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

Агромелиоративные мероприятия, ускоряющие поверхностный и внутрипочвенный сток, способствуют более быстрому освобожде­ нию верхних слоев почвы от гравитационной воды и уменьшают продолжительность их затопления грунтовыми водами. По данным И. М. Косьмина [76], в тяжелых дренированных почвах Калинин­ градской области при применении кротования продолжительность затопления пахотного слоя уменьшается в 1,5—2 раза. Положи­ тельное влияние кротования на режим уровней грунтовых вод также отмечают литовские ученые [16, 48 и др.].

Л. Н. Соколовская [133] отмечает, что на тяжелых дерново­ карбонатных почвах Латвийской ССР дополнение систематического дренажа кротованием повышает регулирующую способность дре­ нажа более чем в 2 раза.

По исследованиям автора, кротование весьма положительно ска­ зывается на режиме уровней грунтовых вод и на легких суглини­ стых почвах. На кротованном участке, по сравнению с некротован­ ным, хронологически соответствующий уровень грунтовых вод обычно залегает значительно глубже от поверхности земли. Во влажные периоды года разница в высотных отметках уровня до­ стигает 20—30 см. Подъем уровня грунтовых вод выше нижней границы пахотного слоя при данном комбинированном дренаже обычно имеет место лишь в течение нескольких дней во время пи­ ка весеннего половодья [177]. Таким образом, при формировании дренажного оттока пахотный слой почвы здесь практически не участвует. В то же время при соответствующем среднеглубоком систематическом дренаже без кротования в весенние периоды наб­ людается довольно продолжительное затопление пахотного слоя, например, в 1961-62 г. на 30 суток.

На легких суглинистых почвах Римейкского опытного участка кротование, проведенное на поле систематического дренажа, спо­ собствовало сокращению продолжительности затопления верхнего полуметрового слоя суглинистой почвы в среднем от 53 до 23 суток в год, т. е. в 2,3 раза. Глубина залегания уровней при 10%-ной обеспеченности при комбинированном дренаже в среднем за 12 лет была на 23 см больше, чем при соответствующем систематическом дренаже. Характерные кривые депрессии для соответствующих си­ стем систематического и комбинированного дренажа приведены на рис. 85. Видно, что одинаковый дренажный сток («7 = 0,4 л /(с-га)) на кротованном участке формируется при более глубоком залега­ нии кривой депрессии. Коэффициент депрессии для данных вариан­ тов существенно не отличается.

При сравнении интенсивности регулирования режима уровня грунтовых вод для упомянутого среднеглубокого (^= 1,25 м) ком­ бинированного дренажа с другими видами дренажа установлено следующее. Комбинированный дренаж, имеющий расстояние ме­ жду дренами £ = 20 м, обеспечивает более быстрое снижение вы­

интенсивного осушения, как соответствующий глубокий (^= 1,5 м)

266

систематический дренаж при тех же £ = 20 м (см. табл. 127 и 46). При одновременном применении в сочетании с дренажем не­ скольких видов агромелиоративных мероприятий (вариант 2, табл. 127) регулирование водного режима легких суглинистых почв происходит особенно интенсивно. Так, глубина залегания уровней при 10%-ной обеспеченности при комбинированном дре-

Нсм

Рис. 85. Хронологически соответствующие кривые депрессии для систем комбинированного (/) и си­ стематического (2) дренажа. 7/1V 1961 г.

наже, имеющем £ = 42 м, в среднем на 45—50 см больше, чем при разреженном дренаже с £ = 36 м. В данной системе комбинирован­ ного дренажа кроме кротования при регулировании водного ре­ жима большую роль, видимо, играет также выпуклая поверхность поля в полосе между дренами. При наличии выпуклого профиля в полосе между дренами темп сброса поверхностных вод ускоряет и более водопроницаемая засыпка дренажной траншеи. Как отме­ чено выше, на легких суглинистых почвах при ровном рельефе за­ сыпка траншей более водопроницаемым материалом (гравием) не оказывает заметного влияния на водный режим почвы.

Кротование себя хорошо оправдывает на глинистых дерновоглеевых почвах. Наиболее интенсивное регулирование водного ре­ жима на этих почвах обеспечивается при сочетании кротования

267

Таблица 127

Режим уровней грунтовых вод при систематическом, комбинированном и разреженном дренаже в многоводные годы. Римейкас

с частым систематическим дренажем, имеющем достаточную глу­ бину закладки дрен (£ ^ 1,2 м). Данные полевых опытов показы­ вают, что при наличии очень малой водопроницаемости почвы наи­ больший осушительный эффект достигается в системах комбини­ рованного дренажа при глубине закладки дрен 1,5—1,8 м (см. табл. 69). Мелкий систематический, а также комбинированный дренаж при ^ = 0,9 м с точки зрения интенсивности осушения не оправдывается.

Из табл. 68 и 69 следует, что относительное влияние кротования на режим уровней грунтовых вод при мелком дренаже значи­ тельно больше, чем при глубоком. Это объясняется тем, что глубо­ кий дренаж довольно хорошо обеспечивает сработку высоких уровней и без дополнительных осушительных мероприятий, о чем говорилось выше.

На полях среднеглубокого дренажа (t= 1,2 м) кротование тяжелых дерново-глеевых почв Луба некой низменности дает при­ мерно такой же эффект, как уменьшение £ на 25—30%. Здесь оп­ равдывается и укладка осушительных дрен по трассам старых осу­ шительных каналов, между которыми образовалась выпуклая поверхность (рис. 86). В данном случае при £ = 28 м интенсивность осушения примерно такая же, как на ровном поле при £ = 20 м.

Агромелиоративные мероприятия, способствующие более быст­ рому сбросу избыточных вод и понижению высоких уровней грун­ товых вод, оказывают заметное влияние и на режим влажности почвы. В литературе [48, 76, 144, 285] указывается, что среди дру­ гих видов агромелиоративных мероприятий наиболее благоприятный

268

режим влажности тяжелых почв обеспечивает глубокое рыхление и кротование. Отмечается, что кротованные почвы реже стра­ дают от недостатка влаги, так как в подпахотном слое аккумули­ руется большое количество доступной для растений влаги и вокруг кротовин создается зона повышенной влажности [35]. На полях Ленинградской области, где проведено глубокое рыхление и кро­ тование, оптимальные условия влажности почвы весной наступают на две-три недели раньше, а недостаток влаги для растений ле­ том проявляется значительно позднее, чем на контрольных полях [41]. На тяжелых почвах Калининградской области в паводковые

н см

Рис. 86. Средние (за 1964— 1968 гг.) кривые продол­ жительности уровней грунтовых вод для вариантов

лых дерново-глеевых почвах Лубанской низменности.

Дегумниеки.

периоды кротование снижает степень влажности дренированных почв на 10—18%, а в сухие периоды повышает их влажность на 3—12%. На тяжелых дерново-карбонатных почвах Земгальской низменности Латвийской ССР в предпосевно-посевной период кро­ товины на дренированных полях способствовали понижению влаж­ ности пахотного слоя в среднем на 6% [132]. В засушливые пери­ оды на кротованном участке влажность этого слоя почвы была примерно на 2% выше.

Агромелиоративные мероприятия обеспечивают более благопри­ ятный режим влажности не только на тяжелых, но и на легких минеральных почвах. Так, из табл. 128 видно, что при комбиниро­ ванном дренаже, имеющем £ = 42 м, режим влажности почвы зна­ чительно лучше (меньшая продолжительность переувлажнения и амплитуда колебания влажности) по сравнению с систематическим

269

дренажем, имеющем вдвое меньшие £ = 20 м. Положительная роль агромелиоративных мероприятий на режим влажности почвы наи­ более ярко проявляется в многоводные годы [177].

Установлено, что кротование и глубокое рыхление способст­ вуют более экономичному использованию почвенной влаги. Так, на кротованных участках коэффициент водопотребления растени­ ями на единицу продукции более низкий, чем на некротованных участках. Упомянутые агромелиоративные мероприятия также спо­ собствуют вовлечению влаги подпахотных слоев в биологический влагооборот, а также значительно повышают фильтрационную спо­ собность подпахотных слоев почв и существенно улучшают другие водно-физические свойства почв [41, 132, 208]. В результате эти мероприятия значительно (в среднем на 20—25%) повышают уро­ жайность сельскохозяйственных культур [16, 76, 133, 177]. При ком­ бинированном дренаже (с кротованием) чистый дополнительный до­ ход от мелиоративных мероприятий, а также коэффициент эконо­ мической эффективности в среднем в 1,5—2,0 раза больше, чем при соответствующем систематическом дренаже [177].

Из приведенных данных следует, что сочетание дренажа с агро­ мелиоративными мероприятиями второй группы очень выгодно и целесообразно. Однако применение агромелиоративных мероприя­ тий первой группы, направленных на усиление поверхностного стока и стока по пахотному слою, в сочетании с достаточно частым и глубоким дренажем не перспективно. Практическое примене­ ние этих мероприятий ограничено потому, что они не соответствуют требованиям интенсивного земледелия. Разъемные и отводящие бо­ розды и выемки различной формы и глубины создают серьезные препятствия при перекрестной обработке полей. Организация стока по поверхности земли и пахотному слою неизбежно связана с про­ должительным затоплением этого слоя, что в условиях интенсив­ ного использования земли является неприемлемым. Кроме того, гребни, борозды, гряды и прочее подлежат ежегодному разруше­ нию и восстановлению. Так как упомянутые агромелиоративные мероприятия практически можно проводить только на достаточно сухих полях, то часто они отсутствуют именно тогда, когда наи­ более необходимы, т. е, в критический с точки зрения осушения весенний период. Борозды и выемки различного вида требуют до­ вольно много труда при ежегодном их восстановлении, а также тщательного ухода в период эксплуатации.

Из упомянутых агромелиоративных мероприятий, направленных на усиление поверхностного стока, в определенных почвенных ус­ ловиях перспективной может оказаться (в сочетании с дренажем) выборочная планировка поверхности. Планировку рекомендуется производить постепенно. Другие агромелиоративные мероприятия могут быть применены только в особых случаях. Например, выбо­ рочное бороздование глубиной 10—15 см в условиях подходящего рельефа может быть применено под озимые культуры. Узкозагон­ ную вспашку можно производить тогда, когда осушительные дре­ ны закладываются по трассам старых осушительных каналов,

271