края дна водотока (В, м) с устойчивым руслом или водоёма определяют по формуле:

в минеральных грунтах В = Н_в 2Н_д,

в торфяных грунтах В = 3 Н_в 4 Н_д

где: Н_в – глубина водоема или водотока; Н_д – высота дамбы

Высоту и расчетную отметку гребня незатопляемых дамб принимают на основе гидравлических расчетов, исходя из отметки паводкового уровня расчетной обеспеченности в обвалованном русле; последний повышают на высоту наката ветровой волны на откос дамбы и высоту ветрового нагона. Сверх того, добавляется ещё конструктивный запас, равный 0,5.

Высоту волны (λ, м) определяют по формуле:

λ=0,37 ,

где: L_в – длина разгона волны, для береговых дамб она равна ширине разлива реки, км.

Высоту затопляемой дамбы принимают на 0,3-0,6м ниже расчетного уровня паводковых вод во избежание её повреждения при ледоходе.

На реках с неустойчивыми берегами и блуждающим руслом дамбы от реки удаляют на значительно большие расстояния во избежание размыва, которое принимают на основе местного опыта и рекомендаций научных организаций, основанных на учете среднегодовой интенсивности размыва берегов. Для блуждающих рек она колеблется в пределах 30-100 м/год. Расстояние от берега, необходимость и вид защиты дамб от размыва определяют на основе технико-экономических расчетов. Для безопасности устраивают вторую, запасную дамбу параллельно первой. Для уменьшения площади затопления в случае прорыва дамбы сооружают поперечные валы-траверсы. В них предусматривают водовыпуски для спуска вод местного стока с обвалованной территории после схода паводка и понижения уровня в реке.

При двухстороннем обваловании реки расстояние между дамбами правого и левого берега (L, м) должно быть не менее:

L = B₀(1 K),

где: В_о – ширина реки по урезу;

К – коэффициент, учитывающий ширину полосы блуждания реки, обычно изменяется в пределах К=1-3.

При ограждении реки дамбами за счет стеснения потока и отложения наносов в русле уровни паводковых вод в реке постепенно повышаются, в результате возникает необходимость постоянного наращивания дамб. Оптимальное расстояние выбирают на основе технико-экономических расчетов, при этом учитывают изменение ограждаемой площади, высоту подпора, высоту и стоимость дамб, глубину и площадь дополнительного затопления вдоль кривой подпора.

Расстояние между траверсами (L_T, м) зависит от продольного уклона местности между ними (i):

L_т = (Н₁ – Н_о)/i

Где: i –уклон;

Н₁ – допустимый напор у траверсы, м

Н_о – глубина воды у первой (верхней) траверсы (разность между отметками максимального уровня воды в реке и поверхности земли у низового откоса этой траверсы), м.

Поперечное сечение дамбы принимается, исходя из геотехнических свойств, слагающих её грунтов и высоты. Ширина гребня дамб должна быть не менее 3м при высоте более 1,5м и не менее 1м при высоте менее 1,5м. При проектировании дороги ширину гребня определяют по нормам дорожного строительства (не менее 4,5м).

Заложение откосов принимаются:

Откосы, подверженные волновым воздействиям, принимают в зависимости от высоты волны расчетной 5% обеспеченности.

Для уменьшения заложения откосы крепят местным материалами (частокол, хворостяные крепления, плетни, посев трав), откосы крупных дамб в верхних бьефах крепят камнем, бетонными и железобетонными плитами, если это экономически оправдано.

На затопляемых (летних) дамбах устраивают шлюзы-регуляторы и прорези-водосливы для затопления поймы (польдера) весенним паводком и для отвода воды при его спаде.

Для сброса в летний период применяют шлюзы в виде двухстворчатых ворот, самооткрывающихся в сторону реки.

При проектировании систем обвалования рекомендуется использовать «Методические указания по определению оптимальных параметров развитых систем обвалования рек при проектировании инженерной защиты от наводнений» (Минск 1994 г.), в которых приведены:

· решение задач по определению расчетных гидрологических характеристик участков обвалования;

· математическое моделирование речного бассейна для определения максимальных уровней в пределах системы обвалования;

· расчеты параметров дамб, объемов и стоимости земляных работ;

· определение ущерба от наводнений при отсутствии защиты;

· оптимизация системы обвалования.

В них приведены также методы и программы расчетов с использованием ЭВМ.

13.3 Порядок составления проекта регулирование реки

Проектирование дамб обвалования осуществляется в следующем порядке:

1. намечают трассу дамбы вдоль реки или водохранилища;

2. выполняют гидрологические и гидравлические расчеты, цель которых – установить расчетные расходы и уровни, живое сечение потока и скорость воды между дамбами;

3. изучают материалы изысканий по трассе для определения свойств грунтов в основании и резервах;

4. рассчитывают высоту дамб (с учетом превышения гребня над расчетным уровнем);

5. определяют приемлемый для данных условий тип поперечного профиля дамбы, назначают тип крепления откосов (мокрого и основания сухого); при этом проводят фильтрационные расчеты и на устойчивость, определяют необходимость устройства дороги по гребню дамбы и др.

При возведении оградительных дамб необходимо иметь в виду, что эти протяженные сооружения оказывают влияние на различные элементы природной среды: пересекают пути миграции диких животных, ликвидируют подходы к скрытым местам водопоев, изменяют состояние древесно-кустарниковой растительности по берегам рек, что оказывает влияние на состав птиц и околоводных зверьков. Существенное отрицательное влияние устройства дамб может оказать на почвенный покров вдоль трассы. Поэтому при строительстве дамб его снимают, сохраняют, а затем используют для рекультивации резервов, из которых берут грунт в тело дамбы.

Следствием защиты земель от паводковых вод или затоплений при строительстве водохранилищ является необходимость сброса избыточных поверхностных вод, притекающих с прилегающих водосборных площадей. Сброс воды, за редким исключением, требует устройства насосных станций. Кроме того, УГВ на задамбовой площади понижают дренажем, поскольку уровень воды в водохранилище выше, чем поверхность земли.

При проектировании грунтовых плотин, с целью организации противопаводковых мероприятий используют СНиП 2.06.05-84 «Плотины из грунтовых материалов» – М. 1985 г.; СНиП 2.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» М. 1985 г., а также методические указания и рекомендации.

13.4 Регулирование и разгрузка русел рек

Русло реки регулируют для повышения его пропускной способности и понижения уровня воды в реке, как в период межени, так и прохождении паводков. В результате опасность наводнений ослабляется или устраняется полностью.

Мероприятия по регулированию русел рек включают:

· расчистку от растительности и мусора;

· устранение местных подпоров на реке, создаваемых плотинами и заколами;

· увеличение поперечного сечения русла путем его углубления и расширения;

· увеличение скоростей движения воды за счет сокращения длины реки и повышения уклона спрямления петель и излучин;

· придание речному потоку равномерного движения сужением русла и закрытием рукавов;

· разгрузку русла путем устройства обводных каналов по более короткому направлению;

· ограждение реки от нагонных течений со стороны моря и др.

Расчистка русла от кустарниково-древесной растительности, топляка, коряк и крупных камней позволяет уменьшить коэффициент шероховатости русла на один – два порядка, а, следовательно, увеличить скорость воды и пропускную способность русла. Для этого используют экскаваторы, плавучие косилки и другие машины.

Углубление и расширение русла применяют на реках со слабой извилистостью для небольшого понижения уровней. Углубление, если оно возможно и не лимитируется местным базисом эрозии, предпочтительнее расширения русла, т.к. приближает его к гидравлически наивыгоднейшему сечению. При этих видах регулировочных работ исходят из сложившегося (естественного) поперечного сечения русла. Если русло распластанное, то его углубляют с сохранением задернованных откосов. Если это невозможно, то русло расширяют с одной или двух сторон.

Обычно русло углубляют и расширяют одновременно. Работы выполняют сухопутными экскаваторами или средствами гидромеханизации.

Стремление петель и излучин применяют на извилистых участках реки, характеризующихся малыми уклонами. В зависимости от размера излучин и глубины русла используют один из трех методов:

· проектирование нового русла. по возможности прямолинейного, с минимальным числом поворотов, не считаясь с существующим;

· спрямление наиболее крупных излучин путем устройства коротких прокопов;

· решительное спрямление; спрямления не должны пересекать слабые грунты, озера и не выходить за пределы поймы;

Выправительные работы в русле рек путем устройства струенаправляющих дамб, запруд, придают динамической оси потока плавность, делают движение более равномерным, и понижают уровень воды в реке. Струенаправляющие дамбы строят на участках, где ширина реки в два и более раза превышает среднее значение. С берегом их соединяют траверсами. Водостесннтельные дамбы или буны располагают поперек реки под углом 100-110 ° к оси русла против течения. Расстояние между бунами принимают равными 1/3 – 3/4 ширины реки, но не более четырехкратной их длины.

Date: 2021-01-20; view: 472; Нарушение авторских прав

Дамбы, полузапруды и траверсы строят обычно из двух плетней, которые стягивают через 2 – 3м поперечным плетнем. Плетневые клетки засыпают камнем. Для этих целей используют так же фашины и габионы.

Выправительные сооружения часто обеспечивают защиту берегов от размыва. На вогнутых участках реки, где откосы размываются и разрушаются, берега укрепляют каменной наброской (слабые грунты предварительно покрывают хворостяными тюфяками), фашинами, габионами.

Регулирование русла рек (как и обвалование) из-за возрастания максимальных расходов половодий и паводков и связанной с этим опасности наводнений в нижнем течении рек доводят до устьев или до мест, ниже которых наводнение не представляет опасности.

До проведения регулирования выполняют детальную съемку реки летом с промером поперечных сечений не реже чем через 100м.

Порядок составления проекта регулирования реки следующий.

· вычерчивают сокращенный продольный профиль реки от устья до истока (или по верхней границе участка);

· пикетаж разбивают по динамической оси потока (стержень), примерно совпадающий с его максимальными глубинами;

· выделяют на профиле характерные участки (2 – 5), исходя из глубины русла и воды в межень, уклонов дна, грунтов, извилистости реки и ширины поймы;

· вычисляют для каждого характерного участка среднее значение ширины русла (В), максимальной глубины русла (Н), ширины русла (в) и глубины воды (h) в бытовой период, а также соотношения В/Н и в/h;

· по осредненным морфологическим характеристикам русла (В/Н и в/h) подбирают аналитическую форму поперечного сечения (парабола, эллипс), при глубине до 2м принимают трапецеидальное сечение;

· проверяют устойчивость осредненных сечений русла реки, для чего вычисляют приближенно заложение откосов по формуле m=В/4Н и сопоставляют с допустимым значением;

· определяют приближенно пропускную способность русла по формулам гидравлики при q =0,06-0,1 для заросших русел;

· проводят гидрологический расчет воды с определением максимальных расходов половодья, паводков и бытовых расходов;

· сопоставляют пропускную способность качественного русла с вычисленными расходами воды;

· проводят гидравлический расчет отрегулированной реки с определением глубин наполнения, превышения бровок над уровнем воды, скоростей течения, по полученным данным оценивают выбранные параметры русла, достаточность глубины реки и т.д. При необходимости применяют параметры русла (глубину, ширину, уклон, длину спрямлений) и вновь проводят гидравлические расчеты для следующих створов: устье, выше точек изменения уклонов, выше и ниже мест впадения крупных притоков, а на бесприточных участках – в створах, где площадь водосбора отличается от соседней на 10 %.

Разгрузка рек – необходима для понижения уровня воды в русле и устранения опасности наводнений. Мероприятия по уменьшению расходов воды включают:

· задержание части стока на водосборе применением комплекса противоэрозионнных мероприятий;

· устройство водохранилища или каскада водохранилищ для регулирования паводкового стока на реке или ее притоках выше затопляемой территории;

· переброску части речного стока при помощи канала или тоннеля в бассейн другой реки, где нет опасности наводнений;

· перехват притоков реки каналом на границе массива или выше ее со сбросом воды ниже массива.

Все перечисленные мероприятия назначают на основе технико-экономических расчетов с учетом возможных негативных воздействий на природно-хозяйственные условия территории. Обычно применяют комплексные мероприятия, сочетающие несколько способов борьбы с наводнением.

Для защиты от затопления водой в зимний период при образовании заторов шуги и льда строят оградительные дамбы, а на малых реках – специальные запруды решетчатой конструкции выше кривой подпора, которые ускоряют образование затора.

13.5 Водооградительные дамбы

Для защиты центральных усадьб и орошаемых массивов от затопления паводковыми водами предусматривается строительство водооградительного вала. Согласно СНиП II-50-74 сооружение относится к III классу. Для данного класса сооружений статический горизонт принимается 1% обеспеченности. Возвышение гребня дамбы над расчетным статическим уровнем определяется по формуле;

d = в_H ∆h а,

где в_H – высота наката ветровой волны на откос;

∆h – высота ветрового нагона воды;

а – запас высоты дамбы = 0,5.

в_H = K_M ·h/m·

где: К_м – коэффициент, принимаемый в зависимости от характеристики откоса;

h – высота волны;

λ – длина волны;

m – котангенс угла заложения откоса;

Ширина по гребню вала принимается равной 3м, вдоль центральной усадьбы 8,5м (с учетом совмещения его с дорогой). Заложение откосов принимается согласно СНиП, 11-52-74.

Вопросы для повторения:

1.Противопаводковые мероприятия.

2.Дамбы обвалования.

3.Расчетные характеристики дамб обвалования.

4.Порядок проектирования дамб обвалования.

5.Регулирование и разгрузка русел рек. Углубление и расширение русла,

6.Спрямление петель и излучин.

7.Разгрузка рек.

8.Водооградительные дамбы.

Date: 2021-01-20; view: 376; Нарушение авторских прав

Глава 14 Дренаж на засоленных почвах

14.1 Типы засоления почв

Одним из отличительных признаков почвогрунтов в засушливых районах является содержание в них значительного количества растворенных солей.

Из-за малого количества осадков они не вымываются из верхних слоев почвогрунта в нижележащие горизонты. Естественное распространение солей в толще почвогрунта изменяется при орошении – появляется так называемое вторичное засоление, характеризующееся тем, что соли сосредотачиваются в корнеобитаемом слое. Вторичное засоление наступает при повышении уровня минерализованных грунтовых вод, при которых начинается интенсивное засоление почв и его принято называть критическим. Критическая глубина зависит от характера почвогрунтов и минерализации грунтовых вод.

Уровень грунтовых вод при орошении повышается за счет потерь воды из каналов и с полей. Особенно быстро этот процесс происходит при отсутствии подземного оттока. Дополнительным источником солей являются поливные воды, качество которых по мере загрязнения рек ухудшается.

При поливе водой с минерализацией 1 г/л в почву поступает за сезон до 10 т солей. Полив минерализованной водой может вызвать засоление почв и их осолонцевание.

Накопление солей снижает плодородие почвы, ведет к снижению и гибели урожая.

В природных водах содержатся разные соли, наиболее вредными для сельскохозяйственных растений и почв являются NaCl, Na₂CО₃, Na₂SО₄, MgCl₂, MgSО₄, СаСl₂.

Засоленные почвы по количеству содержащихся в них солей принято разделять на пять групп – не засоленные, слабо-, средне-, сильнозасоленные и солончаки.

К солончакам относят почвогрунты, содержащие более 3% солей (по отношению к массе абсолютно сухой навески) или 2-3% солей и более 0,1% хлора.

В зависимости от содержания хлора в солончаках и солончаковых почвах выделяют следующие типы засоления:

Тип засоления

Отношение между содержанием хлора и общим содержанием легкорастворимых солей

Хлоридный > 0,40

Сулъфатно-хлоридный 0,25- 0,40

Хлоридно-сульфатный 0,12-0.25

Сульфатный < 0,12

Предельно допустимое содержание солей, выше которого они оказывают угнетающее действие на сельскохозяйственные растения, называется порогом токсичности.

14.2 Критическая глубина залегания УГВ

Один из основных путей поступления воды в почву от неглубоко залегающих грунтовых вод.

По степени засоленности грунтовые воды подразделяют на незаселенные (содержание солей менее 2г/л), слабозасоленные (2-4 г/л), среднезасоленные (4-8г/л) и сильнозасоленные (8-16 г/л и более).

Критическая глубина залегания грунтовых вод для лессовых почв в зависимости от степени их минерализации по А.К. Костякову составляет:

Минерализация, г/л Критическая глубина, м ³

3 1,7-2,2

3-5 2,2-3,0

5-7 3-3,5

На тяжелых почвах критическая глубина на 20% больше приведенных значений.

На незасоленных землях при минерализации грунтовых вод 2г/л критическая глубина составляет 1,2-1,5м, при пресных грунтовых водах она может составлять 0,7-1,0м и менее, т.е. принимать значения нормы осушения.

В зависимости от климатических условий местности критическая глубина залегания грунтовых вод (Н_кр) может быть вычислена по формуле В.А.Ковды:

Н_кр =170 8t

Где: t – среднегодовая температура воздуха, °С.

На засоленных землях грунтовые воды поддерживают на глубине, близкой к критической, с тем, чтобы водообмен почвы с грунтовыми водами за вегетационный период был отрицательным, и отсутствовали восходящие токи воды в зоне аэрации.

14.3 Классификация дренажа

Существует ряд способов, позволяющих замедлить подъем уровня грунтовых и уменьшить вынос солей в корнеобитаемый слой почвы, но коренным образом изменить водный режим, а тем более, солевой режим всей толщи почвогрунтов можно только при помощи дренажа.

Дренаж на орошаемых землях – это совокупность гидротехнических сооружений (труб, каналов, колодцев, насосных станций и др.) с помощью которых обеспечивается понижение уровня и проточность почвенно-грунтовых вод и отвод их за пределы орошаемой территории, или использование дренажного стока на повторное орошение, промывки и другие нужды.

Дренаж на орошаемых землях классифицируют по ряду признаков:

1. По назначению и расположению:

Систематический – горизонтальные дрены или скважины вертикального

дренажа расположены равномерно по орошаемой территории.

Выборочный – дрены или скважины приурочены к отдельным участкам орошаемых земель с неудовлетворительным мелиоративным состоянием.

Линейный– дрены или скважины расположены по фронту питания

подземных вод.

2. По конструкции:

Горизонтальный – сеть открытых или закрытых дрен и коллекторов. Вертикальный– сеть скважин.

Комбинированный– сочетание дрен и скважин.

3. По времени работы:

Постоянный – поддержание необходимого водно-солевого режима почвы и грунтов зоны аэрации на протяжении всего периода работы оросительной системы.

Временный – работа только в течение определенного времени (1-3 года) в период капитальных промывок.

4. По степени вскрытия водоносных слоев:

Совершенный – дрены прорезают всю толщу водоносного пласта.

Несовершенный – дрены прорезают водоносный пласт частично.

Дренаж на орошаемых землях должен обеспечить отвод избытка солей из корнеобитаемого слоя почвы, а также поддерживать уровень подземных вод, исключающий возможность вторичного засоления и заболачивания земель.

Дренаж отводит в водоприемник минерализованную воду из грунта, на ее место поступает пресная оросительная вода.

Необходимость устройства дренажа устанавливают на основе анализа водно-солевого режима почв объекта мелиорации и прилегающей территории в существующих и проектных условиях с учетом биологических особенностей сельскохозяйственных культур и требований охраны окружающей среды.

При составлении прогнозов водно-солевого режима используют балансовые и аналитические методы расчета, аналоговое и математическое моделирование. Прогноз режима грунтовых вод дается в проекте орошения. Прогнозом устанавливаются глубины залегания грунтовых вод при разной водоподаче и принятой технике орошения, сроки подъема УГВ до критических глубин, возможная степень минерализации грунтовых вод, необходимые сроки строительства дренажа.

Допустимую (критическую) глубину залегания подземных вод, обеспечивающую оптимальный водно-солевой режим почв, устанавливают для каждой природно-климатической зоны на основании специальных исследований и имеющего опыта эксплуатации мелиоративных систем.

На площадях нового орошения ввод земель в сельскохозяйственное освоение предусматривают после окончания строительства постоянного дренажа, если по прогнозу водно-солевого режима потребность в дренаже возникает в период до 10 лет от начала освоения. При сроке подъема грунтовых вод более 10 лет освоение земель должно опережать строительство дренажа.

14.4 Водно-солевой баланс территорий

Для оценки мелиоративного состояния орошаемых земель рассчитывают водно-солевой баланс территории. Расчет параметров дренажа и выбор схемы его размещения выполняют по уравнению водного баланса для определения нагрузки на дренаж и увеличение инфильтрационного питания.

Общее изменение запасов солей (ΔS, т/га) в границах рассматриваемой территории в активном слое (от 1 до 3 метров) рассчитывают по формуле: ΔS=S_к-S_н,где:S_ниS_к– запасы солей в начальный и конечный моменты расчетного периода.

Тип дренажа на орошаемых землях (горизонтальный, вертикальный или комбинированный) выбирают на основании технико-экономического сравнения вариантов, исходя из гидрологических условий и на основе геофильтрационной схематизации строения водоносного пласта, определяющей граничные условия потоков подземных вод в разрезе и плане, а так же его фильтрационные свойства.

В качестве основных таксономических единиц при геофильтрационной схематизации выделяют следующие схемы залегания грунтовых вод на региональным водоупором.

При однопластовой и двухпластовой схеме с проводимостью водоносного горизонта 100м² сут, конструкцию дренажа проектируют вертикальной или комбинированной.

Вертикальную конструкцию предусматривают на слабопроницаемых грунтах подстилаемых пластами с напорными водами. Комбинированный дренаж применяют при мощности верхнего слабопроницаемого слоя и подстилающего водонапорного пласта до 15м.

Горизонтальный дренаж применяют при беспластовой геофильтрационной схеме с коэффициентами фильтрации покровных отложений 0,01 м/сут.

При проектировании дренажа на засоленных или склонных к засолению землях предусматривается промывной режим орошения. Параметры временного дренажа определяют, исходя из обеспечения заданной скорости отвода промывных вод в период капитальных промывок с учетом работы постоянного дренажа.

14.5 Горизонтальный дренаж

Представляет собой совокупность дрен для приема грунтовых вод с мелиорируемой территории.

Постоянные горизонтальные дрены проектируют закрытыми с водоприемными отверстиями и защитным фильтром или из пористых труб (трубофильтров).

Для приема вод из дрен и отвода ее за пределы мелиорируемой территории используют коллекторы. Их проектируют как закрытыми, так и открытыми.

Внутрихозяйственные коллекторы должны быть, как правило, закрытыми. Коллекторы, проходящие через населенные пункты, проектируют только закрытыми.

Для закрытого горизонтального дренажа применяют безнапорные неметаллические трубы, выдерживающие давление грунта, временную нагрузку от сельхозмашин и стойкие к воздействию агрессивной среды.

Глубину заложения дрен и расстояние между ними рассчитывают в зависимости от гидрогеологических условий объекта и требуемого водно-солевого режима по формулам устанавливающего режима фильтрации с проверкой динамики подземных вод в характерные периоды (вегетационный, предпосевной и др.) по формулам неустановившегося режима.

Глубина заложения дрен с учетом технологии производства работ, как правило, не должна превышать 4м. Длину дрен принимают от 400 до 1000м. Диаметр дренажных труб определяют гидравлическим расчетом. При пропуске максимального расхода допускается напорное движение воды в дренах.

Уклоны дрен и закрытых коллекторов принимают, как правило, не менее 0,002 при диаметре до 200мм и не менее 0,0005 – при диаметре более 200мм. Максимальные уклоны открытых дрен коллекторов устанавливают, исходя их допустимых неразмывающих скоростей, минимальные – не менее 0,0003; при безуклонных территориях допускается уклон 0,0002.

Сопряжение закрытых дрен с закрытыми и открытыми коллекторами должно обеспечить отвод дренажных вод без образования подпоров в дренах.

Смотровые колодцы устанавливают в истоках дрен, в местах поворота дрен и коллекторов, изменения уклона и диаметра труб, впадения дрен в закрытые коллекторы, а также в местах промывки дренажных линий.

14.6 Вертикальный дренаж

Представляет собой комплекс сооружений, состоящий из водозабора с гидромеханическим оборудованием и наземного комплекса (энергетическое хозяйство, водоотводящая сеть, подъездные дороги, средства, автоматики, телемеханики, связи и контрольно-измерительная аппаратура).

В зависимости от гидрогеологических условий орошаемого массива водозаборные сооружения выполняют в виде вертикальных (с насосно-силовым оборудованием) или поглощающих скважин.

Плановое расположение скважин вертикального дренажа необходимо увязывать с рельефом и границами мелиорируемого участка. Скважины размещают по возможности вблизи существующих линий электропередач и трансформаторных подстанций.

При выборе конструкций скважин вертикального дренажа необходимо учитывать гидрогеологические условия, требуемое понижение УГВ, дебит, технологию бурения и параметры насосно-силового оборудования. При проектировании скважин предусматривают, как правило, применение неметаллических труб

При расчете вертикального дренажа сначала определяют параметры всей системы (общую мощность дренажа, количество скважин, расстояние между ними). Затем устанавливают параметры скважин (дебит, понижение уровня воды в скважине и в характерных точках массива, радиус влияния) и их конструктивные элементы (диаметр и глубину скважин, длину и диаметр фильтра, толщину и состав обсыпки).

Диаметр бурения скважин вертикального дренажа принимают не менее 600мм. Глубина скважины, определяемая уровнем залегания и мощностью водосодержащих грунтов, не должна превышать 100м. Длину отстойника принимают не более 1м, фильтра- с учетом мощности водоносного пласта.

Если мощность водоносного пласта менее 10м, то длину фильтра принимают равной его мощности. При мощности водоносного пласта более 10м длину фильтра уменьшают до 0,7-0,8 его мощности, но она должна быть не более 25м. Скважность фильтра должна составлять 25 -30%

В прифильтровой зоне скважины предусматривают однослойную фильтровую обсыпку толщиной не менее 15см. В качестве обсыпки применяют отсортированные гравийные смеси.

Вокруг скважин предусматривают ограждаемую площадку не более 150м², располагаемую на 0,3м выше окружающей территории.

Проектный режим работы системы скважин вертикального дренажа разрабатывают на основании данных мелиоративного состояния орошаемых земель в увязке с графиком нагрузок на энергосистемы, планами текущих и капитальных ремонтов скважин и насосно-силового оборудования. Работу насосных агрегатов на скважинах вертикального дренажа автоматизируют по уровню воды.

Систематический площадной вертикальный дренаж состоит из совершенных скважин, расположенных на местности с определенным шагом по сетке. В этом случае изолированно рассматривают участок территории, обслуживаемый данной скважиной.

Расчет площадного дренажа ведут в следующем порядке. При известном инфильтрационном питании определяют зону влияния скважины и площадь, обслуживаемою одной скважиной. При известной норме осушения, определяемой напором в верхнем пласте, находят разрывы уровней по границе участка. После этого по соответствующим зависимостям находят уровень в скважине.

Эффективность вертикального дренажа зависит от почвенно-гидрогеологических условий дренируемой территории. Вертикальный дренаж эффективен, если грунтовые воды покровных отложений имеют тесную связь с подземными водами пласта, из которого производится откачка воды. Ориентировочный показатель водопроводимость пласта должна быть не менее 150-200м/сут. В благоприятных условиях дебиты скважин превышают 120-150 л/с.

14.7 Комбинированный дренаж

Комбинированный дренаж представляет собой горизонтальную дренажную сеть, совмещенную с самоизливающимися вертикальными

скважинами, работающими под действием напора как естественного, так и формирующегося под действием подъема грунтовых вод при орошении.

Сопряжение скважины комбинированного дренажа с горизонтальными дренами должно обеспечивать свободный (без подпора) отвод дренажных вод. Подключение скважин к закрытым коллекторам и дренам должно быть закрытого типа.

14.8 Экономическая эффективность дренажа

Существенно зависит от того, насколько используются откачивание дренажных воды на орошение, промывку почв или другие нужды.

Опыт эксплуатации нормально построенного дренажа на орошаемых землях показывает, что скорость снижения УГВ при вертикальном дренаже составляет до 15-20 см/сут, при горизонтальном в 2-4 раза меньше (до 5-8 см/сут).

Вопросы для повторения:

1.Чем характеризуется вторичное засоление?

2.Типы засоления почв.

3.Степень засоления грунтовых вод.

4.Конструкции дренажа.

5.Что представляет собой дренаж на орошаемых землях?

6.По каким признакам классифицируют дренаж?

Глава 15 Эрозия почв. Предупреждение и борьба с эрозией и оползнями грунтов

15.1 Типы почвенной эрозии и ее причины

Эрозия – слово латинское, обозначающее «Разъедание».

Под эрозией почвы по определению Л. И. Просолова понимается «многообразное и широко распространенное явление разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветра».

В зависимости от фактора, вызывающего разрушение почвы, различают водную и ветровую эрозию.

Почвенной эрозией называется механическое разру­шение почвенного покрова движущейся водой (водная эрозия) или ветром (ветровая эрозия).

Водная эрозия, в свою очередь, подразделяется на плоскостную – смыв частиц почвы из поверхностного (пахотного) слоя на больших площадях – и линейную – размыв почвы на значительную глубину с образованием промоин разных размеров до очень глубоких и длинных оврагов.

Плоскостная эрозия почв. Вода, стекающая по поверхности почвы, неизбежно увлекает с собой то или иное количество почвенных частиц различной крупности и сносит их в ручьи, реки, а через них в озера и моря. Даже при очень малом слое стекающей воды и при малых скоростях течения вода начинает увлекать с собой мель­чайшие коллоидальные частицы почвы. По мере увели­чения поверхностного стока и скоростей течения воды уносятся уже более крупные пылеватые частицы, затем мелкопесчаные, а при очень интенсивном поверхностном стоке и крупнопесчаные фракции. В результате верхний культурный почвенный слой или совсем смывается, или лишается наиболее ценных мелких почвенных частиц, вследствие чего резко ухудшаются его физические свой­ства: уменьшается влагоемкость, почва теряет связанность и распыляется. На такой почве поверхностный сток еще более усиливается и процессы почвенной эрозии прогрессируют.

Ухудшаются также и химические свойства почвы, так как с водой в первую очередь уносятся наиболее плодо­родные коллоидальные фракции. Так, чернозем, развитый на карбонатном лёссе, вследствие эрозии теряет значительную часть гумуса и обогащается карбонатами; его поглощающий комплекс насыщается основаниями, а количество доступных для растений зольных элементов питания падает.

По степени развития явлений смыва эродированные почвы подразделяют на пять групп (табл.11).

Таблица 11 Номенклатура эродированных почв (по С. С. Соболеву)

В европейской части СНГ наиболее сильные размы­вы наблюдаются в Молдавии, по правобережью Днепра, от Киева до Днепропетровска, по правобережью Сев. Донца, а также по правобережью Волги, где почвы, смытые до второй стадии эрозии, составляют от 20 до 40% площади пашни. Сильно развита также почвенная эрозия на юге Украины, в центральных черноземных об­ластях и в центральном Заволжье. В нечерноземной по­лосе, на севере Украины, левобережье Дона, Северном Кавказе и в южном Заволжье процессы плоскостной почвенной эрозии развиты слабо.

Размеры ущерба, приносимого плоскостной эрозией сельскому хозяйству, очень велики. Наблюдения и под­счеты показывают, что один сильный ливень смывает с гектара распаханного склона на черноземных почвах до 600 кг азота, до 400кг фосфора и до 500кг калия. В результате смыва за год почва теряет с гектара больше питательных веществ, чем их потребляют сельскохозяй­ственные культуры при самых высоких урожаях. В рай­онах европейской части РФ, наиболее подверженных почвенной эрозии, с пахотных земель ежегодно смыва­ется около 15 млн. т плодородной почвы, в том числе 0,43 млн. т связанного азота, 0,14 млн. т фосфорной кис­лоты и 2,84 млн. т окиси калия.

Главные причины смыва почвы. К причинам, вызыва­ющим явления плоскостной почвенной эрозии, относятся:

· большие уклоны поверхности (более 0,025);

· малая водопроницаемость материнских пород, под­стилающих почвенные горизонты, которая препятствует поглощению влаги почвой и увеличивает поверхностный сток;

· большая водосборная площадь данного склона, обусловливающая приток больших количеств воды;

· частое выпадение сильных ливней в весенние и лет­ние месяцы.

Явления смыва почвы развиваются тем сильнее, чем интенсивнее действуют перечисленные причины, и тем слабее, чем больше сопротивляемость почвы. Лучше сопротивляются смыву достаточно водопроницаемые структурные почвы, обладающие при этом значительной влагоемкостью; бесструктурные диспергированные поч­вы смываются чрезвычайно легко.

Очень большое влияние на сопротивляемость почвы смыву оказывает состояние ее поверхности. Травяной покров и лес, задерживающие часть выпадающих осад­ков, замедляющие поверхностный сток и закрепляющие почву корневой системой, резко увеличивают сопротив­ляемость почв смыву. Наоборот, распаханные почвы, а тем более распаханные по направлению уклона поверх­ности очень легко смываются.

Большое значение для интенсивности смыва имеет влажность почвы к моменту выпадения ливня, вызываю­щего смыв. Пересушенные распыленные почвы подверга­ются смыву значительно легче, чем почти того же ме­ханического и агрегатного состава, но более влажные в момент выпадения ливня. Вследствие этого склоны, обращенные на юг и на запад, всегда смываются интенсив­нее, чем склоны, обращенные на север и на восток.

Линейная эрозия. Если вода, стекающая по склону, по условиям рельефа концентрируется в отдельные, бо­лее мощные струи, процесс поверхностного смыва почвы переходит в процесс линейного размыва. Сначала на поверхности склона образуются мелкие рытвины и про­моины, в которых сток концентрируется в более мощные потоки, интенсивность размыва усиливается и рытвины постепенно превращаются в овраги. Образовавшийся овраг растет с каждым последующим паводком, продви­гаясь вверх по склону по направлению своей оси и мно­гочисленных боковых отвершков. Двигающийся по овра­гу мощный поток размывает его дно; овраг постепенно углубляется и вследствие обвала откосов разрастается в ширину. В результате овраги могут достигать значи­тельных размеров. Например, есть овраги длиной до 25-30 км и глубиной более 100м.

Продольный профиль дна деятельного оврага всегда имеет вогнутую форму с большими уклонами в верхней части и меньшими в нижней. В верхней части профиля происходит дальнейший интенсивный размыв грунта, в нижней части размытый и вынесенный водным пото­ком грунт откладывается на дне, а в средней части на­блюдается равновесие между размывом и отложением грунта.

Рост оврага в длину может прекратиться, если он своей вершиной достигнет препятствия, не поддающегося размыву, или если будет резко уменьшена масса воды, стекающей в его вершине и в отвершках.

Углубление оврага прекращается либо вследствие уменьшения скорости течения воды по нему, либо вслед­ствие обнажения па дне плотных, не поддающихся раз­мыву отложений.

Расширение оврага прекращается тогда, когда пре­кращается углубление и когда его откосы будут иметь заложение, соответствующее углу естественного откоса для данного грунта. Овраг, прекративший рост, начина­ет постепенно зарастать древесной и кустарниковой рас­тительностью и превращается в балку. Но при малейшем нарушении наступившего равновесия, например вслед­ствие нового увеличения стока по балке, процесс размы­ва уже задернелого дна балки может возобновиться. Тогда балка снова превращается в деятельный овраг.

Вред, приносимый оврагами сельскому хозяйству, очень разнообразен:

· из сельскохозяйственного использования выпадает большая площадь, как под самими оврагами, так и под приовражной полосой шириной до 20м, между кромкой оврага и прямоугольными очертаниями участков пашни;

· овраги представляют собой глубоко врезанную осу­шительную систему, которая сильно иссушает почву в засушливых районах, где овражная сеть наиболее раз­вита;

· в овраги зимой сдувается до 50% снега, вследствие чего уменьшается весенняя влагозарядка почвы и увели­чивается ее промерзание;

· овраги рассекают поля на разобщенные участки, для связи между которыми необходимо строительство боль­шого числа мостов;

· выносы грунта из оврагов засоряют пойменные луга, заиливают реки и водохранилища, в которые они впа­дают.

На территории СНГ овражно-балочная сеть наибо­лее распространена на Среднерусской возвышенности, на Правобережной Украине и в Поволжье. Наибольшая густота овражной сети (0,6-1,1км на 1 см²) наблюда­ется в районе Иванова, Москвы, Орла, Курска, Харько­ва, Донецка. Особенной густотой овражной сети отли­чаются некоторые районы Орловской области, где овраги занимают до 30% всей территории.

15.2 Меры борьбы с плоскостной эрозией почв

Date: 2021-01-20; view: 448; Нарушение авторских прав

Важнейшим средством борьбы с плоскостной эрозией почв является вспашка поперек склона. Много­численными исследованиями установлено, что такая вспашка уменьшает поверхностный сток, а как следствие и смыв почвы в среднем в 1,5-2 раза, а в отдельных случаях в 5-10 раз по сравнению с участками, где вспаш­ка проводилась вдоль склона. Поэтому в районах, под­верженных почвенной эрозии, вспашка вдоль склона ка­тегорически запрещается.

Большое значение для уменьшения смыва почвы име­ет максимальное увеличение глубины вспашки на наиболее крутых склонах до 27-30 см. Кроме того, в качестве способов, препятствующих смыву почвы, эффективно бороздование зяби поперек склона, прерыви­стое бороздование в этом же направлении, вспашка в двух взаимно перпендикулярных направлениях под ост­рым углом к направлению склона, в результате которой создастся ячеистая поверхность.

Второе важное агротехническое средство борьбы со смывом почвы — введение почвозащитных севооборотов с участием многолетних трав и ис­ключением чистых паров. Такие севообороты вводят на севооборотных массивах, на полях и даже на участках, наиболее подверженных почвенной эрозии. Поля поле­защитных севооборотов располагают длинной стороной поперек склона при ширине их не более 150 — 200м.

Во многих случаях подверженные смыву склоны ов­рагов и балок целесообразно использовать под сады и ягодники, которые также хорошо защищают почву от эрозии.

Лесомелиоративные способы борьбы со смывом поч­вы. Основной лесотехнический способ борьбы со смывом почвы — создание поперек склона водопоглощающих лесных полос шириной от 20 до 60м на расстоянии 150-300 м друг от друга в зависимо­сти от уклона склона. Образующаяся на этих полосах лесная подстилка поглощает значительное количество воды и, кроме того, предохраняет почву от глубокого промерзания зимой, вследствие чего весной она оттаивает быстрее и легче поглощает стекающую воду. Это способствует значительному уменьшению поверхностного стока.

При создании лесозащитных полос опасный в отношении размыва путь стекающей воды по пашне разби­вают на короткие отрезки, которые чередуются с облесенными участками, где скорости течения резко уменьшаются.

Водопоглощающие лесные полосы делают не про­дуваемым и с густым подлеском, который своей кор­невой системой сильно увеличивает сопротивляемость почвы смыву. В состав насаждений на водопоглощающих полосах обычно включают 4-8 следующих древесных пород: дуб, тополь, ясень, вяз, клен, липа, акация, лох, лещина, жимолость. Деревья высаживают рядами через 1,5-2,3 м с расстояниями между деревьями в ряду 0,7-1,0м.

Гидротехнические способы борьбы со смывом почвы. В тех случаях, когда агротехническими и лесотехнически­ми мероприятиями невозможно предотвратить эрозию почвы (крутые склоны со значительными водосборными площадями, бесструктурные, легко смываемые почвы), прибегают к устройству специальных гидротехнических сооружений — гребенчатых, ступенчатых или траншей­ных террас.

При уклонах склона от 0,02 до 0,12 на более легких почвах устраивают гребенчатые террасы с горизонталь­ными валами, а на более тяжелых с на­клонными валами.

Горизонтальные валы высотой 25-40 см, шириной по низу 2-4 м с заложением откосов 1:3-1:4 располагают по возможности строго по горизонталям местности. Та­кие валы не повреждаются стекающей водой и не пре­пятствуют движению сельскохозяйственных машин. Полосы поля между валами называют гребенчатыми террасами.

Гребенчатые террасы с горизонтальными валами рас­считывают на полное задержание расчетного слоя, до­пуская поверхностный сток только при выпадении слоя дождя, превышающего расчетный. Исходя из этого тре­бования, расстояния между заградительными валами определяют по формуле:

L=h/2σA (b/2 h/i)

Где: h – принятая высота вала, м;

b – ширина основания вала, м;

A – расчетный слой дождя, м;

σ – коэффициент поверхностного стока, принимае­мый равным для водопроницаемых почв 0,30- 0,50;

i – уклон поверхности террасы.

Заградительные валы на гребенчатых террасах устра­ивают малыми грейдерами, а также кустарниковыми или плантажными плугами с последующим выравниванием деревянными тракторными волокушами. Для предохра­нения от размыва при переливе воды во время ливней, превышающих расчетные, валы закрепляют посевом трав или дерном, а в некоторых случаях и посадкой ивы или ягодников. Гребенчатые террасы с горизонтальными ва­лами не только предотвращают смыв почвы, но и зна­чительно улучшают режим влажности почвы, так как задерживаемые валами воды просачиваются в более глу­бокие подпочвенные слои и сохраняются там до засуш­ливых периодов. Кроме того, эти террасы способствуют большему накоплению снега.

На тяжелых почвах, где велик коэффициент поверх­ностного стока, вследствие чего повышается приток воды к заградительным валам, и очень мала водопроницае­мость почвы, чем затрудняется просачивание воды в более глубокие слои, гребенчатые террасы с горизон­тальными валами устраивать нецелесообразно, так как это может привести к длительному переувлажнению поч­вы. В этом случае устраивают гребенчатые террасы с наклонными валами, которые располагают под некото­рым углом к направлению горизонталей местности, с ук­лоном вдоль валов не более 0,005. При устройстве таких террас вода, стекающая по склону, не задерживается за валами, а направляется вдоль валов в водоприемники. Ширину террас с наклонными валами устанавливают с таким расчетом, чтобы вся дождевая вода могла стечь с террасы до прекращения ливня, не размывая своего русла. Обычно ширина гребенчатых террас с наклонны­ми валами в зависимости от их поперечного уклона (от 0,02 до 0,12) изменяется в таких пределах: для суглини­стых грунтов от 38 до 18м. и для супесчаных грунтов от 50 до 22м.

Если уклон поверхности склона превышает 0,12, гребенчатые террасы устраивать нецелесообразно, так как их ширина, определяемая по формуле, ста­новится очень малой, и в то же время при таких боль­ших уклонах смыв почвы может происходить даже на коротких отрезках пути движения воды внутри террасы. Поэтому на склонах с уклоном более 0,12 вместо гребенчатых устраивают ступенчатые террасы, ­на которых, помимо устройства заградительных валов срезают почву в верхней половине и насыпают в ниж­нюю. Таким образом, уклон поверхности террасы уменьшают до величины, безопасной в отношении смыва почвы.

Ширину ступенчатой террасы L и ее высоту H опреде­ляют по формулам:

L = 2τ·l i_o/(i_o-i) м,

H = L·i_o = (2τ·l i_o/(i_o-i))i_oм,

где: τ – допустимая по почвенным условиям максималь­ная толщина срезки, м;

i_o – естественный уклон поверхности склона;

i – проектируемый уклон поверхности террасы.

Предельную величину срезки τ устанавливают с та­ким расчетом, чтобы мощность гумусового слоя после срезки не оказалась меньше 0,20-0,25 см. После срезки грунта на верхней половине террасы почву глубоко рых­лят и вносят повышенные дозы минеральных и органи­ческих удобрений.

Во избежание потери большой площади под огради­тельными валами на ступенчатых террасах откосы их де­лают крутыми – с коэффициентом заложения от 0,25 до 0,75, укрепляя их дерном или посадкой кустарника. Сту­пенчатые террасы обычно очень узки и неудобны для посева полевых культур, поэтому их в большинстве случаев используют под посевы овощных культур, под пло­довые сады и ягодники.

На еще более крутых склонах с уклоном более 0,2 ширина ступенчатых террас, определяемая по формуле, становится очень малой. Практически такие террасы трудновыполнимы. В этом случае склоны также используют под фруктовые сады, а в субтропических районах — под культуру чая и цитрусовые с устройст­вом траншейных террас. В направлении горизонталей местности на расстоянии, равном требуемому расстоянию между рядами деревьев, прорывают траншеи с укладкой верхнего почвенного слоя на верховую, а подпочвенного на низовую сторону траншеи в виде оградительного вала. Затем траншеи на всю глубину засыпают разрых­ленным почвенным слоем, вынутым из нее и срезанным с поверхности террасы, и высаживают в траншею де­ревья. Таким образом, получаются террасы, на которых оградительные валы устроены из бесплодного подпочвен­ного слоя, а весь гумусовый слой полезно используется под культуры.

15.3 Борьба с линейной эрозией почв

Для борьбы с развитием овражной сети применяют комплекс агротехнических, лесотехнических и гидротехнических мероприятий.

Агротехнические мероприятия по своему составу аналогичны рассмотренным агротехническим мероприя­тиям по предупреждению смыва почвы. Эти мероприя­тия проводят на всей водосборной площади данного ов­рага или системы оврагов.

Лесотехнические мероприятия также проводят на всей площади водосбора оврага в виде водопоглощающих лесных полос и, кроме того, непосредственно в при­овражной полосе. Здесь на прилегающей к оврагу по­лосе шириной 20-50 м, по склонам самого оврага и его отвершков создают сплошные лесонасаждения, которые закрепляют верхние почвенные слои корневой системой деревьев и предотвращают размыв почвы.

При сравнительно небольших площадях водосбора и не очень интенсивном росте оврага комплексом агротехнических и лесотехнических мероприятий удастся прекратить его дальнейший рост и превратить деятель­ный овраг в устойчивую против размыва балку с облесенными склонами. Однако во многих случаях этих ме­роприятий оказывается недостаточно и для прекраще­ния роста оврагов необходимо прибегать к специальным гидротехническим мероприятиям.

Эти мероприятия подразделяются на три группы: за­держание стекающей в овраг воды па приовражной по­лосе; безопасный в отношении размыва спуск поверх­ностных вод в овраги; укрепление дна и откосов оврага от дальнейшего размыва и разрушения.

Задержание воды на приовражной полосе. Для за­держания воды, стекающей по поверхности к оврагу, на приовражной полосе устраивают систему водоуловительных каналов и валов, перехватывающих у самого оврага ту часть поверхностных вод, которая не была задержана на водосборе с помощью агротехнических и лесотехнических мероприятий.

Водоуловительные каналы устраивают глубиной 0,6-0,7 м, шириной по дну 0,3м, с заложением от­косов 1:1. Всю землю, вынимаемую из каналов, складыва­ют на низовую сторону в виде вала высотой 0,6-0,7 м, шириной по верху 0,3м. Между подножием верхового откоса вала и бровкой канала оставляют берму шири­ной 0,5м. Объем воды (в м³), задерживаемой на 1 пог. м водоуловительного канала, определяют по формуле:

q = h/2L bh_о mh_о

Где: h – полезная высота вала, равная 80% его полной высоты, м;

L – уклон поверхности склона;

b – ширина канала по дну, м;

h_о – глубина канала, м;

m – коэффициент заложения откосов.

Следовательно, если общий расчетный объем стока к оврагу (за вычетом части объема стока, задержанной на водосборе) составляет Q м³, то общая длина водоуловительных каналов-валов должна составлять L=Q/q м. Водоуловительные каналы располагают параллельно горизонталям поверхности несколькими полукольцами, охватывающими головную часть деятельного оврага.

Первое (нижнее) полукольцо устраивают на расстоянии 5-10 м от края оврага.

Минимальное расстояние между соседними полукольцами L=h/i гребни валов делают строго горизонталь­ными. Для стока избыточной воды из верхнего полуколь­ца в соседнее, расположенное ниже, в водоуловительных валах имеются перерывы, тщательно укрепленные дер­ном, плетнем и камнем.

Спуск паводковых вод в овраги. Путем задержания на водосборе и на приовражной полосе можно до мини­мума снизить количество воды, притекающей к оврагу, но полностью прекратить сток в овраге обычно нельзя. Поэтому в числе гидротехнических мероприятии по борь­бе с развитием оврагов предусматриваются специальные сооружения, обеспечивающие спуск в овраги воды, которая не задерживается при помощи рассмотренных выше мероприятий.

В некоторых случаях, когда приток воды к оврагу сравнительно невелик и гидротехнические водоуловительные сооружения в приовражной полосе не устраива­ют, поверхностные воды собирают нагорными каналами, которые окаймляют овраг и отводят воду к вершине оврага и нескольким отверткам, где устраиваются спе­циальные спускные сооружения.

Эти нагорные каналы располагают под углом к гори­зонталям поверхности с таким расчетом, чтобы естест­венный уклон по трассе канала не превышал 0,005. Во избежание размыва нагорных каналов и превращения их самих в деятельные овраги, дно и откосы их при под­ходе к оврагу укрепляют каменной отмосткой и дерном.

Воду в овраги спускают по гидротехническим соору­жениям различных типов.

Если уступ, с которого сбрасывается вода, достаточ­но крутой (заложение откоса m<1) и прочный, устраи­вают консольный перепад с водобойным колодцем в ме­сте падения струи на дне оврага.

При коэффициенте заложения откоса уступа 1-2 во­ду в овраг спускают по железобетонному лотку-быстро­току, состоящему из трех частей: входной, наклонной и выходной в виде водобойного колодца.

Входная часть представляет собой горизонтальную площадку, имеющую форму трапеции, сужающуюся к входу в овраг, с боковыми стенками и перпендикуляр­ными к оси лотка боковыми крыльями, которые заглублены в дно и откосы во избежание обхода лотка водой. Наклонную часть устраивают с уклоном 0,5. Поперечное сечение наклонной части определяют гидравлическим расчетом, причем расчетная ширина по дну должна быть не менее 0,5м, а высота стенок на 0,25м больше расчет­ной глубины потока. Допустимую скорость движения воды по лотку определяют в зависимости от материала, из которого он построен.

При коэффициенте заложения откоса уступа больше 2 для спуска воды устраивают ступенчатые бетонные или каменные перепады. Высоту ступени каждого усту­па принимают от 0,3 до 0,7м. Поверхность верхнего входного уступа делают горизонтальной, а всех осталь­ных с обратным уклоном i=0,01 в сторону верхнего уступа. Таким образом, у подножия каждого уступа создастся водяная подушка, гасящая энергию падающей струи. Длину уступов определяют уклоном склона, на котором строят перепад; при переменном уклоне она может быть различной на одном и том же перепаде.

Укрепление дна и откосов оврагов. Чтобы воды, сбрасываемые в овраг, не размывали его дно, на тех участ­ках, где расчетные скорости движения воды превышают допустимые, в русле оврага устраивают систему попе­речных стенок (донных запруд), которые разбивают продольный профиль дна на ряд террас, имеющих безопасный в отношении размыва уклон, с вертикальными уступами между ними.

Расстояние между уступами (длину террас) и их число на некотором участке оврага определяют по фор­мулам:

l=h/I-I,

N=L/l=H-iL/h,

Где: h – принятая высота уступа, м;

I – естественный уклон дна оврага;

i – безопасный уклон террас, принимаемый рав­ным, 0,05-0,10;

L – длина рассматриваемого участка оврага, м;

H – падение дна оврага на длине L, м.

Поперечные стенки на дне оврага делают каменные, бетонные, деревянные, плетневые. Во избежание подмы­ва или бокового обхода водой поперечные стенки врезают в дно оврага не менее чем на 0,3-0,5 м и в откосы не менее 1 м. Высота стенок изменяется от 0,3 до 1м, в за­висимости от материала. Для образования террас грунт за стенками не засыпают; террасы создаются в резуль­тате отложения наносов, которые всегда в большом ко­личестве содержатся в воде, стекающей по дну оврага. Каменные стенки высотой 0,5-1 м устраивают из местного камня на тощем цементном растворе. Деревян­ные стенки делают из пластин или из тонких бревен (диаметром 12-16 см). Плетневые стенки делают высо­той не более 0,5м.

Если естественный уклон дна оврага лишь немногим превышает допустимый для данного грунта, поперечные стенки не устраивают, а дно оврага укрепляют дерном, слоем хвороста толщиной 30-50 см, камнем в плетневых клетках или его мощением.

Закрепленные овраги, превращенные в задернелую балку, используют в сельском хозяйстве различным об­разом. Богатое илистыми отложениями дно оврагов обычно используют под искусственные луговые угодья. Откосы засаживают лесом или используют под высоко­продуктивные сады.

В центральной и северной зонах по склонам закреп­ленных оврагов (особенно по обращенным на юг) размещают теплолюбивые южные сорта плодовых деревьев и ягодников. В южных районах по склонам оврагов очень часто располагают виноградники.

15.4 Борьба с оползнями грунта

К явлениям водной эрозии почв относятся оползания значительных масс грунта на крутых склонах под дейст­вием выклинивающихся грунтовых вод, называемые оползнями.

Устойчивость грунтовых масс в откосах определяется углом естественного откоса грунта, который в большой степени зависит от его влажности. Вследствие этого грунт, долгое время находящийся в состоянии равнове­сия, может внезапно оползти, если влажность в каком-либо его слое превысит предел, обеспечивающий устой­чивость. Чаще всего оползни возникают весной в результате переувлажнения грунта за счет подъема влаги по капиллярам и просачивания весенних талых вод.

Для предупреждения оползней проводят следующие предупредительные мероприятия:

· ограждают оползневый массив от притока на него подземных и поверхностных вод с вышележащего водосбора нагорными и ловчими каналами;

· осушают слой возможного скольжения грунтовых масс;

· осушают весь оползневый массив для уменьшения его веса;

· устраивают подпорные стенки у основания оползневого массива.

При неглубоком залегании слоя возможного скольжения его осушают дренажем с засыпкой траншеи во­допроницаемым материалом. При глубоком залегании этого слоя в нем закладывают подземные галереи и штольни сечением не менее 0,5м², дно которых обяза­тельно врезают в грунт, подстилающий слой сползания. С напорной стороны и сверху снаружи галерей и штолен устраивают фильтр из щебня и гравия, а с низовой сто­роны их, наоборот, затрамбовывают глиной. И дренаж, и штольни имеют выпуски, через которые собираемые ими грунтовые воды отводят в водоприемник.

Вследствие большой сложности оползневых явлений мероприятия по борьбе с ними проектируют только на основе тщательного изучения топографических, геологи­ческих и хозяйственных условий каждого данного объ­екта.

Вопросы для повторения:

1.Типы эрозий.

2.Плоскостная эрозия почвы и меры борьбы с ней.

3.Линейная эрозия и меры её предупреждения.

4.Главная причина смыва почв.

5.Агротехнические лесомелиоративные и гидротехнические способы борьбы со смывом почвы.

6.Борьба с оползнями грунтов.

Глава 16 Классификация нарушенных земель и мероприятий по их восстановлению

16.1 Классификация нарушенных земель

Земля всегда занимала главенствующее место среди национальных богатств любого государства. Однако общество в процессе своего развития беспощадно эксплуатировало эти богатства, нарушая структуру поверхности литосферы. Эти нарушения начинаются с самого малого – со строительства жилища, когда необходимо выравнивание поверхности при закладке фундамента. Основной рост подобных нарушений происходил во второй половине прошлого столетия, когда во всем мире, в том числе и в России, шел быстрый процесс урбанизации. В это же время интенсивно развивалась хозяйственная инфраструктура, что сопровождалось серьезными изменениями литосферы. На больших площадях почвенный покров физически уничтожается (строительство, создание водохранилищ, разработка полезных ископаемых и т.п.), а в сельскохозяйственных районах, в зонах рекреаций – сильно загрязняется различными вредными веществами, разрушается в результате развития эрозии и других факторов неразумной деятельности человека.

Всю землю, подверженную значительному воздействию хозяйственной деятельности, можно классифицировать по различным направлениям дальнейшего их восстановления.

Согласно стандарту 17.5.1.02-85, устанавливают группы (классификацию) нарушенных земель по их пригодности к рекультивации и различных видов использования. Эта классификация дана в стандарте в виде табличного материала и приводится ниже.

Таблица 12 Классификация нарушенных земель по направлениям рекультивации в зависимости от видов последующего использования в народном хозяйстве

Таблица 13 Земли, нарушенные при строительстве линейных сооружений

Таблица 14 Группировка нарушенных земель по характеру обводнения (увлажнения)

Продолжение таблицы №14

16.2 Мероприятия по охране и восстановлению земель

При любом виде человеческой деятельности должны соблюдаться общие принципы охраны окружающей природной среды. При проектировании природно-технических систем учитывают общие геосистемные принципы, свойства геосистем как целостных, сложных образований.

Различные нарушения природной среды происходят по направлению: «воздействие-изменение-последствие». Длительность воздействия различных факторов и устойчивость к этим факторам природных свойств экосистем определяют глубину изменений и последствий, а также возможные сроки их ликвидации. Для восстановления природных свойств различных экосистем требуется вмешательство человека. Для этого проводятся различные мероприятия по рекультивации (восстановлению) нарушенных объектов природы (земель, рек, водоемов и т.п.).

После рекультивации возрастает значение технических средств защиты, которые входят в состав мероприятий по охране природы, в том числе и земель.

Мероприятия по охране земель должны предусматривать:

1. Нормированное осушение земель, исключающее как недоосушку, так и чрезмерное осушение.

2. Нормированное осушение земель, исключающее как заболачивание, так и вторичное засоление.

3. Создание противоэрозионных сооружений в комплексе с другими мероприятиями на орошаемых и осушаемых территориях для предотвращения развития овражной сети.

4. Предотвращение дифлеционных процессов (опустынивание) при освоении песчаных почв под орошение путем их окультуривания и посева трав-освоителей.

5. Использование промышленных и животноводческих стоков в целях повышения плодородия малопродуктивных почв и охраны поверхностных и грунтовых вод от загрязнения.

6. Исключение недопустимых затоплений и подтоплений земель при строительстве водохранилищ.

7. Заселение песчаных низкопродуктивных земель расположенных в пределах объектов орошения или осушения.

8. Рекультивацию и вовлечения в сельскохозяйственный оборот земель из-под карьеров строительных материалов, борьбу с водной и ветровой эрозией.

Для предотвращения эрозии предусматривают посадку водоохранных лесных полос вдоль крупных каналов по берегам водохранилищ, заселение непригодных для земледелия участков.

Вопросы для повторения:

1.Факторы, обуславливающие формирование техногенного рельефа.

2.Группы нарушенных земель.

3.Виды использования рекультивируемых земель.

4.Группы нарушенных земель по характеру обводнения.

5.Факторы, определяющие характер увлажнения.

6.Возможные виды использования земель по степени увлажнении.

Глава 17 Рекультивация нарушенных земель

17.1 Цель и сущность рекультивации земель

В настоящее время, когда человек на высоком уровне развития науки и производительных сил своей деятельностью коренным образом изменяет компоненты природы, появляется проблема сосуществования человеческого общества и окружающей его среды. Отношение человека и природы должно обеспечивать гармоничное сочетание суверенных интересов человека и общества со столь же суверенными «интересами» природы.

Окружающая природная среда – это фундаментальная основа, средство и условие жизни человека. Человек в своей жизнедеятельности не может отказаться ни от использования природы, ни от изменения компонентов природы, ни от научно — технического прогресса. Следовательно, необходимо научное обоснование синтеза природных процессов и деятельности человека. Интенсивная хозяйственная деятельность, осуществляемая во всех сферах природной среды (атмосфера, литосфера и гидросфера), отрицательно сказывается на их состоянии и качестве.

Качество окружающей среды, согласно законодательства РФ – это такое состояние экологических систем на Земле, при котором обмен веществ и энергии внутри природы, с одной стороны, и между природой и человеком, с другой стороны, не остаётся неизменным, а находится в постоянном изменчивом равновесии.

Наиболее ощутимые и порой необратимые изменения качества природной среды происходят в результате промышленной деятельности человека. Преобразующая деятельность человека на все сферы нашей планеты приобрела масштабы геологических процессов. Возникают новые категории окружающей природной среды – природно-техногенные (техногенные) ландшафты.

При воздействии человека на окружающую природную среду наибольшему изменению подвергаются почвы, биота, водный и тепловой режимы. При этом возникшие антропогенные геосистемы изменяются по законам природы, но скорость их трансформации превосходит темпы изменений, происходящих в естественных условиях, в несколько раз (порой в десятки, сотни). В зоне производственного воздействия сильно преобразуется вертикальная и горизонтальная структура геосистем, разрушается и смывается почвенный покров, геосистемы загрязняются, угнетается, повреждается и уничтожается биота.

Поэтому возникает необходимость в повышении устойчивости природных комплексов, в улучшении самоочищающей способности почв, воздуха и воды, в восстановлении средообразующего потенциала экосистем. Вопросами улучшения природной среды занимаются мелиорация и рекультивация различных природных систем.

Рекультивация — это искусственное восстановление плодородия, растительного покрова и водных объектов после техногенного нарушения природы.

Рекультивацию составляет комплекс инженерных, мелиоративных, агротехнических, сельскохозяйственных и других работ, направленных на восстановление хозяйственной и другой ценности нарушенной природной среды.

17.2 Виды рекультивации

Рекультивации подразделяются: на биологическую, техническую, рекультивацию земель, рекультивацию ландшафтов, гидромеханическую рекультивацию.

Рекультивация биологическая – этап рекультивации земель, осуществляемый после технической рекультивации и включающий комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновления обитания животных, растений, грибов и микроорганизмов и восстановление хозяйственной продуктивности земель.

Рекультивация земель — комплекс мероприятий, направленный на восстановление продуктивности нарушенных земель, а так же на улучшение условий окружающей среды. На действующих предприятиях, связанных с нарушением земель, рекультивация земель должна быть неотъемлемой частью технологических процессов (ГОСТ 17.5.1 – 78).

Рекультивация ландшафтов:

· рекультивация земель, предусматривающая преобразования земель в общей системе мер по оптимизации техногенных ландшафтов;

· комплекс работ, направленных на восстановление хозяйственной, медико-биологической и эстетической ценности нарушенных ландшафтов.

Различают технический и биологический этапы рекультивации ландшафтов.

Рекультивация техническая – этап рекультивации земель, включающий планировку, формирование откосов, снятие, транспортировку и нанесение почв и плодородных пород на рекультивируемые земли, строительство дорог, гидротехнических и мелиоративных сооружений и др. (ГОСТ 17.5.1 -78).

Рекультивация земель.

Строительство городов и путей сообщения, каналов, приводят к разрушению почвенного покрова. Сильно нарушается слой почвы при открытой добычи угля, руд, торфа, строительных материалов и других полезных ископаемых. Разрушение почв и образование пустынного ландшафта вызывают ветровая и водная эрозии. Нарушенные земли становятся бесплодными, бросовыми.

Далее для их восстановления требуется рекультивация — комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности разрушенных земель, на улучшение условий среды.

Восстановление почв проводится в два этапа:

1)техническая;

2)биологическая рекультивация.

На первом этапе выравнивают поверхность, засыпают карьеры, проводят химическую мелиорацию пород, насыпают гумусовый слой почвы.

Различают два пути биологической рекультивации: лесной и сельскохозяйственный.

При сельскохозяйственной рекультивации проводят выравнивание поверхности, вывоз с поля обломков горных пород, при необходимости проводят химическую мелиорацию, осуществляют регулирование водного режима. Затем высевают нетребовательные к почвенным условиям растения.

В практике часты случаи, когда на сильно разрушенных землях устраивают водоемы и сооружения.

Подготовительные работы и улучшение нарушенных земель проводят инженеры соответствующей отрасли. Однако работы, связанные с рекультивацией земель, необходимо проводить в тесном контакте с землеустроителями, почвоведами, агрономами, агрохимиками, экономистами.

Необходимо провести почвенное обследование и подготовить прогноз дальнейшего использования земель после нарушения почвенного покрова.

При рекультивации земель важно предупреждать возможность проявления ветровой и водной эрозии, заболачивания, иссушения. Сильное нарушение почвенного покрова происходит при строительной планировке орошаемых полей.

Для повышения уровня плодородия при строительной планировке рекомендуют применение плантажной вспашки, буртование почвы 15см на срезах, внесение органоминеральных удобрений, после люцерны.

Почвенный покров на сельскохозяйственных угодьях должен находиться под строгим контролем государственной инспекции по охране земель.

Все предприятия после проведения изыскательных, строительных, других работ обязаны за свой счет приводить нарушенные земли в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном и рыбном хозяйстве. До начала работ они обязаны снимать верхний плодородный слой, хранить его и затем наносить на рекультивируемые земли.

17.3 Рекультивация техногенных образований

Интенсивное развитие промышленности приводит к образованию таких загрязнений, как газовые выбросы, сточные воды и техногенные образования. Если с газовыми выбросами и сточными водами предприятия пытаются бороться, используя известные технологии, то для техногенных образований, находящихся, как правило, за пределами санитарной зоны предприятия (на техногенной провинции), применить эти технологии не всегда представляется возможным.

К техногенным образованиям предприятий горнодобывающей, металлургической и химической промышленности относятся отвалы забалансовых руд, минерализованных пород, шлако- и золоотвалы, горные выработки и т.д. Сюда можно отнести и почвы, загрязненные в результате хозяйственной деятельности, т.е. почвы, в которых содержание химического элемента в 2 – 3 раза больше среднего.

Как правило, сток, формирующийся на техногенной провинции и имеющий контакт с техногенными образованиями, загрязняется металлами, сульфат и хлор ионами, другими компонентами, содержание которых значительно превышает ПДК.

Восстановление нарушенных горнодобывающей промышленностью земель должно начинаться с горнотехнической рекультивации, т.е. подготовки нарушенной поверхности к сельскохозяйственному, лесохозяйственному использованию, созданию водоемов.

Первый этап рекультивации отвалов техногенных образований – планировка поверхности и гидромелиоративных мероприятий: отвод избытков воды, борьба с водной эрозией. Для предотвращения переноса тяжелых металлов в результате дефляции и водной эрозии проводятся лесные посадки вдоль санитарной зоны шириной до 2 – 3км.

Однако горнотехническая рекультивация не решает проблем защиты водных объектов от техногенных загрязнений. Поэтому проводят второй этап рекультивации – химическую мелиорацию, направленную на дезактивацию токсичных химических элементов. Химическая мелиорация должна осуществляться в две стадии:

На первой стадии предлагается следующая технология улучшения экологической обстановки. Вытекающие из под породных отвалов и подземных рудников воды собирают в накопительном пруде, а затем направляют на извлечение из них ценных компонентов (меди, цинка).

Вторая стадия – после извлечения металлов, воды попадают на регенерацию, а затем на орошение или горные выработки. Технология орошения должна быть направлена на максимальное испарение воды.

Третий этап рекультивации – биологическая мелиорация, направленная на восстановление плодородия, и биологической продуктивности нарушенных земель, создание сельскохозяйственных и лесохозяйственных угодий.

К техногенным образованиям относятся и почвы, в которые кроме тяжелых металлов попадают углеводороды, радионуклиды, пестициды и другие вещества.

При очистке водосбора от радиоактивных изотопов применятся химическая и механическая дезактивация. Механическая дезактивация осуществляется либо путем удаления верхнего слоя почвы толщиной 5-15 см с последующим ее захоронением на соседней территории, либо путем, глубокой вспашки, в результате которой верхний горизонт сбрасывается ниже границы корнеобитаемого слоя, а более глубокие горизонты переносятся на дневную поверхность.

Вопросы для повторения:

1.Факторы, изменяющие качество природной среды.

2.Нзначение рекультивации.

3.Виды рекультивации.

4.Этапы рекультивации.

5.Техногенные образования.

6.Рекультивация техногенных образований.

Date: 2021-01-20; view: 718; Нарушение авторских прав

Глава 18 Природопользование и экологическая обстановка в дельте реки Волги

18.1 Особенности малых водотоков экосистемы дельты Волги

В экосистеме Астраханской области орошению отводится большая роль, как одному из средств увеличения производства сельскохозяйственной продукции.

Однако с развитием орошаемого земледелия возникли экологические проблемы, связанные с негативным воздействием сбросов с оросительных систем на водоприемники. Сбросные воды загрязненные и их качественный состав существенно отличается от состава поливной воды, забираемой из природных источников. Изменение состава вод агросистем обусловлено внесением минеральных удобрений и пестицидов.

Объем поступления в водоприемник загрязняющих веществ без видимых вредоносных последствий ограничен предельной нагрузкой, после превышения которой природные экосистемы не в состоянии утилизировать их избыток. В результате происходит изменение естественного биоценоза.

Формирование аграрных экологических водных систем и степень воздействия сбросов на экосистему водоприемников носит региональный характер. Особенно эти процессы выражены при возделывании риса. Посевная площадь риса стабилизировалась в области на уровне 26-29 тыс.га, причем более половины посевов находится в дельте Волги.

По природным условиям дельта Волги представляет собой отдельный регион, в котором рисосеяние имеет ряд особенностей – это повышенные нормы орошения и сброса, расположение орошаемых земель на островах, локальное обвалование систем и т.д.

В качестве водоприемников часто используются малые водотоки, расходные характеристики которых сравнимы с параметрами сброса.

Экосистемы малых водотоков уязвимы, в сравнении со средними и крупными реками. При большой антропогенной нагрузке они могут не только снизить, но даже полностью прекратить самоочищение и саморегуляцию водотока, и процессы деградации экосистемы пойдут значительно быстрее. В этих условиях важно обеспечить экологическую безопасность водотоков, особенно малых рек, наиболее многочисленных объектов дельты, сохранить такое состояние водоприемников, когда в полной мере действуют механизмы поддержания жизнедеятельности и саморегулирования экосистем, их способность адаптироваться к новым видам воздействия.

Географическое расположение дельты Волги на интенсивно освоенной территории в аридной зоне накладывает отпечаток природно-климатических условий и действующих антропогенных факторов на природохозяйственную обстановку всех водных объектов региона и служит фоновой для малых водотоков.

Региональные особенности фоновой природохозяйственной обстановки на малых водотоках определены путем анализа гидрологических, гидрохимических, агроклиматических, биологических, рыбо- и водохозяйственных, экономических и мелиоративных материалов.

Рельеф района дельты Волги представляет собой аллювиальную равнину, покатую к Каспийскому морю, с встречающимися размытыми водой буграми Бэра и разделенную многочисленными водотоками на острова, величина которых уменьшается к морю. Особенностью современного рельефа дельты является значительная степень изменения естественного рельефа техногенными процессами – часть ериков сравнена, спланирована и распахана под орошаемые земли.

Климат дельты Волги, расположенной в аридной зоне, отличается от резко континентального климата окружающих ее пустынь, т.к. здесь под влиянием водных объектов и растительности сформировался собственный микроклимат, где жаркий период с температурой воздуха свыше 25^оС, продолжается со второй половины июня до середины августа. Вегетационный период длится 183 дня, количество осадков в теплый период года равно 105-189мм.

Малое количество осадков в сочетании с высокой температурой воздуха и почвы, вызывает интенсивное испарение влаги с поверхности почвы и водоемов, и развитие в регионе растениеводства – преимущественно на базе орошения.

Гидрография. За вершину дельты принято считать ответвление от коренного русла рукава Бузан. Западная граница проходит по рукаву Бахтемир, восточная — по рукаву Бузан и водотокам Сумница и Ахтуба. Дельта имеет форму треугольника, основанием обращенного к морю, общая площадь надводной устьевой части – около 11 тыс.км².

Гидрографическая сеть дельты состоит из разнообразных водных объектов – рукавов, протоков и ериков, култуков и ильменей, банков.

Верхняя часть дельты р. Волга делится на несколько главных рукавов, которые в свою очередь разбиваются на собственные речные системы – Бахтемир, Бузан, Камызяк, Старая Волга, Большая Балда, Рыча. Главными из них считают системы p.p. Бузан, Бахтемир и Старая Волга.

Малые водотоки. К этому виду водных объектов отнесено большинство водотоков дельты, их общее количество превышает 900, но распределение на территории дельты неравномерно: в верхней дельте расположено 3%, в средней – 22% и в нижней – 75%. Малые водотоки дельты Волги являются водотоками второго, третьего и т.д. порядков.

Для малых водотоков характерные общие черты, свойственные дельте Волги как водному объекту: благоприятные естественные условия формирования количества и качества вод; расположение в аридной зоне; устойчивая маловодная фаза. В условиях колебания уровня Каспийского моря и в итоге крупномасштабного антропогенного влияния сток сосредоточился в крупных рукавах Бахтемир и Бузан, причем в Бахтемире сконцентрировано 2/3 стока, а в восточную дельту поступает 1/3 стока.

Гидрология. Общий годовой сток р. Волга в дельте (1978-93г.г.) составлял в среднем 270км/год, из них на объем половодья приходится 106км./год. Режим половодья современного зарегулированного периода характеризуется быстрым подъемом уровней воды, скорость которого неравноценна по годам – от резкого до плавного.

Гидрогеология. По стественной дренированности дельта Волги относится к бессточной зоне, по этому влияние грунтовых вод на поверхностные водотоки незначительно и ограничивается прирусловыми областями. Глубина естественного уровня грунтовых вод составляет от 0,5 м до 3,0 м, их минерализация 3-10 г/л, местами до 25-45 г/л.

Почвенный покров. В структуре почвенного покрова пашни Волги наибольший удельный вес занимают пойменные почвы (78%), бурые полупустынные и ильменно-аллювиальные отложения различного механического состава. Мощность гумусового горизонта пойменных почв достигает 45 см. Почвы дельты очень пестры по почвенному плодородию и нередко засолены водорастворимыми солями вследствие близкого от поверхности залегания засоленных грунтовых вод с преобладанием хлоридно-сульфатного типа засоления.

Рыбохозяйственная характеристика. Богатые рыбные запасы, в частности осетровых, определяют высокое рыбохозяйственное значение дельты р.Волги, разностороннее развитие рыбной и рыбообрабатывающей промышленности, уникально высокую экологическую значимость региона.

Гидрохимический режим. Фоновый гидрохимический режим рассмотрен по ингредиентам, специфическим для сбросных вод рисовых систем, в период вегетации растений риса.

Минерализация. После зарегулирования стока минерализация волжских вод слабо подвержена сезонным колебаниям и не зависит от расхода воды в реке, амплитуда колебаний составляет 345 мг/л (апрель) -265 мг/л (сентябрь).

Нитриты. Показатель свежего органического загрязнения вод – имеет внутригодовой режим с максимальными значениями в весенний период.

В последние годы обнаруживался достаточно высокий уровень загрязнения, достигающий в 1993 году -1 ПДК, в 1994 – 2-3 ПДК, в восточной дельте 1-2 ПДК.

Появились области повышенного загрязнения – в районе АГПЗ от 2 до 38 ПДК.

Нитраты. Режим азота нитратов отличается от режима аммонийного азота и нитритов. Установлена сезонная динамика компонента – после кратковременного повышения концентрации в начале половодья до максимальных значений его содержание снижается до минимума в осенний сезон.

Годовые уровни содержания нитратов заметно различаются по годам, но в среднем не превышают 2 мг/л.

Из результатов исследований следует, что для экосистемы дельты Волги нитратное загрязнение вод не свойственно, т.к. ПДК по нитратам составляет 40 мг/л.

Пестициды.По данным природоохранительных органовпоступающие транзитом из вышележащих областей в дельту хлорорганические пестициды не изменяют свою концентрацию (0,001-0,003 мкг/л) начиная от с. Енотаевка и именно этот уровень можно считать фоновым с некоторым увеличением в осенний период.

18.2 Классификация фоновой эколого-токсикологической ситуации экосистемы дельты Волги

Для оценки фоновой эколого-токсикологической ситуации экосистемы дельты Волги использована комплексная экологическая классификация вод суши, т.к. принятая в современной водоохране оценка загрязнения вод по системе ПДК не дает возможности оценить качество вод аграрных и естественных водоемов едиными критериями и сравнить их состояние. Среди разнообразных предложений оценки качества вод комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши, разработанная Институтом гидробиологии Академии наук Украины, позволяет всесторонне охарактеризовать состояние разнообразных водных экосистем совокупностью общих и специфических гидроэкологических показателей, количественно оценить его классами и разрядами.

По этой классификации состав и свойства воды характеризуются как среда обитания гидробионтов, а их изменение рассматривается как индексация изменения состояния экосистемы водного объекта.

Гидроэкологические показатели классифицируются на четыре группы: А – по солевому составу; Б – по эколого-санитарным (трофо-сапробиологическим); В – по эколого-токсикологическим и Г – по радиоэколо- гическим показателям.

В перечень показателей включены гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические бактериологические характеристики, содержание неорганических и органических токсических веществ, острый и хронический токсический эффект.

В зависимости от диапазона значений показателей качество вод оценивается пятью классами, которые для повышения чувствительности оценки в свою очередь подразделены на разряды а и б.

В зависимости от задачи для характеристики состояния водоема выбирается определенный набор показателей. Данная классификация даже при частичном наборе показателей позволяет количественно оценить эколого-токсикологическое качество вод и экологическое состояние водного объекта.

Она позволяет сравнить состояние природных и антропогенных водных экосистем одного или разных регионов.

Основными показателями, ухудшающими качество вод в регионе, являются эколого-токсикологические показатели, особенно характеризующие присутствие органических веществ антропогенного происхождения нефтепродукты, фенолы, хлорорганические соединения (ХОС). Они снижают качество вод до сильно и весьма загрязненных. Из неорганических показателей, за исключением низких концентраций кадмия и железа, токсиканты придают волжским водам качество «слабозагрязненные».

18.3 Агропромышленное районирование

В дельте Волги размещены преимущественно предприятия агропромышленного комплекса. Основной отраслью, кроме рыболовства и рыбоводства, является орошаемое растеневодство. Центральный район дельты подразделяется на три зоны – северную (верхняя дельта) зону, преимущественно овощеводства, южную (нижняя дельта) зону рыбохозяйственных мелиорации и среднюю зону рыбодобычи и рисоводства.

Водоприемниками сбросов с рисовых систем в регионе служат в основном малые водотоки, т.к. согласно изначальной концепции рисосеяния в низовьях Волги, планировалось не применять гербициды, а большие объемы сбрасываемых вод должны были способствовать обводнению водоприемников в маловодный период. Несмотря на интенсивное использование малых водотоков в качестве водоисточников и водоприемников, природохозяйственная обстановка отдельных из них до настоящего времени остается практически неизученной.

Вопросы для повторения:

1.Причины изменения биоценоза в дельте Волги.

2.Влияние возделывания риса на экосистему малых рек дельты.

3.На основе каких анализов определены региональные особенности фоновой природоохранной обстановки.

4.Рельеф и климат дельты Волги.

5.Гидрография.

6.Малые водотоки.

7.Гидрология, гидрогеология и почвенный покров.

8.Рыбохозяйственная характеристика, гидрохимический режим, минерализация.

9.Нитриты, нитраты, пестициды.

10.Классификация фоновой эколого-токсикологической ситуации в дельте Волги.

11.Агропромышленное районирование.

Глава 19 Мероприятия по устранению влияния на природу вредных последствий антропогенной деятельности, природных стихий и чрезвычайных экологических ситуаций

19.1 Инженерная защита г. Астрахани от затопления и подтопления

16.1.1 Изученность объекта

Город Астрахань расположен на обоих берегах р. Волги, пересекается множеством водотоков, находясь как бы на островах, омываемых паводковыми водами. С целью защиты от наводнения внутренние водотоки (р. Кутум, канал им. 1 Мая) отсечены дамбами от р. Волги, поэтому паводковые воды идут только по незарегулированным протокам Болда, Царев, Кизань. Водообмен в зарегулированных водоемах производится с помощью насосной станции у истока р. Кутум, производительность которой недостаточна для создания проточности внутригородских водоемов.

Территория г. Астрахани располагается в основном в пределах абсолютных отметок (-21,0 – 23,0)м, на Бэровских буграх отметки повышаются до (-10,0 – 15,0) м, а в межбугровых понижениях снижаются до -23,00 -25,00м.

Современное подтопление территории г. Астрахани связано с естественными процессами и антропогенными факторами. На не застроенных территориях, как правило, оно обусловлено естественными условиями – низкими абсолютными отметками земли, слабой водопроницаемостью грунтов, в результате чего паводковые воды надолго задерживаются на поверхности.

На застроенных территориях, кроме перечисленного, подтопление связано с нарушением водного баланса за счет приходных статей антропогенного характера – утечек из водопроводно-канализационных сетей, ненормированного полива садов и огородов, подпора зарегулированными протоками и ериками, уменьшения свободной поверхности испарения вследствие застройки и асфальтирования территории.

Кроме того, распределение стока р. Волги за многолетний период по сезонам до 1956г. было неравномерным. Весной р. Волга несла 70% годового стока, летом и осенью – 20%, а зимой лишь 10%.

Зарегулированный сток р. Волги в связи с постройкой гидроузлов ведет к уменьшению объема половодья в весенний период и увеличению стока в межень и особенно в зимний период, в результате чего продолжительность стояния высоких меженных уровней возросла на 5-6 месяцев, что также способствовало формированию высокого уровня грунтовых вод и подтоплению территории г. Астрахани. Грунтовые воды залегают на глубине 0,5-2,0м.

Среднемноголетняя скорость подъема уровня подземных вод до 1992 года составила 0,1-0,6 м/год, к настоящему времени она стабилизировалась и почти не зависит от гидрологической обстановки.

По состоянию еще на 20 мая 1998 года порядка 30% территории г. Астрахани имело глубину грунтовых вод 0,5м, около 35% – глубину до 1м и 35% – более 1,5м.

Минерализация грунтовых вод изменяется от 0,34 до 110 г/м. Грунтовые воды агрессивные к бетонным и металлическим конструкциям. Химический состав в основном хлоридно-натриевый.

Подтопление территории г. Астрахани вызывает отрицательное воздействие на состояние фундаментов зданий и сооружений, инженерных коммуникаций.

При производстве работ по строительству сетей водопровода, канализации, фундаментов зданий и сооружений, гидротехническом строительстве, за счет воздействия на стенки, дно котлованов и траншей избыточного давления грунтового потока, возникают обвалы и разрушения, плывунные явления, локализация которых требует значительных материальных средств, электроэнергии, капиталовложений.

В процессе эксплуатации зданий, сооружений, инженерных коммуникаций, наряду с коррозией металлов, эрозии материалов имеет место снижение несущей способности грунтов за счет суффозии и изменения структуры грунтов.

Решением Межведомственной комиссии по экологической безопасности при Совете безопасности РФ от ноября 1994г. обращено внимание администрации г. Астрахани на необходимость осуществления неотложных мер по защите городской территории от подтопления. Принято постановление «О неотложных мерах по инженерной защите г. Астрахани от затопления и подтопления».

Во исполнение этого постановления разработан ТЭР. 1 этап строительства утвержден Минстроем РФ. Кроме того, разработана целевая программа инженерной защиты г. Астрахани, которая одобрена Советом Министров Правительством РФ и она включена в Федеральную программу перестройки экономики РФ на период до 2005 года.

19.1.2 Инженерная защита

Проблема инженерной защиты г. Астрахани решается выполнением следующих мероприятий: строительство дренажа и сооружений; создание прочности дренажных систем.

Инженерная защита г. Астрахани от подтопления осуществляется путем строительства дренажа в основном искусственного. В инженерной защите от подтопления, нуждается 4857га застроенной территории г. Астрахани.

Вся территория города разбита на 39 дренажных систем, каждая из которых охватывает определенную площадь, нуждающуюся в защите от подтопления. Наиболее неблагоприятные, с точки зрения очень близкого залегания уровня грунтовых вод (менее 1,0м), являются 12 дренажных систем. Они сосредоточены в центральной части города. Все дренажные системы выполняются с индивидуальными решениями по очистке и утилизации дренажно-сбросного стока с учетом их химического состава.

Учитывая, что эти вопросы требуют детальной проработки в опытно-производственных условиях, в первом этапе строительства предусматривается организация 4-х опытно-производственных участков, включающих в себя 7 дренажных систем.

Проектирование защитных мероприятий на основе детальных изысканий на этих системах и проведение опытно-производственных работ позволят уточнить величину инфильтрационного питания, проверить правильность принятых проектных решений по обоснованию выбранных типов дренажей и его эффективности.

Проведение научно-исследовательских работ по изучению динамики формирования химического состава дренажных вод, их очистки, в пределах опытно-производственных участков, позволит более детально и глубоко решить вопросы утилизации с учетом сложившейся экологической обстановки.

Для защиты подтапливаемых площадей рекомендуется устройство горизонтального и вертикального дренажа.

19.1.3 Создание проточности внутригородских водотоков

Санитарно-эпидемиологическая и экологическая обстановка водотоков крайне неблагоприятна. В первый этап строительства входит следующий комплекс гидротехнических сооружений, конструкций и видов работ по созданию проточности на внутригородских водотоках путем самотечно-механического водообмена:

а) Основные сооружения:

· насосная станция двухстороннего действия со шлюзом-регулятором на расход 18 м/с в истоке Приволжского затона;

· насосная станция одностороннего действия с донным водовыпуском двухстороннего действия на расход до 26 м³/с в истоке р. Кутум;

· мост через реку Кутум у сетевязальной фабрики;

· шлюз двухстороннего действия на расход до 54 м³/с у с. Три Протока.

· насосная станция одностороннего действия производительностью 12 м³/с со шлюзом-регулятором двухстороннего действия на расход 48 м³/с в устье пр. Кутум;

· насосная станция на расход 5,0 м³/c в истоке ер. Казачий.

б) Сопутствующие сооружения – крепление берегов, расчистка русла:

· Набережная Приволжского затона – 1 км.

· Набережная канала 1 Мая – 1 км.

· Набережная пр. Кутум – 3,6 км

· Набережная ер. Казачий -7,2 км

· Расчистка пр. Кутум – 6,6 км

· Расчистка ер. Казачий -6,4км.

Существующие сооружения на внутригородских водотоках, не отвечают современным техническим и экономическим требованиям, а поэтому не могут быть использованы в создании проточности.

Анализ санитарного состояния вод р. Кутум свидетельствует о необходимости проведения водоохранных мероприятий с целью улучшения качества воды и создание водообмена за счет проточности, тем самым повышение водоотводящей и дренирующей роли водотока, путем строительства регулирующих гидротехнических сооружений и расчистки русла.

Строительство гидротехнических сооружений повысит надежность в защите города Астрахани от затопления паводковыми водами через внутригородские водотоки, даст возможность регулировать подачу и водоотведение.

Глубина наполнения водотоков назначена равной 3 метрам из условия создания терморегуляции и улучшения санитарно-гигиенического состояния воды. При такой глубине не происходит зарастание водотока тростником и другой водной растительностью.

Техническое решение- создание проточности внутригородских водоемов путем строительства гидротехнических сооружений по своей сущности является природоохранным.

Повышение скорости течения воды против существующих приведет к улучшению санитарно-гигиенических условий, оздоровлению экологической обстановки на водотоках и территориях прилегающих к ним, выполнению противопаразитарных требований, снизит эвтрофирование водоемов, увеличит самоочищающую способность, повысит рыбохозяйственную и социальную значимость этих водоемов.

На внутригородских водотоках предусматривается строительство набережных, а не чисто берегоукрепительных сооружений. Устройство набережных обусловлено не деформациями русла и влиянием скоростей на ложе водотоков, а расположением набережных в центральной исторической части города.

В городской черте р. Кутум имеет длину 10км и выполняет водоотводящую роль, создает микроклимат в городе и нормальное санитарное состояние.

Дноуглубительные работы предусматриваются на тех участках водотоков, где предусмотрено возведение набережных и где необходимо для пропуска расчетного расхода.

19.2 Сооружения по защите от затопления

Водохозяйственные мероприятия в дельте Волги начали осуществляться еще в XVIII веке. Для борьбы с затоплением сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов, разрушением береговых откосов сооружали дренажные каналы и защитные дамбы.

На естественный ход природных процессов дельтообразования, начиная с 20-х годов XX века, начали особо интенсивно накладываться антропогенные факторы:

· дноуглубительные работы на рукавах Бахтемир и Волго-Каспийском канале;

· создание Волжско-Камского каскада водохранилищ, вододелителя.

Регулирование стока р. Волги и подъем уровня Каспия, изменение уровенного режима привели к изменению тенденции развития водного узла г. Астрахани (разветвление дельтовых рукавов в вершине дельты) с влиянием на интенсивность русловых процессов. Возникла проблема защиты г. Астрахани, населенных пунктов, зон отдыха и промышленных объектов от затопления и размыва берегов.

На территории г. Астрахани в первый этап строительства включены работы по берегоукреплению внешних водотоков, на участках подверженных интенсивному размыву (глубинному или поверхностному). Предусмотрены реконструкция существующих и строительство новых дамб обвалования. Общая протяженность 121км.

19.3 Охрана окружающей природной среды

По результатам гидрохимического обследования грунтовых вод и скважин режимной сети на территории г. Астрахани выявлено, что воды отличаются высокой минерализацией (до 100 г/дм3) и достаточно сложным составом (разнообразные органические загрязнения, тяжелые металлы и др.), имеют бактериальное загрязнение и механические примеси. Так, содержание нефтепродуктов и жироподобных веществ по отдельным скважинам превышает ПДК в 1000 и более раз, содержание катионов хрома и алюминия в 3-4 раза и т.д.

Проблема сброса и утилизации коллекторно-дренажных вод, особенно с территорий промышленной селитебной застройки, в настоящее время является одной из самых острых и наименее разработанных не только в нашей стране, но и в мире. При решении вопроса о сбросе и утилизации дренажных вод с территории г. Астрахани были рассмотрены различные варианты и принят наиболее апробированный, с экологической точки зрения, способ – сброс в поверхностные водотоки с предварительной их очисткой и, при необходимости, разбавлением до ПДК.

Задача одновременной очистки воды от всех компонентов является сложной, готовые технические решения в нашей стране отсутствуют и поэтому требует проведение научно-исследовательских работ на конкретных опытно-производственных участках (дренажных системах).

В ТЭО предусматривается разработка ВНИИВОДГ технологии химической очистки дренажных вод, включающая предварительное окисление органических компонентов, коагуляцию, отставание, фильтрование и обеззараживание. По имеющимся литературным данным предлагаемая технология обеспечит очистку дренажных вод не менее чем на 70-80% по всем лимитирующим компонентам.

Для обоснования предлагаемых решений на типовом участке (др. с № 30) выполнено полное гидрохимическое обследование грунтовых вод и прогноз минерализации дренажного стока.

Ущерб рыбным запасам по внутригородским водотокам составляет менее 10% от общего ущерба, наносимого осуществлением комплекса, мероприятий по защите г. Астрахани.

Вопросы для повторения:

1.Изученность объекта.

2.Причины подтопления.

3.Негативные явления, вызванные подтоплением.

4.Мероприятия по ликвидации и устранению антропогенных явлений.

5.Инженерная защита от подтопления.

6.Создание проточности внутригородских водотоков.

7.Защита от затопления.

8.Охрана окружающей природной среды.

Глава 20 Проблемы природоустройства и хозяйственного развития субъектов РФ, связанных с подъемом уровня Каспийского моря

20.1 Каспийское море: географическое положение и природные ресурсы

Каспийское море – один из крупнейших замкнутых водоемов мира. Расположено во внутреннем регионе Евразии. Акватория- 378 тыс., км 2.

Характерные особенности: удаленность от Мирового океана, низкий уровень (на 28м ниже Мирового океана), своеобразный гидрохимический режим (соленость 13%), частые 10-11 бальные штормы.

Длина береговой линии – около 7 тыс.км. Каспий расположен в границах России, Азербайджана, Казахстана, Туркменистана, Ирана. Российское побережье занимает северо-западную часть Прикаспия (645 км) и включает территории Астраханской области (95 км), республик Калмыкии (110 км) и Дагестан (490 км).

Природные ресурсы: свыше 500 видов растений, 854 вида рыб, нефтяные месторождения.

Большое хозяйственное значение имеют ценные осетровые породы рыб. До недавнего времени улов осетровых составлял 82% от мирового.

20.2 Колебания уровня моря. Его влияние на природообустройство, экономики и экологию прибрежных территорий

Колебания уровня моря исторически прослеживаются давно. В течении нашей эры имело место 6 крупных трансгрессий (повышений уровня) Каспия.

С 1830 года и по наше время изменение уровня моря колебалось от -25,3 до – 29,0 метров. В XX веке уровень Каспия изменялся дважды. С 1930 года уровень моря стал резко падать и к 1941 году снизился на 2 м. Падение продолжалось до 1977 года, достигнув самой низкой отметки за последние 200 лет (-29,02 м).

В этот период в сторону отступающего моря перемещались практически все виды хозяйственной деятельности на побережье: возникали поселения, образовывались зоны земледелия, отгонных пастбищ, развивалась промышленность.

С 1978 года уровень моря с тал быстро повышаться. По прогнозам ученых и специалистов, повышение уровня Каспия может продлиться до 2021 года, достигнув отметки минус 25метров.

Географическая наука не дает исчерпывающего объяснения причин этого явления.

Современный цикл трансгрессии Каспия связывается, главным образом, с глобальными климатическими изменениями – увеличением влагопереноса из Атлантики и Средиземно-Черноморского региона в бассейн Каспия. Определенное воздействие на водный режим оказывают антропогенные факторы: орошение засушливых земель, сооружение водохранилищ, агро-лесо-мелиоративные мероприятия, промышленное водопотребление.

С 1978 года наблюдается резкое повышение уровня Каспийского моря со средней интенсивностью 14см в год. Уровень моря поднялся на 227см (отметка минус 26,50м у российского побережья и минус 26,73м в среднем по морю). Тенденция к подъему уровня остается устойчивой и не исключено, что в ближайшие 15-20 лет уровень моря может достигнуть отметки минус 25м.

За последние 16 лет на российском побережье Каспия было затоплено и выведено из землепользования 320 тыс. га ценных земель.

Суммарный прямой экономический ущерб уже составил 4,3 млрд. руб. в ценах 1991 года.

В зоне разрушительного воздействия моря находятся города Махачкала, Дербент, Каспийск, Лагань, п. Сулак, многочисленные мелкие населенные пункты и объекты хозяйственной деятельности республик Дагестан, Калмыкии и Астраханской области.

Подъем уровня Каспия сопровождается негативными процессами, отрицательно сказывающимися на социальных условиях жизни населения, экологической обстановке и экономике всего региона.

К основным из них относятся: затопление земель со скоростью 1-2км в год, нагонные явления высотой до 2-3м, распространяющиеся до 20км и более в глубь побережья, абразия берегов со скоростью до 10м в год, миграция русел рек с возможными прорывами дамб обвалования, повышение уровня грунтовых вод и подтопление земель.

Особую опасность может представлять дополнительное подтопление застроенных городских территорий, в результате чего повышается сейсмическая опасность для жилых построек, производственных и не производственных сооружений в прибрежной полосе, происходит разрушение фундаментов многоэтажных зданий.

В результате затопления и подтопления мест компактного проживания населения, сельскохозяйственных угодий, оросительных систем, нефтепромыслов, дорог, очистных сооружений, производственных объектов и других загрязненных территорий в целом экологическая санитарно-эпидемическая и медико-биологическая обстановка в прибрежной зоне Каспия резко ухудшается.

Происходит загрязнение поверхностных и грунтовых вод токсичными веществами и нефтепродуктами, прогрессирует засоление почв и гидроморфизация растительности, ухудшаются условия питьевого водоснабжения, расширяются очаги инфекционных заболеваний (чумы, холеры). Характерны вспышки кожных аллергических и других заболеваний.

Все эти явления отрицательно сказываются на здоровье человека.

Геохимические исследования почв, донных отложений, поверхностных и подземных вод выявили для всех прибрежных городов и крупных населенных пунктов наличие аномальных концентраций токсичных веществ, превышающих предельно допустимые во многих случаях в 10-100 раз. Зарегистрированы массовые сбросы сточных вод в море из-за разрушения коллекторов.

Ухудшаются рекреационные показатели побережья в результате поступления загрязняющих веществ с затапливаемых территорий.

Интенсивную трансформацию испытывают природные комплексы заповедных территорий, значительная часть которых будет затоплена.

Затопление, подтопление и засоление земель отрицательно повлияли на сельскохозяйственные производства.

Северный Каспий является уникальным районом мирового значения по промыслу и воспроизводству осетровых и других ценных рыб.

В последние годы условия промысла рыб в морской зоне значительно ухудшались, уменьшалась его эффективность.

В случае непринятия экстренных мер по защите российского побережья к 2000-2005 годам под угрозой затопления и разрушения могут оказаться часть застройки 8 городов и ПГТ, 103 сельских населенных пункта, в которых проживают 208 тысяч человек, 433 тыс. га земли, в т.ч. 149 тыс. га сельскохозяйственных угодий, 575 км линий электропередач и другие объекты.

20.3 Основные мероприятия по решению проблемы

Для принятия экстренных мер по решению этой проблемы на основании распоряжения Президента РФ от 31 октября 1992г. и постановления Правительства РФ от 19.01.93г. «О неотложных мероприятиях по предотвращению затопления и подтопления городов, населенных пунктов, производственных и непроизводственных объектов, сельскохозяйственных угодий и других ценных земель, расположенных в прибрежной полосе Каспийского моря», разработана федеральная целевая программа (ФЦП) «Каспий».

Разработка ФЦП осуществлялась с учетом основных положений, обоснованных концепцией программы. Сущность их в следующем:

1. Повышение уровня Каспийского моря в последние полтора десятилетия происходит внутри интервала отметок, наблюдавшихся последние 60 лет. Катастрофические последствия, происходящие при повышении уровня, являются результатом хозяйственного освоения территории в зоне повышенного риска.

2. При решении практических задач, связанных с экономикой, социальными аспектами и экологией Прикаспия, следует считаться с возможными изменениями уровня моря лишь в ближайшее десятилетие.

3. Основным направлением в решении экономических и социальных проблем Астраханской области, республики Калмыкия и республики Дагестан является формирование в рамках реализации программы «Каспий» гибкой социально-производственной системы, приспособленной к изменяющемуся уровню моря и предусматривающей:

· развитие мобильных и рентабельных производств, отвечающих природным условиям, приоритетам и навыкам местного населения;

· реконструкцию системы расселения на основе создания сети опорных населенных пунктов, либо надежно защищенных от затопления и подтопления, либо находящихся вне зоны риска;

· осуществление комплекса мер по социальной защите населения, включая решение проблем занятости, вынужденной миграции, компенсации потерь и предоставления льгот, сохранение традиционных видов хозяйственной деятельности и укладов жизни;

· организацию общественной системы информации, обсуждения и контроля хода разработки и реализации Программы в целях учета интересов населения и предотвращения возможных социальных и других конфликтов.

4. На данном этапе функционирование и развитие экономики, и осуществление мероприятий по защите от высоких уровней Каспия может базироваться на следующих положениях:

· в пределах отметок минус 25,0 – 29,0м не должно осуществляться такое освоение побережья, для которого затопление приводит к недопустимым последствиям или экономически не целесообразно;

· создание защитных сооружений, безусловно оправдано лишь для уже существующих крупных объектов. Решение по защите новых объектов населенных мест в каждом отдельном случае требует обоснования целесообразности, по сравнению с их размещением на не затопляемой территории;

· защитные сооружения возводятся из расчета возможного подъема уровня моря в ближайшие годы (не более 10-15 лет); конструкции защитных сооружений должны допускать их легкоосуществимое наращивание в будущем.

5. В целях повышения эффективности реализации Программы на федеральном, региональном и местном уровнях необходимо разработать соответствующий механизм, включающий административные, экономические и правовые аспекты.

6. Реализация мероприятий ФЦП «Каспий» должна осуществляться на базе дополнительных научных исследований и проработок.

20.4 Основные инженерные сооружения и мероприятия по защите территорий Астраханской области

При подъеме уровня Каспийского моря до отметки минус 26,0м в зоне воздействия окажутся 79 населенных пунктов (Володарского, Икрянинского, Камызякского и Лиманского районов), в которых проживает 57 тыс. человек и расположено 15,8 тыс. га оросительных систем, 420км линий электропередач, 780км линий связи, 51км дорог, 40 объектов рыбного хозяйства, межпоселковые инженерные коммуникации, отдельные объекты экономики, газопроводы, потребуется руслоформирующие работы.

В федеральной программе рассмотрено расселение населения, проживающего в зоне затопления:

1 вариант – локальная защита населенных пунктов и объектов экономически, функционально связанных с населенными пунктами.

2 вариант – создание в приморской зоне 5 базовых центров расселения на польдерных системах, локальная зашита или переселение в другие населенные пункты.

3 вариант – переселение населения и вынос объектов экономики.

Рекомендован к осуществлению вариант, включающий создание на части территории 5 польдеров с локальной защитой или переселением в другие населенные пункты.

ФЦП по Астраханской области предусмотрено из 13 населенных пунктов с общей численностью 2,1 тыс. человек намечено переселить население в перспективные населенные пункты; 22 населенных пункта будут только защищены, в 31 населенных пунктах, где живет 45,4 тыс. человек, предусмотрены мероприятия от подтопления; 12 населенных пунктов входят в польдерную систему защиты, в них проживает 8,1 тыс. человек; предусмотрена локальная защита 31 оросительной системы с площадью орошения 11 тыс. га; защита от затопления и подтопления объектов рыбного хозяйства (Оранжерейного рыбокомбината, рыбозавода им. Кирова), а также Зеленгинского, Мумринского и Волго-Каспийского судоремонтзаводов, 13 тоневых участков и т.д., строительство 8 причалов, реконструкция ЛЭП, строительство подстанций, руслоформирование русел, берегоукрепление, рекультивация объектов и территорий, природоохранные мероприятия, мониторинг природной среды, научное обоснование.

Комплекс мероприятий ФЦП условно можно разделить на две основные группы:

Первая группа мероприятий призвана выполнять защитные функции. К ним относятся защитные дамбы, берегоукрепления, придамбовый дренаж, вынос объектов экономики из зоны воздействия моря.

Вторая группа мероприятий направлена на улучшение социальных и экологических условий защищаемых территорий. К ним относится строительство дренажных систем в населенных пунктах, реконструкция систем очистки питьевой воды, сточных и дренажных вод, обеспечение водообмена на защищаемой территории, рекультивация свалок, загрязненных участков земли, улучшение медицинского обслуживания и т.д.

Поднятие уровня Каспийского моря и связанные с ним защитные мероприятия без дополнительных природоохранных мер по природообустройству, предусмотренных программой, могут оказать существенное влияние на почвы, поверхностные и подземные воды, растительные ресурсы, рыбные ресурсы, санитарно-гигиеническую и эпидемиологическую обстановку и социальные условия.

Принимая во внимание статус программы, интересы прикаспийских субъектов РФ и направление затрат, предусматриваются следующие источники финансирования:

1. Федеральный бюджет.

2. Целевой дорожный фонд РФ.

3. Целевой экологический фонд РФ.

4. Бюджеты субъектов РФ.

5. Собственные средства предприятий.

6. Привлечение средств частного капитала и зарубежных источников.

В настоящее время на побережье Каспия на территории Астраханской области, Калмыкии и Дагестана ведутся определенные защитные мероприятия. Однако, из-за экономической нестабильности, как в целом в РФ, так и соответственно в регионах, темпы работ не отвечают тем требованиям и программам инженерной защиты, которые предусмотрены ФЦП.

Вопросы для повторения:

1.Каспийское море, географическое положение и природные ресурсы.

2.Колебание уровня моря и его влияние на экономику и экологию прибрежных территорий.

3.Негативные процессы, вызванные колебанием уровня моря.

4.Основные мероприятия по решению проблемы.

5.Основные положения, обоснованные концепцией программы.

6.На каких основных положениях может базироваться осуществление защитных мероприятий.

7.Основные инженерные сооружения и мероприятия по защите территорий Астраханской области.

Глава 21 Экономический механизм управления природоохранной деятельностью.

Экономический ущерб от загрязнения природной среды и проблемы эколого-экономического и социального обоснования принятия хозяйственных решений.

С ускорением темпов развития общественного производства и усилением его негативного влияния на природную среду часть совокупного общественного продукта непосредственно используется на восстановление природы. С материально-вещественной стороны она представляет собой машины, оборудование и специальные устройства, предназначенные для создания искусственных биогеоценозов, рекультивации ландшафтов, очистки рек, а также подсобные средства и материалы для опреснения морских вод, защиты лесов и т.д. При этом важная роль принадлежит технологическим процессам, которые, как правило, служат одновременно природоохранным и производственным целям.

По мере роста общественных потребностей и возможностей развития производительных сил, общество все больше затрачивает труда на воспроизводство природных ресурсов. На первый план выдвигается качественная сторона ресурсообеспеченности – сохранение биосферы как единой воспроизводящей системы, создающей благоприятные условия для жизни и труда людей. Необходимо выделить наиболее приоритетные направления использования средств для обеспечения экологического благосостояния людей.

В настоящее время насущным является переход от экономического обоснования принятия хозяйственных решений к эколого-экономическому и социальному.

До последнего времени при принятии хозяйственных решений в области рационального использования природных ресурсов экономическая наука ориентировалась на то, что от объема и качества природных ресурсов зависит величина затрат общественного труда на единицу производимого продукта.

Не смотря на существование методик экономической оценки почти всех важнейших видов природных ресурсов, заметных успехов в повышении эффективности природопользования не наблюдается.

Причины безуспешности использования показателей экономической оценки природных ресурсов заключается в следующем:

Во-первых, общественная форма собственности не способствует экономному использованию природных ресурсов.

Во-вторых, существующая система стимулирования рационального использования природных ресурсов, является недейственной и потому, что плата устанавливается за реализованную продукцию, а не за запасы, и потому, что размеры этой платы чисто символические, т.к. не обоснованы расчеты экономической оценки природных ресурсов. Причины необоснованности – отсутствие статистики в области природопользования, несовершенство методик определения экономических оценок природных ресурсов, не учитывающих в полной мере особенности различных видов этих ресурсов.

В-третьих, экономические оценки, используемые в качестве основы платежей за природные ресурсы, чаще всего не зависят от уровня воздействия на окружающую среду, самого факта и степени освоения того или иного ресурса. Отсюда следует, что показатели экономической оценки природных ресурсов не могут использоваться для оценки эффективности освоения этих ресурсов, если они будут определены без учета экологических факторов.

Такой учет затруднен, т.к. он связан с исчислением социально-экономического ущерба, наносимого хозяйственной деятельностью человека в той или иной области природопользования.

Под экономическим ущербом понимаются исчисляемые в стоимостном выражении потери природных ресурсов, дополнительные затраты труда, вызванные нарушением условий освоения этих ресурсов и снижением их естественного качества.

Социальный ущерб выражается в снижении качества жизни, в связи с загрязнением таких элементов природы, как вода, воздух, почва и, следовательно, в ухудшении состояния здоровья людей.

Социально-экономический ущерб связан с превышением объективно существующих норм загрязнения, при котором самоочищение, самовосстановление природной среды невозможно.

Возникает необходимость проведения мероприятий по восстановлению природы, что требует, помимо компенсации нанесенного ущерба, дополнительных материальных и трудовых затрат.

Располагая достаточной информацией о потерях сырья и материалов, о направлениях отрицательного влияния различных загрязнителей на элементы природы и об обратном воздействии на эффективность общественного производства, можно разрабатывать мероприятия по предотвращению загрязнений окружающей среды или ликвидации их последствий.

Необходимо не только установить основные виды ущерба от потерь природных ресурсов и нарушений условий их освоения, но и определить величину затрат, направленных на предотвращение или снижение ущерба.

Существует ряд направлений предотвращения загрязнения окружающей среды.

Самым распространенным является строительство очистных сооружений по улавливанию отходящих газов и сточных вод.

Другое направление предотвращения ущерба от загрязнения окружающей среды – радикальное совершенствование технологий, которое предусматривает суммарное снижение материало-энерго- и природоемкости общественного производства.

При принятии решений сравниваются затраты на природоохранные мероприятия с объемом предотвращенного ущерба. Если его величина выше затрат, то проведение природоохранных мероприятий считается эффективным; в противном случае мероприятия отвергаются

Проведение природоохранных мероприятий не только предотвращает загрязнение окружающей среды и, тем самым, предотвращает ущерб, но и сокращает потери продукции предприятий и способствует производству дополнительной продукции за счет утилизации загрязнителей.

Эффективность проведения мероприятий по охране окружающей среды определяется по формуле:

Э= У В – С

где: Э – эффективность проводимых мероприятий;

У – величина предотвращенного ущерба;

В – объем выпуска дополнительной продукции;

С – затраты на проведение этих мероприятий.

Традиционное понятие экономической эффективности хозяйственных решений, основанное на критерии приведенных затрат, в настоящее время трансформировалась в понятие эколого-экономической и социальной эффективности.

В целом принятие хозяйственного решения должно обеспечить такой эффект, который покрывал бы все дополнительные затраты, связанные с ликвидацией негативных экологических последствий, вызванных этим решением, а также затраты, связанные с воспроизводственным процессом.

В настоящее время предлагается в качестве критерия эколого-экономического и социального обоснования при принятии хозяйственных решений использовать аналог приведения затрат с учетом ущерба, наносимого окружающей среде вследствие принятого решения.

С Е·К y

где: С – текущие затраты;

Е – норма эффективности капитальных вложений;

К – капитальные вложения;

y – ущерб вызванной негативными экологическими последствиями от реализации данного хозяйственного решения.

Исходя из данного критерия, из двух проектов может быть выбран тот, у которого алгебраическая сумма приведенных затрат и ущерба меньше.

Методологически использование такого критерия при эколого-экономическом и социальном обосновании принятие хозяйственных решений является правомерным.

А как определить ущерб, особенно в регионе, где уже есть ряд предприятий, и запуск нового может привести к превышению суммарного загрязнения окружающей среды над нормативным уровнем. В этом случае требуется комплексное рассмотрение проблемы охраны природы данного региона с целью сопоставления величины снижения уровня загрязнения окружающей среды различными предприятиями по однородному виду загрязнителя при минимальных затратах.

Эколого-экономическое и социальное обоснование, принятие хозяйственных решений должно осуществляться не изолированно, а с учетом всех условий и производственного потенциала региона.

Вопросы для повторения:

1.Что выдвигается на первый план ресурсосбережения?

2.Причины безуспешности использования экономической оценки природных ресурсов.

3.В чём заключается социальный ущерб?

4.Направления по предотвращению загрязнения и истощения окружающей среды.

5.Критерии эколого-экономического и социального обоснования принятий решений по предотвращению ущерба ОПС.

Date: 2021-01-20; view: 634; Нарушение авторских прав

Тесты к лекции №1

«Основы мелиорации территорий»

1. Причины изменения водного баланса территорий:

а) рост посевных площадей;

б) загрязнение природных вод и безвозвратное водопотребление;

в) климатические условия.

2. На чём должно быть основано решение задач водообеспечения:

а) на требованиях охраны окружающей среды;

б) на позициях экономической эффективности;

в) на интересах отдельных отраслей хозяйства;

г) на комплексном использовании водных богатств с учётом требований охраны вод.

3. Что такое мелиорация территорий:

а) восстановление территорий;

б) воздействие на почву, воду и воздух с целью их изменения;

в) воздействие на природные условия с целью их улучшения.

4. За счёт чего обеспечивается эффективность мелиоративных работ:

а) только изменения агротехники на посевных участках;

б) зарегулирования стока;

в) увязки мелиоративных мероприятий и другими видами работ (рациональное проектирование орошаемой территории, изменение способов возделывания сельскохозяйственных культур, промывки земель и охрана земельных и водных ресурсов).

5. В каком веке получили развитие оросительные мелиорации и где:

а) в XVIII веке в Молдавии и Украине;

б) в ХХ веке в Ставропольском крае, Поволжье, Украине, Ростовской области;

в) в ХХ веке в Омской, Томской и Новосибирской областях.

6. Как определяется граница сухо-влажного климата:

а) по количеству тепла (градусо-дни) в году;

б) по количеству дней в году с силой ветра более 3м/с;

в) по среднегодовой сумме осадков, равной 500мм.

7. Каким образом расчёт дождевого фактора определяет климат территорий и когда необходимо орошение:

а) при соотношении сухих и ветреных дней;

б) при D_f >10 – климат влажный;

в) при D_f <60 – климат сухой;

г) при D_f <40 – климат сухой и необходимо орошение.

8. Как осуществляется гидромелиорация:

а) путём залужения, специальной вспашки, кротования;

б) путём изменения химического состава почвы;

в) путём строительства плотин, шлюзов, каналов, оградительных валов.

9. Основные назначения культуртехнической мелиорации:

а) посадка леса и кустарников для защиты почв от эрозии;

б) специальная мелиоративная вспашка при освоении целины;

в) улучшение состояния поверхности почвы (удаление кочек, камней, древесной и кустарниковой растительности, выкорчевывание пней) и создание пахотного слоя.

10. Что включает комплекс мелиораций:

а) один вид мелиораций;

б) группу мелиораций (два вида);

в) сочетание 3-4 видов мелиораций на одной территории.

Тесты к лекции №2

«Мелиорация земель и охрана малых рек»

1. С чем связано изменение водности в малых реках, произошедшее в последние 40-60 лет:

а) с использованием воды для орошения полей;

б) с судоходством;

в) с зарегулированием стока;

г) с усилением водной эрозии и заилением русла.

2. Каковы антропогенные факторы, оказывающие влияние на обмеление малых и средних рек:

а) распашка ранее залесенных и степных участков;

б) чрезмерный отбор воды для хозяйственно-бытовых целей;

в) освоение пойм и загрязнение воды пестицидами;

г) вылов рыбных ресурсов.

3. Цель проекта мелиорации малых рек:

а) восстановление саморегулирующейся способности речных биогеоценозов;

б) увеличение транспортирующей способности потока в руслах малых рек с помощью гидротехнических мероприятий;

в) ограничение негативного антропогенного воздействия на малые реки.

4. Что такое паспортизация рек:

а) это информация о местоположении реки;

б) это мероприятие, позволяющее: систематизировать информацию о современном состоянии и использовании рек, составить ВХБ реки, и дать первичную информацию об основных мероприятиях по улучшению малых рек, их комплексного использования и охране;

в) это мероприятие, направленное на предотвращение заиления и исчезновение рек.

5. Основная цель сооружения водохранилища:

а) изменение гидрометеорологических условий и условий обитания рыбы;

б) накопление воды для хозяйственных нужд;

в) аккумулирование твёрдого стока в чаше водохранилища.

6. Каковы негативные последствия от создания водохранилищ:

а) подъём УГВ на сопредельной территории;

б) застой и цветение воды;

в) увеличение меженного стока реки.

г) затопление земель и формирование мелководных зон.

7. Что должен обеспечивать минимально допустимый расход воды в реке:

а) постоянную скорость течения воды;

б) неразмывающую скорость течения воды;

в) необходимую глубину воды в русле.

8. Для чего необходимы санитарные попуски воды из водохранилища:

а) для затопления сельскохозяйственных угодий;

б) для производства рыбы;

в) для предотвращения снижения скоростей движения воды и образование обратных течений.

9. Какие попуски предусмотрены при использовании рек для судоходства:

а) судоходные;

б) навигационные;

в) санитарные.

Тесты к лекции №3

«Использование водных ресурсов малых водосборов»

1. На что повлияло нарушение естественного режима малых рек, произошедшее в последние 30-40 лет, связанное с созданием водохранилищ, увеличением промышленного и хозяйственно-бытового водопотребления и водоотведения:

а) на запасы водных ресурсов;

б) на гидрохимический режим;

в) на гидрогеологический режим.

2. Что влияет на изменение годового стока малых рек:

а) зарегулированность малых рек прудами;

б) сброс большого количества сточных вод;

в) антропогенная деятельность на водосборе (вырубка леса, агротехнические мероприятия, распашка территории).

3. Основные методы управления паводками:

а) создание небольших русловых водохранилищ;

б) создание хозяйственных водоёмов в пределах коренного русла при помощи водоподъёмной плотины;

в) обвалование затапливаемых территорий и создание польдеров.

4. Оперативное управление количеством и качеством водных ресурсов возможно при:

а) комплексном использовании и охране водных ресурсов;

б) создание автоматизированной ВХС управления;

в) формирование ВХС.

5. Что такое водоохранная зона:

а) составная часть природоохранных мероприятий, улучшающих гидрологический и гидрохимический режимы водного источника;

б) территория, прилегающая к акваториям рек, рек, озёр и водохранилищ, на которой устанавливают специальный режим, в целях предотвращения загрязнения, засорения, истощения вод и заиления водных объектов;

в) поймы рек, надпойменные территории, бровки и крутые склоны берегов, а также балки и овраги, непосредственно входящие в речную долину.

6. От чего зависит минимальная ширина водоохраной зоны:

а) от гидрологических характеристик рек;

б) от расстояния до истока реки;

в) от площади акватории.

7. Чему равна минимальная ширина водоохраной зоны для озёр и водохранилищ при площади акватории более 2000км²:

а) 300 м;

б) 500 км и более;

в) 500 м и более.

8. Какие существуют направления рационального использования водных ресурсов малых водосборов:

а) влияние гидромелиорации на водные ресурсы малых рек;

б) повторное использование очищенных сточных вод;

в) рационализация антропогенных воздействий в пойме реки;

г) рационализация природопользования на повышенных элементах рельефа водосбора.

9. Что называют паводком:

а) природное явление, под действием которого формируется пойма и русло реки;

б) неотъемлемый процесс, стабилизирующий экосистему поймы;

в) процесс, происходящий под влиянием антропогенной деятельности, и направленный на улучшение экологического состояния реки.

10. В природоохранных зонах водоисточников запрещается:

а) любая хозяйственная деятельность;

б) стоянка автотранспорта, заправка их топливом, мойка и ремонт любой техники;

в) применение ядохимикатов.

11. Что является основой оптимизации использования водных ресурсов:

а) рациональное использование водных ресурсов;

б) схема КИВР в бассейне малой реки;

в) формирование структуры ВХК.

Тесты к лекции №4

«Гидротехнические мелиорации»

1. Орошение это:

а) естественное увлажнение почв;

б) исскуственное увлажнение почв;

в) внесение в почву минеральных удобрений.

2. Орошение применяется там, где:

а) увлажнение почвы атмосферными осадками недостаточно;

б) увлажнение почвы атмосферными осадками в избытке;

в) в почве существует недостаток питательных веществ.

3. Необходимый водный режим почвы создаётся и регулируется:

а) комплексом различных ГТС;

б) комплексом различных агротехнических сооружений;

в) хозяйственной деятельностью.

4. Какие решаются задачи при орошении сточными водами:

а) внесение в почву вместе с водой необходимых для растений питательных веществ;

б) отвод сточных вод с предприятия;

в) снижение затрат на очистку сточных вод.

5. Орошение сточными водами называют:

а) мелиоративным;

б) удобрительным;

в) губительным.

6. Что входит в состав оросительной системы:

а) водохранилища, водозаборы, рыбозащитные устройства, отстойники, насосные станции;

б) оросительные водосборно-сбросные и дренажные сети, нагорные каналы, сооружения на сети;

в) устройства, средства управления и автоматизации контроля за мелиоративным состоянием земель, поливные и дождевальные машины;

г) объекты электроснабжения и связи, противоэрозионные сооружения, производственные и жилые здания, дороги, дамбы.

7. Оросительные сети состоят из:

а) каналов оросительной, водосборно-сбросной и дренажной сети;

б) магистрального канала, его ветвей, межхозяйственных, хозяйственных и внутрихозяйственных распределителей различных порядков, временных оросителей и выводных борозд;

в) водохранилища, насосных станций, отстойников, дождевальных машин.

8. Магистральный канал и его ветви служат для:

а) сбора и отвода избыточных вод;

б) сброса воды из оросительных каналов;

в) транспортировки воды от источника орошения к межхозяйственной оросительной сети, из которой вода поступает в каналы, обслуживающие отдельные хозяйства.

9. Дренажная сеть служит для:

а) отвода избыточных грунтовых вод с территории оросительной системы;

б) снижения УГВ в тех случаях, когда высокий уровень их препятствует росту и развитию растений;

в) отвода вод на повторное орошение.

10. Основное назначение головных сооружений:

а) регулирование расходов, подаваемых в тот или иной канал;

б) забор воды и подачу в систему;

в) измерение расходов и уровней воды в каналах.

Тесты к лекции №5

«Гидротехнические методы рекультивации»

1. В качестве наиболее общих путей достижения цели рекультивационных работ является:

а) необходимость уменьшения количества наносов, выносимых с водосбора;

б) задержание стока в почвенном покрове водосборного бассейна;

в) повышение транспортирующей способности потока в коренном русле;

г) увеличение дренирующей способности коренного русла в межень;

д) создание водоёмов в коренном русле в межень.

2. Чтобы реки остались вечно жизнеспособными в их бассейне необходимо создать:

а) природоохранные зоны;

б) водоохранные зоны;

в) зоны чрезвычайной экологической ситуации.

3. К существенному увеличению стока наносов приводит:

а) вырубка лесов;

б) распашка крутых склонов, балок;

в) химическое, бактериологическое, тепловое загрязнение воды рек.

4. Восстановление оптимального водного режима в половодье может быть осуществлено:

а) улучшением дренажа поймы;

б) трансформированием расходов воды в верховом водохранилище;

в) обвалованием отдельных участков поймы.

5. Верховые водохранилища могут быть с совмещенными функциями:

а) для рекультивационных попусков;

б) для руслоформирующих попусков;

в) для хозяйственных попусков.

6. Наилучший способ закрепления вогнутых берегов:

а) химический;

б) биологический;

в) физический.

7. Берега, ограничивающие пойменные массивы, разделяются на:

а) сливные;

б) наливные;

в) разливные;

г) изливные.

8. Через сливные берега происходит:

а) излив потока из коренного русла на пойму;

б) слив осветленной на пойме воды в русло;

в) затопление поймы в режиме нерестилищ.

9. Задачей рекультивационных работ на прибрежных полосах является:

а) стимулирование прироста сливных берегов;

б) предупреждение повышения изливных берегов;

в) стимулирование прироста изливных берегов и предупреждение повышения сливных берегов.

« Задачи гидротехнической рекультивации»

1. Вложенные в рекультивацию средства наиболее быстро будут окупаться при комплексном решении:

а) хозяйственных задач;

б) гидрологических задач;

в) экологических задач;

г) рекреационных задач;

д) экономических задач.

2. Задержание стока дождевых и талых вод на сельскохозяйственных угодьях приводит:

а) к уменьшению годового стока реки;

б) разрушению почвенного покрова и невозможности роста растений;

в) увеличению выхода сельскохозяйственной продукции.

3. Повышение водообеспеченности на приречной территории может быть достигнуто путём:

а) проведения рекультивационных работ;

б) регулирования стока воды;

в) уменьшения изъятия воды водопотребителями.

4. Водоёмы, созданные в коренном русле в межень, могут быть использованы:

а) для рекреационных целей;

б) для разведения водоплавающей птицы и организации водопоя скота;

в) в противопожарных целях.

5. Улучшение дренажа поймы можно достигнуть путём:

а) предотвращения заиления русла;

б) стимулирования хорошего промыва коренного русла в половодье;

в) регулированием затопления поймы.

6. Обвалование отдельных участков поймы имеет следующие последствия:

а) устраняется затопление избранных участков поймы;

б) развиваются неблагоприятные процессы засоления и заболачивания;

в) становится возможным возделывание более ранних сельскохозяйственных культур.

Тесты к лекции №6

«Оросительные мелиорации»

1. Что представляет собой орошение:

а) создание каналов для подачи воды к пастбищам;

б) зарегулирование стока вод;

в) система мероприятий для пополнения влаги в почве с целью получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

2. Где и когда необходимо применение орошения:

а) в засушливые периоды на европейской части РФ;

б) в Краснодарском и Ставропольском краях осенью;

в) в Сибири в период колошения ржи;

г) в районах, где количество осадков достаточно, но в летний период.

3. Регулярно действующее орошение бывает:

а) самотечным;

б) с механическим подъёмом воды;

в) паводковым.

4. Какие виды орошения относятся к специальным:

а) дождевание;

б) удобрительное и окислительное речными водами;

в) отеплительное;

г) удобрительное сточными водами;

д) увлажнительное.

5. Что изменяется при орошении:

а) тепловой и микробиологический режимы почв;

б) микроклимат орошаемой территории;

в) сток реки или водохранилища;

г) количество и качество урожая сельскохозяйственных культур.

6. Что такое оросительная система:

а) хозяйственные постройки;

б) совокупность орошаемых участков, сооружений, механизмов для забора воды и её транспортирования до орошаемых площадей;

в) балки, овраги, нагорные каналы.

7. На какие типы подразделяются оросительные системы в зависимости от хозяйственного направления:

а) рисовые системы;

б) креветковые системы;

в) хлопковые системы;

г) системы плодоовощного направления.

8. На какие типы делятся оросительные системы в зависимости от конструкции:

а) открытые, состоящие из каналов и лотков;

б) открытые перепады;

в) закрытые трубопроводы;

г) комбинированные.

Тесты к лекции №7

«Виды, способы и техника орошения»

1. Каким требованиям должны соответствовать способы и техника полива:

а) увеличению вертикальной фильтрации;

б) обеспечению увлажнения корнеобитаемого слоя;

в) сохранению структуры почвы.

2. Условия применения полива по бороздам и полосам:

а) на засоленных почвах;

б) на участках с уклонами до 0,02-0,05;

в) на участках со сложным рельефом;

г) в сильнозасушливых районах.

3. Условия применения полива затоплением:

а) лиманное орошение;

б) орошение риса;

в) орошение хлопчатника и овощных культур;

г) орошение на участках с уклонами более 0,05..

4. Где возможно применение дождевания:

а) в зонах избыточного увлажнения;

б) в зонах недостаточного увлажнения;

в) на хорошо спланированных участках;

г) на балках и склонах;

д) на тяжёлых почвах в условиях сухого и жаркого климата.

5. Типы дождевальных систем:

а) станционные и полустанционные;

б) вертикальные и горизонтальные;

в) передвижные.

6. Условия применения подпочвенного орошения:

а) на равнинных участках с песчаными почвами;

б) на участках со сложным и изрезанным рельефом;

в) на засоленных почвах при УГВ менее 1,5;

г) на участках с тяжёлыми почвами.

7. Что входит в систему дождевания:

а) трубопроводы, насосные станции, дождевальные машины и агрегаты;

б) коллекторно-дренажная сеть;

в) насосно-силовое оборудование, водопроводящие трубы, дождевальные аппараты.

Тесты к лекции №8

«Водопотребление оросительной системы»

1. Что такое режим орошения:

а) количество подаваемой воды;

б) совокупность числа, сроков и норм полива;

2. От чего зависит потребление оросительной системы:

а) от поливных режимов сельскохозяйственных культур;

б) размеров орошаемой площади;

в) КПД каналов системы;

г) мощности насосной станции.

3. Виды поливов:

а) влагозарядковые;

б) предпосевные;

в) вегетационные;

г) промывные.

4. Что такое поливная норма:

а) количество воды, подаваемой на 1га поливной площади, занятой сельскохозяйственной культурой, за вегетационный период;

б) количество воды, подаваемой на всю площадь, занятую сельскохозяйственной культурой за один полив;

в) количество воды, подаваемой на 1га поливной площади, занятой сельскохозяйственной культурой, за один полив.

5. Какую называют поливной:

а) нетто;

б) валовая;

в) брутто.

6. От чего зависит поливная норма:

а) от вида сельскохозяйственной культуры;

б) от фазы развития сельскохозяйственной культуры;

в) от расходов воды в водоисточнике;

г) от водно-физических свойств почвы.

7. На что направлены планировочные работы:

а) на снижение поливных и оросительных норм;

б) на увеличении УГВ;

в) на повышение производительности труда при поливах;

г) на создание равномерности увлажнения на участке.

Тесты к лекции №9

«Оросительные и водосборные каналы»

1. Причины изменения расхода воды в каналах и когда это происходит:

а) расходы каналов изменяются не только в течение года, но по годам при изменении влажности года, водоносности источника орошения, при смене культур на полях севооборота;

б) расходы каналов изменяются вследствие изменения во времени расходования воды на транспирацию, испарение и периодичность проведения поливов;

в) расходы изменяются в зависимости от поперечного сечения каналов.

2. Что называется расходом брутто канала:

а) расход воды в голове канала;

б) расход воды в конце участка канала;

в) расход воды с учётом потерь по каналу.

3. Что называется нетто канала:

а) расход воды в голове канала;

б) расход воды в конце участка канала;

в) сумма потерь на фильтрацию и испарение.

4. Какие расходы каналов устанавливают при проектировании:

а) максимальный, минимальный, нормальный и форсированный;

б) расходы нетто и брутто;

в) форсированный расход;

г) максимальный и минимальный.

5. Чему равен минимальный расход в магистральных каналах:

а) 40% от максимального расхода;

б) 25% от форсированного расхода;

в) 50% от нормального расхода.

6. Из чего складываются потери воды из каналов:

а) из потерь воды на испарение;

б) из потерь воды на утечку из сооружений на каналах;

в) из потерь на фильтрацию, испарение и эксплуатационных утечек из сооружений.

7. Коэффициент полезного действия каналов (КПД) каналов и как он определяется:

а) КПД канала или его участка равен отношению расхода воды в конце канала к расходу воды в голове этого канала;

б) КПД канала – это разность расходов в голове канала и в конце его;

в) КПД – это сумма потерь расходов по длине канала.

8. Способы борьбы с фильтрационными потерями в каналах:

а) уплотнение грунтов;

б) уплотнение водопроницаемости грунтов ложа каналов и устройство одежд из маловодопроницаемых материалов;

в) покрытие из пластичных материалов.

9. Какие глубины наполнения бывают в каналах и каким расходам они соответствуют:

а) в оросительных каналах постоянного или длительного действия различают глубины: h_min, h_max, h_нор, h_фор. Эти глубины соответствуют Q_min, Q_max, Q_нор, Q_фор;

б) глубина наполнения бывает h_max, h_фор и они соответствуют расходам Q_max и Q_фор;

в) глубины наполнения бывают h_min и h_max и они соответствуют расходам Q_min и Q_max.

10. Как принимается расположение каналов в плане:

а) в зависимости от границ землепользования;

б) с учётом рельефа, инженерно-технических и гидрогеологических условий;

в) каналы в плане должны быть прямолинейные.

11. Выбор формы поперечного сечения каналов:

а) формы поперечного сечения каналов выбирают в зависимости от их размеров, характера грунтов основания и способа производства работ;

б) каналы бывают только трапецеидальной формы;

в) каналы бывают только полигональной формы.

12. Классификация каналов по условиям производства работ:

а) каналы прямоугольной формы, трапецеидальные;

б) каналы в насыпи, выемке каналы в полувыемке – полунасыпи;

13. Чем обеспечивается устойчивость русла канала:

а) расчётной скоростью при соблюдении условий: скорость течения должна быть меньше допустимой размывающей скорости (υ_разм) и больше допустимой заиляющей (υ_заил) скорости;

б) пропуском расчётных расходов;

в) допустимыми поперечными сечениями каналов.

14. Основные задачи гидравлического расчёта канала:

а) определение основных параметров поперечного сечения канала;

б) определение живого сечения, уклона, средней и допустимой скоростей, глубины наполнения каналов при пропуске по нему различных расходов;

в) расчёт гидравлического радиуса канала и коэффициента Шези.

15. Назначение водосборно-сбросных каналов:

а) водосборно0сбросная сеть предусматривается для сбора и отвода воды с территории посевных участков, поверхностно стока воды из распределителей при технологических сбросах и опорожнении, а также при авариях;

б) для овода коллекторно-дренажного стока;

в) для сброса воды в водоприёмник.

Тесты к лекции №10

« Рисовые оросительные системы»

1. Что является первичным элементом орошаемой территории, занятой рисовыми севооборотами:

а) картовые оросители;

б) сбросы-оросители;

в) поливная рисовая карта.

2. Типы поливных карт:

а) Краснодарского типа;

б) Дальневосточного типа;

в) Луганского типа;

г) Кубанского типа;

д) Узбекского типа.

3. Как проектируют участковые распределители:

а) с горизонтальным дном и дамбами;

б) с уклонами и дамбами;

в) без дамб.

4. Что такое закрытые рисовые системы:

а) рисовую карту не делят на чеки;

б) воду подают и сбрасывают по трубопроводу;

в) воду подают по трубопроводу, а сбрасывают через открытый канал.

5. Где можно размещать рисовые системы:

а) на легких почвах с уклоном не более 0,05;

б) на маловодопроницаемых почвах с уклоном не более 0,005;

в) на болотных почвах;

г) в районах с суммой температур за вегетационный период более 2500^оС.

6. Каким должен быть КПД картовых оросителей:

а) КПД = 1,1;

б) КПД = 0,7-1,0;

в) КПД < 0,7.

7. Типы режимов орошения риса:

а) временное затопление;

б) постоянное затопление;

в) укороченное затопление.

Тесты к лекции №11

«Водосберегательные мелиорации»

1. Что такое водооборот:

а) мероприятия по рациональному использованию водных ресурсов;

б) хозяйственное мероприятие;

в) природоохранное мероприятие.

2. Какие системы устраивают в сложных условиях рельефа:

а) водооборотные системы с двумя накопителями и двумя насосными станциями;

б) водооборотные системы с одним прудом-накопителем и двумя насосными станциями;

в) водооборотные системы с двумя прудами-накопителями и одной насосной станцией.

3. На каких участках устраивают водооборотные системы с незамкнутом циклом:

а) на орошаемой территории со спокойным рельефом и развитым почвенным покровом;

б) на участках с неразвитым почвенным покровом;

в) на участках, не используемых в сельском хозяйстве.

4. Что предусматривает водооборотная система:

а) дренажную сеть с колодцами-накопителями;

б) вертикальный дренаж;

в) горизонтальный дренаж.

5. От чего зависит выбор наиболее эффективных типов водооборотных систем:

а) рельефа местности;

б) характера стока;

в) геологических и гидрогеологических условий;

г) способа хозяйствования;

д) вида возделывания культур.

6. Какие виды орошений являются наиболее эффективными:

а) периодическое дождевание;

б) импульсное дождевание;

в) капельное и аэрозольное увлажнение;

г) внутрипочвенное орошение.

7. Как производится выбор способа и техники полива сточными водами:

а) с учётом качества подготовки сточных вод;

б) с учётом фаз развития возделываемых сельскохозяйственных культур;

в) с учётом почвенных и климатических условий;

г) с учётом санитарно-защитных зон.

Тесты к лекции №12

«Предохранение орошаемых земель от засоления и заболачивания»

1. Причины засоления орошаемы земель:

а) близкое залегание грунтовых вод;

б) интенсивное испарение;

в) орошение высокоминерализованными водами;

г) удобрительное орошение.

2. Каким бывает засоление по химическому составу почв:

а) сульфатное и сульфатно-хлоридное;

б) хлоридное и хлоридно-сульфатное;

в) карбонатно-гидрокарбонатное.

3. Как подразделяют засоленные почвы по генезису:

а) временное и постоянное засоление;

б) реликтовое засоление;

в) современное соленакопление.

4. Какова глубина залегания солевого горизонта высокосолончаковатых почв:

а) до 30 см;

б) 100-150 см;

в) 30-50 см.

5. Причина вторичного засоления:

а) близкое залегание грунтовых вод;

б) глубокое залегание грунтовых вод;

в) интенсивный и продолжительный процесс испарения;

г) орошение высокоминерализованными водами.

6. Какие мероприятия направлены на предупреждение вторичного засоления:

а) глубокая зяблевая вспашка и послеполивное рыхление;

б) строительство коллекторно-дренажной сети;

в) насыпка или подсыпка плодородного слоя почв на орошаемой территории;

г) посев многолетних трав;

д) удаление лесополос;

е) промывка засоленных земель.

7. От чего зависит эффективность промывки засоленных земель:

а) от физических свойств почвы и степени её засоления;

б) от вида возделываемых культур;

в) от наличия или отсутствия дренажной системы.

8. Где промывка даёт положительные результаты:

а) на хорошо спланированном и замолованном участке;

б) на участках со значительным уклоном;

в) на больших по площади участках;

г) на больших чеках с уплотнёнными валиками.

9. В каких случаях устраивают дренаж:

а) минерализованные грунтовые воды залегают на глубине менее критической и их естественный отток недостаточен;

б) грунтовые воды залегают на значительной глубине;

в) при больших промывных нормах.

10. Какие дренажные сети имеют больше недостатков:

а) открытые сети;

б) закрытые сети;

в) постоянные;

г) временные.

Тесты к лекции №13

«Противопаводковые мелиорации»

1. Для чего применяют противопаводковые мероприятия:

а) против затопления земель паводковыми водами;

б) против осушения земель;

в) при создании водохранилищ;

г) для затопления земель паводковыми водами.

2. В зависимости от характера затопления противопаводковые мероприятия подразделяются на:

а) нестроительные;

б) строительные;

в) предстроительные.

3. Нестроительные противопаводковые мероприятия включают:

а) обвалование-ограждение земель дамбами (валами);

б) размещение с/х культур и строений на затапливаемой территории с учётом паводков;

в) заблаговременный прогноз паводков;

г) уменьшение расхода реки и снижение уровней воды путём её разгрузки;

д) страхование посевов;

е) повышение пропускной способности русла реки за счёт русловыправительных работ;

ж) предупреждение о паводках и эвакуация населения.

4. По расположению и назначению дамбы обвалования подразделяются на:

а) береговые;

б) морские;

в) озёрные.

5. Какой паводок является расчётным для затопляемых дамб:

а) весенний;

б) летне-осенний;

в) весенне-летний;

г) осенне-зимний.

6. От чего зависит удаление дамб от берега и расположение их в плане:

а) от устойчивости русла реки;

б) от отметки паводкового уровня;

в) от поперечного уклона поверхности земли;

г) от высоты ветрового нагона.

7. Для чего на затопляемых дамбах устраивают шлюзы-регуляторы и прорези-водосливы:

а) для уменьшения заложения откосов;

б) для затопления польдера весенним паводком;

в) для отвода воды при спаде паводка;

г) для сброса воды в летний период.

8. На каких участках рек и с какой целью применяют углубление и расширение русла:

а) на реках со слабой извилистостью для небольшого понижения русла;

б) на извилистых участках рек, характеризующихся малыми уклонами;

в) для понижения уровня воды в русле и устранения опасности наводнений.

9. С какой целью предусматривается строительство водооградительного вала:

а) для обогащения почвы плодородным илом;

б) для уменьшения расхода реки;

в) для защиты центральных усадьб и орошаемых массивов от затопления паводковыми водами.

Тесты к лекции №14

«Дренаж на засоленных почвах»

1. От чего зависит критическая глубина УГВ:

а) от характера почвогрунтов;

б) от вида возделываемых культур;

в) от минерализации грунтовых вод;

г) от режимов полива.

2. Какие соли обуславливают засоленность почв:

а) NaCl, Na₂CO₃, Na₂SO₄;

б) CaSO₄, MgCO₃, CaCO₃, Ca(HCO₃)₂;

в) MgCl₂, CaCl₂, MgSO₄.

3. Что такое порог токсичности:

а) предельно допустимое содержание всех солей, выше которого они оказывают угнетающее действие на с/х растения;

б) высокое содержание ионов Na и Cl^–;

в) высокое содержание ионов Са и SO4^—;

г) высокое содержание ионов Са и СО3^—.

4. По каким показателям классифицируют дренаж:

а) по назначению и расположению;

б) по конструкции;

в) по времени работы;

г) по глубине корнеобитаемого слоя;

д) по степени вскрытия водоносных слоёв.

5. На основании чего устанавливают необходимость устройства дренажа:

а) анализа водно-солевого режима почв;

б) биологических особенностей с/х культур;

в) требований водоснабжения;

г) требований охраны окружающей среды;

д) на основании технико-экономического сравнения.

6. Какие конструкции дренажа проектируют при одно и двух пластовой схеме залегания грунтовых вод:

а) вертикальный дренаж;

б) горизонтальный дренаж;

в) комбинированный дренаж.

7. Что из себя представляет горизонтальный дренаж:

а) совокупность горизонтальных дрен и коллекторов и смотровых колодцев;

б) совокупность вертикальных, горизонтальных дрен и коллекторов;

в) совокупность скважин и коллекторов.

8. От чего зависит эффективность вертикального дренажа:

а) наличия тесной связи грунтовых вод с подземными водами пласта;

б) отсутствия такой связи;

в) от скважности фильтра;

г) от глубины залегания грунтовых вод;

д) от технологии бурения скважин.

9. Каким должно быть подключение скважин к закрытым коллекторам:

а) открытым;

б) закрытым;

в) комбинированным.

Тесты к лекции №15

«Эрозия почв. Предупреждение и борьба с эрозией и оползнями грунтов»

1. Каковы последствия плоскостной эрозии почв:

а) уменьшается влагоёмкость;

б) почва теряет связанность и распыляется;

в) уменьшается поверхностный сток;

г) ухудшаются химические свойства почвы.

2. Какова степень эродированности подзолистых почв, если смыт частично иллювиальный горизонт:

а) V;

б) I;

в) II;

г) IV;

д) III.

3. В каких районах РФ процессы плоскостной эрозии развиты слабо:

а) в нечерноземной полосе;

б) в центральных черноземных областях;

в) в южном Заволжье;

г) на Северном Кавказе.

4. Главные причины смыва почвы:

а) большие уклоны поверхности;

б) большая сопротивляемость почвы;

в) малая водопроницаемость материнских пород;

г) частое выпадение жидких осадков.

5. Что такое линейная эрозия:

а) смыв частиц почвы из поверхностного слоя на больших площадях;

б) размыв почвы на значительную глубину с образованием промоин и оврагов.

6. Факторы, способствующие развитию линейной эрозии:

а) рельеф с большими уклонами;

б) рыхление почвы;

в) интенсивные дожди, образующие мощные потоки;

г) частые и сильные ветры;

д) наличие древесной, кустарниковой и травянистой растительности.

7. Агролесомелиоративные меры борьбы с плоскостной эрозией почв:

а) вспашка вдоль склона;

б) увеличение глубины вспашки на склонах;

в) вспашка в двух взаимно перпендикулярных направлениях под острым углом к направлению склона;

г) создание поперёк склона лесных полос;

д) использование склонов под зерновые культуры;

е) использование склонов под сады и ягодники.

8. Гидротехнические способы борьбы с эрозией почв:

а) устройство на лёгких почвах гребенчатых террас с горизонтальными валами;

б) устройство на тяжёлых (с уклоном <0,12) почвах ступенчатых террас;

в) устройство на почвах с уклоном >0,2 траншейных террас.

9. Меры борьбы с ростом оврагов:

а) задержание стекающей воды на приовражной полосе системой водоуловительных каналов и валов;

б) спуск паводковых вод в овраг по быстротокам и консольным перепадам;

в) спуск паводковых вод в овраг по водоуловительным каналам;

г) укрепление дна и откосов оврага.

10. Борьба с оползнями грунтов:

а) ограждение оползневого массива от притока на него вод с водосбора нагорными и ловчими каналами;

б) осушение всего оползневого массива;

в) осушение слоя возможного скольжения грунтовых масс с помощью дрен и галерей;

г) устройство валов-заградителей;

д) устройство подпорных стенок у основания оползневого массива.

Тесты к лекции №16

«Классификация нарушенных земель и мероприятий по их восстановлению»

1. Причины истощения и уничтожения почвенного покрова:

а) создание водохранилищ;

б) загрязнение вредными веществами;

в) создание тепличных хозяйств;

г) интенсивный полив и внесение удобрений;

д) разработка полезных ископаемых.

2. Какие виды земель включает классификация нарушенных земель по направлениям рекультивации:

а) с/х земли;

б) земли водохозяйственного направления;

в) водоохранные полосы;

г) леса и лесопарки, охотничьи базы;

д) земли строительного направления.

3. Что относится к группе нарушенных земель по характеру увлажнения (обводнения):

а) выемки карьерные и земляные;

б) овраги и балки;

в) отвалы и земляные насыпи;

г) пересечённые каналами территории.

4. Что должны предусматривать мероприятия по охране земель:

а) предотвращение дефляционных процессов;

б) форсированное орошение земель;

в) создание противоэрозионных сооружений;

г) охрана почв и вод от загрязнения и истощения;

д) продольную распашку склонов и балок;

е) нормированное осушение и орошение земель.

Тесты к лекции №17

«Рекультивация нарушенных земель»

1. Что такое качество окружающей среды:

а) состояние экосистем находится в постоянном изменчивом равновесии;

б) состояние экосистем неизменно;

в) состояние экосистем зависит от взаимодействия с человеком.

2. Что такое рекультивация:

а) естественное восстановление природной среды;

б) искусственное восстановление естественного качества природной среды;

3. Что включает в себя биологическая рекультивация:

а) рекультивацию земель;

б) рекультивацию ландшафтов;

в) рекультивацию атмосферы;

г) строительство дорог.

4. Что включает в себя техническая рекультивация:

а) проведение строительной планировки территорий;

б) внесение органо-минеральных удобрений;

в) формирование откосов;

г) снятие, транспортировка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые земли;

д) засыпка карьеров;

е) посадка кустарников и лесов.

5. Что составляет основу рекультивации техногенных образований:

а) очистка техногенного стока;

б) применение противооползневых мелиораций;

в) горнотехнические работы.

Тесты к лекции №18

« Природопользование и экологическая обстановка в дельте р. Волга»

1.Чем обусловлено изменение состава вод агросистем:

а) внесением минеральных удобрений и пестицидов;

б) мелиорацией ГТС;

в) изменением климатических условий.

2. Какой характер носит формирование аграрных экологических водных систем:

а) глобальный;

б) региональный;

в) территориальный.

3. Чем определяются региональные особенности фоновой природохозяйственной обстановки на малых водоёмах:

а) путём анализа гидрологических, гидрохимических, агроклиматических, биологических, рыбохозяйственных, водохозяйственных, экономических и мелиоративных материалов;

б) путём непосредственной оценки состояния водоёмов на местности;

в) путём имеющихся экологических и мелиоративных фондовых материалов.

4. Для оценки фоновой эколого-токсикологической ситуации экосистемы дельты Волги использована:

а) комплексная классификация малых водотоков;

б) комплексная классификация вод суши;

в) классификация рек и озёр дельты Волги.

5. Как классифицируют гидроэкологические показатели:

а) по солевому составу, по эколого-санитарным показателям, по биолго-морфологическим показателям;

б) по эколого-токсикологическим, по радиоэкологическим, по санитарно-техническим показателям;

в) по солевому составу, по эколого-санитарным, по эколого-токсикологическим и радиоэкологическим показателям.

6. В зависимости от диапазона знаний показателей качество вод оценивается:

а) семью классами;

б) тремя классами;

в) пятью классами.

7. Что позволяет сравнить данная классификация:

а) состояние природных и антропогенных экосистем одного или разных регионов;

б) состояние водных объектов одного или разных регионов;

в) состояние экосистем отдельно взятого региона.

8. Что служит приемником сбора с рисовых систем в дельте реки Волга:

а) рукава Волги;

б) озёра, лиманы, ильмени;

в) малые водотоки.

Тесты к лекции №19

Date: 2021-01-20; view: 3106; Нарушение авторских прав

Бассейн – это часть суши, включающая водосбор и данную речную систему и ограниченная орографическим водоразделом.

Банкет – защитная отсыпка грунта, предохраняющая выемку от поверхностных вод.

Водосбор – это часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает своё питание.

Водоохранная зона – это часть территории, прилегающая к акваториям водных объектов суши (реки, озера, водохранилища), на которой устанавливается специальный режим в целях предотвращения их загрязнения, истощения и заиления.

Гипсование – это химическая мелиорация, направленная на изменение химического состава солонцовых почв путём внесения в неё гипса, способного вытеснить ион натрия из поглощающего комплекса солонцов. В результате гипсования в комплексе с дренажем солонцы можно превратить в плодородные почвы.

Грунтовые воды – это подземные воды первого от поверхности существующего водоносного горизонта, залегающего на первом по площади водоупорном пласте.

Дамбы – сооружения (в основном земляные), возводимые для ограждения и защиты земель, населённых пунктов и промышленных предприятий от затопления высокими водами.

Дрены – это каналы, шахты, колодцы различной глубины или трубы, которые устраивают для отвода грунтовых вод с целью понижения их уровней.

Дренаж – совокупность ГТС (дрен, коллекторов, скважин, насосных станций), посредством которых собирают и отводят с орошаемого массива почвенно-грунтовые воды.

Деформация русла – изменение параметров русла (ширины, глубины) за счёт эрозии и аккумуляции наносов.

Дефляционный процесс – это опустынивание земель.

Запруды – сооружения, перекрывающие русло реки, устраиваемые для частичного или полного преграждения течения воды в период межени.

Инфильтрация – просачивание, вертикальное движение воды в грунте.

Истощение водных объектов – это снижение запасов и объёмов воды в реках, озёрах и водохранилищах.

Кольматаж – это закупорка фильтрационных пор глинистыми частицами путём осаждения на поверхность земли речных наносов или разжиженного речного грунта.

Коэффициент стока – это отношение объема стока к количеству выпавших на площадь водосбора атмосферных осадков. Величина безмерная, изменяющаяся от 0 до 1.

Кротование – устройство в почве осушаемого участка цилиндрических полостей на глубину 0,5-0,7м диаметром 6-20см, похожих на ходы кротов. Прокладывают кротовые полости (дрены) кротовыми плугами.

Номинальная размывающая скорость определяет собой транспортирующую способность потока.

Норма стока – средний многолетний расход воды (Q_н, ³/с).

Оползни представляют собой смещения вниз по склону масс рыхлой породы под действием силы тяжести, особенно при насыщении их водой и при чередовании в них водоупорных о водоносных слоёв.

Паводок – это фаза водного режима, которая может повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным, увеличением расходов и уровней воды и вызывается обычно дождями или быстрым снеготаянием во время оттепелей.

Пойма – часть речной долины или приозёрных понижений, которые периодически заливаются во время половодий или при значительных паводках.

Польдеры – это осушенные участки маршей, защищенные дамбами от затопления морскими водами.

Русло реки – наиболее низкая часть долины, занятая водным потоком в межень.

Слой стока – это количество воды, стекающее с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределённого по площади водосбора и выраженного в миллиметрах.

Сток воды – это одновременно и процесс стекания воды в речных системах и характеристика количества стекающей воды.

Сток наносов – это суммарное количество наносов, переносимое рекой за какой-либо промежуток времени (месяц, сезон, год).

Суффозия – это вынос взвешенных веществ потоками грунтовых вод.

Тампонаж – это нагнетание цементного или других быстротвердеющих растворов в горные породы, с целью повышения их водогазонепроницаемости и несущей способности или в зазор между крепью и стенками горной выработки.

Терраса – это искусственная горизонтальная или малоуклонная площадка, образующая уступ на склоне местности.

Траверсы – поперечные валы, устраиваемые для уменьшения площади затопления в случае прорыва продольной дамбы.

Фильтрация – просачивание воды сквозь поры грунта. В ГТС фильтрация воды может происходить через тело насыпей, плотин и дамб, дно и откосы каналов и т.д.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айдаров И. П., Голованов А. И., Никольский Ю. Н. Оптимизация мелиоративных режимов орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных земель. – М.: Агропромиздат, 1990.

2. Арский Ю. М., Данилов-Данильян В. И., Залиханов М. Ч. и др. Экологические проблемы: Учебное пособие. – М., 1997.

3. Арустамов З. А., Левакова И. В., Баркалова Н. В. Экологические основы природопользования. – М.: Изд. Дом «Дашков и К», 2002.

4. Голованов А. И., Сурикова Т. И., Сухарев Ю. И., Зимин Ф. М. Основы природообустройства. – М.: Колос, 2001.

5. Голованов А. И., Кожанов Е. С., Сухарев Ю. И. Ландшафтоведение. – М.: Колос, 2005.

6. Дементьева В. Г. Орошение. – М.: Колос, 1979.

7. Капельникова Л. П. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. – С.-П.: ПРОПО, 1993.

8. Кирюшин В. И. Экологизация земледелия и технологическая политика. – М.: МСХА, 2000.

9. Катунин Д. Н., Бережнов Г. В., Немошкалов С. М. Мелиорация малых водотоков дельты р. Волги. – Астрахань, 2003.

10. Комплексное использование водных ресурсов и охрана природы. Учебник./Под редакцией В. В. Шабанова – М.: Колос, 1994.

11. Маслов Б. С., Минаев В. И., Губер К. В. Справочник по мелиорации. – М.: Росагропромиздат, 1989.

12. Маслов Б. С., Минаев В. И. Мелиорация и охрана природы. – М.: Росагропромиздат, 1985.

13. Мелиорация и водное хозяйство. Справочник «Осушение»/Под редакцией Б. С. Маслова – М.: Агропромиздат, 1985.

14. Мелиорация и водное хозяйство. Справочник «Орошение»/ Под редакцией Б. Б. Шумакова – М.: Агропромиздат, 1985.

15. Мелиорация и водное хозяйство. Справочник «Сооружения»/ Под редакцией П. А. Полад-Заде – М.: Агропромиздат, 1987.

16. Пособие к СНиП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации «Охрана окружающей среды». – М.: Центринвестпроект, 2000.

17. Проект по рекультивации нарушенных земель института «Астраханьгипроводхоз».

18. Реймерс Н. Ф. Природопользование. – М.: Колос, 1990.

19. Романенко В.Д. Экологическая оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты. – Киев, 1990.

20. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. Учебник/ Под редакцией Д. С. Орлова и В. Д. Васильева. – М.: МГУ, 1994.

21. Сметанин В. И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. – М.: Колос, 2000.

22. Сметанин В. И. Восстановление и очистка водных объектов. – М.: Колос, 2003.

23. СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения» – М., 1985.

24. Стандарт 17.5.1.02-85 «Классификация нарушенных земель для рекультивации». – М., 1985.

25. ТЭО «Инженерная защита города Астрахани от затопления и подтопления». – Астрахань: Гипроводхоз, 1994.

26. ФЦП «Каспий» – 1018443.31940-00. – Астрахань: Гипроводхоз, 1994.

27. Шарова Л. В. Экология дельты Волги и орошаемое земледелие. – Астрахань, 1999.

28. Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов. Научные труды под ред. Р. С. Чкалова. – М.: МГУ,1992.

Date: 2021-01-20; view: 841; Нарушение авторских прав