Введение к работе
Актуальность темы. Мелиорация является основой интенсификации, устойчивости и роста сельскохозяйственного производства на избыточно увлажненных почвах Нечерноземной зоны России, составляющих 20,8 млн. га, или 47% всей площади сельхозугодий. На Европейском Севере нуждаются в осушении 1,6 млн. га сельхозугодий из имеющихся в наличии 3,7 млн. га.
Одной из наиболее сложных задач мелиорации является разработка эффективных способов осушения слабоводопроницаемых минеральных почв. В Нечерноземной зоне таких почв насчитывается 6,5 млн. га. Практика показывает, что осушение их обычным дренажем малоэффективно, а слишком частая сеть открытых каналов препятствует механизации сельскохозяйственных работ. В условиях Северного экономического района Европейской территории России до сих пор не установлены границы применения узкотраншейного дренажа в комплексе с фильтрующими элементами и агромелиоративными мероприятиями. Поэтому на современном этапе развития изучение эффективности новых конструкций закрытого дренажа, а также установление их оптимальных параметров является актуальным научным направлением.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось обоснование методов реконструкции осушительных систем с применением закрытого дренажа в тяжёлых слабоводопроницаемых почвах. В задачи исследований входило:
— изучение эффективности осушающего действия узкотраншейного
пластмассового дренажа с фильтрующей засыпкой на фоне глубокого мелиора
тивного рыхления на минеральных почвах с коэффициентом фильтрации менее
0,05 м/суг,
— обоснование параметров закрытого дренажа на основе изучения зако
номерностей формирования водного режима и его влияния на урожайность
сельскохозяйственных культур в различные по водности годы;
сравнительный технико-экономический анализ эффективности дейст вия осушительных систем с различной конструкцией регулирующих элементов
обоснование расчетного периода работы, зависимостей и методов рас чета дренажа на тяжелых почвах по результатам натурных и теоретических ис следований;
разработка технических решений, повышающих надежность и обеспечивающих высокую эффективность мелиоративных систем в течение длительного срока эксплуатации;
разработка рекомендаций по проектированию осушительных систем на тяжелых суглинистых почвах применительно к условиям юга Архангельской области.
Методика и объект исследований.
Для решения поставленных задач выполнены теоретические, лабораторные и полевые исследования в период с 1989-1996 гг. на опытно-производственном участке "Пексамский-2" Архангельской области. В полевых условиях опыты проводились на вариантах дренажа, представляющих собой отдельные дренажные системы из 5-7 дрен, объединенных коллектором. Обработка полученных данных выполнялась с использованием методов математической статистики. Составляющие водного баланса измеряли с помощью специально оборудованных наблюдательных скважин, водосливов, осадкомера и других измерительных устройств в соответствии с методическими указаниями СевНИИГиМ. Агротехнические исследования проводились по общепринятым методикам и государственным стандартам.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом НИР СевНИИГиМ по теме 3.7/0.05.02.01 "Разработать способы реконструкции осушительных систем", а также в рамках темы НИР Россельхозакадемии ЗР 03.02 "Разработать перспективные технологии и технологические средства по реконструкции и эксплуатации мелиоративных систем".
Научная новизна. Впервые для условий Северного экономического района Нечерноземной зоны Европейской территории России доказана эффектив-
ность применения узкотраншейного пластмассового дренажа в сочетании с фильтрующими засыпками и глубоким рыхлением для осушения тяжелых слабоводопроницаемых дерново-глеевых почв. Обоснованы оптимальные параметры дренажа, методы расчета, период действия, расчетный модуль дренажного стока и оптимальный режим осушения для культур полевого севооборота. Выявлены основные закономерности формирования водного режима внепой-менных тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов на озерно-ледниковых отложениях юга Архангельской области, осушаемых закрытым дренажем. Составлены графики, позволяющие в условиях атмосферного водного питания по данным метеостанций определять расчетную интенсивность притока воды к дренам и междренные расстояния в зависимости от водно-физических свойств почв. Получены эмпирические зависимости для расчета основных элементов водного режима осушаемых почвогрунтов.
Основные положения, выносимые на защиту:
новые технические решения по конструкциям закрытого горизонтального дренажа, обеспечивающие высокую эффективность и надежность работы осушительных систем в слабоводопроницаемых фунтах;
методика расчета параметров регулирующей сети в слабоводопроницаемых грунтах при устройстве дренажа узкотраншейным способом с фильтрующими элементами;
рекомендации, позволяющие в условиях атмосферного типа водного питания по метеорологическим данным определять графическим способом расчетный модуль дренажного стока и расстояния между дренами в зависимости от водно-физических свойств почв.
Практическая значимость работы. Материалы исследований дали возможность построить производственные системы дренажа предложенной конструкции на площади 10 га, внедрить агромелиоративные мероприятия на площади 249 га. Данные исследований были использованы при разработке "Рекомендаций по проведению агромелиоративных мероприятий на осушенных почвах тяжелого механического состава Архангельской области" (1990 г.), а также
"Практических рекомендаций по выборочной реконструкции осушительных систем с применением местных строительных материалов в коллективных, фермерских и крестьянских хозяйствах Архангельской области" (197г). Результаты работы могут использоваться проектными, водохозяйственными и строительными организациями.
Апробация работ н публикации. Результаты исследований докладывались на научной сессии, посвященной 135-летию Н. М. Сибирцева (Архангельск, 1995 г.); на И-м международном Съезде почвоведов России, посвященном 150-летию В. В. Докучаева (С.-Петербург, 1996 г.). По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического указателя, включающего 105 работ, в том числе 9 иностранных. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 21 рисунка, 13 приложений.
Похожие диссертации на Обоснование параметров закрытого дренажа на тяжелых почвах при реконструкции осушительных систем в условиях юга Архангельской области
