Реферативный доклад
Выполнил: Полозова А.А., курс: III
Тверской государственный университет
Тверь.
2003г.
Составные элементы и типизация мелиоративных систем вприродоохранных целях
Техника и способы проведения осушительных мелиораций.
Осушительнаясистема – это комплекс инженерных сооружений и устройств для регулированияводного режима переувлажненных земель в соответствии с потребностямисельскохозяйственного производства.
Основнойзадачей осушительных мелиораций является удаление избыточной влаги с болот изаболоченных земель. Если заболачивание земель вызывается поверхностнымиводами, то осушение этих земель сводится к удалению излишка поверхностных водпутем усиления стока или же к ограждению осушаемой площади от притока водизвне. При питании болот и заболоченных земель грунтовыми водами методыосушительных мероприятий направлены на регулирование оттока грунтовых вод иподдержание оптимальной влажности почв, на ограждение от поступающих извне наосушаемый участок грунтовых вод или снижение их напора. В том случае, когдазаболачивание происходит за счет нескольких источников, осушение производитсясмешанным путем: открытая осушительная сеть может соединяться с закрытымдренажем и т.д. на отдельных территориях необходимо сочетать осушение сувлажнением почв в засушливые периоды года.
Причинызаболачивания, источники питания болот и заболоченных земель, а также цельмелиорации определяют способы и методы ее проведения. Под способом осушенияпонимается характер применения технических средств, с помощью которых решаютсязадачи мелиорации.
Кспособам осушения относятся:
горизонтальныйдренаж (закрытый, открытый, систематический, выборочный разреженный);
вертикальныйдренаж (головной, площадной, выборочный);
комбинированныйдренаж;
оградительнаясистема;
агромелиоративныемероприятия и д.р.
Методосушения – это принцип воздействия на водный режим почвы, определяющий путьотвода избыточных вод.
Выделяютсяследующие методы:
приатмосферном типе питания обеспечивается ускоренный поверхностный сток,
пригрунтовом – понижение уровня грунтовых вод,
принапорном – снижение напора и уровней напорных вод,
пригрунтово-напорном – понижение уровней напорных и грунтовых вод,
принамывном – ускорение паводкового стока.
Взаимноерасположение элементов осушительной подсистемы на плане и в вертикальнойплоскости отражается в схеме осушения. Определяющими ее факторами являются: типводного питания, причины заболачивания, характер использования земель и д.р.
Нарядусо схемой осушения составляется схема комплексного использования и охраныводных и земельных ресурсов. Это проектно-прогнозный документ, от которогозависят характер, очередность и эффективность мелиоративного иводохозяйственного строительства. Выделяются региональные, бассейновые,областные и районные схемы.
Элементы осушительных систем.
Всеосушительные системы, при помощи которых осуществляется мелиорация, принятоклассифицировать:
постепени канализации (сеть каналов развитая и разреженная);
поспособу отвода воды (самотечные и с механическим подъемом воды);
потипам осушительных каналов (открытые и закрытые).
Выделяютсятакже системы двустороннего действия (осушительно-оросительные,осушительно-увлажнительные с предупредительным шлюзованием). По принадлежностисистемы делятся на внутрихозяйственные и межхозяйственные.
Восушительной системе различают следующие основные части:
оградительную,регулирующую и проводящую сети,
водоприемники сооружения на осушительной сети,
водообеспечивающуюи оросительную сети.
Оградительнаясеть служит для ограждения мелиорируемого участка от поступления вод извне. Онасостоит из защитных валов, нагорных и ловчих каналов. Валы создаются обычно примелиорации пойм в дельтах рек для защиты от паводка. Нагорные каналыпредназначены для перехвата поверхностных вод. В зависимости от характераводосборов и количества поверхностных вод нагорные каналы могут бытьпрерывистые, подсоединенные к гистральному каналу или водоприемнеку.
Длязадержки стока грунтовых вод служат ловчие каналы (дрены). Обычно они глубженагорных. Ловчие каналы могут быть как открытыми, так и в виде закрытогодренажа. Для перехвата глубинных грунтовых вод по дну ловчего канала строятсятрубчатые колодцы. Глубина ловчих каналов очень большая, иногда может превышать3-4 м.
Назначениерегулирующей сети – создавать водный и воздушный режимы почв непосредственно наосушаемой площади путем сбора и отвода избыточных поверхностных и грунтовыхвод. В зависимости от почвенных и гидрологических условий регулирующая сетьможет быть собирательной или дренажной. Собирательная сеть состоит изсобирателей на тяжелых почвах, дренажная – из осушителей на легких почвах, гдесток формируется по порам подпахотных слоев почв. Состав элементов регулирующейчасти осушительной системы зависит от метода осушения. Регулирующаяосушительная сеть может быть открытой, временной и закрытой.
Основнаязадача проводящей сети состоит в своевременном и полном отводе в водоприемникповерхностных или почвенно-грунтовых вод (ПГВ), стекающих непосредственно впроводящие каналы или поступающие через регулирующую сеть. Проводящиеосушительные каналы подразделяются на магистральный (главный) и боковые –коллекторы различных порядков, которые подают воду в магистральный канал ичерез него в водоприемник. Магистральный канал прокладывают по наиболее низкимотметкам осушаемой территории, стремясь обеспечить двусторонний прием воды.
Водоприемникпредназначен для приема воды, собираемой осушительной сетью. Водоприемникамимогут быть естественные или искусственные водотоки и водоемы. Естественныеводотоки и водоемы – это озера, морские заливы, реки, ручьи, балки, ложбины;искусственные – пруды, водохранилища, крупные каналы. Однако не все водоемы иводотоки могут быть использованы в качестве водоприемников. Как водоприемникиони должны отвечать следующим требованиям: положение горизонта воды не должносоздавать подпора ее в магистральном канале и подтопления осушаемой территории;пропускная способность водоприемника должна быть такой, чтобы своевременноудалять все поступающие в него с осушаемой площади воды; водоприемник должениметь постоянные и устойчивые русло и берега.
Ксооружениям на осушительных системах относятся: гидротехнические сооружения,дорожная сеть, природоохранные сооружения, эксплуатационная сеть.
Гидротехническиесооружения служат для управления потоком воды при ее отводе иперераспределении, а также для предотвращения размывов и заиления каналов дрен.
Дорожнаясеть (дороги, мосты, переезды) предназначена для обеспечения беспрепятственноговъезда и выезда транспортных средств и сельскохозяйственных машин на любое полеосушаемого массива в необходимые сроки.
Природоохранныесооружения и устройства применяют для охраны и улучшения естественныхландшафтов, фауны и рекреационного использования осушаемых земель.
Эксплуатационнаясеть служит для контроля и надзора за работой всех звеньев осушительной системыи обеспечения ее безупречной работы. Она включает здания, линии связи,эксплуатационные дороги, гидрометрические посты и т.д.
Всистемы двустороннего регулирования входит еще аппарат обратного действия, либозадерживающий сток, либо подводящий воду извне (осушитслыю-увлажнительныесистемы). Для увлажнения осушенных почв применяют способ подпочвенного ивнутрипочвенного увлажнения и орошение дождеванием.
Способы осушения почв
Осушение открытыми каналами
Осушение открытыми каналами применяют для регулирования режима почвенно-грунтовых под,избыточных поверхностных вод и в качестве предварительного осушения передстроительством закрытого дренажа.
Магистральныеосушительные открытые каналы прокладываются главным образом в понижениях наместности, куда стекают поверхностные и грунтовые воды. Кроме того, необходимостремиться, чтобы каналы располагались нормально к линиям токов грунтовых вод,т. е. в направлении горизонталей грунтового потока (при регулированиипочвенно-грунтовых вод). Осушительные каналы располагают в плане так, чтобыони как можно больше пересекали и перехватывали поток поверхностных и грунтовыхвод. Это основное положение при проектировании расположения в плане сетиканалов для регулирования грунтовых и поверхностных вод.
Длямаксимального перехвата поверхностных вод регулирующие каналы должны следоватьв направлении горизонталей местности и быть прямолинейными. При сложном рельефеканалы могут быть и не прямолинейными, но тогда углы поворота канала должныиметь большой радиус, а изогнутость канала – одно направление.
Открытыерегулирующие каналы необходимо прокладывать с учетом рельефа местности иповерхности болота, который она примет после осадки торфа, причем, повозможности, под прямым углом к проводящим каналам. Длину каналов и расстояниямежду ними определяют из расчетных данных. Для отвода собранной воды дну каналапридают уклон не менее 0,0005. Каналы бывают обычно трапецеидального сечения,но могут иметь и параболическое или сложное. Поступление почвенных вод в каналпроисходит через его дно и стенки.
Открытыеканалы обладают рядом существенных недостатков и самостоятельное использованиеих для осушения земель в настоящее время не рекомендуется. На массивах, гдеосушение производится открытыми каналами, теряется полезная площадь угодий(примерно 12-15% осушаемой территории).
Каналытребуют постоянного ухода, так как зарастают водной растительностью, а ихберега – сорняками. Они создают неудобства при механизированной обработкеземли. Сейчас открытые каналы применяют главным образом для предварительногоосушения болот, чтобы отвести воду из верхних слоев залежи и обеспечить осадкуторфа и его уплотнение, а также в качестве временной меры для осушениясенокосных угодий и предварительного осушения перед укладкой закрытогоматериального дренажа.
Развитиетехнического прогресса способствовало развитию методов и способов осушения,новых технических средств осушения и конструкций осушительных устройств, атакже технологии их изготовления, разработке и внедрению новых машин, устройстви приспособлений для механизации строительства осушительных систем в различных природныхусловиях.
Осушениезаболоченных земель и болот осуществляется системой открытых каналов и спомощью закрытых дрен (горизонтальный дренаж), посредством водопонижающихскважин (вертикальный дренаж), а также различных комбинаций средств осушения.Открытые каналы располагают в плане с учетом использования сельскохозяйственныхи дождевальных машин.
Наглубоких открытых каналах, врезающихся в слой хорошо водопроницаемых песков,залегающих под торфом, желаемого результата при шлюзовании не достигают, посколькув этом случае водопроницаемые пески служат большой естественной пластовойдреной, но которой вода уходит в водоприемник. В подобных случаях делаютнеглубокие открытые каналы (глубиной до 1,5-1,6 м) через 500-1000 м иукладывают малоуклонные дрены (0,0005).
Откосыканалов часто разрушаются, особенно в местах высачивания воды на откос. Приэтом происходит его размыв, оплывание и т. д. Для предотвращения таких явлений,в частности, если канал проходит в мелкозернистых песках, его дно и стенкинужно крепить пористобетонными плитами, задерживающими мелкие частицы грунта ипредохраняющими канал от заиления и разрушения. На сильно оплывающих изаливаемых участках открытые каналы заменяют лотками из пористого бетона.
Способосушения открытыми каналами получил широкое распространение при мелиорацииторфяных почв и пойменных минеральных земель, когда осушенные земли используютпод естественные луга и сенокосы. Среднее расстояние между открытыми каналами200-400 м. Способ осушения открытыми каналами широко применяют в УкраинскомПолесье. На минеральных землях этот способ неэкономичен, так как требует густойсети каналов.
Открытыеканалы часто строятся в сочетании с закрытым дренажем (комбинированныесистемы), особенно с кротовым.
Кротовый дренаж
Кротовыйдренаж применяют преимущественно для улучшения водных свойств тяжелых глинистыхпочв. Он перспективен при использовании в нечерноземных областях и при осушенииболот и заболоченных земель. Этот способ дренажа наиболее простой и дешевый.Специальную кротовую машину, или дренажный плуг, оснащенную вертикальнозакрепленным ножом (или с небольшим наклоном) с расположенным спередирыхлителем, протаскивают в почве трактор, или канатная тяга, за рыхлителемследует конусообразный уширитель. Кротовый дренаж применяют в сочетании сзакрытыми дренами или открытыми каналами – так называемый комбинированныйдренаж.
Кротовыедрены способствуют растрескиванию грунта, что повышает его водопроницаемость,понижает избыточную влажность верхних слоев почвы и не позволяет в дождливые периодыскапливаться воде на более плотном нижнем слое. Таким образом, кротовый дренажулучшает не только водные свойства почв, но и их структуру. Кротовые дренажныеходы играют роль регулирующих дрен и выпускаются либо в закрытые трубчатыегоризонтальные дрены, либо в открытые канавы.
Концыкротовых ходов при выпуске их в открытую канаву делают из гончарных илиасбестоцементных труб. В глинистых почвах кротовый дренаж может сохраняться до10 лет и более, в легких почвах – три-пять лет, в песчаных неустойчивых почвахи в жидких торфяных кротовый дренаж без крепления стенок неприменим.
Присоединении кротовых дрен с гончарными трубами следует сначала делать открытуютраншею коллектора, затем проводить кротовые дрены, впадающие в эту траншею,после чего укладывать гончарные трубы, соединять их с выходами кротовых дрен изасыпать траншеи.
Наторфяных почвах кротовые дрены устанавливают при степени разложения торфа неболее 45%. Дрены делают кротодренажными машинами. Диаметры дрен 5-12 см вминеральных грунтах и 10-25 см – в торфах на глубине 70-100 см с уклоном0,002-0,004, расстояние между дренами 2-15 м, длина кротовых дрен до 170 м.
Слойдренажного стока под влиянием кротования увеличивается в два-три раза.
Дляполучения нужной формы кротовой дрены кротодренажная машина должна продвигатьсяс такой скоростью, при которой частицы грунта, образующие свод дрены, успеваютоклеиваться, а вытесняемые вода и воздух уходят в полость дрены.
Предельныескорости кротоводренажных машин в границах 0,7-3 км/ч, в торфяных грунтахскорость выше, чем в минеральных. В системах с двусторонним регулированиемводно-воздушного режима расстояния между кротовыми дренами 5-10м. Кротовыедрены закладывают на глубину 70, 90, 100 см от поверхности земли.
Диаметруширителя при создании кротовых дрен на минеральных почвах должен быть 80-100мм и на болотных 120-200 мм.
ВГермании для устройства кротового дренажа используют специальные плуги,состоящие из ножа с рыхлящим лемехом, или рыхлителем, и навесного уширителя,представляющего собой конусообразное тело. Кроме того, при осушении торфяныхболот со степенью разложения менее 45-50% и мощностью торфа более 1-1,5 мприменяют щелевой дренаж. Это вертикальные щели шириной 16 см, вырезанные впочве для сбора и отвода воды, глубина щелей 80-100 см. Их делаютдренажно-дноковой машиной ДДМ-5 на глубину до 1,2-1,4 м, а также машинамиДШ-1,2 и ДШ-1,4. Длина щелей 200-300 м, расстояние между ними 20-45 м сминимальным уклоном 0,001. Щелевые дрены выводят так, как и кротовые.
Кротовыйдренаж с креплением стенок можно применять на любых почвах, в том числе и налегких. Стенки кротовых дрен рекомендуют крепить пористобетонной смесью, чтоповышает производительность дрен.
Закрытый горизонтальный дренаж
Закрытыйгоризонтальный дренаж имеет преимущества перед открытыми каналами, главное изних – сокращение потерь земель под каналы и удобство при эксплуатации полей.
Дренажнаясистема (сеть) состоит из регулирующих (всасывающих, собирательных) дрен ипроводящих дрен, или коллекторов, по которым собранная вода отводится взакрытый или открытый коллектор и далее в водоприемник.
Дляобеспечения нормальной работы гончарного дренажа стыки трубок обсыпалифильтрующим материалом. Долгое время для этого использовали торф, а в настоящеевремя применяют явно не эквивалентные заменители – стеклохолсты, стекловату идругие стекломатериалы. За рубежом при хорошо развитой химическойпромышленности для защиты дрен от заиления широко используют гравий, щебень,шлак котельный, песчано-гравпйную смесь (ВНР, Финляндия, Франция, Австрия,Греция, Голландия, Великобритания и др.), а также маты из ржаной соломы,стружки, опилок, фрезерный торф, измельченный еловый хворост, камыш и другиематериалы. В странах Запада наметилась тенденция отказа от применениястекломатериалов. Стекловата и другие стекломатериалы – загрязнители почвы иводы. Они загрязняют их мельчайшими частицами стекла. Вода становится опаснойдля питья. Кроме того, работа с таким материалом, когда при его укладкеподымается мельчайшая стеклянная пыль, представляет опасность для дыхательныхпутей, и рабочим приходится работать в противогазах и длинных резиновыхперчатках.
Исходяиз условий охраны здоровья людей и окружающей среды, такие материалы длядренажа не следует рекомендовать.
ВРоссии, Беларусии, в странах Балтии осушительно-увлажнительные системыстроились с применением материального, в основном гончарного, дренажа –наиболее эффективного способа осушения.
ВРоссии закрытым дренажем осушено свыше 35% общей площади осушенных земель. Длязакрытого дренажа используют главным образом гончарные трубы (99% общейплощади), однако применяют и пластмассовые. При этом сохраняется и открытаясеть. Чтобы обеспечить устойчивость откосов осушительных каналов, широкоиспользуют крепление их местными строительными материалами и железобетоннымиплитами. Большое развитие получают осушитсльно-увлажнительные системы. Еслипозволяют условия, то строят польдерные системы с применением обвалования имеханической откачки воды.
Длястыкования дренажных гончарных трубок разработаны различные конструкциимуфтовых соединений.
Пристроительстве дренажных систем особое внимание необходимо уделять планировкеместности и регулированию поверхностного стока на тяжелых почвах, засыпатьразличные ямы, впадины и блюдцеобразные понижения.
Осушаемыеполя должны быть хорошо подготовленными для прохождения всехсельскохозяйственных машин с ранней весны до поздней осени. Механизация полевыхработ – решающий фактор при определении оптимальной интенсивности осушенияболот и заболоченных земель.
Вбольших глубоких понижениях следует устраивать поглощающие трубчатые и шахтныеколодцы. Эффективность закрытого дренажа повышается при глубоком рыхлении наего фоне почв и устройстве кротовых дрен, что особенно нужно при осушенииуплотненных почв.
Недостаточнаяинтенсивность осушения в многоводные годы приводит к тому, что осеньюневозможно убрать урожай, а весной затягиваются сроки сева.
Кромегончарных трубок, для дренажа применяют трубы и фильтры из искусственныхматериалов. Более 25 лет назад стало известно об использовании в водоснабжениипластмассовых напорных труб. Дренажные трубки изготовляют в основном изполивинилхлорида. На трубках делают отверстия с таким расчетом, чтобы суммарнаяплощадь водовыпускных отверстий на 1 м длины была не менее 6 см2 при.номинальном диаметре трубки 40 мм, при диаметре 50 мм – не менее 8 см2и более 50 мм – не менее 10 см2.
Дренажныетрубки из пластмасс применяют почти на всех континентах, но особенно широко вевропейских странах и Японии. В Германии дренажные трубки из ПВХ частопокрываются защитными фильтрующими материалами, например, трубы из ПВХ сфильтрами из стиромуля + кокосовое волокно, соломы, штапельного волокна,кокосового волокна, торфа + штапельное волокно.
Применяютдренажные муфты из ПВХ с пенистым фильтром из полиуретана для труб диаметром 50и 100 мм. Дренажные муфты используют на всех почвах.
Дренажныетрубки укладывают с помощью различных дренажных машин-дреноукладчиков. Машиныдля укладки дренажных труб бестраншейным способом могут работать на влажных идаже мокрых почвах и на вспаханном поле. Скорость прокладки дренажабестраншейными машинами в два-четыре раза выше скорости работы фрезерно-цепныхдренажных машин.
Фрезерно-цепныедренажные машины разрабатывают траншеи, укладывают гончарные или пластмассовыедренажные трубы (с объемным фильтром или без него) и фильтрующий материал,могут также засыпать траншеи.
Всуглинистых грунтах с малыми коэффициентами фильтрации (менее 0,1 м/сут)рекомендуют обсыпать дрены фильтрующими материалами Дреноукладчик можетукладывать дрены из пластмассовых труб диаметром до 90 мм в минеральных почвахи торфяниках на глубину до 1,8 м.
Пластмассовыйдренаж широко используют в Латвии. В Белоруссии, Украине и других республикахтакже применяют дренаж из пластмассовых труб. Однако практика эксплуатациидренажных сооружений свидетельствует, что наиболее эффективным являетсягончарный дренаж, а также дренаж из пористобетонных трубок. Кафедройгидротехнических сельскохозяйственных мелиорации УИИВХ (Г. С. Потоцкий, Л. Ф.Кожушко) разработан и внедрен в производство эффективный бестраншейный способукладки усовершенствованной гончарной трубки дреноукладчиком с использованиемлазерного нивелира.
Весьмаэффективен и перспективен дренаж из пористых материалов, в частности изпористых бетонов и его различных разновидностей, – керамзитобетон,асфальтобетон и т. д.
Пористобетонныетрубчатые дренажные трубы бывают бескаркасными и каркасными, их изготовляют изразличных материалов и конструкций. Фильтры из пористого бетона укладывают вответственные гидротехнические сооружения. Оборудование горизонтальных дрен ивертикальных трубчатых колодцев фильтрами из пористого бетона дает большуюэкономию металла и камня, что снижает общую стоимость дренажа при высокомэффекте осушения.
Пористыйбетон для изготовления дренажных труб применяют в строительстве и сельскомхозяйстве (мелиорация) в США, Великобритании, Германии, Бельгии, и другихстранах.
Вертикальные системы осушения
Способосушения с помощью вертикальных трубчатых, или шахтных, колодцев называютвертикальным дренажем, или вертикальной системой осушения, если имеетсянесколько таких колодцев. Вертикальные шахтные, или трубчатые, колодцы, изкоторых с помощью насосов откачивают воду, понижая уровень грунтовых вод,называют водопонижающими шахтными, или трубчатыми, колодцами. Если понижениеуровня грунтовых вод происходит за счет их перелива из верхних водоносныхгоризонтов в нижний водоноглощающий с помощью трубчатых, или шахтных, колодцев,то такие колодцы называют поглощающими. Когда напор напорного водоносного горизонтаснимается за счет скважин, работающих на самоизлив, такие скважины называютразгрузочными. Все перечисленные способы вертикального дренажа присоответствующих гидрогеологических условиях можно применять при осушении болот,заболоченных земель, торфяников. Благоприятные условия для вертикальногодренажа – такие, при которых водоносными горизонтами являются обводненные пески(лучше всего средне- и крупнозернистые) мощностью 5,0-10 м и более. Эффективнаямощность 15-25 м.
Длявертикальных систем осушения используют различные конструкции водопонижающих иводопоглощающнх трубчатых и шахтных колодцев.
Трубчатыеводопонижающие колодцы или скважины в пределах водоносного горизонта или подлине 1/3 его мощности оборудуют специальными фильтрами, через которые водапоступает в такой колодец и затем из колодца насосом откачивается наповерхность. Происходит понижение уровней грунтовых вод (осушение). К фильтрам,которыми оборудуются водопонижающие или водопоглощающие скважины для осушенияобводненных почв, предъявляют очень высокие требования, поскольку отправильного выбора конструкции фильтра зависят работа скважины и желаемыйэффект водопонижения (осушения). Особенно важно создать совершенную конструкциюфильтра для осушения водоносного пласта, сложенного мелкозернистыми глинистымипесками с плохой водоотдачей. В таких условиях большие отверстия в фильтрахдопускают пескование скважин, а слишком мелкие – создают значительное входноесопротивление, вследствие чего фильтр работает плохо.
Потипу материала, из которого изготавливают фильтры, их разделяют наметаллические и неметаллические. На металлические фильтры расходуется большоеколичество металлических труб и дефицитных цветных и черных металлов, поэтомунеобходимо там, где только возможно, заменять их на равноценные или болееэффективные неметаллические.
Вертикальныетрубчатые дренажные колодцы могут быть оборудованы пористобетонными фильтрами –бескаркасными и на каркасе из перфорированных труб различных материалов илистержней. Каркас может быть зацементирован в монолите фильтра; блоки фильтровсвободно надеваются на тот или иной каркас и, наоборот, каркас можно надеватьна блок фильтра.
Трубчатыедренажные колодцы с пористобетонными фильтрами можно применять и в качествепоглощающих колодцев, когда вода из вышележащего водоносного горизонтаперепускается в нижележащий (под водоупором) поглощающий горизонт.
Немаловажноезначение имеет своевременный отвод поверхностных вод с объектов осушения,особенно из замкнутых понижений и придорожных зон. Для осушения дренажем впределах замкнутых понижений проектируют сгущенную дренажную сеть, а приналичии глубоких замкнутых понижений (при водосборной площади больше 5 га) дляотвода поверхостных вод предусматривают фильтры-поглотители, через которыеповерхностные воды поступают в дренажную сеть. В Прибалтике строят фильтрыколодезного типа из железобетонных колец с водоприемными отверстиями, крышкамии днищами. В Германии для осушения отдельных мульд и понижений применяютпоглощающие колодцы.
Вкачестве поглотителей можно применять шахтные колодцы, собранные изпористобетонных или из железобетонных колец с пористобетонными окнами. Иногдавода из блюдцеобразных понижений (особенно после снеготаяния) перекачиваетсянасосами.
Опытнымпутем установлено, что применение вертикального дренажа не приводит кнеравномерности осушения площадей, воронки депрессии существуют только внепродолжительные периоды откачек. Все процессы по осушению, водопонижению иорошению сельскохозяйственных угодий на базе вертикального дренажа легко автоматизировать.Оптимальная норма осушения на системах вертикального дренажа поддерживаетсяпериодическим включением и отключением дренажных скважин.
Подачаводы на увлажнение в общем случае может осуществляться но трем схемам:
изканалов, наполняемых из скважин, через подземные или поверхностные трубопроводык дождевальным машинам («Волжанка», «Фрегат», «Днепр» и др.);
избассейнов суточного регулирования по той же сети;
непосредственноиз скважин в дождевальные машины по подземным трубопроводам.
Скважинывертикального дренажа размещают так, чтобы они обеспечивали равномерноеосушение земель, необходимые дебиты и позволяли использовать дождевальнуютехнику. В системах вертикального дренажа важнейшие параметры – глубина скважини их диаметр с учетом фильтров. Конструкции скважин, фильтров, насосов идругого оборудования выбирают из расчета наибольшей надежности и экономичности.Сочетание вертикальных скважин небольшой глубины (25-50 м) с широкозахватнойдождевальной техникой типа «Фрегат», «Днепр», «Волжанка» дает возможностьсоздать экономичные, весьма оперативные мелиоративные системы двустороннегодействия.
Польдерные системы
Польдернымисистемами осушения называются такие системы, в которых осушаемая территориязащищена от затопления насыпными валами. Польдериый способ осушения позволяетуправлять удалением стока с обвалованной территории и использовать воду взасушливые периоды на увлажнение почвы. На заболоченных почвах, подстилаемыхпесчаными отложениями с хорошей водопроницаемостью мощностью до 25-30 м, применяетсякомбинированная схема осушения – сеть открытых каналов, проложенных через400-600 м, и впадающих в них малоуклонных или бсзуклонных дрен, что позволяетуменьшить глубину каналов.
Кромеестественных условий, пригодных для строительства польдерных систем, такиеусловия можно создавать при помощи деятельности человека. Особенно расширяетсястроительство польдсрных систем зимнего незатопляемого типа. Польдерные системылетнего затопляемого типа проектируют в исключительных случаях – дляиспользования земель под посевы многолетних трав, выдерживающих длительноезатопление.
Дамбыобвалования располагают либо вокруг всей польдерной площади, либо ограждаюттерриторию лишь со стороны реки. Дамбы строят из минерального грунта. Длинадамб на 1 га польдерной площади составляет 9-18 м с объемом насыпи 200-950 м3/га.На польдерных системах площадью менее 500 га высоту дамбы проектируют израсчета 5% обеспеченности, а при площади более 500 га – не менее 1 %.
Дамбыобвалования некоторых польдерных систем в поймах таких крупных рек, какПрипять, Днепр, Десна и Днестр, могут затем войти в общую системупротивопаводковой защиты.
Особенноэффективны польдерные системы в поймах рек, затопляемых на продолжительноевремя. Длительное затопление и высокое стояние грунтовых вод после затопления вполоводье или при дождевых паводках приводит к переувлажнению и заболачиваниюпойменных земель, затрудняет механизированную уборку сена, сокращает периодвегетации сельскохозяйственных культур, задерживает их посев и уборку и т. д.
Обычнаяпольдерная система – отгороженный глухими дамбами участок поймы, на которомстроили осушительную систему с регулирующей и проводящей сетью. Излишки воды сэтого участка откачивали насосные установки в реку-водоприемник. Длярегулирования водно-воздушного режима в летнее время на каналах строиливодорегулирующие сооружения – шлюзы-регуляторы. Однако такая система необеспечивает необходимого регулирования водного режима и во время весеннегополоводья, а также зимой излишки воды сбрасываются, а в летнее время местныйсток часто не может компенсировать дефицита влаги, который наблюдается в периодвегетации растений.
Чтобыустранить этот недостаток, необходимо не сбрасывать излишки воды вреку-водоприемник, по которой вода уходит совсем, а аккумулировать их часть вспециальных водоемах, в результате чего уменьшится холостой сброс. Значит,следует регулировать речной сток путем создания регулирующих водохранилищ.Объем водохранилища определяется водохозяйственными расчетами, приблизительныеего размеры можно установить из расчета 1 млн. м3 на 1 тыс. га увлажняемыхсельскохозяйственных угодий.
Такаясистема работает по схеме: регулирующая сеть – проводящая сеть – насоснаястанция – водохранилище – проводящая сеть – регулирующая сеть, т. е. этосистема замкнутого типа. Если и в ней окажутся небольшие излишки воды, то онисбрасываются из водохранилища в реку.
Внепольдеров остается полоса с неблагоприятным гидрологическим режимом. На этихземлях можно создавать летние затопляемые польдеры, защищающие территорию отлетне-осенних паводков дамбами небольшой высоты (0,9-1,2 м). Вследствиеинтенсивной откачки воды на спаде половодья после обнажения гребней дамбсокращается продолжительность весеннего затопления. Летние польдеры,расположенные рядом с зимними, целесообразно объединить (совмещенные польдерныесистемы, СОПС) с общей насосной станцией.
Насуществующих польдерных системах при поддержании оптимального водного режима исоблюдении высокой агротехники колхозы получают хорошие урожаи зерновых итехнических культур.
Прогрессивноенаправление развития осушительно-увлажнительных систем – создание водооборотныхсистем, позволяющих аккумулировать дренажный сток в искусственно созданномводохранилище или пруде и использовать его в периоды засухи для полива. Такиесистемы дают возможность одновременно с использованием сбросных водутилизировать удобрения, повторно вынесенные из почвы с дренажными водами, ипредотвращать загрязнение водных источников химическими веществами (удобрения,пестициды и пр.), содержащимися в дренажных водах. Пример подобнойосушительно-увлажнительной системы (см РИСУНОК 2)— польдерная водооборотнаясистема. Массив осушен закрытым малоуклонным и бсзуклонным дренажем.
Наряде польдерных систем Украины построены опытные системы вертикального дренажа.
Наиболеекрупные польдерные системы — Латорицкая осуши-тельно-увлажнительмая система вЗакарпатской обл. площадью 10 тыс. га, Береговская — 54 тыс. га, Белозовская(Львовская обл.) — 3200 га, Верхне-Прииятская — 1700 га, в пойме Припяти(Заречанскнй р-н, Ровенская обл.) — 3900 га..
Внекоторых случаях устраиваются комплексные польдерные системы в целях снижениякапитальных затрат на строительство летних и повышения эффективности зимнихпольдеров.
Дляпредотвращения разрушения дамб обвалования летнего польдера в периодинтенсивного подъема воды в пойме, когда впускные сооружения не обеспечиваютнеобходимой скорости подъема уровня воды внутри одамбированной площади, в теледамб устраиваются специальные прорези (с пологими откосами шириной до 30 м иглубиной 0,30 м, через которые происходит перелив воды). В пиковый периодполоводья вода проходит по верху дамб обвалования летнего польдера и не создаетбольшого форсированного подъема уровня в пойме.
Приспаде уровня воды в пойме ниже гребня дамбы на 0,3-0,4 м закрываются впускныесооружения и открываются выпускные для сброса ее с чеков в придамбовый канал.Сброс можно производить одновременно из всех чеков в определенной последовательностис учетом выживаемости трав.
Приводооборотных польдерных системах излишки воды откачиваются с польдера вспециальную аккумулирующую емкость (пруд или водохранилище), а ненепосредственно в реку, что частично предотвращает загрязнениерек-водоприсмннков ядохимикатами. Аккумулированная вода затем подастся наувлажнение осушенных земель польдерной системы или прилегающих территории. Запределы такой водооборотной системы сбрасываются только избыточные объемы водыпосле заполнения аккумулирующих емкостей.
Польдерныесистемы обладают существенным преимуществом, так как с помощью насосных станцийпозволяют регулировать водный режим почвы, уменьшая или увеличивая сброс воды.
Дляводообеспечения осушптельно-увлажнительных систем в качестве источникаиспользуют водорегулнрующие сооружения на открытой и на закрытой сети,аккумулирующей запасы воды из почвы, искусственные водохранилища и пруды, атакже в незначительной степени реки, каналы и озера. При проектированииводоемов следует максимально использовать торфовыработки, отмирающие озера,бросовые земли, малопродуктивные леса и т. д.
Осушительная система как природно-техническая система
Какприродно-техническая система (ПТС) осушительные сооружения представляют собойсложную взаимосвязь технических объектов и природной среды. Это управляющаяприродой, регулирующая, преобразующая система. В состав природно-техническойсистемы входят две подсистемы техническая (осушительные сети, водоприемник,сооружения на осушительной сети) и природная (площадь мелиорации, прилегающие кней площади и воздушное пространство) и блок управления. Управление системойсводится к регулированию потоков
Всеизменения природной среды происходят в пространстве и во времени, и частобывает весьма трудно оценить последствия того или иного мероприятия. Изменениенекоторых факторов во времени протекают очень медленно (например, осадка исработка торфяной залежи, смена биоценозов, исчезновение ягодных делянок вприлегающих лесных массивах в течение десятков лет). Изменения в пространствене равномерны. В связи с этим можно выделить пять зон влияния мелиоративныхсистем на природную среду, а именно:
зонамелиоративного объекта, то есть площадь самого объекта;
внутренняязона, охватывающая немелиорируемые площади в контурах объекта мелиорации;
непосредственноприлегающая зона влияния;
отдаленнаязона влияния;
зонавоздушного пространства в контурах отдаленной четвертой зоны.
Этизоны выделяют по признаку природоохранных мероприятий, причем в каждой зонепоследние могут быть различными.
Границызон можно установить только приближенно, поскольку время проявления заметныхизменений в природной среде может быть весьма растянуто. Однако в некоторыхслучаях границы очевидны. Изменения при этом, как правило, связаны спараметрами мелиоративной системы, регулируя которые, можно ослабить или недопустить некоторого ущерба от проведения инженерных мероприятий. Границытретьей и четвертой зон установить довольно трудно, однако критерием выделениязон, очевидно, следует считать изменение водного режима территории(поверхностного стока и уровня грунтовых вод), а иногда и изменение микроклимата.
Вводосборах рек, где возможно создание двух и более мелиоративных систем, зоны,непосредственно прилегающие к мелиоративной системе и отдаленные от нее, могутналагаться друг на друга, в результате совместное действие мелиоративныхобъектов в этих зонах усилится. В таких случаях две и более системы вприродоохранном аспекте следует рассматривать как единую систему, определеннымобразом воздействующую на прилегающие территории.
Внутриконтура мелиоративного объекта могут отсутствовать площади, не подлежащиемелиоративному воздействию, тогда можно выделить только четыре или даже тризоны, поскольку может не выделяться зона отдаленного влияния (для мелиоративныхсистем, расположенных в понижениях с крутыми бортами прилегающих территорий, вмеждуречьях и др.). В последнем случае зона воздушного пространства будетнаходиться в контурах непосредственно прилегающей зоны.
Напрактике зоны влияния мелиоративных систем на природную среду выделяют поосновным признакам, а их границы уточняют по дополнительным признакам.
Косновным признакам относят:
прогнозныйуровень грунтовых вод,
рельефобъекта прилегающей территории;
кдополнительным:
локальныепонижения рельефа прилегающей территории и локальные возвышенности на объектемелиорации,
механическийсостав и высоту капиллярного поднятия грунтов,
наличиепочвенного покрова и тип почв,
доминирующуюрастительность на прилегающих землях (лесная, луговая, поля севооборотов),
общеенаправление потока грунтовых вод (в сторону объекта мелиорации или от него),
химическийсостав грунтовых вод.
Внутренняя(первая) зона включает все мелиорированные земли объекта, кроме земель,отнесенных ко второй зоне.
Вовторую зону входят земли, имеющие средние отметки на 1 м и более выше среднихотметок мелиорируемой территории и внешнюю форму в виде холмов и гряд.
Втретью зону входят земли, на которых после создания мелиоративной системывозможны существенные изменения водного режима корнеобитаемого слоя из-заснижения уровня грунтовых вод.
Внешнейграницей четвертой зоны условно принята линия, где капиллярная кайма высотойαhк (при α=0,1 для всех грунтов)пересекает существовавшую среднегодовую депрессионную поверхность.
Зонывлияния мелиоративного объекта на прилегающую территорию определяют послеотыскания точек пересечения линий: верхней границы высоты капиллярного поднятияи существующей кривой депрессии грунтовых вод до осушения. При этом имеет местоследующая закономерность: чем больше протяженность третьей зоны, тем большепротяженность и четвертой. Это связано с тем, что с удалением от объектамелиорации кривая депрессии выполаживается и ее уклон становится все меньше.Протяженность четвертой зоны вычисляют по формуле.
Обоснованиемдля установления внешней границы зон служат материалы многочисленных публикацийпо результатам работ, проведенных с целью определения влияния мелиорации земельна прилегающие земли. Из этих материалов следует, что за пределами внешнейграницы четвертой зоны не наблюдается заметного влияния мелиоративного объектана все факторы внешней среды.
Границапятой зоны условно совпадает с внешней границей четвертой, так как за пределамиэтой границы запыление воздушной среды (от ветровой эрозии), связанное свлиянием одной мелиоративной системы, незначительно, хотя в отдельных случаях иможет иметь место (при весьма больших скоростях ветра над осушеннымиторфяниками).
Количествозон влияния уменьшается при условиях, отличающихся от стандартных. Если отметкиповерхности на внутренней границе третьей зоны превышают среднюю отметкуосушаемой территории на 2-2,5 м (крутой подъем), то третья зона не выделяется ив этом случае можно только выделить четвертую зону при условии, если грунтовыеводы движутся в сторону осушенного объекта с образованием кривой депрессии,повышающейся в сторону прилегающей территории.
Можетне выделиться и четвертая зона при незначительных ее размерах в связи с малойвысотой капиллярной каймы и крутопадающей кривой депрессии уровня грунтовыхвод. В этом случае внешняя граница третьей зоны служит внешней границей пятойзоны.
Можетне выделиться и вторая зона вследствие отсутствия всхолмлений в пределах первойзоны.
Дляпроектируемых систем границы зон влияния определяют на основании материаловизысканий и расчетов. При этом устанавливают:
связьмежду грунтовыми водами осушенного массива с прилегающими землями;
направлениепотока грунтовых вод – в сторону болота или от него;
слоистостьгеологического профиля, наиболее водопроницаемый слой и глубину до водоупора;
величинурасхода в сторону мелиоративного объекта (для определения необходимостиустройства нагорно-ловчих каналов);
характерпотока в плане: сужающийся к объекту мелиорации, расходящийся от объектамелиорации – трехмерный поток; фронтальный – двухмерный поток;
характеррастительности;
химическийсостав грунтовых вод.
Природоохранныемероприятия на мелиорируемой территории носят почвозащитный и противоэрозионныйхарактер (закрепление откосов каналов и дамб от размывов, мероприятия поконсервации дренажных вод с целью их повторного использования и др.).Немелиорируемые земли, расположенные в контурах объекта (вторая зона, т. е.песчаные и моренные гряды, всхолмленные приречные участки), считаются объектамиособого рода мелиорации, в результате которых можно создать зоны рекреации,лесопосадки, резерваты для дикой фауны. Непосредственно прилегающие кмелиоративным объектам территории могут быть землями сельскохозяйственногоназначения, лесными массивами и, наконец, зеркалом естественного илиискусственного водоема. В этой зоне больше всего проявляется влияниемелиоративного объекта, часто отрицательного свойства, вследствие сниженияуровня грунтовых вод, некоторого изменения влажности и температуры воздуха ипочвы. В отдаленной зоне влияния, где действие параметров элементовмелиоративной системы (длины и глубины каналов, расстояний между дренами, высотыдамб обвалований) не проявляется, а изменение физических параметров, скореевсего, связано с самим фактором создания мелиоративной системы, природоохранныемероприятия могут быть минимальными или ограничиваться прогнозами измененияфизических параметров, которые будут учитываться, если это необходимо, в другихаспектах хозяйственной деятельности. Наконец, в зоне воздушного пространствапроводят мероприятия по охране воздуха от загрязнений. Загрязнение воздухапылью над мелиорируемой территорией и в прилегающих зонах не должнодопускаться.
Взаимодействие ПТС с природной средой (обмен веществоми энергией)
Воздействиечеловека на геосистемы вызывает существенные изменения их состояния. Начальноедействие на тот или иной компонент природы по цепочке вертикальных связейпередается на другие компоненты, а по каналам горизонтальных связей – на другиегеосистемы. В результате прямо или косвенно изменяются многие природныепроцессы. Под влиянием осушения особенно глубокие изменения наблюдаются:
вовлагообороте;
вбиологическом и геохимическом круговоротах;
втепловом балансе.
Изменениевлагооборота обусловлено, прежде всего, преобразованием одного из его звеньев –поверхностного стока. Осушение – это воздействие на физико-географическиефакторы стока, а через них на элементы водного баланса водосбора. Такоепреобразование глубоко затрагивает функционирование систем.
Приосушении с мелиорируемой территории усиливается вынос химических элементов. Втаких условиях естественными коллекторами загрязненных поверхностных игрунтовых вод являются реки, озера, моря и д.т., являющиеся одновременноводоприемниками в осушительных системах. В реках, благодаря их проточности исамоочищению загрязнение носит обратимый характер. Однако в озерах иводохранилищах в связи с замедленным водообменом условия самоочищениязначительно ухудшаются. В результате резко изменяются гидротехнический игидробиологический режимы, что ведет к технической евтрофикации водоемов,обусловленной увеличением в воде концентрации азота и особенно фосфора.
Изменениетеплового баланса имеет непреднамеренный характер. Оно связано с изменениемподстилающей поверхности за счет осушения. При осушении уменьшается расходтепла на испарение (на 10-15%) и заметно увеличиваются затраты энергии натурбулентный обмен с атмосферой (на 10-25%). В результате происходит больший,чем ранее, нагрев приземного слоя и почв днем и охлаждение их в ночное время.
Снижениеуровня грунтовых вод определяет две цепочки причинно-следственных связей:
однапроявляется в изменении ландшафтно-геохимических условий, почвенного ирастительного покрова;
другая– связана со снижением затрат тепла на физическое испарение, изменениями вструктуре радиационного и теплового балансов, что, наряду с альбедо деятельнойповерхности, формирует новый микроклимат. Обобщение данных по изменениюрадиационного и теплового балансов осушенных территорий произведено В. Н.Адаменко (1979).
Изменение природной среды на осушенных землях
Строительствомелиоративной (осушительной или осушительно-увлажнительной) системы изменяетнаправленность и интенсивность природных процессов в почве и приземном слоеатмосферы, распределение водных ресурсов, в результате чего вся экосистемарегиона приобретает новые свойства.
Мелиоративнаясистема влияет на окружающую среду прямо и косвенно. Прямое воздействие – этоудаление избыточной воды и создание условий для ведения интенсивногосельскохозяйственного земледелия на мелиорированных землях. Косвенноевоздействие – это, как правило не предусмотренное проектом влияние на некоторыефакторы природной среды на самом объекте, а также на прилегающих землях.Положительное косвенное воздействие связано со сменой растительного сообществана немелиорированных. Отрицательное косвенное воздействие охватывает обычнобольшое количество факторов, проявляется в течение длительного времени иоказывается не редко неожиданным.
Извсего комплекса претерпевающих изменения факторов, прежде всего, выделяютследующие:
расходи уровни воды в водотоках;
объемзапасов поверхностной и подземной воды в регионе;
уровнигрунтовых вод на объекте и прилегающих землях;
объеми характер испарения с водной поверхности и почвы;
температурныйрежим почвы;
ходи возможное изменение направленности почвообразовательного процесса;
сменафлоры и фауны региона.
Осушениеболот и заболоченных территорий неминуемо связано с понижением уровнейгрунтовых вод на объекте и перераспределением объемов воды. В связи с этимпервопричинами изменений в окружающей среде являются изменение уровенногорежима грунтовых вод и режима поверхностного стока, а также сменарастительности в результате культуртехнических работ и планировок.
Подвлиянием осушения, прежде всего, повышается степень дренированностиводосборного бассейна. В естественных условиях дренированность заболоченныхводосборов при площади болот на них 20-30% от площади бассейна обычносоставляет менее 1 км/км2.
Следствиемувеличения дренированности является, с одной стороны, повышение скоростидобегания снеговых и дождевых вод до реки, что способствует увеличению расходовводы в реке. С другой стороны, искусственное дренированние территории вызываетпонижение уровня грунтовых вод, а также увеличение мощности зоны аэрации(почвенно-грунтового слоя с неполным насыщением влагой).
Понижениеуровней грунтовых вод ведет к повышению уклонов грунтовых вод на прилегающей кним территории и градиентов напорных вод, что обуславливает увеличениеподземной составляющей речного стока, особенно в первые годы после осушения.
Подвлиянием осушения происходит осадка торфа, при этом изменяется поверхностьболота: возрастают ее уклоны в сторону каналов и глубоких дрен, чтоспособствует поверхностному стоку.
Послеосушения изменяются условия испарения. Понижение уровней грунтовых водобусловливает уменьшение испарения с поверхности почвы, но этот показатель неявляется основным. При сельскохозяйственном использовании территориидикорастущая влаголюбивая растительность сменяется культурой, что вызываетизменение транспирации, а следовательно и суммарного испарения.
Осушениепочв, особенно торфяных, значительно изменяет их температурный режим. Этообусловлено тем, что с понижением влажности и плотности торфа соотношение междутвердой, жидкой и газообразной фазами его изменяется более резко, чем наминеральных почвах.
Влияниеосушительных систем на ландшафты прилегающей территории
Спозиций физико-географа, осушение есть уничтожение гидроморфных комплексов,лесной и кустарниковой растительности, нивелировка местных локальных природныхразличий путем проведения культуртехнических работ, известкования, внесенияминеральных и органических удобрений. Это приводит к образованию антропогенноголандшафта с присущими ему процессами мелиоративной эрозии, дефляции,минерализации и сработки торфяной залежи, уплотнения почвы и полной перестройкиорнитофауны. При этом проявляются новые свойства ландшафта:
увеличениепожарной опасности на торфяниках,
уменьшениепродолжительности безморозного периода и снижение температур почвы и воздуха вночное время,
сокращениеи даже исчезновение некоторых видов естественной фауны.
Влияниеосушения происходит через подвижные компоненты ландшафта – поверхностные(дренажный сток) и грунтовые воды. Прослеживаются три области влияния: две –прямого (гидрологическая и гидрогеологическая); третья – агротехнической ипрочей деятельности человека.
Гидрологическоевлияние изучено достаточно подробно, особенно на примере Полесья (Булавко,Маслов, 1975; Шебеко, 1978; и др.), и сводится к следующему. Осушениеспособствует увеличению годового стока в пределах точности гидрометрическихисследований (до 15%), достоверно в первые годы, за счет сработки «вековых»запасов болотных и грунтовых вод. В период интенсивной вегетации растений стокснижается, особенно при оптимальном использовании осушенных земель (Новиков,1980). Максимальный весенний сток возрастает, но максимальный сток малойобеспеченности снижается. Минимальный сток после осушения возрастает в 1,7-3,8раза, увеличивается и летний меженный сток. В целом внутригодовое распределениестока становится более равномерным.
Размерзоны гидрогеологического влияния определяется:
глубинойдренажа,
расстояниеммежду дренами регулирующей и проводящей сетей,
типомрегулирования,
литологическимсоставом пород,
мощностьюводоносного горизонта,
уклонамирельефа,
сезоннымипогодными условиями,
свойствамигеокомплексов на прилегающей территории.
Понижениеуровня грунтовых вод на прилегающей к мелиоративной системе территориинаблюдается в зоне, шириной от нескольких сотен метров до 3-6 км (Маслов,1975). Зона влияния осушительных систем на снижение уровня почвенных игрунтовых вод сопоставима с площадью осушения и составляет 12-15 млн га. Вслабоводопроницаемых грунтах (глинах, средних и тяжелых суглинках) влияниеосушения на грунтовые воды практически затухает на расстоянии 50-100 м отдренажа. На осушительных системах, расположенных на юге лесной зоны (Полесье,Мещера), ширина зоны влияния при прочих равных физико-географических условияхбольше, чем на северных системах (Карелия, Архангельская обл.). Этот фактобъясняется большей продолжительностью теплого периода, а следовательно, ипериода дренирования на юге лесной зоны, по сравнению с северной, средней июжной тайгой.
Снижениеуровня грунтовых вод определяет две цепочки причинно-следственных связей: однапроявляется в изменении ландшафтно-геохимических условий, почвенного и растительногопокрова; другая связана со снижением затрат тепла на физическое испарение,изменениями в структуре радиационного и теплового балансов, что, наряду сальбедо деятельной поверхности, формирует новый микроклимат. Обобщение данныхпо изменению радиационного и теплового балансов осушенных территорийпроизведено В. Н. Адаменко (1979).
Микроклиматическийэффект осушения наиболее ярко проявляется в изменении температуры поверхностипочвы. В летнее время на осушенном болоте в дневные часы температура поверхностипочвы обычно на 1-5° выше, чем на болоте. Осушение приводит к росту суточнойамплитуды температуры в разные сезоны года от 2,5 до 6,5° в период активнойвегетации растений. Возрастают абсолютные значения минимальных температур наповерхности почвы, обычно на 1-3° в сроки наблюдений 1 и 7 ч и на 0,3-2,0° в 19ч. Максимальные температуры поверхности почвы обычно на 3-5° выше на осушенныхземлях, чем на болоте.
Выравниваниерельефа после осушения и проведения куль-туртехнических работ снижает шероховатостьповерхности и приводит к увеличению скорости ветра по сравнению с неосушеннымболотом в дневные часы на 1-1,2 м/с. В утренние часы различия малы, а на срок19 ч за счет большей неустойчивости воздуха над более теплым болотом(июль-август скорость ветра на болоте выше на 0,5-0,8 м/с. Удаление кустарникови сглаживание полей приводит к значительному перераспределению снежного покроваи интенсивному метелевому переносу. Основная часть осушенных земель, заисключением пограничных зон с лесами и кустарниками, имеет запас влаги на 10%меньше средних фоновых значений. Осушение приводит к большей глубинепромерзания осушенного торфяника, на 20 – 30 см, что характерно для условийКарелии, Полесья, Смоленской обл. и Мещеры. Таким образом, с осушением связано появлениеновых устойчивых черт в режимах тепла и влаги, в микроклимате прилегающейтерритории, наиболее ярко – на массивах осушения площадью более 500 га.
Ландшафтно-геохимическиеаспекты воздействия осушительных систем на прилегающую территорию.
Уничтожениеили резкое сокращение природных геохимических и биологических барьеров(низинных болот) способствует выносу химических элементов из осушаемогомассива. Существующая в настоящее время довольно обширная геохимическаяинформация относится к мелиоративным системам, расположенным в среднетаежныхландшафтах Карелии (Кор-зинская низина), в полесских ландшафтах Украины иБелоруссии (бассейн Припяти и Орессы) и Рязанской Мещеры, в ландшафтахсмешанных лесов Тверской обл. и др. Детальные исследования проводятся напольдерах Калининградской (пойма Немана), Московской (долина Яхромы), Пермской(пойма Камы) и Смоленской областей, на Кировской лугоболотной станции, воЛьвовском Полесье, в Эстонии и др.
Обобщениелитературного материала и результаты исследований географического факультетаМГУ в Мещерской низменности (Авессаломова, 1990) позволяют установить основныечерты ландшафтно-геохимических изменений. Результатом интенсификациибиологического круговорота элементов является увеличение содержания подвижныхформ элементов в почве. В верхних горизонтах мелиорированных почв растетсодержание подвижного азота и фосфора по сравнению с торфами низинных болот.Это свидетельствует об улучшении обеспеченности почвогрунтов элементами питаниярастений. На фоне повышения содержания подвижного азота под культурными лугамирезко выделяется увеличение азота нитратов по сравнению с аммонийным. Впахотном горизонте оно может возрастать в 20 раз, тогда как соотношение междуэтими формами в низинных болотах противоположно. Для более северных районов,например Тверскои обл., отмечено, что при высоком содержании общего азота егопереход в аммиачную или нитратную форму происходит медленнее, что необеспечивает нормальный рост растении в первые годы освоения осушенных земель(Бишоф, Калмыков, 1972).
Другойаспект функционирования ПТС, связанный с интенсификацией бика, — изменениесостава вод супераквальных ландшафтов, по сравнению с исходным. Наблюдаетсяувеличение минерализации грунтовых вод лугово-болотных почв, интенсивностиводной миграции Са, С1, снижение содержания Сорг и общего азота.Многие биогенные элементы мигрируют в составе органических соединений.Повышение минерализации грунтовых вод установлено для мелиоративных системПолесья, Нечерноземного Урала, Мещерской низменности и других районов. Однакопосле заметного увеличения минерализации грунтовых вод в первые годыэксплуатации мелиоративных систем далее достигается равновесие и некотороеснижение минерализации в связи с выносом химичесиих элементов за пределыдренажной сети.
Кчислу сильных периодически действующих источников относится внесение удобрений.Изучение этого фактора в продуктивности агроценозов показывает, что на созданиебиомассы расходуется менее половины питательных веществ, в частности за счетпотерь элементов питания с потоками грунтовых вод (Чазов, Дроздов, 1974;Авессаломова, 1990). Это позволяет рекомендовать вместо одноразовогопредпосевного внесения удобрений многоразовое, когда регулирование ихпоступления дает более эффективный результат.
Данныеоб изменении щелочно-кислотных показателей противоречивы. Одни авторы отмечаютповышение рН мелиорированных почв в связи с выносом оснований в грунтовые воды,отчуждением химических элементов с урожаем, воздействием физиологически кислыхфосфорных и калийных удобрений. Другие исследователи (Шаманаев) указывают наснижение рН. Видимо, многое зависит от характера возделываемых культур. Следуеттакже иметь в виду, кислую реакцию атмосферных осадков, что ранее в расчет непринималось при объяснении кислой реакции дерново-подзолистых почв.
Новымпризнаком осушенных почв и почв прилегающей территории является ихокислительно-восстановительная вертикальная зональность. В верхней частипрофиля до 20-35 см формируются окислительные условия. Далее преобладаютвосстановительные условия. На контакте обстановок возникает площаднойкислородный геохимический барьер. В зоне закрытого дренажа при выходе глеевыхвод из труб возникают локальные кислородные барьеры. Из-за осаждения Fe и органического вещества вода в дренах прозрачная.
Взонах кислородного барьера накапливается широкий круг элементов, хотя причиныконцентрации различны; при подъеме грунтовых вод по капиллярам к поверхности всвязи с заменой •восстановительной среды на окислительную происходит накоплениеFe, Cо, Mn(Fe и Mn— хорошие сорбенты). Mo, P, V, Сгсорбируются гидроксидами железа; Ва, Zn, Ni, Со, Cu – гидроксидами марганца.
Сопоставлениесостава новообразований на латеральном «кольцеобразном» барьере в естественныхгеохимических сопряжениях и на «площадном» кислородном барьере в зоне осушенияпоказывает, что они различаются по комплексу накапливающихся микроэлементов.
Впограничной полосе мелиоративная система – лес, гипсометрически игеоморфологически совпадающей на Вожской системе с границей между древнейложбиной стока и полого-волнистой водно-ледниковой зандровой равниной, гдеуровень грунтовых вод после осушения болот понизился на 1 м, происходит резкаясмена условий миграции элементов и развивается кислородное выщелачивание подторфяным горизонтом почв.
Интегральнымпоказателем последствий геохимической перестройки ландшафтов выступает стокдренажных канав. Воды дренажных канав в лесной зоне чаще всего относятся кгид-рокарбонатно-кальциевым. Большинство исследователей отмечают ростминерализации и выноса кальция, хлора, сульфат-иона и соединений азота, чтосвидетельствует об усилении их миграции под влиянием осушения. Изменения носятсезонный характер и весной снижают разбавляющий эффект талых снеговых вод.Потеря вещества с дренажным стоком относится к отрицательным последствиямфункционирования ГТС. В районах с обилием озер, которые принимают дренажныйсток, снижается рыбопродуктивность и возникают благоприятные условия дляевтрофирования.
Структуразоны влияния осушительных систем. В зоне гидрогеологического влиянияосушительных систем спустя 10-15 лет после их создания четко обозначаются двеподзоны:
структурнойперестройки компонентов природных 'комплексов и количественных изменений;
втораяподзона иногда мелкоконтурна и фрагментарна. В пределах подзон влияния прослеживаютсяпояса увеличения и снижения биологической продукции ландшафта. Дифференциациязнака влияния осушения на ландшафты прилегающей территории — одна из основныхчерт зоны влияния.
Можновыделить две группы ПТК, в зонах влияния: лесные и луговые. Границы зон, подзони поясов влияния на древесный ярус выявляют в процессе полевых исследований иобработки дендрохронологической информации путем группировки точек отбораспилов и кернов деревьев. Группировка производится по степени измененияприроста за сравниваемые периоды до и после образования дренажа для каждоготипа леса. Одновременно за тот же период устанавливается тенденция измененияприроста в типах леса — аналогах вне зоны влияния. Это метод пространственныхсоотношений приростов. Затем на крупномасштабной ландшафтной карте наноситсяареал зон, подзон и поясов влияния. Практически первостепенное значение имеютдве границы: внешняя, или верхняя, за пределами которой изменений впродуктивности лесных сообществ не наблюдается, и граница смены знака влияния(положительного на отрицательное или наоборот).
Влияниеосушения на луговые комплексы требует длительных стационарных наблюдений за ихвидовым составом и продукцией фитомассы. Такие исследования осуществлены вБелорусском Полесье и Мещерской низменности (Парфенов и Ким, 1976; Дьяконов идр., 1984; Сперанская, 1990 и т. д.). Влияние осушения на луга дифференцированов зависимости от гипсометрического уровня. Сравнительный анализ видовогосостава и продукции лугов разных уровней попарно, когда одна из группрасположена в предполагаемой зоне влияния, а другая вне ее, позволяет сделатьнекоторые выводы.
Размерзоны влияния носит пульсирующий характер. Она больше в сухие годы и уменьшаетсяво влажные.
Знаквлияния на продуктивность дифференцирован по высотным уровням. В целом снижениепродуктивности лугов за 10 лет существования системы составило 20%. Внаибольшей степени снижение проявилось на лугах низкого и среднего уровнейвыровненных поверхностей и склонов (глубина вод до осушения – от 0,3 до 1,2 м).Это наиболее чувствительные сообщества. Причина – отрыв капиллярной каймы откорнеоби-таемого слоя.
Выявленатакже дифференциация знака влияния по годам пределах одного гипсометрическогоуровня.
Вопросо взаимоотношении птиц и осушительной мелиорации имеет важное практическоезначение. В мире известно свыше 5 тыс. видов насекомых, приносящих вредсельскому хозяйству. Общие потери урожая от вредителей достигают 20%, а вотдельные годы гибель урожая может достигать 50 процентов и более.Использование птиц как биологического, экологически чистого средства борьбы свредителями сельского хозяйства имеет большое преимущество, прежде всего из-задешевизны и относительно высокой эффективности.
ПоД. М. Очагову (1990), в результате мелиорации птицы испытывают на себе влияние(в целом негативное) следующих факторов: понижение уровня грунтовых вод;изменение рельефа земной поверхности и растительного покрова; усиление факторабеспокойства в репродуктивный период; проведение механизированныхсельскохозяйственных работ и выпаса скота; применение минеральных удобрений,использование пестицидов. Видовое разнообразие гнездящихся птиц можнорассматривать как чуткий индикатор устойчивости ландшафтов. Это возможно присохранении в пределах массивов осушения небольших по площади (0,3-0,5 га) озер,заболоченных территорий, лесов и создании лесных полос и кустарниковыхнасаждений. Сохранение разнообразия биотопов позволяет существенным образомпредотвратить негативные последствия осушения. В том случае снижаетсячисленность отдельных видов, а число видов, как правило, остается прежним.Переход от открытой осушительной сети к закрытому дренажу сопровождаетсясущественным уменьшением количества гнездящихся видов (на 48-65%) и численностиптиц (на 9-48%). Водоплавающие исчезают практически полностью (Очагов, 1990).
Длямногих районов земного шара осушительная мелиорация поставила проблемусохранения генофонда. Так, в Германии в результате осушения в 70-е годы изавиафауны было вычеркнуто•14 видов, 88% видов птиц, находящихся на грани-исчезновения– представители важных биотопов.
Размерыпоясов и подзон влияния определяются совокупностью физико-географическихусловий, важнейшими из которых выступают три:
глубинадренажа, оградительных (ловчих) каналов;
уголнаклона рельефа местности и
механическийсостав материнских почвообразующих пород.
Посочетанию указанных выше свойств выделяются четыре вида зон влияния с подвидами(см. табл.).
Видыи подвиды зон влияния осушительных системНазвание, размер Лимитирующие факторы влияния Состав подзон и поясов Скорость процесса Отношение площади влияния к площади осушения I. Очень узкая, до 50 м уклоны >0,01 глубина дренажа II. Узкая,
средняя, до 300м IIа. уклон >0,01 четкая дифференциация на укороченные подзоны и пояса большая 0,05—0,20 II6. механический состав – суглинки четкая дифференциация на подзоны и пояса малая и средняя 0,20—0,80 IIв. глубина дренажа IV. Обширная до 3-6 км
и более условно нет сомкнутые и разорванные ареалы подзон и поясов, взаимодействие смежных систем большая и средняя 0,90—3,00
Iвид формируется в том случае, когда распространение влияния лимитировано двумяили тремя факторами, чаще всего тяжелым механическим составом почвообразующих иподстилающих пород. Зона влияния очень узкая, обычно 30-50 м. Характерна дляводораздельных осушительных систем средней и южной подзон тайги; для увалистыхсуглинистых моренных равнин; водно-ледниковых равнин, перекрытых чехломпокровных суглинков; холмисто-моренных равнин с камами и озами.
Формированиезоны II вида характерно для ландшафтов моренных водно-ледниковых песчаных исупесчаных равнин, долинно-зондровых равнин, ландшафтов пойм крупных и среднихрек и древнеаллювиальных равнин. Распространение влияния лимитировано одним изфакторов. В зависимости от лимитирующего фактора выделены следующие подвидызон влияния: IIа—при уклонах более 0,01 образуетсяукороченная зона, шириной 50—100 м, с четкой дифференциацией на подзоны ипояса. II6 – лимитирующий фактор влияния – механическийсостав пород. Формирование новой структуры зоны идет медленнее, чем в подвиде IIа. При неглубоком дренаже (>-1,2 м) образуетсясравнительно неширокая (100-200 м) зона с преобладанием пояса положительноговлияния, особенно в подзонах средней и южной тайги (Карелия, Вологодская обл.).
Дляландшафтов плоских зандровых водно-ледниковых равнин, зандровыхдревнеаллювиальных равнин, плоских вторичных супесчаных моренных равнинхарактерен III вид зоны влияния. В случае, когда прилегающая территория сложенапесками или супесями, склоны пологие (1-2°) и глубина дренажа — 1,5 -2,5 м,ширина зоны влияния, может спустя 5- 10 лет после создания осушительной системыдостигать 1-1,2 км.
Еслив одном речном бассейне сооружено несколько осушительных систем или наблюдаетсявзаимодействие двух или нескольких систем в смежных бассейнах, как это имеетместо в бассейне р. Припять, формируется обширная (до 3-6 км) зона влияния, аизменения касаются ПТК ранга ландшафта и даже провинции. Это IV вид зонывлияния, где действие параметров элементов мелиоративной системы (длины иглубины каналов, расстояний между дренами, высоты дамб обвалований) непроявляется, а изменение физических параметров скорее всего связано с самимфактом создания мелиоративной системы, природоохранные мероприятия могут бытьминимальными или ограничиваться прогнозами изменения физических параметров,которые будут учитываться, если это необходимо, в других аспектах хозяйственнойдеятельности. Наконец, в зоне воздушного пространства проводят мероприятия поохране воздуха от загрязнений. Загрязнение воздуха пылью над мелиорируемойтерриторией и в прилегающих зонах не должно допускаться.
Природоохранныемероприятия по зонам необходимо предусматривать в мелиоративных проектах,однако следует подчеркнуть, что сохраняя какой-либо объект, важно стремитьсяиспользовать его в рекреационных целях, в качестве охотничьих угодий, местлюбительского рыболовства и поддерживать в процессе эксплуатации. Тогда онбудет более эффективен и долговечен.
Прогнозные исследования изменений природных комплексовв зоне воздействия осушительных систем
Комплексныефизико-географические исследования последствий осушения начали проводиться лишьв 70-х годах (Дьяконов и др., 1979, 1980, 1984; Киселев, Чубанов, 1979;Емельянов 1981, 1984; Аношко и др., 1984 и др) и еще не получили широкогораспространения. В результате недостаточно изучена динамика природныхкомплексов, слабо разработаны методы прогнозирования их изменений (заисключением гидрогеологического), отсутствуют методические рекомендации посоставлению прогнозов. В связи с этим поставлена задача: на основе исследованийавтора и имеющихся данных построить прогнозно-информационную модель измененийприродных комплексов под влиянием осушения и на ее базе разработать методику ихпрогнозирования.
Процесс осушения природных комплексов и методика егоисследований.
Наблюденияпоказали, что перестройка природных комплексов под влиянием осушения идет поцепочке связей: создание осушительной системы – понижение уровня ПГВ –изменение водно-воздушного режима почвогрунтов и микроклимата – трансформацияпочв – изменение состава и продуктивности фитоценозов – перестройкапространственно-временной структуры природных комплексов. Такое пониманиесущности перестройки позволяет рассматривать её в качестве комплексногофизико-географического процесса и использовать для её исследования принципы иметоды изложенные выше.
Основнаязадача исследований заключается в выявлении направления, степени, скорости имасштабов изменений природных комплексов, прилегающих к объектам осушения. Ихметодика базируется на комплексном физико-географическом подходе.
Изменения природных комплексов в зоне воздействия,осушительных систем.
Факторы, изменяющие природные комплексы.
Определяющеевоздействие на изменение природных комплексов оказывают норма осушения и типдренажа. Норма осушения влияет на величину понижения уровня ПГВ, степеньизменения почв и растительности, ширину зоны гидрогеологического воздействия.Установлена тесная связь между нормой осушения и шириной зоны понижения ПГВ(коэффициент корреляции 0,80-0,89), которая особенно четко проявляется вусловиях закрытого дренажа.
Климатическиеи метеорологические условия в значительной мере определяет водно-воздушныйрежим почвогрунтов, интенсивность почвенных и биологических процессов.Преобладание годовых осадков над испарением способствует переувлажнению земель,однако в летние месяцы водный баланс отличается большой изменчивостью (коэфф.вариации 52-65%), что значительно усложняет временную динамику осушенных природныхкомплексов.
Рельефвлияет на изменение природных комплексов через морфологические показатели(относительную высоту, уклоны местности, формы микрорельефа и др.) иобуславливает и обуславливает естественную дренированность и исходноеувлажнение территории. Установлена зависимость ширины зоны влияния осушения отуклона местности. Она выражается корреляционным отношением равным 0,83.
Механическийсостав и строение почвогрунтов обуславливают водно-физические свойства почв, ихводный режим, гидрогеологические условия территории. Выделено шесть основныхтипов гидрогеологических условий, в пределах которых ширина зоны влиянияосушения на уровень ПГВ колеблется от 0,2-0,4 км на суглинках и торфе до 2-3 кмна песчаных почвогрунтах.
Впервые годы после осушения наибольшее влияние на природные комплексы оказываютнорма осушения, механический состав и строение почвогрунтов, исходноеувлажнение территории. В последующие годы увеличивается роль техническогосостояния дренажа, колебаний гидрометеорологических условий, характераиспользования прилегающих к системам земель.
Процессы перестройки природных комплексов.
Ужев первый год действия осушительной системы происходит заметное понижение уровняПГВ. В песчаных грунтах оно почти завершается через 3-4 года, в суглинках –через 5-8 лет после осушения. В течение мая-сентября величина понижения уровняПГВ значительно меняется. В зоне влияния Крючковской системы в сухое время онадостигает 0,8-1,1 м, но во влажные периоды не превышает 0,3-0,4 м.Соответственно с 300-400 м до 100-150 м уменьшается ширина зоны пониженияуровня ПГВ (в условиях легких и средних суглинков).
Сезоннаядинамика уровня ПГВ после осушения существенно не меняется и сохраняет основныечерты исходного режима. Однако заметно уменьшается продолжительность стояниявысоких уровней зимой и летом и возрастает амплитуда их колебаний завегетационный период. В условиях Крючковской системы во влажные годы онасоставляет 0,8-1,2 м против 0,3-0,6 м вне зоны действия дренажа (в сухие годысоответственно – 1,4-1,8 м и 0,7-1,0 м).
Понижениеуровня ПГВ ведет к уменьшению влажности почв, которое наиболее интенсивнопроисходит в первые годы после осушения. У ранее заболоченных легкосуглинистыхпочв влажность верхнего полуметрового слоя уменьшается в 1,3-1,9 раза в сухие летниепогоды. В слое мощностью0-20 см усиливается зависимость влажности от выпаденияатмосферных осадков. Одновременно в почвах заметно повышается аэрация (до22-26%) и активизируется газообмен между верхними горизонтами и приземным слоемвоздуха. В результате исходный грунтово-болотный водный режим почв сменяетсягрунтово-подуболотным, полуболотный – атмосчерно-грунтовым периодическипромывным.
Уменьшениевлаги в почве привело, с одной стороны, к изменениям теплового баланса имикроклимата, а с другой – перестройке почвообразовательного процесса. Поданным В.Н. Адаменко (1979), К.Н. Дьяконова (1982), В.С. Аношко и др. (1984) идругих авторов, расход тепла на испарение уменьшается на 8-15%, а турбулентныйобмен с атмосферой возрастает на 10-25%. В результате в теплый периодтемпература воздуха в дневное время повышается на 0,5-2,0 0С, а вночные часы понижается на 2,0-1,8 0С. Увеличение теплопроводностипочв обуславливает повышение летних температур на глубине 10-20 см на 0,2-1,7 0С,но одновременно ведет к их более глубокому промерзанию в зимнее время.
Перестройкапочвообразовательного процесса выражается в развитии окислительных условий,ослаблении заболачивания, увеличении скорости разложения органическоговещества. Уже через2-3- года заметно уменьшается оглеение, создаются условиядля периодически промывного режима и выщелачивания химических соединений.Происходит вынос органических веществ и оснований, что ведет к некоторомууменьшению содержания гумуса (в 1,1-1,4 раза), кальция, повышению кислотностина 0,3-0,5 единиц pH. Отчетливо проявляется изменениеокислительно-восстановительных условий. В верхних слоях почвы формируетсяаэробная среда, ниже на границе окислительной и восстановительной зонпроисходитнакопление подвижного окисного железа (до 60-100 мг/100 г). в результате этихпреобразований через 7-10 лет после осушения дерново-подзолистые глееватыепочвы трансформируются во временно переувлажненные и слабоглееватые,дерново-подзолистые и торфяно-подзолистые глеевые – чаще всего всреднеглееватые, торфяно- и перегнойно-торфяно-глеевые – в средне- исильноглееватые.
Изменениеводного режима и свойств почв ведет к трансформации фитоценозов. Заболоченные ипереувлажнненые луга, прилегающие к осушителям, через 5-6 лет переходят восоково-злаково-разнотравные (доля злаков возрастает до 35-75%). Одновременнопроисходит пространственная дифференциация ассоциаций. Продуктивность луговменяется не однозначно и зависит от положения их в рельефе, степени увлажненияи других факторов. Чаще всего с осушением связано понижение урожая трав (на26-33%), особенно в засушливые годы (Дьяконов и др.,1980).
Влесных фитоценозах, прилегающих к осушителям, через 8-12 лет происходит сменатипа леса (в полосе шириной до 100 м) или заметное изменение напочвенногопокрова. Сосняки и ельники долгомошники переходят в черничники,осоково-сфагновые в зеленомошно-влажнотравные, сфагновые в долглмошники.Одновременно наблюдается изменение прироста деревьев. Оно особенно четкопроявилось в сосняках, произраставших ранее в условиях избыточного увлажнения инизкой трофности (прирост повышается на 30-130%), и ельниках в местообитаниях соптимальным увлажнением (чаще всего понижается на 15-35%). Наиболее резкоеповышение и понижение их продуктивности проявляется в первые 6-10 лет послеосушения. В последующие годы у большинства обследованных сосен и елей амплитудаколебаний прироста заметно уменьшается, что, по-видимому, связано с адаптациейдеревьев к новым условиям произрастания и стабилизирующим действием осушителей.
Каквидно из приведенных данных, наиболее значительные изменения природныхкомплексов в зоне влияния осушительных систем происходят в первые 10-12 лет ихфункционирования. Затем скорость трансформации замедляется. Однако в рядеслучаев в результате ослабления или прекращения действия осушителей наблюдаетсяобратный процесс – вторичное переувлажнение и заболачивание.
Последствия (результат) изменения природныхкомплексов.
Врезультате осушения происходит пространственная дифференциация ландшафтов,прилегающих к осушителям. В связи с этим в зоне в влияния осушительных системвыделены две подзоны: значительного и слабого изменения природных комплексов(Емельянов, 1980).
Впервой подзоне уровень ПГВ понижается на 0,3-0,8 м, что уменьшает влажностьпочв в 1,5-2,2 раза. Заметно ослабляется заболачивание, происходит вынос рядахимических веществ и интенсивное накопление окисного железа. Гидрофильныефитоценозы трансформируются в гидромезофильные и мезофильные. Продуктивностьлугов падает на 10-30%. Прирост деревьев в ранее недостаточно и умеренновлажныхместообитаниях уменьшается на 10-35%, переувлажненных и заболоченных –возрастает на 30-150%.
Вовторой подзоне уровень ПГВ понижается на 0,2-0,5 м, влажность почв уменьшаетсяв 1,2-1,7 раза. В связи с этим ослабляется оглеение почв, увеличиваетсяаккумуляция окисного железа. На лугах возрастает доля злаков, в напочвенномпокрове уменьшается доля влаголюбивых видов. Прирост деревьев в ранее умеренновлажных местообитаниях возрастает на 20-80%.
Шириназоны влияния осушения в условиях суглинистых почв – 300-400 м.
Осушениеизменило тесноту связей между компонентами природных комплексов. Установленозаметное увеличение изменчивости прироста деревьев в зоне влияния, особенно втех типах леса, которые четко и однозначно среагировали на осушение (ельникахкисличнках, сосняках долгомошниках и др.). В 78% случаев оно совпадало снаправлением изменчивости атмосферных осадков (вне зон влияния в 57%).Одновременно отмечено усиление связи прироста с осадками и коэффициентомувлажнения после осушения. Таким образом, в отличие от подтопленных береговводохранилищ в зоне влияния осушительных систем возросла роль метеорологическихфакторов.