ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВодныХ мелиорациЯХ земель

Таблица 1 - Схема классификации мелиорации земель

И классификация

Мелиорации земель, их определения

Обращаясь к анализу предмета мелиорации, необходимо определиться с ответом на вопрос - «Что это такое?». В научной литературе существуют десятки вариантов ответов: деятельность, наука, отрасль хозяйства, направление, отдельные (или различные) мероприятия, совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий, улучшение условий производства, основа научно-технической революции в сельском хозяйстве, изменение свойств почв, регулирование их режимов, земельные улучшения и др.

Видимо, прежде всего, мелиорация - это деятельность (один из видов человеческой деятельности), так как деятельность является специфической человеческой формой отношения к окружающему миру, содержание которой составляет его целесообразное изменение и преобразование в интересах людей. Мелиорация действительно соответствует специфической форме отношения человека к окружающей природной среде, а мелиоративное воздействие предусматривает изменение и преобразование ее в интересах людей. Кроме того, собственно мелиорации могут быть реализованы только посредством определенной деятельности.

Исходя из этого можно утверждать, что мелиорация в широком смысле есть деятельность. В пределах определения предмета мелиорации как деятельности она может быть определена и как наука, теоретически обосновывающая деятельность, и как отрасль хозяйствования, созданная для выполнения мелиоративных мероприятий.

Объектом мелиораций, прежде всего, определяют «землю», рассматривая ее как средство для получения сельскохозяйственной продукции. С ростом потребностей человечества возникла необходимость в мелиорации лесов, вод, водоемов и других компонентов окружающей природной среды.

К компонентам окружающей природной среды, являющимися объектами мелиораций, следует отнести землю и земельные угодья, воду и водные объекты, воздух и воздушную среду, растительность и растительные объекты, климат (микроклимат).

В качестве объектов мелиорации могут служить совокупность компонентов окружающей природной среды, система их взаимосвязей, природные образования. Так, в качестве объекта мелиорации выделяют ландшафт, а также его типологические составляющие.

Необходимость в мелиорациях компонентов окружающей природной среды возникает в тех случаях, когда их естественные или ранее измененные параметры не соответствуют хозяйственным потребностям человека, а также в целях предупреждения или ликвидации последствий негативных природных явлений, зачастую усиленных деятельностью человека.

В процессе мелиораций изменяется реально существующая на момент воздействия характеристика объекта (земли - почвы, земли - грунта, вод и водных объектов, микроклимата, ландшафтов и др.). Это происходит и в тех случаях, когда мелиорации направлены на улучшение, восстановление или регулирование потребительских свойств объекта. С другой стороны, улучшение может быть достигнуто за счет изменения, преобразования, восстановления или регулирования. Исключение составляет случай, когда мелиоративные воздействия направлены на сохранение уровня потребительских свойств (охрану объекта).

В связи с этим, наиболее приемлемым представляется применение в толковании термина «мелиорация» таких воздействий как «улучшение» и «сохранение», так как и то и другое может быть реализовано через изменение, восстановление или регулирование тех или иных характеристик объекта. Тогда как понятия и «улучшение», и «сохранение» исключают друг друга и не могут быть обобщены.

Следует отметить, что, ограничивая понятие мелиораций, к ним следует относить не всякие улучшения, а коренные. Другое определение подобрать весьма сложно, тем более обозначить его количественным показателем. Отсутствие же показателя глубины воздействия мелиораций позволяет практически все способы или методы воздействия на компоненты природной среды отнести к мелиорации.

Не менее важным фактором в определении термина мелиорация является временной, в соответствии с которым к мелиорациям относят воздействия, проявляемые в течение длительного времени. Хотя такая характеристика весьма неопределенна, а количественный критерий может варьировать достаточно в широких пределах, ее присутствие в определении мелиорации необходимо.

Таким образом, можно считать, что мелиорация - это деятельность, обеспечивающая целенаправленное коренное и долговременное улучшение или сохранение потребительских свойств компонентов окружающей среды.

Используя предлагаемое толкование общего термина «мелиорации», можно сказать, что мелиорация сельскохозяйственных земель - это деятельность, обеспечивающая целенаправленное коренное и долговременное улучшение или сохранение почвенного плодородия и условий произрастания культивируемых растений.

Что касается отраслевого обозначения мелиораций, то оно может быть использовано при соответствующем толковании, согласующемся с предложенным толкованием общего термина мелиорации. Возможно применение термина мелиорации для отрасли, то есть мелиорации для сельского, лесного, коммунального, водного хозяйства, рекреационного использования и т.д.

Толкование термина «мелиорации» дает представление о виде и направлении деятельности, однако, оно не раскрывает в должной мере содержания. Для того чтобы полнее представить, что же такое мелиорация необходимо рассмотреть классификацию, то есть ее деление на виды, методы, приемы, способы.

При схематизации мелиораций представляется целесообразным первоначально выделить объекты мелиораций. Как уже отмечалось таковыми могут быть: земля и земельные угодья, вода и водные объекты, воздух и воздушная среда, микроклимат, ландшафты, растительность и растительные объекты.

Виды мелиораций целесообразно назвать по наименованию природообразующих (факторов) средств мелиоративного воздействия на компоненты природной среды или природные объекты мелиораций. Таковыми средствами могут быть: земля, воздух, растительность, бактерии и живые организмы, химические вещества и технические средства.

С учетом этого предлагается различать: земельные, водные, воздушные, химические, растительные, зоомелиорации и технические мелиорации.

В соответствии с этим, под земельными мелиорациями следует понимать мелиорации, осуществляемые с применением в качестве средства - земли. Соответственно к водным относят мелиорации, осуществляемые посредством использования вод и регулирования водного режима. Аналогичным образом можно толковать и другие виды мелиораций (воздушные, растительные, зоологические, химические и технические).

Каждый вид мелиораций может быть реализован посредством проведения различных мероприятий, которые, в свою очередь, реализуются через способы (методы) и приемы.

Таким образом, выстраивается следующая иерархическая структура: объект - вид мелиораций - мелиоративное мероприятие - способ его реализации - прием.

В таблице 1 приведена схема классификации мелиорации земель, где выделены виды мелиораций, каждому из которых соответствуют несколько мелиоративных мероприятий, а последним - методы и способы их реализации. Подобным образом могут быть составлены схемы классификации других объектов мелиорации.

1.2 Необходимость и задачи мелиорации
земель

Повышение жизненного уровня народа - объективная закономерность развивающегося общества. При этом основное внимание (в системе мер по повышению жизненного уровня) уделяется надежному обеспечению населения высококачественными продуктами питания, дальнейшему улучшению их структуры.

В современных условиях ресурсы продовольствия создаются в трех отраслях народного хозяйства: сельском, рыбном, лесном. Практически монопольными источниками продовольствия служат земля, вода, лес. Однако в настоящее время и в обозримом будущем наиболее надежным и перспективным источником производства продуктов питания остается сельское хозяйство, продукция которого в балансе продовольственных ресурсов имеет решающее значение. Конечно, необходимо стремиться добывать в морях, реках, озерах побольше рыбы и другого сырья для производства продуктов питания, увеличивать в лесах сбор даров природы. Но, имея в виду возможность нарушения природного равновесия, резервы этих промыслов вряд ли будут увеличиваться. Одна из наиболее важных особенностей сельского хозяйства - главные средства производства представлены живыми организмами (различные растения, животные, грибы и микроорганизмы), кроме того, сельское хозяйство, уровень его развития, стабильность в значительной степени определяются уровнем почвенного плодородия и климатическими факторами.

Почва находится в постоянном развитии, поэтому и ее плодородие - свойство динамичное, претерпевающее заметные изменения, как в естественном состоянии, так и особенно при вовлечении почвы в обработку.

Плодородие очень важное и сложное свойство почвы. Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное производство, характеризуются потенциальным (естественным) плодородием, об уровне которого судят, прежде всего, по величине урожая, полученного при возделывании культур.

Выделяют также эффективное плодородие почвы, под которым понимают те внутренние почвенные ресурсы, которые могут быть использованы для максимального удовлетворения потребностей растений. При одинаковом потенциальном плодородии почвы могут иметь различное эффективное плодородие и наоборот. Например, из-за своеобразия почвообразовательного процесса, неблагоприятного рельефа и климатических условий потенциальное плодородие некоторых почв не может быть использовано в полной мере. В первую очередь это относится к заболоченным и засоленным почвам. Высоким потенциальным плодородием на юге России обладают многие каштановые и другие почвы, но их производительность сдерживается в связи с недостаточным количеством выпадающих осадков.

Проблема повышения естественного плодородия и приближения к эффективному решается в первую очередь путем осуществления различных мелиоративных мероприятий.

Наиболее существенное влияние на жизнедеятельность растений, их продуктивность и качество продукции оказывают свет, тепло, питательные вещества и вода, которые должны находиться в определенном количественном соотношении.

В процессе своего исторического развития растения приспособились к соответствующим природно-климатическим условиям, что и обусловливает их биологическую продуктивность.

Согласно общепланитарной шкале РФ относится к группе стран с пониженной биологической продуктивностью, что вызвано географическим положением территории и засушливостью климата большей части ее земледельческой зоны. Все европейские страны (кроме Норвегии и Финляндии) и многие страны мира превосходят РФ по биологической продуктивности. В США и Китае, например, гектар продуктивнее нашего в среднем в 2 раза, в Австралии в 3 раза, Индии и Бразилии – более, чем в 4 раза.

Таблица 2 - Состояние сельскохозяйственных угодий РФ (1992 год)

Общая площадь земельных ресурсов России составляет более 1,7 млрд. га. Почти 2/3 территории приходится на зону вечной мерзлоты, где земледелие носит очаговый характер. Больше 1/2 территории занято лесами и кустарником с.-х. угодья занимают 222 млн. га.

Достаточная теплообеспеченность и удовлетворительное увлажнение наблюдается только на 1 % территории России. Территории с хорошим увлажнением занимают около 10 % земледельческой зоны России, но и они характеризуются в основном пониженной теплообеспеченностью и низкоплодородными почвами.

Северные районы отличаются достаточным и даже избыточным увлажнением, но низкой обеспеченностью теплом и коротким теплым периодом; южные районы отличаются недостатком влаги и на значительных площадях - избытком тепла. Более 2 % земельных угодий находится на территориях, имеющих крайне слабое увлажнение. В отдельные годы более половины сельхозугодий подвержено засухам.

Неудовлетворительное состояние сельскохозяйственных угодий, снижение их плодородия является одной из причин низкого уровня и неустойчивости с.-х. производства РФ. Только за последние 10 лет практически удвоились площади засоленных, дефляционно-опасных и подверженных эрозии сельхозугодий, на 20-30 % увеличились площади кислых и осолонцованных почв.

Для сравнения можно отметить, что около 4/5 территории РФ находится к северу от 49 параллели, по которой США граничит с Канадой, 2/3 сельскохозяйственных угодий РФ расположены в районах со среднегодовой температурой ниже +5 ^оС, а в США только 10 %. В районах с длительностью безморозного периода свыше 170 суток в РФ находится менее 15 %, а в США - 70 %. В РФ менее 400 мм осадков в год получают почти 30 % сельскохозяйственных угодий, а в США - 10 %.При этом, процент мелиорированной пашни в США составляет 33,7 %, а в РФ – лишь 8,0 %.

Вышесказанное свидетельствует о том, что повышение эффективности сельскохозяйственного производства, его стабилизация в России могут быть осуществлены только на основе широкого развития мелиорации земель.

При разработке мероприятий по выводу мелиорации из кризисного состояния, повышению её эффективности следует исходить из того, что решение данной проблемы может быть осуществлено только при государственной поддержке, изменении существующей политики в области АПК. Совокупность мер по повышению эффективности мелиораций в регионах страны должна опираться на общегосударственную концепцию, федеральные и региональные программы сохранения и развития мелиорации.

Необходимость подъёма экономики страны, в т. ч. основных земледельческих регионов предопределяет дальнейшее развитие мелиораций.
Лекция 2

2.1 Определение и классификация водных
мелиораций

Водные мелиорации земель - вид мелиораций, осуществляемый посредством подачи или отвода воды, сохранения и перераспределения влаги с целью регулирования водного режима земель (почв) и территорий. Таким образом, основным объектом водных мелиораций является земля - один из компонентов окружающей природной среды, а основным преобразующим фактором (средством) под воздействием которого осуществляется мелиорация, является вода.

Водные мелиорации, воздействуя главным образом на водный режим земель (почв), оказывают большое влияние на их воздушный, тепловой и микробиологический и вместе с ним на питательный режим и следовательно, на плодородие почв и направление почвообразовательного процесса.

Изменяя водный режим земель (почвенной влаги и поверхностных вод), водные мелиорации влияют также на внутренний влагооборот мелиорируемых территорий и, следовательно, на изменение не только почвенных, но и климатических и гидрологических условий (режим поверхностных и грунтовых вод) этих территорий в нужном для хозяйства направлении. От водного режима почвы в значительной мере зависят процессы накопления и разрушения органического вещества. Водный режим, оказывая влияние на плодородие почв, очень сильно (во многих случаях решающе) влияет на ее продуктивность (величину и устойчивость урожаев).

Водные мелиорации земель реализуются посредством проведения различных мелиоративных мероприятий, которые в свою очередь реализуются через способы (методы) и приемы.

Увлажнение - мелиоративное мероприятие по реализации водных мелиораций земель путем сохранения, задержания, перераспределения в пространстве и во времени естественных ресурсов влаги и атмосферных осадков.

Увлажнение предусматривает сбережение и использование влаги, выпадающей на увлажняемой площади, и целесообразно в районах с достаточным количеством выпадающих осадков.

Увлажнение осуществляется несколькими способами, включающими задержание стекающих вод на полях, снегозадержание и накопление снега. Эти способы должны сопровождаться бережным отношением к влаге (сокращение потерь на испарение и транспирацию сорной растительностью).

Водозадержание - способ увлажнения путем уменьшения поверхностного стока, увеличения просачивания воды в почву посредством лесопосадок, террасирования склонов и агромелиоративных обработок (зяблевая вспашка, обработка потери склона, поддержание комковатой структуры почвы).

Снегозадержание - способ увлажнения путем предотвращения сдувания снега с полей, равномерного распределения и накопления снежного покрова с помощью агро- и мелиоративных приемов.

Снегозадержание позволяет сохранить на поле от сдувания ветром до 30-70 % снега, эффективно в природных зонах со снежным покровом менее 50 см (Зап. Сибирь, Поволжье и др.). Запас воды в снеге зависит от его плотности. При средней плотности снега 0,3 г/см³ в каждом 10- сантиметровом слое накапливается 30 мл воды, или 300 м³/га. Помимо накопления влаги снежный покров защищает посевы озимых культур от вымерзания, предупреждает образование губительной для них ледяной корки; благодаря утепляющему действию почва под снегом меньше промерзает и поэтому весной быстрее оттаивает и поглощает обильно талые воды, повышается эффективность действия вносимых удобрений.

Снегозадержание обеспечивается применением следующих приемов:

- посадка полезащитных лесных полос и «живых» изгородей;

- посев высокостебельных культур - создание кулис;

- установка грунтов;

- устройство снежных валов и куч;

- оставление высокого жнивья.

Снегозадержание достигается устройством преград, замедляющих скорость ветра в приземном слое и препятствует его сдуванию с полей. Все снегозадерживающие препятствия располагают поперек господствующего в данном районе ветра; при переменных ветрах - по двум взаимно перпендикулярным направлениям или по кругу. Расстояние между ними зависит от их высоты и определяется по углу растекания потока воздуха, составляющему 3-4⁰ к поверхности почвы. Обычно расстояние между рядами снегозадерживающих препятствий принимают равным 15-20 - кратной их высоте.

Снегозадерживающие щиты делают высотой до 1,5 м и длиной 1,5-2,0 м; они обязательно должны быть решетчатыми, сквозными (пористость 50-75 %). Благодаря этому воздушный поток разбивается и скорость его ослабляется. Частицы снега выпадают перед щитами и позади них. Щиты располагают рядами по 4-5 вместе, расстояние между группами щитов принимают равным двукратной длине группы. На 1 га требуется 80-100 щитов. В зависимости от погоды щиты переставляют зимой до 2-5 раз.

Кулисные посевы высокостебельных растений, имеющих достаточно прочные стебли (подсолнечник, горчица, сорго и др.), или расстановка на поле стеблей подсолнечника, хвороста, снопов из камыша и т.п., задерживают снег, а также ослабляют холодные и сухие ветры. Кулисные культуры высевают на пару. Кулисы устраивают в 2-5 рядов с расстояниями между растениями в них 25-30 см, чтобы просветы между стеблями были не менее 70 %. Расстояние между рядами - до 80-100 см. В зависимости от высоты кулис между кулисами принимают 10-20 м.

Преграды из снега устраивают путем поделки валов снегопахами, устройства снежных куч, прерывистых стенок из снежных кирпичей, валов и глыб снега. Этот прием используют, если высота снега достигает не менее 15-20 см при достаточной его плотности. Снежные валы делают снегопахами риджерного типа. Высота валов - до 60 см. Расстояние между ними - 6 - 20 м. Помимо продольных устраивают поперечные валы, в результате поле оказывается разбитым на клетки. Это предотвращает сдувание снега ветрами разных направлений. За зиму снегопахи на поле работают 2-3 раза, их не используют на посевах озимых культур. При устройстве снежных стенок их располагают в шахматном порядке с перекрытием промежутков стенками соседнего ряда . Высота стенок - до 80-100 см, промежутки между ними составляют 50 % их длины и достигают 15-20 м.

Полезащитные лесные полосы обеспечивают неравномерное снегонакопление: около полосы оно максимальное, а с удалением от нее уменьшается. Дальность влияния и эффективность лесных полос зависят от их конструкции и высоты деревьев. В дополнение к лесополосам обязательно применяют другие способы снегозадержания. Снегозадержание особенно эффективно в суровые морозные зимы.

Влагосбережение- способ увлажнения путем сохранения и рационального использования почвенной влаги посредством правильной обработки почвы, поддержание комковатой структуры, мульчирование и др. агромелиоративных приемов, направленных на уменьшение испарения.

Ускорение снеготаяния - способ увлажнения путем уменьшения запасов влаги в почве и ускорение ее созревания для проведения сельскохозяйственных работ путем зачернения поверхности снега золой, сажей и др. светопоглощающими веществами.

Этот способ увлажнения эффективен в районах Севера (Якутия и др.), характеризующихся коротким вегетационным периодом. Простое зачернение снега весной золой, пылью, сажей и др. поглощающими солнечную радиацию материалами (веществами) ускоряет сход снега и удлиняет вегетационныи период на 10-15 дней. Этот способ эффективен в сочетании с теплорегулированием.

Замедление снеготаяния - способ повышения почвенных влагозапасов за счет увеличения продолжительности сннеготаяния посредством уплотнения или покрытия снега соломой и др. теплозащитными материалами.

Орошение - мелиоративное мероприятие по реализации водных мелиораций земель, осуществляемое путем подачи воды из водного источника (наземного или подземного) в целях регулирования водного и связанных с ним воздушного, солевого и др. режимов почвы.

Поверхностное орошение - способ орошения, осуществляемый путем подачи воды непосредственно на поверхность почвы затоплением, по полосам и бороздам и распределения ее в вертикальном направлении гравитационными и капиллярными силами.

Дождевание - способ орошения, осуществляемый путем распыления над поверхностью почвы и растений искусственного дождя, создаваемого специальными аппаратами (устройствами).

Внутрипочвенное орошение - способ орошения, осуществляемый путем подачи воды к корням растений из увлажнителей, расположенных ниже поверхности земли.

Капельное орошение - способ орошения, осуществляемый путем подачи воды к корням растений через специальные микроводовыпуски - капельницы.

Лиманное орошение - способ орошения, осуществляемый путем задержания и использования талых вод (местного стока) с помощью водоудерживающих и водораспределительных валов и гидротехнических сооружений для однократной влагозарядки почвы.

Паводковое орошение - способ орошения, осуществляемый путем использования паводковых вод для однократной влагозарядки почвы.