Проект комплексной мелиорации и использования участка

Расчет количества подпорных  щитков для машина ДДА-100МА:

I=(H-h)/i, м, где I-расстояние м, Н- наибольший слой воды в канале (1,0м), h-наименьший слой воды в канале (0,5м), i-уклон канала.

1. i=(94,45-94,2)/740=0,0003; I=(1,0-0,5)/0,0003=1666,7м; n=740/1666,7 =0,4=1
2. i=(93,9-93,7)/740=0,0003; I=(1,0-0,5)/0,0003=1666,7м; n=740/1666,7 =0,4=1

Условные обозначения  к плану комплексной мелиорации участка:

1. Лиманы
2. Водовыпуски
3. Магистральный канал
4. Кротовый дренаж
5. Схема полива ДДН-100
6. Подпорные щитки
7. Схема пользования многолетних трав на выпас
8. Гидранты-водовыпуски
9. Напорный трубопровод
10. Схема полива ДДА-100MA
11. Насосная станция
12. Осушители-оросители
13. Водозадерживающие валы
14. Номера, площади и границы полей.

2.2.Оценка обеспеченности  каждого элемента рельефа факторами жизни растений, определение видов потребных мелиорации очередности их выполнения

С помощью мелиорации регулируются такие факторы жизни  растений как: воздух, вода, питательные  вещества, реакция среды. В зависимости  от избытка или недостатка факторов подбираются соответствующие виды мелиорации для их регулирования, а в зависимости от реальных возможностей их выполнения, чтобы не нарушить технологический процесс сельскохозяйственного производства, устанавливается очередность выполнения мелиорации.

Очередность выполнения мелиорации, независимо от их важности, будет следующей: 1)осушение; 2)культуртехнические мелиорации (КТМ); 3)известкование; 4)внесение органических и минеральных удобрений; 5)глубокое рыхление почвы; 6)орошение.

Обеспеченность факторами жизни растений рассчитывается по формуле: Об=(факт. знач. • 100%) / оптим. знач.

Продуктивная влага  определяется  по формуле: W_прод=100* H* А*(В_нв-В_вуз), где W_прод.- запас продуктивной влаги, м³/га; Н - глубина определяемого слоя, м; А - объемная масса этого слоя, г/см³; В_нв и В_вуз - влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости и влажности устойчивого завядания, % от абсолютно сухой почвы.

1. 0-20см  - водораздел (т.сугл.) W_прод=100* 0,2* 1,25*(19-9)=250 м³/га=25

            -склон(глина)W_прод=100* 0,2* 1,23*(25-13)= 295м³/га=29,5мм

           -пойма (торф.)W_прод=100* 0,2* 1,28*(14-5)= 230м³/га=23мм

2. 0-100см.-водораздел(т.сугл.)W_прод=100*1,0*1,55*(13-5)=1240 м³/га=124мм

            -склон(глина.)W_прод=100*1,0*1,52*(18-9)=1368 м³/га=136,8 мм

           -пойма (торф.)W_прод=100*1,0*1,58*(9-3)=948 м³/га=94,8 мм.

Отклонения от оптимальных  значений показателей на данном участке  отражены в таблице 1.

 

Таблица 1

Обеспеченность факторами  жизни растениями, потребность в  мелиорациях и очередность их выполнения

Факторы жизни растений и другие показатели	Единицы измерений	Оптимальные значения	Водораздел			Склон			Пойма
			Фактические значения	% обеспеченности	Виды потребных мелиораций и очередность их выполнений	Фактические значения	% обеспеченности	Виды потребных мелиораций и очередность их выполнений	Фактические значения	% обеспеченности	Виды потребных мелиораций и очередность их выполнений
Механический состав почвы			легкосуглинистая			среднесуглинистая			супесь
Пористость	%V почвы	50-65	47	94		46	92		49	98
Водоотдача (ПВ-НВ)	% от ПВ	20-40	23	115		13	65		37	185
Наименьшая влагоемкость (НВ)	% от ПВ	80-60	77	96,25		87	108,7		63	78,7
Наличие воздуха	% от ПВ	20-40	23	115		13	65	Гл.рыхление 5	37	185
Наличие влаги	% от ПВ	80-60	77	96,25		87	108,7		63	78,7
Запас продуктивной влаги  в слоях, мм	0-20 см	40	25	62,5		30	75		23	57,5
	0-100 см	160	124	77,5		137	85,6		95	59,4	Орошение 6
Мощность перегнойного горизонта	см	20-22	14	60	Внесение органических удобрений 3	13	55	Внесение органических удобрений 3	16	75	Внесение органических удобрений 4
Наличие гумуса	%	3-4	2,2	73,3		2,0	66,7		1,8	60
Гидролитическая кислотность	мг-экв/100г	1,0-2,0	6,0	600	Известкование 2	5,8	580	Известкование 2	6,5	650	Известкование 3
Содержание питательных  веществ в почве, мг/100г	N	6-8	2,0	33,3	Внесение минеральных  удобрений 4	1,8	30	Внесение минеральных  удобрений 4	1,5	25	Внесение минеральных  удобрений 5
	P2O5	17-25	4	23,5		5	29,4		3	17,6
	К2О	17-25	4	23,5		6	35,3		4	23,5
Наличие на участке	пней	-	+		КТМ 1	-			-
	камней	-	-			+		КТМ 1	-
	кустарника	-	-			-			+		КТМ 2
	кочек	-	-			-			+
	ям	-	-			-			+
Глубина залегания грунтовых  вод	м	1	3,0	300		2,0	200		1,0	100	Осушение 1

 

Вывод: высокая обеспеченность всеми  факторами жизни растений наблюдается  на водоразделе, низкая – на склоне (за счет небольшой пористости почвы на данном участке). На склоне отмечается высокое количество К2О, в целом все участки обеспечены главными питательными веществами (N, Р₂О₅, К₂О, до 30-41% обеспеченности). На участке водораздела запланированы мелиоративные мероприятия (культуртехнические, известкование, внесение минеральных и органических удобрений), по сравнению с поймой (осушение, культуртехнические, известкование, внесение минеральных и органических удобрений, орошение)  и склоном (культуртехнические, известкование, внесение минеральных и органических удобрений, глубокое рыхление). Таким образом, основные мероприятия, применяемые на всех участках – культуртехнические, известкование, внесение минеральных и органических удобрений, кроме этого, на склоне дополнительно проводят глубокое рыхление, а в пойме – осушение и орошение.

 

2.3.Проектирование  противоэрозионных мероприятий

 

Эрозия почв – разрушение и смыв почвы водой, стекающей по поверхности  земли (поверхностная, линейная, овражная водная эрозия), или выдувание плодородного слоя ветром. Эрозия распространена повсеместно. Главные причины эрозии – неправильное использование территории склонов (вырубка лесов, введение пропашных севооборотов, перевыпас скота), климатические (количество осадков, скорость ветра, совокупность элементов климата) и почвенные условия (гранулометрический состав почвы, водопроницаемость, структурность и др.).

 

 

 

 

Таблица 2

Расчет влаго- и воздухоемкости почвы, возможности предотвращения поверхностного стока и эффективности использования осенне-зимних осадков при естественном сложении почвы и после глубокого рыхления

Показатели	Единицы измерения	Водораздел (л.сугл.)		Склон (ср.сугл.)
		при ест.слож.	после гл.рыхл.	при ест.слож.	после 1 гл.рыхл.	после 2 гл.рыхл.
1	2	3	4	5	6	7
Годовое кол-во осад. Wос.год.	мм	500		500	500
Летнее кол-во осад. Wос.лет.	мм	240		240	240
Осен.-зим. кол-во ос. (1-2) Wос.ос-зим)	мм	260		260	260
Пористость почвы Wпор	%Vпочвы	47		46	56
Полная влагоемкость Wпв	мм	470		460	560
Наименьшая влагоемкость Wнв	%пв	77		87	71
	мм	362		401	400
Воздухоемкость (пв-нв) Wвозд	%пв	23		13	29
	мм	108		59	160
Влажность устойчивого  завядания Wвуз	%нв	40		50	50
	мм	145		201	200
Водопроницаемость Vвпит	мм/мин	0,07		0,035	0,07
Продолжительность таяния снега tтаяния	суток	10		10	10
Объем водовместимости  почвы (5-8), Wв-вм	мм	325		259	360
Объем продуктивной влаги (6-8) Wпрод	мм	220		200	200
Объем впитывания Wвпит воды в почву в период таяния снега (9*10*1440)	мм	1008		504	1008
Возможный объем стока Wстока из-за недостатка Wв-вм (3-11) Wвпит (3-13)	мм	-65		-1	-100
	мм	-748		-244	-748
Реальный объем поступления Wреал воды в почву от осенне-зимних осадков (мин3,11,12,13)	мм	220		200	200
	м3/га	2200		2000	2000
Коэффициент водопотребления зерновых культур К	м3/т	1000		1000	1000
Возможная урожайность  зерновых культур за счет осенне-зимних осадков Увозм (15/16)	т/га	2,2		2	2

 

Вывод: возможный поверхностный сток на водоразделе и склоне отсутствуют. Воздух в пределах оптимального значения. Глубокое рыхление проводить не требуется.

Для защиты почвы от эрозии на склонах в литературных источниках рекомендуется полосное размещение культур и защитных полос. Так на склоне 10-12° ширину защитных полос, состоящих из многолетних трав, рекомендуют 8-10м и межполосное пространство 20-30см. Разная ширина защитных полос и межполосного пространства не позволяет сделать равновеликие поля и затрудняет чередование культур в полях. Поэтому целесообразнее нарезать поля одинаковой ширины, а более широкие полосы полей с многолетними травами только повысят противоэрозионную надежность почв на склоне.

Севооборот для водораздела:

1.овес с подсевом  клевера

2.клевер 1г.п. (сенаж)

3.клевер 2г.п. (семена)

5. картофель

Севооборот для склона:

1.пшеница + люцерна

2. люцерна 1 г.п. (сенаж)

3. люцерна 2 г.п. (сено)

4. люцерна 3 г.п. (семена)

5. люцерна 4 г.п. (трав.мука)

6. люцерна 5 г.п. (зеленый  корм)

7. люцерна 5 г.п. (зеленый  корм)

8. озимая рожь

Для повышения водопроницаемости  почвы через четыре года после  глубокого рыхления рекомендуется щелевание многолетних трав.

Кроме того, по границам полей поперек склона можно предусмотреть  устройство водозадерживающих валов. Таким образом, должна быть обеспечена полная защита почв от эрозии, как на водоразделе, так и на склоне.

 

2.4.Проектирование  на плане осушительно-оросительной  системы

Создание только одной  осушительной системы вследствие кратковременности  ее действия в течение вегетационного периода будет иметь низкую эффективность. Исходя из этого, целесообразно проектирование осушительно-оросительной системы двойного регулирования водного режима, чтобы система использовалась в течение всего вегетационного периода: весной - как осушительная, а летом - как оросительная.

Более 75% территории России и около 51% территории стран СНГ находятся в зоне избыточного увлажнения, где осушительные мелиорации играют исключительно важное, нередко определяющее значение для рационального ведения сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства, улучшения условий  существования человека, мест обитания биоты, рекреационной  обстановки, дизайна ландшафтов. Осушение (дренаж) играет важную роль в создании транспортных коммуникаций, зданий промышленного и гражданского назначения, спортивных сооружений (стадионов, спортплощадок, футбольных полей), аэродромов и др.

Причины избыточного  увлажнения земель: климатические - преобладание осадков над испарением; рельеф местности - вода может скапливаться в пониженных элементах рельефа; слабая водопроницаемость почвы; растительность - лес, травы, мох способствуют задержанию влаги на 
участке; комплексные, например, сочетание избыточных осадков со слабой водопроницаемостью.

Типы водного питания:

• Атмосферный (характерен для всех элементов рельефа),
• Грунтовый безнапорный,
• Грунтово-напорный,
• Склонный (деэлювиальный),
• Намывной (аллювиальный).

В мелиоративной практике применяют следующие методы осушения: ускорение стока воды с поверхности  почвы путем устройства открытых каналов и борозд; понижение уровня грунтовых вод при помощи открытых каналов или дрен; ограждение осушаемого массива от подтопления или затопления паводковыми водами реки или потоками воды с прилегающих склонов местности.

В зависимости от метода осушения и планируемого сельскохозяйственного  использования осушаемой площади (луга, пастбища, полевой, овощной или кормовой севообороты) выбирают наиболее эффективный способ осушения. К основным способам осушения относятся:

открытые каналы, отводящие  поверхностные и грунтовые воды;

• горизонтальный и вертикальный дренаж, отводящий почвенно-грунтовые и частично поверхностные воды;
• вертикальные водопоглощающие колодцы, понижающие уровень грунтовых вод и отводящие воду в нижележащий песчаный слой;
• ловчие каналы или головной дренаж территории, подтопляемой потоком грунтовых вод с вышерасположенной территории;
• нагорные каналы, отводящие поверхностные воды, которые стекают с прилегающих склонов;
• открытые каналы;
• обвалование земель в целях защиты их от затопления водами рек в период разлива.

Норма осушения – оптимальная  глубина залегания грунтовых  вод, при котором обеспечивается высокий урожай сельскохозяйственных культур и несущая способность почвы при работе сельскохозяйственной техники.

Осушительная система  – комплекс инженерных систем, создающих  необходимые условия для улучшения  водно-воздушного режима переувлажненных почв. В состав осушительной системы входят: осушаемое болото или избыточно увлажненные земли; водоприемник; проводящая сеть каналов или дрен, предназначенная для своевременного сбора воды и отвода ее в водоприемник; собиратели, коллекторы; ограждающая сеть – нагорные каналы, дамбы; регулирующая (осушительная) сеть каналов или дрен, отводящих поверхностные и почвенно-грунтовые воды и обеспечивающих в корнеобитаемом слое оптимальные водный и воздушный режимы.