МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
«РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АПК»
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2007


УДК 631.6
ПРИРОДООХРАННЫЕ  МЕРОПРИЯТИЯ  НА ОСУШАЕМЫХ ПОЙМЕННЫХ ЗЕМЛЯХ ПРИ  РЕГУЛИРОВАНИИ ВОДНОГО РЕЖИМА

В.В. Пчёлкин – д.т.н., проф.
ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,
г. Москва, Россия

   There worked up standard scheme of measures conservancy in period regulation figuresof  melioration condition on thereclaimed-flooded lands on the basis of perennial investigations.  There  offered  structure of melioration system  and worked up ecologically safety condition of irrigation for agricultural crops on the reclaimed-flooded lands.

   Эффективность производства сельскохозяйственной продукции на осушаемых пойменных землях зависит от создания в почве оптимального водного, и связанного с ним воздушного, питательного и теплового режимов. Для этого в Московской области используются мелиоративные системы с двойным регулированием водного режима почв, которые позволяют обеспечить стабильность земледелия в самые неблагоприятные по климатическим условиям годы и повысить урожайность культур на 20-40 %.
   Однако, наряду со значительным повышением продуктивности сельхозяйственных земель, при проведении мелиоративных работ без учета требований охраны природы могут возникнуть нежелательные последствия: ухудшение водного режима почв, снижение плодородия почв, ухудшение качества природных вод и др. Все это вызывает необходимость экологического совершенствования осушительных систем [2]. Рациональное использование природных ресурсов и их охрану при мелиорации земель можно решать двумя способами: во-первых, на стадии проектирования, осуществляя поиск лучшего варианта по условиям охраны природы; во-вторых, разрабатывая специальные природоохранные мероприятия, в том числе и создание новых мелиоративных систем. Для достижения этой цели на опытно-производственном участке Московского государственного университета природообустройства, расположенном в пойме р. Дубны, были проведены комплексные многолетние научные исследования по водному, воздушному, питательному и тепловому режимам почв [3]. Результаты этих исследований легли в основу разработки природоохранных мероприятий на осушаемых пойменных землях при регулировании водного режима почв.
Раздел «Охраны природы» при проектировании осушительных и осушительно-оросительных систем разрабатывается с помощью нормативных документов [1], но последние не связаны в стройную систему и не привязаны непосредственно к природным условиям мелиорируемых земель [2].
   Таким образом, возникает необходимость разработать стройную систему природоохранных мероприятий, позволяющих учитывать типы почв, гидрогеологические условия, тип водного питания объекта мелиорации, метод и способ осушения земель, конструктивные особенности мелиоративных систем. ВНИИГиМ совместно с УралНИИВХ были разработаны типовые схемы природоохранных мероприятий для осушительных и осушительно-увлажнительных систем [2]. При этом, к типовым следует относить не мероприятия с единичным природоохранным эффектом, а такие, которые без изменения своей природоохранной сущности могут быть многократно повторены в различных проектах мелиорации земель [1].
   Однако типовой схемы природоохранных мероприятий для предлагаемой осушительно-оросительной  системы  нет  (рисунок) [3].

                           
Осушительно-оросительная система
1 – борозды;  2 – выводная борозда; 3 – водоприемный колодец; 4 – камеры очистки;
5 – стакан для сбора наносов; 6 – смотровой колодец; 7 – коллектор;
8 – дрены;  9 – устьевое сооружение;  10 – контур орошения; 11 – трубопровод

   Из таблицы 1 видно, что типовая схема природоохранных мероприятий при регулировании водно-воздушного режима осушаемых пойменных земель, увязывает гидромелиоративные, агромелиоративные и агротехнические мероприятия с природоохранными. Эта связь осуществляется через вид воздействия гидроагромелиораций на почвы и воды и отрицательные изменения природной среды, вызываемые этими воздействиями. Чтобы устранить отрицательные изменения природной среды от гидроагромелиораций была разработана система природоохранных мероприятий на основе экологически безопасного мелиоративного режима. Данная система включает в себя основные показатели мелиоративного режима и допустимые пределы регулирования этих показателей.

Таблица 1
Типовая схема природоохранных мероприятий при регулировании показателей
мелиоративного режима на осушаемых дерново-глеевых пойменных землях

Вид воздействия

Возможная экологическая опасность

Природоохранные мероприятия

Допустимые требования к показателям мелиоративного режима

1

2

3

4

1.  Почвы (осушение + орошение)

Понижение УГВ

Возникновение опасности переосу-шения почв

Установление требуемой нормы осушения (дренаж)

1.1. Величины норм осушения в период вегетации:
свекла кормовая – 1,0-1,3 м;
многолетние травы – 1,0 м;
капуста – 0,9-1,0 м;
кукуруза – 1,1-1,2 м;
картофель – 1,0-1,2 м

Возникновение опасности ухудше-ния водно-физичес-ких и агрохимиче-ских свойств почвы в результате перепромывки

Дополнительное увлажнение почв (дождевание)

 

Установление требуемой нормы осушения

1.2. Влажность почвы в расчетном  слое:
свекла корм.–  (0,64-0,74)ПВ;
многолетние травы – (0,68-0,77)ПВ;
капуста – (0,68-0,78)ПВ;
кукуруза – (0,66-0,74)ПВ;
картофель – (0,63-0,76)ПВ
по 1.1; 1.2

 

Введение рациональной системы удобрений, и ре-жимов орошения

1.4   по 1.2; Таблица 2;
Многолетние травы:
злаковые N120Р40К120;
бобовые N120Р40К120;
свекла кормовая N140Р80К180 +15т/га  навоза;
капуста N150Р100К150+15 т/га навоза;
кукуруза N180Р90К150+15 т/га навоза;
картофель N90Р60К120+50 т/га;
ТНК      

 

Организация поверхностного стока в период весеннего снеготаяния

1.7. Количество поверхностного  стока  
          П = 0,1?ос за год

Ускорение отво-да повер-хностных вод

Изменение почвообразовательных процессов с образованием иллювиального слоя

Введение рациональной системы удобрений и агротехнических приемов

1.6   по 1.4
Средневзвешенный уклон  не должен превышать 0,005     

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

Отвод поверхностных вод

Возникновение опасности эрозии почв

Сохранение плодородного  слоя почвы. Использование осушительных систем (рис.)

1.8. Диапазон уклона борозд от   0,00 до 0,02.
Средневзвешенный уклон не должен превышать  0,005    

Нарезка борозд, гребней, гряд, кротование, щелевание

Возникновение опасности смыва мелких фракций с поверхности почвы

Устройство на осушительной сети специальных водоприемных колодцев-отстойников.
Внесение собранных наносов из  колодцев-отстойников на осушаемую территорию    

1.7. Смыв почвы не более 2,3 т/га в год

1.8. Количество наносов не более 2,3 т/га в год   

Дождевание

Капельная эрозия. Возникновение опасности изменения водно-физиче-ских и агрохимических свойств почвы

Введение рациональных режимов орошения сель-скохозяйственных культур.
Использование агромелиоративных и агротехнических мероприятий (борозд, гребней, гряд, кротование, глубокое рыхление)

1.9.  Таблица 2.

 

1.10.  Смыв почвы не более
2,3 т/га в год.
1.11. Количество наносов не более 2,3 т/га в год.
Таблица 3

2. Воды (осушение +орошение)

Понижение УГВ

Возникновение опасности ухудшения качества грунтовых и дренажных вод и вод водоприемников в результате повышенного содержания химических веществ в них

Соблюдение правил транспортировки, хранения и внесения удобрений и пестицидов.
Введение рациональной системы удобрений и другие агротехнические приемы

2.1. По существующим технологиям

 

2.2.   по 1.4.; 1.10

Отвод поверхност-ных вод

Возникновение опасности ухудшения качества воды в каналах и водоприемниках в результате сброса поверхностных вод с повышенным содержанием химических веществ

Создание условий для «нулевого» водообмена.
Введение рациональной системы удобрений.
Контроль за концентра-цией химических веществ и не допущение повышения их концентрации более ПДК

2.3.   по 1.1; 1.2.

 

2.4.   по 1.4

 

2.5.   Таблица 3

 

Возможное загрязнение воды в каналах и водоприемниках в результате эрозии

Строительство колодцев-отстойников. Устройство водоохранных зон вдоль каналов и водоприемников

2.6. СниП 2.06.03-85 п.8.1

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

 

 

 

 

 

Поверх-ностное увлажнение от весен-него снеготаяния

 

 

 

 

 

Возникновение опасности застаивания поверхностных вод в микропонижениях на недопустимо длительный срок

Введение рациональной системы удобрений

 

 

 

 

Использование осушите-льных систем (рис.)

 

2.7. Многолетние травы:
злаковые N120Р40К120;
бобовые N120Р40К120;
свекла кормовая N140Р80К180 
+15т/га навоза;
капуста N150Р100К150+15 т/га навоза;
кукуруза N180Р90К150+15 т/га навоза;
картофель N90Р60К120+50 т/га
ТНК      
2.8. Затопление осушаемых пойм паводковыми водами         допускается до 20/IV, а подтопление до 30/IV

Дождевание

Опасность загрязнения грунтовых вод в результате инфильтрации влаги с повышенным содержанием химических веществ

Введение оптимальных режимов орошения сель-скохозяйственных куль-тур.
Введение рациональной системы удобрений.
Забор оросительной воды из водоисточника  необходимого  качества.
Создание условий для сбалансированного водо- обмена

2.9.    Таблица 2

 

2.10.  по 2.7

2.11.   Таблица 3

 

2.12.   по 1.1; 1.2

   Например, метод осушения земель – ускорение отвода поверхностных вод в весенний период. Основное изменение природной среды – возникновение опасности эрозии почв. Природоохранные мероприятия – сохранение плодородного почвенного слоя. Далее рассматриваем конкретные действия, вытекающие из способа осушения. Способ осушения – агромелиоративные приемы. Вид воздействия – нарезка борозд, гребней гряд для отвода поверхностных вод. Основное изменение природной среды – возникновение опасности смыва мелких фракций почвы при отводе поверхностных вод. Природоохранные мероприятия – устройство на осушительной сети специальных водоприемных колодцев-отстойников; внесение собранных наносов из колодцев-отстойников на осушаемую территорию.
   Таким образом, смыв мелких фракций почвы в транспортирующую сеть и водоприемник при осушении земель с помощью агромелиоративных мероприятий устраняется с специальными колодцами-отстойниками. Колодцы-отстойники очищаются от наносов, которые разравниваются на мелиорируемой территории во вневегетационный период.
Аналогичным образом устанавливаются причинно-следственные связи между гидромелиоративными и природоохранными мероприятиями в других случаях (табл. 1).
   В засушливые периоды влажность  почвы  регулируется  определенным  соотноше- нием поливных и оросительных норм, а именно, режимом орошения сельскохозяйст-венных культур. Рациональный  режим орошения культур овощекормового севооборота, разработанный для условий осушаемых пойменных земель, представлен в табл.1 [3]. В таблице 2 даны следующие показатели: обеспеченность оросительных норм;  поливные и оросительные нормы; водообмен зоны аэрации с грунтовыми водами; глубина залегания грунтовых вод; расчетный слой почвы.
   Основное требование к качеству оросительной воды в водоисточнике состоит в том, чтобы при её использовании отсутствовали негативные изменения свойств почвы.

Таблица 2
Режим орошения сельскохозяйственных культур на осушаемых
пойменных землях Московской области*

Р, %

Поливная норма, м?/га

Оросительные нормы, мм

Водо-обмен,
мм

Глубина грунто-вых вод,
см

Расчетный слой почвы,
см

Много-летние травы

Кормовая свекла

Капуста

Куку-руза

Карто-фель

5

300

180
6

173
6

180
6

197
6-7

178
6

+7…+26

121- 126

20-40

10

300

135
4-5

130
4-5

138
4-5

140
4-5

150
5

+6…-5

107- 111

20-40

25

300

83
3

75
3

83
3

88
3

54
3-4

-2…-8

100- 109

20-40

50

300

40
2

30
1-2

42
2

48
2

54
2

-29…-48

 95- 101

20-40

75

300

18
0-1

9
0

17
0-1

23
1

30
1

-38…-61

 83- 100

20-40

 

*в числителе – оросительные нормы;  в знаменателе – количество поливов.

Требование к качеству оросительной воды для орошения, основываются на сопряженном учете ионно-солевого состава почвы и воды, а также устойчивости растений и почв  к токсичным компонентам, содержащимся в воде [4] (табл. 3)

Таблица 3
Требования к качеству оросительной воды [по И.П.Айдарову]

рНП

РнВ

МВ,  г/л

SARП

SARВ

 

?8,3

 

?6,5-8,3

 

?0,5

 

?1

 

?1

 

?1

 

?1

 

?1

 

?0,5

SAR = CNa/ [(CCa+ CMg)/2] –  показатель адсорбируемости натрия, кальция, магния;                       CNa ; CCa; CMg – концентрация  ионов  натрия, кальция, магния, мг?экв/л);  СI – концентрация       i-го токсического компонента.

 Выводы  
На основании многолетних исследований разработана типовая схема природоохранных мероприятий при регулировании показателей мелиоративного режима на осушаемых пойменных землях.
Предложена конструкция мелиоративной системы.
Разработан экологически безопасный режим орошения сельскохозяйственных культур.

Библиографический список

  •    Минаев И.В. Вопрос типичности природоохранных мероприятий.  /Тр. Союзводпроект. – М., 1988. С. 20-21.
  •    Панов Е.П., Михалева А.Е., Гусев В.П. Принципы разработки природоохранных мероприятий при осушении. /Тр. Союзводпроект. – М., 1989.
  •    Пчелкин В.В. Обоснование мелиоративного режима  осушаемых пойменных земель.   – М.: КолосС, 2003. 253 с.
  •    Экологические  требования  к  орошению  почв  России. Рекомендации. РАСХН.                           – М., 1996. С.35-41.