Файл: Шкинкис, Ц. Н. Проблемы гидрологии дренажа.pdf

Но влияние этих факторов, особенно t, на торфяных почвах выра­ жено несколько сильнее, чем на минеральных почвах. Так же как на минеральных почвах, изменение Е на торфяных почвах наиболее сильно сказывается на режиме формирования максимального дре­ нажного стока. В условиях атмосферного питания величина макси­ мальных модулей дренажного стока на торфяных почвах обычно не превышает 3 л/(с • га).

При определении расчетного дренажного стока для торфяных почв рекомендуется в принципе та же методика, что и для мине­ ральных почв (глава I). Однако для торфяных почв можно допу­ стить более продолжительную гидравлическую перегрузку дре­ нажа, принимая за расчетную 3%-ную обеспеченность максималь­ ных средних суточных модулей дренажного стока.

3. На торфяных почвах низинных болот, так же как на мине­ ральных почвах, интенсивность регулирования водного режима резко возрастает по мере уменьшения расстояний между дренами Е, а особенно по мере увеличения глубины закладки дрен t. Про­ должительность стояния уровней грунтовых вод в верхнем полу­ метровом слое в системах глубокого (1,4—1,5 м) систематического дренажа в среднем в 8—9 раз меньше, чем в системах среднеглу­ бокого (1,1—1,2 м) дренажа. Устойчивое освобождение этого слоя от гравитационных вод весной в первом случае происходит в сред­ нем на четыре-пять недель раньше, чем во втором случае.

Характерно, что на глубоких болотах, а также на мелких бо­ лотах со слабопроницаемым основанием увеличение t на 0,3— 0,4 м повышает интенсивность осушения больше, чем полтора-дву- кратное уменьшение Е.

4. С точки зрения сельскохозяйственного производства наибо­ лее целесообразно глубокое осушение торфяных почв глубоких болот, а также мелких болот со слабопроницаемым основанием с устойчивым понижением уровней грунтовых вод до глубины 1,2—1,3 м. Поскольку на этих болотах величина начального на­ пора составляет в среднем 0,3-—0,4 м, то даже глубокий (1,4— 1,5 м) систематический дренаж может понизить уровень грунто­ вых вод лишь до 1,0—1,1 м от поверхности земли. Более или менее устойчивое понижение уровней при этом дренаже является еще меньшим и не превышает 0,7—0,8 м. Таким образом, дренаж, заложенный на глубине 1,4—1,5 м, практически может обеспечи­ вать лишь относительно мелкое осушение. Это наблюдается еще

ипотому, что в период эксплуатации дренажа вследствие осадки

исработки торфа глубина дрен и, следовательно, интенсивность осушения со временем уменьшаются. По упомянутым причинам более целесообразна по возможности большая глубина закладки дрен. Однако реальные возможности заглубления дрен обуслов­

ливаются условиями механизации дренажного строительства, а также глубиной водоприемников и уровнем воды в них. Учиты­ вая эти обстоятельства, для осушения глубоких болот наиболее целесообразно применять дренаж глубиной 1,45—1,55 м. Такая средняя глубина осушительных дрен на этих болотах и принята

180

Глава IV

РОЛЬ д р е н а ж а в з и м н и й п е р и о д

1. Влажность почвы в зимний период

Из вышеприведенных данных о внутригодовом распре­ делении дренажного стока видно, что основная масса избыточных вод отводится дренажем в период весеннего половодья и зимой (см. табл. 10, 11, 12, 13). В отдельные годы зимний сток в Прибал­ тике небольшой. В эти периоды наблюдается также наиболее вы­ сокое и продолжительное затопление грунтовыми водами актив­ ного слоя почвы.

Вследствие интенсивного сброса дренажем избыточных грави­ тационных вод в зимний и зимне-весенний периоды происходит весьма активное регулирование режима уровней грунтовых вод, а также влажности почвы. Исследования режима влажности почвы, проводившиеся в течение многих лет, в основном охватывали лишь теплый вегетационный период, не уделяя должного внима­ ния режиму влажности в холодный период года. Начатые в по­ следнее время круглогодичные исследования режима влажности почв, а также изучение состояния почвы зимой, показывают, что режим влажности почвы в холодный период имеет очень важное гидрологическое значение. От него в значительной степени зависит водный режим почвы в последующий теплый период и, следова­ тельно, условия сельскохозяйственного производства [96, 112, 119, 166]. Установлено, что на сильно переувлажненных недренированных почвах в мерзлом слое в зимний период происходит накопле­ ние больших масс избыточных вод. В результате этого наблюда­ ется усиленное внутрипочвенное обледенение, а также вертикаль­ ные колебания верхних слоев почвы, вызванные образованием и последующим таянием внутрипочвенного льда. На интенсивно дренированных почвах эти явления выражены значительно слабее.

Систематические исследования зимнего режима дренированных почв впервые были начаты в конце 40-х годов на тяжелых дер­ ново-карбонатных почвах Земгальской низменности Латвийской ССР. Я- Барлоты [203] установил, что при высоком стоянии уровня грунтовых вод в некоторых горизонтах мерзлоты влажность почвы может быть более 100% (к сухой навеске), значительно превышая

182

полную влагоемкость. Аналогичные результаты получения в ГДР [257]. По данным А. Пастора, в верхнем 10-сантиметровом слое мерзлоты может накапливаться до 75 мм влаги. Накопление избы­ точной влаги в мерзлом слое почвы, а также внутрипочвенное обледенение наиболее интенсивно происходят в конце холодного периода.

Исследования, проведенные на тяжелых дерново-карбонатных почвах, так же как исследования автора на легких суглинистых дерново-подзолистых почвах, показывают, что независимо от сте­ пени дренирования (£ и /), вида и возраста дренажа в течение года имеют место значительные колебания почвенной влажности. При этом максимальная степень влажности, как правило, наблю­ дается в невегетационный, в частности, в зимний и зимне-весенний периоды (рис. 46 и табл. 87).

Абсолютная величина максимальной влажности, а также амплитуда внутригодового колебания влажности почвы в большой мере зависят от интенсивности регулирования дренажем ее водного режима. Как и следовало ожидать, наиболее высокая влажность и наибольшая величина амплитуды внутригодового колебания влажности почвы имеют место на недренированных или экстен­ сивно дренированных полях. Наименьшая величина максималь­ ной влажности в зимний период, а также наиболее устойчивый режим влажности почв наблюдаются в системах дренажа, где обеспечено наиболее глубокое и устойчивое понижение уровня грунтовых вод, т. е. при глубоком и частом систематическом и комбинированном дренаже. Например, в 1958-59 г. влажность мерзлого слоя недренированной суглинистой почвы на Римейкском опытном участке превышала 60% (по сухой навеске). В то же время максимальная влажность при глубоком систематическом дренаже (^= 1,5 м, Е = 20 м) была почти в 2 раза меньше, т. е. не превышала 36%. Для этих вариантов максимальная амплитуда колебания влажности также различается примерно в 2 раза. Так, в 1959-60 г. влажность подпахотного слоя (—30 см) недренирован­ ной почвы колебалась от 14 до 36%, а дренированной почвы от 14 до 26%. Аналогичные данные получены также в другие годы.

накапливается 100—150 мм избыточной воды. Подобное явление наблюдалось также в других республиках. Так, по данным М. М. Самбикина, на Полтавской опытной станции количество

183