Файл: Панадиади, А. Д. Проблемы мелиоративного устройства нечерноземной зоны.pdf

ния воды из почвенной толщи. Расчетная величина; скорости фильт­ рации в таких случаях (м/сут)

где k — коэффициент вертикальной фильтрации, м/сут;

/— градиент;

Нг — начальная глубина залегания грунтовых вод, м. Количество влаги 1ЁВП (м3/га), необходимое для заполнения

свободной капиллярной порозности, в зависимости от соотношения между величинами Тъп и Т ст определяется по следующим фор­ мулам:

и пойдет на пополнение грунтовых вод, что будет происходить, когда Гст>Гв„, можно определить по формуле

1Еф=104'Пф(Гст—Гвп) . (43)

Отток грунтовых вод за границы рассматриваемого массива Wr и количество грунтовых вод, дренируемое протекающими во­ дотоками или расположенными на этом массиве водоемами 1КД, от­ несенные к одному гектару, можно подсчитать по формуле (26), подставив в нее соответственно величины, определяющие размер оттока или дренирования.

Исходные значения параметров k0, к, р, (Зпр и рн, входящих в приведенные выше формулы, определяют для всех основных поч­ венно-грунтовых разновидностей, выделяемых на исследуемом объекте, а глубину залегания грунтовых вод Я — по .графикам колебания уровня грунтовых .вод или по картам гидроизогипс или (что гораздо хуже) разовыми замерами. Расчетные значения этих величин вычисляют по формуле средневзвешенной, принимая за вес каждого частного значения величину характеризуемой им площади.

При однообразии климатических и геологических условий вод­ ный режим корнеобитаемого слоя зависит главным образом от рельефа, почвенно-растительного покрова и хозяйственного ис­ пользования земель. Поэтому при изучении водного режима число балансовых участков и их размещение устанавливают таким об­ разом, чтобы:

140

на рассматриваемой территории были охвачены все выявлен­ ные климатические районы и подрайоны;

можно было характеризовать основные элементы макрорелье­ фа (водоразделы, средняя и нижняя часть склонов и дно долины) с наиболее распространенными геологическим строением и гидро­ геологическими условиями. При широких и развитых поймах должны быть охвачены также и разные элементы поймы (прирус­ ловая, центральная, притеррасная);

были охвачены все выделенные типы местообитаний при раз­ личных видах их хозяйственного использования (пашня, сенокос, пастбище, болото, лес).

По возможности балансовые участки закладывают по створам, пересекающим все элементы рельефа.

Площадь балансового участка зависит от пестроты почвенно­ растительного покрова, но должна быть не менее 10—15 га.

Водный баланс корнеобитаемого слоя рассчитывают примени­ тельно к условиям выращивания всех основных сельскохозяйст­ венных культур в годы средней (обеспеченность 50%), избы­ точной (обеспеченность 10%) и недостаточной (обеспеченность 75—80%) увлажненности. Поскольку на водный режим корнеоби­ таемого слоя существенное влияние оказывают условия увлажне­ ния за предшествующие периоды, баланс целесообразно состав­ лять не за календарные, а за гидрологические годы. Следует так­ же иметь в виду, что при составлении водных балансов для отдельных сезонов или периодов метеорологические данные необ­ ходимо принимать за те годы, для которых характерна обеспечен­ ность искомого периода или сезона.

возможно лишь при условии ликвидации избыточной увлажненно­ сти. Осушение с наименьшими затратами труда и материальных средств может быть достигнуто, если в результате примененных мероприятий и устройств будут устранены причины, вызывающие заболачивание, либо коренным образом изменены условия воздей­ ствия этих причин на почву. Иными словами, для разработки ра­ циональной системы осушения необходимо в первую очередь знать причины заболачивания.

Чем же вызывается заболачивание? Почему в одной и той же природно-климатической зоне один участок заболочен, а другой нет? На эти вопросы за последние 80—100 лет неоднократно пыта­ лись ответить многие отечественные и зарубежные ученые.

«Болота являются результатом зарастания озер»,—говорили Вебер, Потонье и другие немецкие болотоведы прошлого столе­ тия. И это положение правильно, так как многие болота в Запад­

141

ной Европе, да и у нас в Советском Союзе представляют собой бывшие озера. Однако эти авторы не объясняли, почему заторфовалась только часть озер, а многие озера, даже мелкие, сохрани­ лись. Кроме того, к концу прошлого столетия русскими ботаника­ ми (Флеров и др.) было показано, что большинство болот в нашей стране образовалось путем заболачивания суши и что водоемные болота встречаются значительно реже наземных.

Заболачивание суши вызывается главным образом характером

и избыточно увлажненные территории расположены в понижени­ ях, на безуклонных равнинах, а также на территориях, поверх­ ность которых испещрена замкнутыми котловинами, блюдцами и другими отрицательными формами рельефа. Однако можно при­ вести много примеров, когда на таких же пониженных территори­ ях, расположенных буквально рядом с заболоченными, влажность корнеобитаемого слоя не превышает нормальной.

В. В. Докучаев [23] в докладе, посвященном вопросу осушения болот, указывал, что «для первоначального зарождения болот существенно необходимы непроницаемое дно и избыток метеорной воды». По существу этой же точки зрения придерживаются многие мелиораторы (А. Д. Брудастов, А. Д. Дубах и др.) и почвоведы (А. А. Роде, А. А. Немчинов и др.), которые считают основной причиной заболачивания избыточную увлажненность корнеобитае­ мого слоя. Наиболее ярко эта позиция выражена у А. А. Немчино­ ва [62], который пишет: «...определенной степени заболоченности отвечает соответствующая степень длительности и интенсивности переувлажнения».

В. Р. Вильямс [16] высказывает прямо противоположное мне­ ние. «Причина образования болот,— пишет он,— недостаток в поч­ ве зольных элементов пищи растений, содержание же воды в бо­ лоте есть простое следствие большой влагоемкости органического вещества».

Накопленные отечественной наукой и практикой данные пока­ зывают, что и эти точки зрения справедливы только частично и ни одна из них не может быть признана универсальной. Громад­ ные болотные массивы Полесья, Мещеры, Горьковской и Киров­ ской областей, подстилаемые мощными отложениями песков, доказывают возможность возникновения наземных болот и при отсутствии водонепроницаемых грунтов в основании торфяников,

то есть опровергают точку зрения В. В. Докучаева и его сторон­ ников.

Быстрое и интенсивное заболачивание высокопродуктивных поемных лугов, обусловленное подтоплением или длительным за­ топлением в результате строительства водоподпорных плотин, мостов и других сооружений, вызывающих повышение уровня воды в реках, наличие в районах полупустыни и даже пустыни бо­ лот и заболоченных земель только в предгорьях, где выклини­

142

ваются грунтовые воды, и, наконец, заболачивание орошаемых земель в засушливых районах доказывает, что избыточная увлаж­ ненность территории может быть не следствием большой влагоемкости неразложившейся органической массы, как это утверж­ дал В. Р. Вильямс, а, наоборот, причиной ее накопления.

Наряду с этим существование крупных массивов водораздель­ ных болот в нечерноземной зоне подтверждает точку зрения В. Р. Вильямса, а многочисленные болота Калининской, Ленин­ градской и Смоленской областей, Барабинской низменности (Но­ восибирская область) и Колхиды (Грузия), подстилаемые труд­ нопроницаемыми грунтами, подтверждают высказывание В. В. До­ кучаева.

«Заболачивание, это определенная степень выраженности про­ цессов почвообразования... и эти последние в свою очередь ото­ бражают закономерность взаимодействия растительности со сре­ дой...»,— говорит С. С. Архипов [4]. На этой же точке зрения стоит

иН. И. Пьявченко [97], указывающий, что процесс заболачивания

иразболачивания суши «результат тесного и непрерывно изме­ няющегося взаимодействия внешней среды и растительности». Эта позиция выгодно отличается от других, изложенных выше, тем, что заболачивание суши рассматривается как результат, обуслов­ ленный совместным воздействием факторов внешней среды. Одна­ ко и здесь мы не находим удовлетворительного объяснения, поче­ му же заболочена не вся суша и не все озера и водоемы превра­ тились в болота.

Приведенный обзор основных точек зрения по вопросам заболачивания показывает, что все они справедливы только час­

тично. Это объясняется тем, что авторы при анализе процессов заболачивания учитывали влияние лишь отдельных факторов, свойственных, как правило, ограниченному кругу условий. Сущ­ ность же заболачивания может быть правильно объяснена, если будут установлены признаки, общие для всех без исключения из­ быточно увлажненных территорий, и если будут вскрыты условия, которые вызывают или способствуют возникновению этих при­ знаков.

Общим признаком, свойственным всем видам избыточно ув­ лажненных земель и позволяющим рассматривать водоемное и наземное заболачивание как различные стадии единого болото­ образовательного процесса, является анаэробность среды [76]. Недостаточное количество кислорода в почве или в водной толще и развитие связанных с этим восстановительных реакций ведут к накоплению неразложившейся органической массы, образова­ нию торфа, возникновению оглеения, закисления и других явле­ ний, характерных для заболоченных территорий. Из изложенного вытекает, что первопричина заболачивания — анаэробиозис кор­ необитаемого слоя.

Исследования И. И. Сердобольского [105], 3. А. Прохоровой [96] и других показали, что кислородный режим корнеобитаемого

143