Литература: (4) с. 40-51, 158-189; (3) с. 241-272. Вопросы для самопроверки - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Литература: (4) с. 40-51, 158-189; (3) с. 241-272. Вопросы для самопроверки - страница №1/1



Тема 2 - Оросительные мелиорации

Вопросы:

  1. Развитие орошения в мире, России и Ставропольском крае

  2. Влияние орошения на внешнюю среду развития растений и урожай

  3. Влияние ирригации на орошаемую площадь и прилегающую территорию

Литература: (4) с. 40-51, 158-189; (3) с. 241-272.

Вопросы для самопроверки:

  1. Каково современное состояние орошения в мире, стране, крае?

  2. Почему площадь орошаемых земель стремительно увеличивается?

  3. Что является характерным для современных проектов обводнительно-оросительных систем?

  4. Причины, вызывающие необходимость проведения оросительных мелиораций на Ставрополье.

  5. Характеристика ООС Ставрополья.

  6. Назовите проектировщиков, изыскателей, ученых, строителей, руководителей, работавших над вопросами орошения на Ставрополье до 1917 года и после?

  7. В чем заключается народнохозяйственое значение существующих ООС на Ставрополье?

  8. Влияние орошения на микроклимат, почву и растения.

I

Орошение – одно из главных направлений интенсификации сельскохозяйственного производства в районах недостаточного увлажнения. Вследствие тесного взаимодействия влагообеспеченности с другими условиями жизни растений при орошении с большим эффектом решается задача повышенного усвоения растениями света, энергия которого консервируется в продуктах растениеводства.

Орошение создает благоприятные условия для более полного использования растениями питательных веществ почвы и удобрений. Это является необходимой предпосылкой для оптимального развития химизации сельского хозяйства. В условиях орошения и химизации происходит насыщение хозяйств специальной техникой и высокопроизводительное ее использование.

Таким образом в условиях орошаемого земледелия соединяются и действуют с возможным наибольшим эффектом все главные направления интенсификации сельскохозяйственного производства - ирригация, химизация и комплексная механизация. Все это позволяет рассматривать процесс сельскохозяйственного производства на орошаемых землях как одну из высших форм земледелия, обеспечивающую высокопродуктивное использование земли.

Наряду с прямым экономическим эффектом развитие орошения способствует улучшению обеспечения населения продуктами питания и повышение занятости населения. Это один из главных показателей социального значения орошения.

Принципиально важный вывод сделан на Международном конгрессе по ирригации и дренажу, проходившем в Гааге в 1993 году. Там пришли к заключению, что в XXI веке осушение и орошение остаются единственным средством стабилизации сельскохозяйственного производства, обеспечивающим решение продовольственной программы.

С технической точки зрения орошение – это искусственное увлажнение почвы. Его применяют если естественное увлажнение почвы осадками недостаточно для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение обеспечивает благоприятные для произрастания растений водный, питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почвы.

На заре своего развития человечество уже применяло орошение, с того времени, когда человек изменил кочевой образ жизни на осёдлый. Яркий пример этого – древнейшие цивилизации в долинах Нила, а также Вавилонская цивилизация на берегах Тигра и Ефрата.

Некоторые из древнейших ирригационных сооружений сохранились и до настоящего времени, они свидетельствуют о высоком уровне ирригационных работ, которого достигло земледелие Древнего Востока.

Первые завоеватели Северной Африки отмечали, что орошение там достигло больших успехов, особенно в Алжире и Тунисе.

Испанцы, захватив Мексику и Перу, обнаружили совершенные устройства для водоснабжения и орошения, которые использовались многими поколениями.

Благодаря орошению невиданного подъема достигли такие древние районы, как Египет, Индия.

Тайна хозяйственного расцвета Испании и Сицилии при господстве арабов, - писал Карл Маркс – заключалась в искусственном орошении.

(К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, том 20, с. 523).

Проведение крупных ирригационных работ требовало объединения усилий большого числа людей, а правильная эксплуатация построенных сооружений была возможна лишь при концентрации их в руках центральной власти. Вот почему Энгельс говорит, что орошение на Востоке явилось одной из главных причин возникновения государства. (К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения том 25, с. 184).

Подобные примеры древнего искусства орошения представляют огромный интерес. Однако, более показательны достижения в области ирригационного строительства и развития орошения за девятнадцатое столетие. Общая площадь орошения в мире в 1800 году составляла около 8 млн. га, к 1900 году – 48 млн. га.

Двадцатый век стал свидетелем дальнейшего значительного прогресса в области орошения, особенно после второй мировой войны. Общая площадь орошаемых земель в мире, которая в 1949 году составляла 92 млн. га, к 1959 году увеличилась до 149 млн.га, а в настоящее время превышает 300 млн. га.

Оно применяется более чем в 100 странах мира, захватив даже такую северную страну как Исландия.

О высокой экономической эффективности сельскохозяйственного производства на орошаемых землях свидетельствует то, что примерно половина человечества получает продовольствие с этих земель, хотя они составляют всего лишь 16 % обрабатываемой пашни и земель с многолетними насаждениями.

Исключительно велика роль орошения в наши дни. Отсталые аграрные страны стремятся с помощью орошения увеличить производство продуктов питания, разрешить свои продовольственные проблемы. Это в известной степени им удается, благодаря исключительно высокой продуктивности поливных земель. В результате крупных оросительных работ Мексика за последнее время превратилась из импортера пшеницы в экспортера, хотя население страны возросло на 12 млн., а душевое потребление зерна увеличилось.

Характерной особенностью оросительных работ последних десятилетий является, то, что оно все больше превращается в мощный фактор интенсификации сельскохозяйственного производства.

Орошение в значительной степени позволило освободить сельское хозяйство от капризов природы и сделать его более стабильным. Сейчас оно все шире применяется в странах и регионах, где достаточно естественных осадков и рассматривается не как тактический прием для борьбы с засухой, а как неотъемлемая часть агротехники.

Вследствие этого по темпам роста орошаемые земли значительно обгоняют все обрабатываемые земли и площади. Особенно это характерно для стран с достаточным увлажнением или с небольшим дефицитом осадков, где сельское хозяйство еще сравнительно недавно не знало орошения.

Исключительно большое значение орошения побуждает государства вкладывать в него значительные денежные средства (около 50 % от капитальных вложений в сельское хозяйство).

Крупные затраты и ограниченность водных ресурсов побуждает правительства государств усилить свои функции в области планирования и строительства водохозяйственных объектов.

В последнее столетие не только произошло расширение площади орошения, но и возросли требования к мелиоративным проектам. Существенно изменились технологии, методы строительства ирригационных сооружений, принципы проектирования. Одноцелевые проекты орошения уступили место проектам комплексного назначения по использованию земельных и водных ресурсов.

Несмотря на достигнутые успехи еще много нерешенных проблем в вопросах исследования, проектирования, строительства, эксплуатации ирригационных и дренажных сооружений, выбора способов полива, оптимального водопотребления и т.д.

В России значительные работы по водным мелиорациям начались в конце девятнадцатого века.

После засухи и неурожая в 1880 году была организована экспедиция под руководством Жилинского по орошению юга России в целях получения опыта по орошению и обводнению земель.

В 1891-1892 годах работала особая экспедиция под руководством В. В. Докучаева по разработке способов ведения лесного и водного хозяйства в степях России.

В связи с расширением мелиоративной деятельности в период 1906- 1917 годах проводились обширные изыскательные работы в различных районах Северного Кавказа, Поволжья, давшие значительные результаты по освещению условий мелиорации.

В годы 1921-1928 проводится земельно-водная реформа, восстанавливаются оросительные системы.

В годы первых пятилеток идет развитие мелиоративного строительства, упорядочивается земле… и водопользование.

После окончания Великой Отечественной войны приступили к ликвидации ее последствий. Началось восстановление орошаемых площадей. К 1950 году эта работа была завершена. В начале шестидесятых годов было принято постановление о строительстве Волго-Донского канала, Куйбышевской и Волжской ГЭС и на основе этого комплексное решение задачи по электрификации, транспорту, орошению и обводнению, в целях дальнейшего развития и интенсификации сельского хозяйства.

Построенный Волго-Донской судоходный канал с Цимлянским водохранилищем позволил: иметь водный путь из Черного и Азовского морей в центр России; обеспечить ежегодную выработку электрической энергии около 500 млн. кВт. час; отлов рыбы ; оросить около 800 тыс. га и обводнить около 2 млн. га земель.

Во второй половине семидесятых годов, впервые в истории страны, пути значительного увеличения площади орошаемых земель для производства зерна, а также создания крупных оросительных систем в Поволжье и на Северном Кавказе. Предусматривалось создание крупных инженерных рисовых систем в Краснодарском крае, Астраханской и Ростовской областях, в республике Дагестан, с тем, чтобы в ближайшие годы полностью обеспечить потребности страны в рисе.

Ввод в эксплуатацию обводнительно-оросительных систем позволил увеличить площадь орошаемых земель в России: 1917г- 2 млн. га, 1940 - 3, 2000 г- 6 млн. га. Орошаемые земли позволяют:

повысить устойчивость сельскохозяйственного производства, обеспечивая выравнивание урожаев, как в засушливые, так и в дождливые годы;

существенно повысить производительность труда и интенсифицировать сельскохозяйственное производство за счет рационального использования сельскохозяйственной техники и удобрений на мелиорированных землях;

удовлетворить потребности народного хозяйства в такой ценной культуре, как рис, выращивать которую в климатических условиях России можно только в условиях орошения.

Имеющиеся возможности еще большего увеличения объема сельскохозяйственного производства за счет дальнейшего развития орошения и обводнения пастбищ позволяет не только удовлетворить потребности населения страны в продовольствии, но и обеспечить нужды государства в других продуктах сельского хозяйства.

Основанием для такого утверждения являются земельно-водные ресурсы для развития орошаемого земледелия на площади не менее 70 млн. га в зоне недостаточного увлажнения.

В масштабах России Ставропольский край самый крупный регион орошаемого земледелия. Раньше, до реформенного периода, мы имели 415 тыс. гектаров орошаемых земель с инженерной оросительной сетью и вводили ежегодно 15-18 тысяч гектаров новых поливных площадей. Ставилась конкретная и вполне реальная задача – перевести к 2000 году 600-700 тыс. гектаров земель на орошение. Тем более что земельные и водные ресурсы позволяют довести площадь мелиорированных земель до одного миллиона гектаров.

Ставрополье - край резких природных контрастов. На формирование климата в крае влияют западные ветры, дующие с Черного и Азовского морей, приносящие влажный воздух, осадки и восточные ветры, дующие от Прикаспийских степей и приносящие в летнее время потоки раскаленного воздуха. Одной из особенностей климата является то, что Главный Кавказский хребет часто преграждает влажные потоки воздуха, идущие с запада и юга, и тогда значительная часть территории оказывается под влиянием восточных ветров, что создает засухи различной интенсивности.

Ставропольское плато, возвышаясь на пути движения влажных воздушных масс с запада, разделяет территорию на засушливую восточную и более влажную западную.

По количеству выпадающих осадков за год - 62% территории располагается, в крайне засушливой зоне, 28% территории располагается в условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения и 10% в зоне достаточного увлажнения. Природно-климатические особенности Ставропольского края представлены в таблице 2.


Таблица 2 – Природные особенности агроклиматических зон

Ставропольского края

Показатели



Микрозоны

1

2

3

4

Среднегодовая сумма осадков, мм

250-390

370-450

450-530

480-600


Гидротермический коэффициент

0,4-0,6

0,5-0,9

0,7-1,1

0,9-1,5


Сумма активных температур > 10˚С

3500-3600

3350-3500

3000-3400

2700-3400


Преобладающий тип почвы

светлокаштановые

кашта

новые


чернозем

ные


чернозм

ные


Высота над уровнем моря, м

0-80

80-100

200-800

200-900


Наш край беден полноводной речной сетью. Ставропольская равнина безводна, хотя она изрезана суходольными балками, мелкими пересыхающими речушками.

Полноводные горные реки Кубань и Терек, касаясь крылом территории Ставрополья, круто поворачивают: первая на запад – к Азовскому морю, вторая на восток – к Каспию, а маловодные степные реки Калаус и Кума не играют существенной роли в водном балансе. Плодородные земли страдали от иссушения. Засухи в крае повторялись каждые два-три года.

Чтобы исправить недостатки природы и создать гарантированные запасы пресной воды там, где она больше всего нужна, экологически оздоровить мелкие речушки, обводнить территорию края, потребовалось осуществить широкомасштабные программы водохозяйственного и мелиоративного строительства.

Работами по обводнению и орошению засушливых степей Ставрополья занимались такие исследователи и изыскатели как: Шангереев (1851), Вербицкий (1867), Залесский (1870), Агапов (1872), Данилов (1882), Нырков и Веселовский (1914). Основная часть этих проектов явилась прообразами ныне существующих обводнительно-оросительных систем на территории края.

Невинномысский канал являлся уникальным и самым крупным в

40-50-х годах XIX столетия гидротехническим сооружением России. Канал начинается на северо-западной окраине города Невинномысска и заканчивается у подножья Ставропольской горы, в долине реки Егорлык и Сенгилеевского озера. Его длина 49,2 км.

Разработку проектно-сметной документации по Невинномысскому каналу осуществили проектировщики института «Севкавгипроводхоз». Авторами и соавторами проекта являются инженеры Ф.И. Зитта, В.М. Домбровский, И.И. Севастьянов – впоследствии заслуженные мелиораторы РСФСР, М.П. Девятов, С.А. Коньков, С.П. Катлин, Я.П. Клюев, И.В. Балабанов, геолог С. В. Щепкин, гидролог С.К. Науман, топографы И.М. Манаков, С.А. Новиков.

В 1936 году специально созданное подразделение «Ставропольстрой» приступило к строительству канала. В строительстве канала приняли участие более 50 тыс. колхозников Ставропольского края, Ростовской области и Калмыкии. К 7 ноября 1941 года планировалось завершить строительство канала. Но оно было прервано начавшейся Великой отечественной войной. В 1944 году строительство канала было возобновлено. На завершающем этапе начальником строительства был назначен А.Е. Бочкин, в последствии известный гидростроитель страны, лауреат Ленинской премии, Герой Социалистического труда. 1 июня 1948 года Невинномысский канал был пущен в эксплуатацию.

На канале построены уникальные гидротехнические сооружения: на 6 километре двухочковый трубчатый железобетонный дюкер сечением 3,2 x 3,4 метра, на 14 километре – Свистухинская ГЭС мощностью 12 тысяч киловатт, на 36 километре – туннель протяженностью 6 километров.

Водозаборная часть, построенная на реке Кубань состоит, из нижних промывных галерей, верхних водосбросных отверстий и головного шлюза с напором до 4 метров и расходом 75 кубометров воды в секунду.

Заканчивается канал консольным сбросом в Сенгилеевское водохранилище (1955 – 1958гг) емкостью 805 млн. кубометров.

Канал питает кубанской водой более трети всех городов и населенных пунктов Ставропольского края. На начало 2001 года орошаемая площадь в зоне канала составляла 4,1 тысячи гектаров, и площадь обводнения – 50 тысяч гектаров. В целом водой подаваемой по каналу, обводнена огромная территория ставропольского края, Ростовской области и республики Калмыкии в 1,85 миллионов гектаров. Всего кубанской водой канал орошает 250 тысяч гектаров земли. Обеспечивает работу ГЭС и ГРЭС, которые вырабатывают ежедневно 15 миллиардов киловатт часов электроэнергии и подают ее в другие регионы России и страны СНГ.



Правоегорлыкский канал берет начало из Новотроицкого водохранилища. Он проходит по землям Изобильненского, Труновского, Красногвардейского, Ипатовского и Апанасенковского районов. Этот канал – одна из главных «артерий жизни» Ставрополья. Технический проект Новотроицкого водохранилища и Правоегорлыкского канала составлен «Севкавводпроектом». Авторы проекта И.П. Кричевцов, И.А. Ежек, К.В. Балабанов, С.В. Щепкин, Д. Я. Фрейдман.

Строительство началось в 1950 году. Начальник стройки О.Б. Канатов, главный инженер Г.О. Олежкевич.

Головное водозаборное сооружение построено на Новотроицком водохранилище и в 1953 году сдано в эксплуатацию. Осенью 1960 года Правоегорлыкский канал и первая очередь Правоегорлыкской оросительной системы на 32 тысячах гектаров были сданы в эксплуатацию.

Воды Кубани дошли до Новотроицкого водохранилища, а из него в Правоегорлыкский канал, расходом 45 м3/ сек. длиной 123 км. Ежегодно по каналу для обводнения и орошения транспортируется 700 млн. кубических метров воды. Канал несет воду до самых жарких степей. Благодаря ему ожили прежде высыхавшие реки Ташла, Малая и Большая Кугульта, Джалга и другие.

На начало 2001 года в 56 хозяйствах края под орошением было занято 89 тысяч гектаров. В перспективе возможно расширение орошаемых земель до 155 тысяч гектаров, в том числе на Ставрополье до 114 тысяч гектаров.

Терско-Кумский канал начинается на территории Республики Северной Осетии (Алании). Проходит по землям Курского, Степновского, Нефтекумского и Левокумского районов Ставропольского края. Проект разработали инженеры отдела сооружений института «Южгипроводхоз» Е.П. Кашмин, И.П. Кричевцов, Ф.А. Мельников. Строило канал управление «Теркумводстрой». Начало строительства в 1952 году.

Головной гидроузел сооружен на реке Терек южнее станицы Павлодольской. Протяженность канала 146 км. В эксплуатацию был сдан осенью 1960 года. Воды Терека по руслу канала дошли до реки Кумы в районе села Левокумского. За одну секунду он пропускает 100м3 терской воды.

Продолжением (96 км) Терско-Кумского канала стал Кумо-Маныческий, по которому воды Терека достигли Восточного Маныча. По его руслу сооружено Чограйское водохранилище. Оно образовано плотиной в долине реки Восточный Маныч. Расположено на территории Арзгирского района Ставропольского края и Республики Калмыкия. Из водохранилища с помощью двух насосных станций вода подается для орошения земель в Арзгирском районе на площадь 5,2 тыс. га.

Площадь водохранилища 193 квадратных километра. Полный объем равен 720 млн. м3 .

На начало 2001 года площадь орошения в Курском, Степновском и Нефтекумском районах составила 45 тысяч гектаров.

Большой Ставропольский канал (БСК). Разработка проектно - сметной документации выполнена Пятигорским институтом «Севкавгипроводхоз». Главные инженеры проекта по этому объекту в разные годы: Н.К. Сытников, В.С. Ковалев, Ю.А.Максимов, И.И.Черноусов, М.П. Голубь, А.И. Ребыкин, Е.М. Садовой. Строительство канала началось в марте 1957 года, за сорок с лишним лет построены первая, вторая и третья очереди, продолжается строительство четвертой. Генеральная подрядная строительная организация – объединение «Ставропольводстрой». В его строительстве участвовали также субподрядные организации СМУ-11 Управления 10 – А «Главтуннельметрострой», Волгоградский монтажный участок треста «Гидромонтаж», трест «Севкавдорстрой», Северо-Кавказское специальное управление треста «Союзвзрывпром».

Начинается канал из Кубани. Заканчивается в восточных районах Ставрополья, охватывает долину между Калаусом, Манычем и Кумой. Комплекс гидросооружений системы БСК на начало 2001 года включает:

Усть-Джегутинский гидроузел на реке Кубань; магистральный канал протяженностью 288 км (проектная длина 480 км с головным расходом 180м3/с);

межхозяйственные распределители общей протяженностью 666 км (по проекту около1700 км с расходом от20 до 60 м3/с);

8 водохранилищ внутрисистемного регулирования объемом 500 млн. м3;

групповые водоводы общей длиной 627 км;

4 туннеля общей длиной 16 км;

5 металлических дюкеров общей длиной 18 км;

4 ГЭС общей мощностью 384 тыс. киловатт.

Длина облицовочной части систем БСК составляет 250 км. На начало 2001 года площадь орошения в зоне БСК составляла 54 тыс. га, обводнения около 700 тыс. га. В перспективе площадь орошаемых земель должна увеличиться до 250 тыс. га, обводненных до 3 млн. га.



БСК – 1. Протяженность магистрального канала 156 км, в том числе по территории Андроповского района – 79 км. Головной водозаборный узел построен на реке Кубани у южной границы города Усть-Джегуты (КЧР).

На концевом участке БСК -1 построен шлюз-тройник, от которого начинаются два водозабора: один в распределитель Широкий с расходом 13,4 м3 и в БСК – 2 с расходом 60 м3/с. Магистральный канал, наряду с орошением, играет важную роль в хозяйственно-питьевом и промышленном водоснабжении городов Усть-Джегуты, Черкесска, городов - курортов Кавказских Минеральных Вод, Невинномысского промышленного комплекса и ряда населенных пунктов Карачаево-Черкессии и Ставрополья.



БСК – 2. Протяженность канала 64 км. Головной расход 60 м3/с. Вторая очередь БСК проходит по территории, отличающейся сложными инженерно-геологическими условиями. Пропуск воды по второй очереди магистрального канала состоялся 1 ноября 1974 года. Он обеспечивает водой Андроповский, Александровский, Новоселицкий, Советский, Буденновский районы.

БСК – 3. Его длина 42,5 км. За одну секунду он пропускает 55 кубометров воды. Магистральный канал третьей очереди строился с 1979 по 1981 года. Полностью строительство третьей очереди систем БСК – 3 завершено в 1983 году. БСК – 3 обеспечивает водой Александровский, Благодарненский, Новоселицкий и Буденновский районы. На начало 2001 года орошаемая площадь в зоне действия БСК – 3 составляла 18 тысяч гектаров.

БСК – 4. Главные инженеры проекта М.Г. Голубь и Ю.А. Максимов Пятигорского института «Севкавгипроводхоз». Находится в стадии строительства с 1984 года. Проектная длина магистрального канала 47 км, с пропускной способностью 53 м3/с. БСК – 4 обеспечивает водой Александровский и Петровский районы. А в будущем Кубанская вода придет и на земли Туркменского района. Сброс намечено осуществить в реку Камбулат, где будет построен каскад прудов.

Вклад в дело строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов на территории Ставропольского края внесли: Базарный Леонид Федорович, (экскаваторщик, Герой Социалистического труда), Берлев Дмитрий Павлович (руководитель «Терстроя»), Бормотов Георгий Федорович (начальник механизированной колоны, Герой социалистического труда), Бочкин Андрей Ефимович (руководитель строительства Невинномысского канала, Братской и Красноярской ГЭС, Герой социалистического труда), Геверкян Марлен Гурчанович (начальник управления «Ставропольстрой», заслуженный мелиоратор России), Докин Асаф Иванович (директор института «Севкавгипроводхоз, заслуженный мелиоратор России»), Дубровский Иван Васильевич (руководитель объединения «Ставропольводстрой»), Запорожченко Эдуард Валентинович (заместитель директора института по изысканиям), Калашников Владимир Ильич (начальник Ставропольского краевого управления мелиорации и водного хозяйства), Канатов Олег Борисович (заместитель министра Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР), Максимов Юрий Александрович (главный инженер института «Севкавгипроводхоз»), Некрасов Владислав Сергеевич (начальник управления «Главставропольводстрой»), Никитин Юрий Ильич (директор ОПХ «Каясулинское»), Нисар – Мухамедов Баз Нисарович (начальник управления ПЕ ООС), Педашенко Михаил Павлович (управляющий «Треста Прикумводстрой»). Темченко Василий Михайлович (генеральный директор ОАО «Ставропольводмелиорация»), Терещенко Николай Дмитриевич (председатель колхоза, дважды Герой социалистического труда), Удовенко Георгий Павлович (главный специалист – мелиоратор производственного управления Северо-Кавказского экономического района), Чугуев Степан Семенович (начальник «Ставропольстроя»), Шевченко Николай Леонтьевич (начальник Крайводхоза), Кондратенко Александр Андреевич (директор Ставропольмелиоводхоза, заслуженный мелиоратор России).

Значительный вклад в развитие водной мелиорации на Ставрополье внесли и сотрудники нашей кафедры, профессора Соляник Николай Михайлович, Харечкин Вячеслав Иванович.

Динамика и площади орошаемых земель в Ставропольском крае:

1917 г- 10-12 тыс. га; 1940 – 37; 1960 – 65; 1970 – 190; 1980 – 330;

1990 – 430; 2000 – 370; 2004 г – 350 тыс. га.

В честь Героического труда мелиораторов России и Ставрополья 5 июня 2002 года в Ставрополе открылся первый в стране памятник мелиораторам.

II

Действие орошения на развитие растений проявляется:

во-первых, путем восполнения дефицитов необходимой для растений влаги и питательных веществ;

во-вторых, путем влияния на микроклимат приземного слоя атмосферы;

в третьих, на физикохимические и биологические процессы в почве.

Поливная вода, увеличивая влажность почвы и принося с собой растворенные и взвешенные вещества, оказывает существенное влияние на процессы, происходящие в почве, изменяет характер почвообразования и при соответствующих условиях способствует образованию специальных культурно-поливных почв.

Питательные вещества сухой почвы и удобрений не используются корневой системой до тех пор, пока в почве не будет достаточного количества воды, которая обеспечила бы растворение этих веществ.

Вследствие различия температуры почвы и поливной воды полив изменяет ее обычно в сторону понижения.

Так как теплоемкость и теплопроводность воды больше чем у сухой почвы, то орошаемая почва повышает свою теплоемкость и теплопроводность. В силу этого, а также вследствие усиления испарения, температурный режим орошаемой почвы становится равномернее. В теплое время она холоднее неорошаемых, а в холодное – теплее.

Умеренное увлажнение сухой почвы вызывает сцепление мелких частиц в крупные сложные агрегаты; при слабом и сильном увлажнении, этот структурообразующий эффект незначителен.

Почва, смоченная оптимально для растений оказывается «спелой» для рыхления; в этом состоянии рыхление не распыливает структурные комки, а образует из них новые, имеющие большую «водопрочность» и механическую прочность и требует наименьшего тягового усилия.

Увлажненная почва не развевается ветром. Поливная вода приносит на поля взвешенные наносы, отлагающиеся на поверхности и частично вмывающиеся вглубь. Взвешенные частицы, содержащиеся в водах рек, оседая, улучшают агрегатное состояние почвы, так как в процессе их осаждения происходит аккумуляция углекислого кальция и обогащение почвы органическим веществом. Поливная вода часто вмывает частицы мелкозема и соли вглубь, вследствие этого образуется плотный иллювиальный малопроницаемый для воды и воздуха слой. Этот уплотненный слой замечен на тяжелых орошаемых почвах на глубине 45-120 см; на легких 120-330 см. Он имеет отрицательное значение, ограничивая глубину активного слоя, вызывая переувлажнение вышележащего слоя.

Оросительная вода, является сильным растворителем (особенно в присутствии СО2) . Оказывает большое влияние на химические процессы в орошаемой почве.

Прежде всего, она растворяет воднорастворимые вещества почвы, как вредные для растений, так и полезные. Это обстоятельство с одной стороны понижает концентрацию почвенных растворов и уменьшает количество вредных для растений солей в верхнем слое почвы; с другой – может обеднить почву питательными веществами. При этом повышается общая щелочность.

Поливная вода, усиливая анаэробиозис, замедляет разложение остатков растений, способствует накоплению гумуса в почве, образованию комковатой структуры почвы.

Сама поливная вода может вносить в почву соли частью полезные, частью вредные.

Ирригация вообще стимулирует микробиологические процессы. Это ярче выражается в теплых и слабее в холодных зонах. В частности стимулирует фиксацию, т.е. накоплению в почве под воздействием особых бактерий азотных соединений.

Микрофлора (бактерии, грибы, и актиномицеты) при орошении оказываются богаче, чем без него.

Орошение создает благоприятные условия для жизни и размножения дождевых червей, которые способствуют образованию структуры почвы.

Орошение, как правило, отрицательно сказывается на структуре почвы. При быстром затоплении почвенные комочки распадаются и образуется поверхностная корка, которая сильно ухудшает аэрацию почвы. Наличие уплотненной корки ведет к быстрому иссушению активного слоя почвы путем капиллярного подъема и испарения воды почвой.

Орошение вносит изменения также и в физиологические процессы и водный режим самих растений. При орошении интенсивно используется солнечная энергия. В условиях неорошаемого земледелия на фотосинтез используется обычно только 1-5% поступающей на землю солнечной энергии. На орошаемых землях при оптимальном сочетании факторов жизни растений можно использовать до 12-14% солнечной энергии.

Оптимальное водоснабжение и минеральное питание растений усиливает развитие корневой системы, мощность листового аппарата, что облегчает фотосинтез и ускоряет передвижение продуктов ассимиляции в запасающие органы. Отмечается также высокая интенсивность транспирации. Увеличивается в клетках содержание свободной воды и оводненность растений.

У поливаемых растений отток углеводов идет значительно быстрее, чем у неполиваемых.

Высокая влажность понижает механическую прочность стеблей, что может вызывать полегание стеблей.

Под влиянием ирригации резко улучшается микроклимат-метеоусловия в припочвенном слое воздуха в пределах высоты надземной части растений, особенно в части улучшения и стабилизации, его водного и теплового режимов.

Разница в относительной влажности воздуха на участке полива по полосам (Саратовская область) достигает на высоте 0,5 м – 33%; 1-24; 2 м -15% от неорошаемой; снижение максимальной температуры – 0,5 м – 4,8 – 5,4 С˚; 1 м 4,1 – 4,3 С˚; снижение температуры воздуха удерживается после полива до 10 суток.

Повышая потенциальное плодородие почвы, и обеспечивая растения влагой, ирригация положительно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур.

В засушливых районах возделывание сельскохозяйственных культур невозможно без ирригации или урожай их настолько ничтожен, что не оправдывает затрат труда и средств на их выращивание, но и там, где выращивание сельскохозяйственных культур возможно без ирригации последняя дает высокий эффект. Что касается производительности труда человека, то она несомненно повышается при орошении.

Оно влияет не только на количество, но и на качество. Так, при орошении процент содержания белков, в зерне злаковых культур, сахаристость свеклы, крахмалистость картофеля повышается, особенно в сухие годы.

Благоприятное влияние орошения на урожай в полной мере проявляется, когда оросительную воду подают в сроки и в количествах отвечающих потребностям растений, с учетом условий жизни растений, метеорологических и почвенных условий, способа и техники полива.

Бесплановая, избыточная подача воды ведет: к вымыву питательных веществ и мелкозема из почвы, образует малопроницаемый глеевый горизонт; сбросу воды с полей; к напрасным затратам воды и средств на орошение; к подъему уровня грунтовых вод и как следствие этого к засолению и заболачиванию; подтоплению соседних земель, необходимости устройства коллекторно-дренажной сети; большим затратам энергии при машинном подъеме воды, к увеличению стоимости эксплуатации оросительной системы. Неправильное орошение, избыточная вода, поданная на поля, обычно снижает урожай сельскохозяйственных культур.

Несвоевременная или в недостаточном количестве подача воды на поля также снижает урожай, ведет к менее эффективному использованию орошаемых земель и оросительной воды.



III

Теперь уже каждому, очевидно, что природа в ее первозданном виде не была способна прокормить даже то количество людей, которое сейчас живет на планете, не говоря уже о будущем. Огромный ущерб наносят человечеству стихийные силы природы - засухи, наводнения, ураганы. Они постоянно осложняют не только развитие, но и само существование человеческого общества. Сама жизнь поставила человечество перед необходимостью мелиорации земель, дренажа, борьбы с паводками и других мероприятий, направленных на улучшение природных условий и смягчения ущерба, наносимого действием стихийных сил. Идя по пути активного воздействия на природу, необходимо быть во всеоружии знания природных процессов, течение которых может нарушаться и изменяться мелиоративными мероприятиями, приводящими иногда к отрицательным последствиям. С большой прозорливостью Ф. Энгельс в свое время писал: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых». Много есть примеров, подтверждающих справедливость этого положения. Из истории известны факты, когда целые культурные зоны приходили в упадок в результате засоления и заболачивания земель, навсегда оставлялись населением. И теперь в ряде случаев непродуманное орошение приводит к отрицательным последствиям. Мы сталкиваемся с ирригационной эрозией и пыльными бурями на осушенных землях. Превышение допустимого забора воды на орошение из рек может вызывать ухудшение их наносного режима. Созданию водохранилищ сопутствует образование мелководий, заболачивание, переработка берегов, подтопление и т.п.

Водохранилища, как орошение и дренаж, оказывают существенное воздействие на окружающую среду. Оно может быть прямым и косвенным, положительным и отрицательным, постоянным и временным. Влияние крупных водохранилищ проявляется на протяжении сотен тысяч километров вдоль реки, на территориях в десятки тысяч километров. Влияют они также на большие озера и внутренние моря. Регулирование стока водохранилищами значительно преобразует естественный гидрологический режим реки, а это влечет за собой изменение многих природных процессов.

Наибольшее значение для жизни людей и ведение хозяйства на прилегающих к водохранилищам территориях имеют: повышение уровня грунтовых вод, переформирование берегов, изменение климатических условий и, как следствие, изменение почвенно-растительного покрова, животного мира и санитарно-гигиенической обстановки.

Повышение уровня грунтовых вод, которое может происходить в течение многих лет, и скорость формирования подпора на разных водохранилищах и отдельных участках одного и того же водохранилища зависят от многих факторов, прежде всего от величины подпора воды в реке, механического состава и фильтрационных свойств грунтов, удаления от водохранилища и режима его уровней. На территории, прилегающей к водохранилищу, уровень грунтовых вод изменяется в течение года, повышаясь при его заполнении и снижаясь при сработке. Подъем грунтовых вод вызывает заболачивание и подтопление территории, изменение почв, химического состава грунтовых вод, и, как следствие, - изменение растительного и животного мира.

Переформирование берегов представляет угрозу для размещаемых на берегах водохранилищ, населенных пунктов, промышленных предприятий, трасс железных и автомобильных дорог и оказывает существенное влияние на возможность использования водохранилищ различными отраслями народного хозяйства. С абразионных берегов, имеющих большое протяжение (на Куйбышевском водохранилище, например, до 1400 км), в водохранилища поступает миллионы, а иногда и десятки миллионов тонн твердых материалов, которые переносятся вдоль берегов течениями и интенсивно изменяют первоначальную береговую линию. Заносятся мелкие бухты, образуются новые заливы, косы, бары. На Братском водохранилище в некоторых местах берег отступил на 750 м. Появляются оползни, просадки, образуются карсты, а в горных областях происходят горные обвалы.

Крупные водохранилища оказывают влияние на микроклимат прилегающей территории: уменьшается амплитуда колебаний температуры, повышается влажность воздуха, увеличивается скорость ветра.

Временные затопления, подъем уровня грунтовых вод, изменение микроклимата, приводят к изменению водного и теплового режимов почв, биологических и физико-химических процессов в них.

Существенно изменяются уровни воды в нижних бьефах. Изменения тем больше, чем больше полезный объем водохранилища, чем меньше равномерный режим его эксплуатации. В наибольшей мере эти изменения происходят на незарегулированных участках рек. Влияние сезонного регулирования стока сказывается на уровне воды в нижнем бьефе обычно на сотни километров. Водохранилище Бухней на Иртыше на протяжении 1500 км.

Водохранилища – очень сложные объекты. При их строительстве наряду со сложностью решения водохозяйственных проблем возникает немало противоречий между разными отраслями водного хозяйства, предъявляющими зачастую разные требования к параметрам водохранилищ, степени регулирования стока, подготовке ложа водохранилищ, режиму их эксплуатации, местоположению и составу сооружений гидроузла, составу, объему и срокам осуществления сопутствующих мероприятий. Многогранность и внутренняя противоречивость роли водохранилищ, с одной стороны, взаимовлияние и взаимообусловленность природных и антропогенных процессов, как внутриводоемных, так и внешних- с другой, требует системного подхода к их использованию и созданию. Окончательное решение о целесообразности строительства водохранилищ следует принимать после определения и оценки всех положительных и отрицательных факторов.



Заметное влияние оказывает развитие ирригации на формирование стока рек. По мере увеличения площадей орошения и объема подаваемой на них воды в бассейнах рек, особенно в верхнем их течении; формируются возвратные воды в виде подруслового стока, депрессионного выклинивания грунтовых вод, а также дренажного стока. Строительство ирригационной системы, у которой водоприемниками служат русла рек в нижнем их течении, приводит к тому, что объем возвратных вод может превышать водозабор до 35%. Наряду с количественными изменениями стока рек в процессе орошения резко меняется качественный состав возвратных вод. Это также должно учитываться при развитии ирригации.

Одним из важнейших процессов деградации почв, широко распространенных во всем мире, - большой комплекс различных неблагоприятных явлений в орошаемом земледелии, и прежде всего вторичное засоление, осолонцевание, заболачивание. На 80% земель в мире орошение ведется как в древнем Египте 3 тыс. лет тому назад. Результат: в Пакистане засолено 70% всех орошаемых земель, столько же в Иране и Сирии. А ведь увеличение в пахотном слое содержание солей на 1% снижает урожай на треть, при 2-3% он гибнет полностью. Только изучение процессов засоления почв и борьбы с ним занимаются десятки научно-исследовательских учреждений России, США, Индии, Египта, Франции и других стран.

Избыточные почвенно-грунтовые воды и подъем их уровня выше допустимых пределов, требующий понижения и отвода их, могут появиться в системе при соответствующих гидрогеологических условиях (например, отсутствие естественного оттока грунтовых вод), а также в силу таких причин, как фильтрация воды из каналов летом и зимой, если они работают на водоснабжение, при наличии притока в пределы системы грунтовых или фильтрационных вод извне и отсутствии естественного оттока грунтовых вод при промывке засоленных почв, требующей удаления промывных вод, при применении больших поливных норм, превышающих потенциальную влагоемкость активного слоя почвы. Итак, появление избыточных вод в системе и подъем уровня грунтовых вод на орошаемой площади могут происходить как в силу неблагоприятных гидрологических и гидрогеологических условий, так и в силу неправильной эксплуатации системы. Подъем уровня грунтовых вод и связанное с ним вторичное засоление, заболачивание всех пониженных частей и окраинной полосы орошаемых земель, где сосредоточиваются сбросные воды, также опасно в связи с возможным развитием малярии (как, между прочим, и на мелководьях создаваемых водохранилищ на равнинных реках). Процесс засоления и заболачивания может развиваться довольно быстро.

Превышение притока грунтовых вод на орошаемую территорию над их оттоком при соответствующих гидрогеологических условиях есть первый возможный источник питания грунтовых вод и поднятия их уровня. Еще один источник пополнения запаса грунтовых вод на орошаемой площади и поднятия их уровня – фильтрация воды через смоченную поверхность оросительных каналов во время их работы.

Много воды теряется в магистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных каналах.

Пополнение запаса и подъем уровня грунтовых вод вследствие фильтрации воды из каналов происходит тем быстрее, чем больше оросительный модуль брутто, меньше коэффициент полезного действия системы, больше густота сети и продолжительность работы каналов в году, чем меньше потенциальная влагоемкость почвы.

Следующий источник пополнения запаса и подъема уровня грунтовых вод на орошаемых землях – чрезмерные поливные нормы. Наблюдения показывают, что в этих случаях количество фильтрационных вод, идущих на пополнение грунтовых, может достигать 40% всей величины поливной нормы.

Экономия оросительной воды является одним из элементов предотвращающих негативное влияние на окружающую среду. Она может быть достигнута:

правильным подбором наиболее продуктивных, отзывчивых на орошение, хозяйственно ценных культур и сортов для орошаемых севооборотов;

применением передовой агротехники возделывания этих культур;

оптимизацией и рационализацией режимов орошения этих культур;

внесением оптимальных доз удобрений на фоне оптимальных и рациональных режимов орошения;

применением соответствующих данному региону данному региону технически совершенных способов и техники полива;

автоматизацией поливного режима, оптимальным распределением воды на оросительных системах;



использованием сточных вод для орошения.