Восстановление нарушенных земель

     Как на поверхности, так и на всем протяжении почвенного профиля черноземов на коренных породах обычно содержится значительное количество хряща и щебня. Наличие  на поверхности скопления рыхлых пород и расчлененность рельефа  при низком базисе эрозии является основное причиной сильно развитой эрозионной деятельности как плоскостной, так и овражного типа, вследствие этого почвы здесь в той или иной степени эродированы.

4. Характеристика нарушенного участка

В первом случае участок нарушен оврагом. Овраг – это современное эрозионное образование, сформировавшееся в результате размыва и переноса почвогрунтов весенними или талыми водами. У каждого оврага выделяют вершину, отвершки, дно, устье, конус выноса, откосы и бровку.

     Основной  ущерб водная эрозия наносит сельскому хозяйству. При эрозии почва теряет верхний плодородный горизонт почвы, питательные макро- и микроэлементы, а также вносимые минеральные удобрения. В результате смыва почвенных горизонтов в пахотный слой вовлекаются нижние, менее плодородные слои. В зависимости от типов почв и состава почвообразующих пород в пахотном слое возрастает содержание карбонатов, появляется солонцеватость, увеличивается щебенчатость.

Овражно-балочные системы отрицательно действуют  на гидрологический режим прилегающих территорий, вызывают снижение уровня грунтовых вод, в зимний период в них сносится большое количество снега, их русла служат транзитными путями для быстрого сброса поверхностных вод в период весеннего снеготаяния и выпадения дождя. Сильно разветвленная овражная сеть расчленяет большие пахотные массивы на мелкие участки. При этом затрудняется использование средств механизации при проведении сельскохозяйственных работ, транспортное сообщение, снижается производительность машин и механизмов. Действующие овраги вызывают разрушение дорожно-коммуникационных сооружений, линий связи, жилых и производственных построек, затрудняют строительство, способствуют развитию оползней и обвалов.

          Овраг имеет следующие данные: грунт в районе овражной вершины – суглинки плотные, глубина оврага – 4,5 м., глубина потока воды – 0,4 м., расход воды – 3,3 м/с²

      Глубина оврага – 4,5 м., ширина – 9 м., длина – 330 м., крутизна откосов – 45 градусов.

      Во  втором случае участок нарушен вторичным  засолением. Тип засоления – хлоридный, степень засоления – средняя 0,4%

     Схема и очередность операций при производстве работ по выполаживанию оврагов с сохранением на поверхности плодородного слоя почвы сводится к следующему.

     Овраг разбивают на рабочие участки  шириной 20-40 м. Бульдозер начинает работу с устьевой части оврага. На первом рабочем участке, срезает слой почвы и складирует его в кавальер. Затем срезает и перемещает породу с обеих бровок в овраг, доводя уровень его засыпки до заданного проектного уклона.

     После того как закончено полное выполаживание первого рабочего участка, бульдозер переезжает на второй рабочий участок, срезает с него гумусный слой почвы, перемещая на первый рабочий участок, и ровным слоем разравнивает на поверхности выположенного первого рабочего участка. При этом основную массу гумусного слоя почвы перемещают в центральную часть оврага и на места с обнаженной породой.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Восстановление нарушенных земель 

1. .  Восстановление земель, нарушенных оврагом

     Интенсивные работы по рекультивации земель в странах бывшего СССР начались в 60-х годах прошлого века. Первоначально рекультивация развивалась как составная часть мелиорации земель и была направлена на восстановление продуктивности нарушенных земель в результате открытого и отчасти закрытого способа добычи ископаемых. Нарушенные земли делились на две группы. Первая – земли с насыпанным грунтом (промышленные отходы, отвалы подземных горных разработок). Вторая – земли, разрушенные в результате добычи ископаемых открытым способом (карьеры, отвалы при открытых работах, провалы на месте разработок). Основная часть разрушенных земель приходилась на выработки полезных ископаемых открытым способом.

     Эта проблема возникла из-за того, что, исторически, водоприемниками дренажно-сбросного стока с орошаемых территорий в долинах рек, как правило, служат сами источники. На естественный сток рек бассейна и их гидрохимический режим влияют отборы воды на орошение и притоки возвратных вод. Рост водозаборов из рек в ирригационные каналы и потери в руслах вызывают количественное уменьшение стока, а сбросы коллекторно-дренажных вод ухудшают его естественный режим и качество. Эти нарушения в режиме регулирования стока источников и антропогенное загрязнение их вызывают серьёзные затруднения в орошаемом земледелии. В обозримом будущем разрешить эту проблему до конца не представляется возможным, поэтому использование вод повышенной минерализации в местах их формирования является вынужденным. На территориях с дефицитом оросительной воды хорошего качества (в маловодные годы практически повсеместно) на полив в вегетационный период используют дренажно-сбросные воды с минерализацией до 3 -5 г/л и более.

     В соответствии с естественным распространением площадей, имеющих большие запасы солей, возрастает и распространение засоленных орошаемых земель от верховьев к низовьям рек. Наукой доказано, что уровни грунтовых вод, их минерализация и запасы солей в подстилающих почву горизонтах - это главные факторы распространения засоленности в условиях орошения. Уровень и минерализация грунтовых вод - показатели дренированности территорий: обеспеченности оттока грунтовых вод, формируемых неизбежно теряемыми водами при поверхностном орошении.

     Орошение  полей оказывает решающее влияние на перенос солей в почвах. Оросительная вода является и мощным источником солей для почвы, поскольку около 80% её расходуется на испарение, а соли остаются в почве и, одновременно, "транспортёром" их в глубокие подпочвенные слои при регулярном и своевременном проведении поливов. От того, как ведется орошение, насколько оно восполняет природный дефицит влаги почвенного слоя, а не бесполезно, минуя поверхность поля, питает грунтовые воды потерями, зависит хозяйственное благополучие орошаемых земель и экологическое состояние орошаемых территорий.

     Недостаточное орошение локального участка всегда приводит к засолению его за счет притока подземных вод со смежных, хорошо орошаемых территорий.

     Классическое  описание транспорта солей от гор  к водоёмам конечного стока в естественных условиях под интенсивным воздействием орошения и дренажа, резко изменяется, как на локальном, так и региональном уровне. Орошение существенно интенсифицирует течение природных процессов в почвах. В условиях искусственного орошения засолённость почв и направленность процессов засоления зависит в основном от хозяйственной деятельности, поскольку орошаемое земледелие коренным образом меняет гидрологический режим почв и гидрогеологические процессы на орошаемых территориях. Это проявляется в том, что:

• оросительные каналы мелиоративных систем создают источники сосредоточенного поступления потерь воды в грунтовые воды;
• не совершенная техника полива не в состоянии равномерно распределять воду по полям, потери воды на полях приурочены к начальным (глубинный сброс) и концевым (поверхностный сброс) участкам борозд;
• дренаж должен не только поддерживать баланс солей почвы и подстилающих горизонтов, но и отводить все непроизводительные потери воды (на 80% обратно в водоисточники!).

     Вне зависимости от сухости климата, процесс накопления солей в почве определяется направленностью превалирующих, в количественном отношении, потоков влаги через почвенный слой за длительный период времени, поскольку соли передвигаются в почве практически только с водой. Для формирования водно-солевого режима почвы становится очень важно, каким путём и как вода попадает в неё. Тем не менее, в настоящее время в реальной существующей ситуации сезонное засоление орошаемых земель почти повсеместно происходит не столько за счет качества оросительных, сколько за счет подтягивания солей, растворенных в грунтовой воде, происходящего в результате нарушения поливного режима. При испарении в корнеобитаемую зону из грунтовых вод зачастую привносится больше солей, чем при поливах даже минерализованной водой.

     Развитию  современных взглядов на методы мелиорации засолённых почв способствовало бурное развитие орошаемого земледелия с середине прошлого столетия. Столкнувшись с  проблемами возникновения "вторичного" засоления земель по большей части  исходно засолённых или подверженных засолению, вызванными несовершенством применяемых способов полива и слабой дренированности территорий в начале массового освоения новых земель, учёные и инженеры начали искать способы выхода из создавшегося положения.

     Основной руководящей идеей тогда была принята "коренная мелиорация" их путем глубокого и, как представлялось тогда, необратимого рассоления на большую глубину методом "форсированных" промывок на фоне искусственного дренажа, где необходимо, усиленного временным, с последующим применением "промывного" режима орошения.

     Метод промывок затоплением был заимствован  из прошлого опыта земледельцев и  механически перенесён в новые  условия, совершенно отличные по водообеспеченности, степени использования земельного фонда и, самое существенное, по гидрогеологическим условиям.

     Сами  по себе эти идеи были достаточно разумны, но их осуществление несовершенными методами водораспределения на полях  привели, как теперь видно, к катастрофическим последствиям.

     Дело  в том, что были упущены и не решены две основные, самые сложные и дорогостоящие проблемы - техники полива и отвода солей.

     Первая  проблема связана с тем, что равномерность  и строгое нормирование оросительной воды с помощью совершенных средств  полива дорого стоит.

     Вторая  проблема - нерешенные на глобальном уровне - вопросы отвода дренажно-сбросных вод. Сброс этих вод, как говорилось выше, попадает, по большей части (80%), обратно в водоисточники, что превращает идею промывного режима орошения почвы в абсурд, поскольку соли отводимые дорогостоящим дренажем с одних массивов, стали источником соленакопления на других.

     Эти две проблемы в настоящее время  являются ключевыми в мелиорации засолённых земель.

     Солеустойчивость  растений зависит от вида и фазы развития растений, свойств почв и подстилающих грунтов, количества влаги в почве, типов засоления и др. Для каждого вида и даже сорта растений характерна потребность в почвенной влаге, определяемая как внешними факторами (климатом, свойствами почв и степенью их засоления), та к и свойствами самого растения, его засухоустойчивостью и солеустойчивостью. Эта потребность ещё и меняется в различные фазы развития растения. Как правило, она бывает максимальной в репродуктивные фазы его развития.

     По  материалам многочисленных натурных съемок и массовых обследований хозяйств, расположенных на засоленных почвах, установлено снижение урожайности сельскохозяйственных культур ориентировочно составляет:

• при слабом засолении - от нуля до 33 %,
• при среднем - 50 %;
• при сильном засолении - от 67 до 83 %;
• при очень сильном засолении потери урожая практически равны 100 %

     Отечественный и зарубежный опыт показывает, что  процесс освоения засоленных земель очень трудоемкий и занимает длительный период. Длительность и успех освоения зависит от многих природных и хозяйственных факторов: степени, профиля и химизма засоления почв и подстилающих грунтов, гидрогеологических и почвенно-мелиоративных условий, норм и режимов промывки, эксплуатационного режима орошения и агротехники. 

2. Расчет  параметров и технология строительства водоотводящего вала

     Овраг – это современное эрозионное образование, сформировавшееся в результате размыва и переноса почвогрунтов весенними или талыми водами. У  каждого оврага выделяют вершину, отвершки, дно, устье, конус выноса, откосы и  бровку.

Сначала определим  расстояние от водоотвала до вершины  оврага: