Одна из основных задач осушения заболоченных и переувлажненных земель – установление режима осушения. Режим осушения – это совокупность элементов водного режима осушаемых земель, обеспечивающих оптимальное развитие сельскохозяйственных культур в любой по погодно-климатическим условиям год.
Водный режим осушенных земель определяется влажностью почвы в зоне распространения корневой системы и продолжительностью затопления почвы в весенний и летне-осенний периоды. Активно воздействуя на водный режим, осушение земель влияет на воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы. Многолетними исследованиями установлена оптимальная влажность корнеобитаемого слоя осушаемых почв, которая составляет для зерновых культур в среднем 55-70%, для овощных и картофеля – 60-75%, для корнеплодов – 55-65%, для многолетних трав – 65-80% от полной влагоемкости (ПВ). Верхний предел оптимальной влажности почвы определяется минимальным содержанием воздуха в почве, а нижний – количеством легкодоступной для растений влаги. Отклонение влажности в ту или иную сторону отрицательно сказывается на урожайности возделываемых культур.
Для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур и обеспечения хорошего газообмена между почвой и атмосферой, содержание воздуха в почве должно быть: для овощных культур, картофеля, корнеплодов – 35-40%, для зерновых культур – 20-30%, для многолетних трав – 15-20% от пористости. Благоприятный воздушный режим обеспечивается, когда суммарное содержание кислорода и углекислоты в корнеобитаемом слое почвы составляет около 20-21% от всего объема воздуха в ней.
Состав почвенного воздуха и его количество в почве сильно зависит от уровня залегания грунтовых вод. С понижением уровня грунтовых вод концентрация диоксида углерода уменьшается, а содержание кислорода увеличивается. Накопление диоксида углерода и снижение концентрации кислорода в почвенном воздухе при более высоком уровне залегания грунтовых вод указывают на ослабление процессов газообмена между почвой и атмосферой, ухудшении аэрации почв, что служит одной из причин снижения урожайности, особенно культур, требовательных к аэрации.
Уровень грунтовых вод, обеспечивающий наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы для той или иной культуры в течение вегетационного периода, называется нормой осушения. Нормы осушения для различных сельскохозяйственных культур, произрастающих на одинаковых почвах, а также для одинаковых культур, произрастающих на разных почвах, могут сильно отличаться. Пример такой разницы можно увидеть в приведенной ниже таблице.
Культура
Методы и способы осушения земель
Под методом осушения подразумевают воздействия на водный режим почв с целью ликвидации их переувлажнения. Применяют следующие методы осушения:
Ускорение стока поверхностных и почвенных вод на объектах атмосферного питания на водоразделах и пологих склонах с тяжелыми почвами.
Перехватывание поверхностных и грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию со стороны водосбора или со стороны реки (водоема).
Понижение уровня грунтовых вод на участках, где переувлажнение или заболачивание – следствие высокого уровня грунтовых вод.
Метод отеплительных мелиораций применяется в условиях многолетней мерзлоты, где переувлажнение связано с глубоким промерзанием покровных почвогрунтов.
Метод двустороннего регулирования почвенной влаги связан с осушением и с увлажнением почвы.
Способы осушения – это технические и агротехнические приемы и средства, с помощью которых осуществляется тот или иной метод осушения. В зависимости от различных условий рекомендуются следующие способы осушения:
Осушение одиночными каналами и закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводопроницаемых минеральных почвах.
Осушение закрытым дренажем маломощных торфяников, подстилаемых слабоводопроницаемыми грунтами и используемых под пашню.
Торфяники мощные (более 1,5-2,0 м) предварительно осушаются открытыми каналами и кротовым дренажем, а затем после осадки торфа закладывается закрытый дренаж.
Осушение торфяников открытыми каналами в сочетании с разреженным закрытым дренажем при использовании их под пашню и пастбища.
Осушительная система и ее элементы
Осушительная система – комплекс осушительных, увлажнительных, гидротехнических и других сооружений, обеспечивающих превращение торфяных болот и минеральных заболоченных земель в высокопродуктивные угодья и создающих благоприятные условия для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур. В осушительные системы входят следующие звенья:
1. Осушаемая территория. 2. Регулирующая сеть – открытые каналы или закрытые дрены и собиратели, выводные борозды, ложбины, поглотительные фильтры и другие устройства, предназначенные для регулирования водно-воздушного режима почвы в корнеобитаемом слое. 3. Проводящая сеть – магистральные каналы разного порядка, закрытые и открытые коллекторы, предназначенные для приема воды из регулирующей и оградительной сети и отвода ее в водоприемник. 4. Оградительная сеть – ловчие и нагорные каналы, различные дрены, дамбы и другие устройства, предохраняющие осушаемые земли от затопления поверхностными и подземными водами со стороны водоприемника. 5. Водоприемники, принимающие с осушаемой площади и проводящей сети избыточные воды. Водоприемниками могут быть реки, озера, балки и другие искусственные и естественные водоемы. 6. Гидротехнические сооружения – шлюзы-регуляторы, трубопереезды, перепады, быстротоки, насосные станции, дренажные устья, колодцы, позволяющие управлять работой осушительной сети. 7. Дорожная сеть для эксплуатации мелиорируемых земель.
Культуртехнические работы на осушаемых землях
К культуртехническим работам относят удаление или уничтожение древесно-кустарниковой растительности, пней, камней и кочек, очистку площади от древесных остатков, первичную обработку почвы, планировку поверхности. Важное требование при выполнении работ по освоению мелиорируемых земель – максимальное сохранение плодородного слоя почвы на всех этапах гидротехнических и культуртехнических работ.
Наибольший объем работ приходится на удаление древесно-кустарниковой растительности и пней. Расчистку земель от древесной растительности начинают с выбора всей деловой ее части. Затем мелколесье и кустарники срезают кусторезами, а оставшиеся пни и корни удаляют корчевальными машинами, после чего древесную массу вычесывают корчевальными боронами или измельчают и перемешивают с почвой машинами для фрезерования кустарника. При удалении древесно-кустарниковой растительности неизбежен вынос гумусового слоя почвы, который компенсируется повышенными дозами органических удобрений.
Камни удаляются с поверхности почвы и скрытые на глубине до 0,30 м. Уборка камней производится в два этапа – крупные и средние валуны удаляют корчевателями одновременно или сразу же после вывоза мелколесья и кустарника. Затем камнеуборочными машинами (УПК-0.6, МКП-1.5) убирают камни, извлеченные при обработке почвы.
Удаление кочек высотой 0,1-0,15 м производят тяжелыми дисковыми боронами за несколько проходов или фрезами. Более высокие кочки срезают бульдозерами или разделывают машинами типа МПГ-1.7, МТП-42. В зимнее время кочки удаляют при глубине промерзания почвы не более 0,1 м и высоте снега до 0,15 м.
Выравнивание поверхности почвы включает капитальную планировку и выравнивание микрорельефа. Осуществляют эти работы бульдозерами, скреперами, грейдерами, планировщиками и аналогичными машинами.
Окультуривание осушаемых земель – важнейшее условие получения высоких урожаев и повышения продуктивности мелиорируемых земель. Комплекс окультуривания и повышения плодородия включает следующие основные мероприятия: систему обработки почвы мелиоративной направленности, подбор наиболее продуктивных культур и введение севооборотов, систему удобрений, известкование и гипсование, добавление минерального грунта к торфяным почвам.
Для скорейшего окультуривания торфоболотных почв в качестве предварительных культур возделывают пропашные на протяжении 2-3 лет. На почвах, где после культуртехнических работ остаются камни, корневые остатки, в первый год рекомендуется высевать однолетние и многолетние травы, на второй – озимые и картофель, на третий – пропашные. На низинных болотах в первый год освоения можно сеять овес, озимую рожь, на второй год – пропашные.
Источник статьи: http://k-a-t.ru/agro/21-meliorati3/index.shtml
Машины для осушения заболоченных земель открытым дренажом
4. Машины для осушения заболоченных земель открытым дренажом
Для осушения болот и заболоченных земель данным способом требуется регулирование водоприемника, прокладка магистральных и коллекторных каналов и осушителей. В качестве водоприемника, способного принять и отвести избыточную воду с осушаемой территории, используют имеющиеся люки. Для обеспечения нормальной работы реки в качестве водоприемника углубляют, спрямляют и уширяют ее русло. Магистральные каналы на болотных массивах с ровной поверхностью прокладывают на расстоянии от 1,5 до 3 км друг от друга. Глубина магистрального канала в торфяных грунтах составляет 1,7…2,5 м, а в заболоченных минеральных грунтах – 1,5…2,0 м.
Коллекторы собирают воду с мелкой осушительной сети и отводят ее в магистральный канал. Глубина коллекторов на торфяных грунтах составляет 1,4…1,6 м, а на минеральных – 1,2…1,4 м. Осушители предназначены для понижения уровня грунтовых вод в коллекторные каналы. Длину осушителей принимают 0,5…1,0 км, глубину на торфяных почвах 1,0…1,2 м, а на минеральных 0,7…1, м.
Преимущества открытой осушительной сети состоит в следующем:
· строительство открытых каналов проще, полностью механизировано и поэтому дешевле строительства закрытого дренажа;
· для строительства открытой осушительной сети не требуется никаких материалов;
· улучшаются условия отвода поверхностных вод.
Недостатки открытой осушительной сети:
· открытые каналы затрудняют работу широкозахватных скоростных сельскохозяйственных машин и снижают их производительность;
· открытые каналы и прилегающие к ним необработанные полосы занимают значительную часть (до 18%) площади осушаемых земель и являются рассадником сорной растительности;
· на эксплуатационные расходы по уходу и текущему ремонту открытая осушительная сеть требует затрат значительных средств;
· для переезда через открытые каналы требуется устройство большого числа мостов и труб-переездов и ограждений.
Согласно общепринятому определению, канавокопатель, каналокопатель, машина для прокладки осушительных канав и оросительных каналов, а также траншей, кюветов и др.
Различают канавокопатель с активными рабочими органами – ротором или фрезой, с пассивными – плугом или отвалом и с комбинированными органами, например с отвалом и ротором или с ротором, шнеком и многоковшовым рабочим органом.
Фрезы или роторы устанавливают на тракторе, прицепных или самоходных шасси. Одно – и двухфрезерные канавокопатели применяют для прокладки осушительных каналов глубиной 0,5–2 м в болотно-торфяных грунтах.
Фрезы вращаются со скоростью до 30 м/сек, необходимой для создания усилия среза и измельчения растительности, торфа и разбрасывания вынутого грунта на расстояние до 20 м; роторные канавокопатели используют при разработке оросительных каналов глубиной до 2 м, сооружаемых в плотных грунтах.
Скорость вращения роторов до 8 м/сек. Грунт разбрасывается на небольшие расстояния и часто используется для формирования дамб. В зависимости от категории грунта и сечения канала фрезерные и роторные канавокопатели образуют канал за один или несколько проходов. Производительность фрезерных и роторных канавокопателей 80–800 м³/ч. Плужными (прицепными или навесными) и отвальными К. образуют каналы, используя тяговое усилие трактора.
Рабочий орган плужных канавокопателей – двухотвальный плуг, который при перемещении одним или несколькими тракторами за один проход образует канал глубиной 0,4–1,2 м, производительность до 1800 м 3 /ч.
Рабочий орган отвального канавокопателя – 2 симметричных отвала грейдерного типа, которые послойно разрабатывают грунт, формируя дно и откосы канала производительностью до 1500 м 3 /ч.
Канавокопатели с комбинированными рабочими органами прокладывают за один проход канал глубиной до 3 м, планируют дно и откосы. Каждый из рабочих органов разрабатывает определённую часть сечения канала. Канавокопатели широко применяются в народном хозяйстве при разработке торфяных месторождений, строительстве оросительных и осушительных каналов и при выполнении др. земляных работ.
Лебедочно-якорное устройство состоит из прицепной к базовому трактору 1 рамы 2 с лебедкой 3, снабженной тяговым тросом 4 и установленной на раме 2 опорной плиты 5. Боковые стороны опорной плиты 5 соединены с базовым трактором 1 стабилизирующими тросами 6. В транспортном положении устройство опирается на гидроуправляемые колеса 7. Транспортировка устройства на удаленные объекты производится на прицепе за автомобилем, в кузове которого перевозится базовый трактор. При работе трактор отъезжает на длину тягового троса 4, колеса 7 поднимаются, и включается лебедка 3. Трос 4, например, протягивает плужный канавокопатель, а опорная плита, внедряясь в грунт, удерживает устройство от сдвига. После намотки троса 4 на лебедку 3 она отключается, колеса 7 опускаются на грунт, поднимая конструкцию устройства, и агрегат переезжает на новую позицию, где при необходимости повторяет описанный цикл.
1. Айзерман, М.А. Классическая механика / М.А. Айзерман. – М.: Наука, 1974. – 368 с.
2. Буренко Л.А. Винокуров В.И. Ремонт сельскохозяйственных машин. – М.: Росагропромиздат, 1991. – 201 с.
3. Бородин И.Ф. Технические средства автоматизации. – М.: Колос, 1982. – 303 с.
4. Верещагин В.И. Левшин А.Г. Скороходов А.Н. Организация и технология механизированных работ в растениеводстве. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 416 с.
5. Галустов Р.А. Зубов Н.И. Малогабаритная техника в крестьянском хозяйстве. – Брянск, 1999. — 267 с.
6. Гнездовые, квадратно-гнездовые, рядовые и разбросные сеялки, М., 1974.
7. Ленский А.Р. Система технического обслуживания машинотракторного парка. – М.: Россельхозиздат, 1982. – 224 с.
8. Лурье, А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов / А.Б. Лурье. – Л.: Колос, 1981. – 382 с.
9. Машины для строительства и содержания осушительных каналов, М. 1969.
10. Полевицкий К.А., Сельскохозяйственные машины и орудия, 3 изд., М. – Л., 2003.
Источник статьи: http://www.kazedu.kz/referat/151281/2
Многолетними исследованиями установлена оптимальная влажность корнеобитаемого слоя осушаемых почв, которая составляет для зерновых культур в среднем 55-70%, для овощных и картофеля – 60-75%, для корнеплодов – 55-65%, для многолетних трав – 65-80% от полной влагоемкости (ПВ). Верхний предел оптимальной влажности почвы определяется минимальным содержанием воздуха в почве, а нижний – количеством легкодоступной для растений влаги. 
