Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА НА СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ИССЛЕДОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА НА СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ"

''»Л-;,- . ; ■: \ . -.Ч- ^

На правах рукописи

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНСКОЙ ССР

УКРАИНСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ВОДНОГО

ХОЗЯЙСТВА

ТЫШЕНКО Алексей Иванович

, ИССЛЕДОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА НА СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ

06.01.02 Мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат

/. диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. РОВНО, 1973

На правах рукописи

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО * ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНСКОЙ ССР

УКРАИНСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ВОДНОГО

ХОЗЯЙСТВА

ТЫШЕНКО Алексей Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА НА СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ

06.01.02 Мелиорация п орошаемое земледелие

Автореферат -

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. РОВНО, 1973

К..Д. Т(

Работа выполнена в Украинском (институте инженеров водного ;<озяй-стьа (УИИВХ) в 1969—1972 гг.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор А. М. ЯН ГОЛЬ.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор Басили!! Мартынович ЗУБЕЦ,

Кандидат технических наук, доцент Петр Романович КРАС И Ц КИ И.

Ведущее предприятие — Украинский научно-исследовательски» институт гидротехники и мелиорации.

в 10 часов на заседании совета по присуждению ученых степеней Украинского института инженеров водного хозяйства в Актовом зале (266000 г. Ровно. Ленинская, Л).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в наш адрес.

Автореферат разослан

1973 г.

Защита диссертации состоится „

Ученый секретарь совета — В. КРЫШТОФ.

£

• ЙЙ*:-* ' Т* й -Г '

..I

Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану ■развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. намечена грандиозная программа дальнейшего роста сельскохозяйственного производства.

Одним лз условий выполнения этой задачи является намеченная майским (1966) Пленумом ЦК КПСС программа мелиорации земель, предусматривающая резкое повышение продуктивности заболоченных и переувлажненных почв, площадь которых на Украине составляет более 4 млн. га.

В западных областях Украинской ССР особое значение имеет осушение н освоение ¡периодически 'Переувлажненных минеральных почв, удельный вес которых доставляет более 60% от общей площади заболоченных и переувлажненных земель. В девятой пятилетке на Украине планируется осушить 600 тыс. га земель, в т. ч. 300 тыс. га — закрытым дренажем.

В настоящее время в мелиоративной практике при осушении минеральных почв применяется главным образам гончарный дренаж имеющий ряд существенных недостатков: затраты большого количества труда, требующегося на укладку н подгонку каждого стыка 33 сантиметровых трубок, малая производительность дрепоукладочных машин, небольшая водозахватная способность труб и т. д.

Указанные недостатки н ограниченные возможности устранимы с применением дренажных труб нз 'полимерных материалов, и в первую очередь наиболее обширной нх группы — пластмасс.

В последние годы как в пашей стране (А. И. Мурашко,

B. М, Зубец, А* П. Климко, Г. А. Сегаль, А. -С. В, Шндейка,

C. Шнлешса, В. М. Антонов, П. Н, Шкинкпс, В. Т, Клим ков, В. А. Калнциемс, 3, А. Забочнна, П- Б. Овиклнс п дрО, так и за рубежом {Г. Янерт, Н, Бршж, С. Нильсон, Д. Скотт, Г. Клнненберг и др.) проводятся большие работы по применению дренажных труб пз новых материалов, направленные на снижение стоимости строительства н -повышение эффективности пластмассового дренажа.

Несмотря на большую работу, проведенную по изучению действия пластмассового дренажа, широкое его ¡внедрение

б производство требует установления целого ряда расчетных зависимостей и нормативов, уточнения существующих рекомендаций применительно к местным условиям.

Да.нная диссертационная работа является результатом экспериментальных и теоретических исследовании режима осу-шекия серых оподзоленных поверхностно оглеенных среане-суглинистых почв пластмассовым и гончарным дренажем, проведенных автором па кафедре сельскохозяйственных мелиорации УИИВХ. Она состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, иллюстрирована 49 таблицами- и 33 рисунками.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОСУШЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ ЗАКРЫТЫМ ДРЕНАЖЕМ

На основании изучения литературных источников в первой главе рассматривается история развития осушительных мелиорации, их содержание, характер и цель в зависимости от общественного способа производства. Особое место уделяется изучению закрытого дренажа .па минеральных почвах. Закрытый дренаж лриз'наегся в различных странах наиболее совершенной и »экономически рентабельной (мелиоративной системой, А. В. Смирнов (1962), излагая историю строительства дренажа, отмечает, что французкий ученый Пайен писал: «дренаж одно из самых .великих современных улучшений и может -быть одно из 'Прекраснейших изобретений в земледелии».

Обстоятельно были .разработаны ,приемы осушения с помощью различных конструкции дренажа А. Н, Костиковым, С. Ф. Аверьяновым, А. Д. Брудастовым, В, В. Ведерниковым, А. М. Янголем, В. М-Зубцом, А. И. Ив ид к им, Г. Д. Эркиным, X. А. Писарьковым, Ш. И. Брусиловским, 3. А. Забочнной, А. И. Му.рашком, В. П. Кравченко*!, П. Р. Краспцкпм, В. П. Кубышки ном и рядом других авторов.

Однако закрытый дренаж является дорогим мелиоративным мероприятием, <в силу чего всюду продолжаются поиски путей и возможностей его удешевления за счет повышения проиводительностн труда и экономической эффективности ■дренажа, улучшения качества строительных работ.

Одним из возможных направлений в решении этих задач является гтр-именение труб из полимерных материалов, существенные преимущества которых :по сравнению с традиционными гончарными трубами ((легкость, транспортабельность, меньшая шероховатость, 'возможность механизации строительства) хорошо »известны.

Опыт колхозов, совхозов и научных учреждений республик Прибалтики, Белорусской ССР показывает, что закрытый дре-

на ж из полимерных-материалов (пластмасса) является не менее уштенснаны'м, чем 'гончарный дренаж. На осушешшх пластмассовым дренажем минеральных и торфяных почвах хозяйства получают значительную прибавку урожая сельскохозяйственных культур.

Об 'эффективности применении ■•шасма'есовог© дренажа творят лшогне данные из зарубежной практики: Голландия, ФРГ, ГДР, США, Швеция, Англия,

Применение ^пластмассового дренажа ;в широких масштабах совместно с 'передовой а про техникой может и должно сыграть важную <роль в дальнейшей интенсификации сельскохозяйственного производства в западных областях Украины.

ГЛАВА 11. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИИ ЛЬВОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Во второй главе дана оценка почвенно-климатнческих условий области по четырем геоморфологическим районам: Малому Полесью, Западной лесостепи, Предкарпатью и Карпа-та м.

Анализ почвенно-климатнческих условии Львовской области показывает, что главной причиной периодического избыточного увлажнения минеральных почв являются неравномерное распределение осадков в течение года и неблагоприятные водно-фнзические и физнко-механнческие свойства почв, что приводит к снижению урожайности, а в отдельные годы — к вымоканию посевов сельскохозяйственных культур.

На основании статистических данных нами произведены расчеты н анализ влияния климатических условий (в первую очередь — осадков) на переувлажнение минеральных почв и урожай основных сельскохозяйственных культур по Львовской области за 1965—1972 гг. (табл. 1).

Таблица /

Урожай сельскохозяйственных культур во Львовской области

в зависимости от климатических условий _(среднее за 1965—1972 гг.)_

Сельскохозяйствен чые культуры Сухие годы Среднн е годы Влажные годы

Зерновые н зернобобовые 24.7 20,5 17.2

В т. ч. озимая пшеншщ 26,1 20,9 17,8

Сахарная свекла 341,2 436,6 225.8

Лен-долгунец (волокно) 4,1 1,3 3.7

Картофель 132.3 105,8 46.1

Овощи 132,4 ! 134,5 87.7

Кормовые корнеплоды 224,2 274,2 181.9

Многолетние травы на сено 22,1 1 28,3 25,7

Из приведенных данных (табл. 1) видно, что ■ урожаи как в сухие, так и средние тоды были выше по сравнению: с урожаями во вла«шые.;годы. ;^склн?чение составляют многолет-uiie травы, ^которые менее отзывчивы к переувлажнению почвы.

Приведенные данные подтверждают, что в условиях Полесья и Прикарпатья Украины осадки гга суглинистых почвах играют существенную роль в развитии сельскохозяйственного производства и убеждают в необходимости проведения мелиоративных мероприятий.

К вышесказанному следует добавить, что избыточное увлажнение и заболачивание минеральных земель в рассматриваемых районах, как отмечает С. М. Перехрест (1958), объясняется главным образом, геологическим строением местности, характером почвообразу^ощих пород, водно-физическими свойствами почв и общим высоким стоянием уровня грунтовых вод.

Для получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на периодически переувлажненных минеральных землях независимо от погодных условии, необходимо поддерживать такой водный режим в пахотном и подпахотном слое почвы, который был бы близким к оптимальным условиям. Этим требованиям в условиях Полесья и Прикарпатья Украины должно удовлетворять осушение закрытым дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями и высокой культурой земледелия.

ГЛАВА III. СОДЕРЖАНИЕ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ

В первом разделе дается направление исследований, обосновывается необходимость широкого применения пластмассовых труб при осушении. Ряд авторов (В. М. Зубец, А, И. Мурашко (1965), В. Т. Климов (1965), А. Шилейка (1967) отмечают, что пластмассовые трубы обладают лучшими гидравлическими свойствами, обеспечивают более интенсивное осушительное действие по сравнению с гончарным дренажем. Встречается и противоположное мнение, например, С. Huse-mann, К. Pah Ike (1968) считают сомнительным приписывать пластмассовым трубам более высокую водопроводящую способность.

Нами ставилась задача, на основании анализа иочвеино-клнматическнх условий, водно-физических свойств почв, проверить эффективность применения пластмассового (полиэтиленового) дренажа на минеральных средиесуглинистых почвах Львовской области.

При рассмотрении вопроса о действии пластмассового дре-

пажа (влиянии его на водный режим осушаемых земель, влажность корнеобитаемого слоя почвы) ставилась задача определить некоторые нормативные данные применительно к местным условиям.

Исходя из вышеизложенного, в работе рассматриваются:

1. Почвенно-климатическая ¡характеристика опытного участка в период исследования.

2. Физические и водные свойства минеральных переувлажненных почв,

3. Режим уровня грунтовых вод, динамика почвенной влажности к дренажный сток при осушении пластмассовым дренажем.

4. Основные элементы водного баланса почвенной влаги.

5. Определение влияния осушения на водный режим почвы и урожай сельскохозяйственных культур.

6. Экономические расчеты и показатели. ,

Почвепно-мелиоратнвные анализы и анализы водно-фпзн-

ческнх свойств почв опытных участков выполнялись в лабораториях Львовского ордена Ленина государственного университета им, И. Франко у! НИИ земледелия и животноводства западных районов УССР.

Во втором разделе дана схема опытов и методика исследований, которые проводились в опытном хозяйстве «Обро-шино» НИИ земледелия и животноводства западных районов УССР, а их производственная проверка — на осушительных системах в колхозах «1 Мая» Дрогобычского, им. Б, Хмельницкого Бродовского, им. Шевченко Городокского и совхозе «Жовтневый» Пустомытовского районов Львовской области на обшей площади 207 га.

Схемы опытов включали 30 вариантов пластмассового и * гончарного дренажа с различными расстояниями между дренами {8; 12; 18 и 26 м) н разной глубиной закладки дрен (0,9; 1,1; 1,3 и 1,5 м). " '

Для закладки дренажа применялись полиэтиленовые гофрированные трубы диаметром 40 мм для осушителей и 75 мм для коллекторов с круглым« водоприемными отверствиями, расположенным» на внутренних выступах гофров. Площадь перфорации составляет 10—14 см2 на погонный метр. Дренаж заложен с соблюдением нормативных уклонов, а также технологии засыпки траншей и защиты дрен от заиления.

В качестве метода исследований принято сравнение результатов изучаемых процессов на дренированных пластмассовым и гончарным дренажем участках при различном расстоянии между дренами и глубиной нх заложения, а также недреннроваииом (контрольном) участке.

Согласно методических указаний академика А. Н. Костикова (1916), каждый вариант опыта состоит из четырех дрен, что создает равномерные условия водного режима.

Анализ метеорологических наблюдений производился по данным метеорологической станции с. Оброшино Пустомы-товского района, а также по нашим наблюдениям.

Впитывающая способность и коэффициент фильтрации грунтов определялись в полевых условиях по методу Н. С. Нестерова прибором ПВН.

Наблюдения за уровнями грунтовых вод проводились с помощью наблюдательных колодцев и пьезометров различно» глубины.

Дренажный сток определялся объемным способом 1—3 раза в сутки в специальных колодцах, которыми были оборудованы дренажные системы.

Влажность почвы — весовым методом. Образцы отбирали в трехкратной повторности 2—3 раза в месяц.

Испарение с почвы, занятой растительностью, определяли испарителями ГГИ-500.

Учет урожая сельскохозяйственных культур производился сплошным взвешиванием с каждого варианта.

В третьем разделе рассматривается почвенно-климатн-ческая характеристика опытного участка в период исследований.

Почвы опытного участка — серые оподзолеиные поверхностно оглееиные среднесуглинисгые, тип водного питания в основном атмосферный., Коэффициент фильтрации в пахотном слое составляет 0,ОООп см/сек, на глубине 0,5 м уменьшается до 0,0000п см/сек.

Содержание частиц менее 0,05 мм изменяется по профилю в сравнительно небольших пределах: от 75—80% в верхних слоях до 85—96%' в нижних слоях почвы и в почвообразую-щеи породе. Пахотный слой имеет рыхлое сложение, объемный вес 1,1 г/см3, подпахотные горизонты снлыю уплотнены.

Общая пористость колеблется в пределах 35,2—57,6% от объема, причем максимальные величины ее находятся в пахотном слое (0—20 см). В слое 20—40 см она резко уменьшается, а в более глубоких слоях колеблется незначительно.

За расчетный период принимался гидрологический год со следующим распределением месяцев по сезонам: зима (январь—февраль), весна (март—май), лето (июнь—сентябрь), осень (октябрь—декабрь).

Атмосферные осадки исследуемых лет характеризуются данными табл. 2,

Погодные условия в период исследований (1909— 1972 гг.) позволили проследить особенности водного режима рассматриваемых почв в близкие к средпемноголетним (1969)

Таб.шщI 2

Метеорологическая характеристика опытного участка

Осадки, мл Сумма осадков за год, мн

Годы исследований зима весна лето осень

196» 42,1 161,5 284.Й 99,2 587,4

1970 120,0 267,4 325,7 136,9 850,6

1971 52,7 129,5 264,8 83,5 530,5

1972 68,9 114,2 418.0 117,8 718,9

Сред) (емиоголетияя 1юрма 56,0 150,0 317,0 122,0 645,0

по количеству выпавших осадков, во влажные (1972), в весьма влажные (1970) и сухие (1971) годы. Наибольший интерес представляет 1970 год как весьма влажный.

ГЛАВА IV- ИССЛЕДОВАНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА

В первом разделе — на основании полученных данных дана характеристика интенсивности и эффективности осушения переувлажненных минеральных почв пластмассовым дренажем. В разделе приведены результаты исследований режима уровней грунтовых вод в зависимости от глубины закладки дрен н расстояния между ними.

Изучая влияние глубины закладки дрен на режим уровней грунтовых вод, составлялись календарные графики, а также кривые продолжительности (обеспеченности) уровней грунтовых вод. По графикам и кривым продолжительности нами получены данные для оценки действия дренажа и определения оптимальной степени дренирования.

При сравнении календарных графиков уровней грунтовых вод для вариантов мелкого, среднего и глубокого дренажа установлено, что глубина закладки дрен оказывает большое влияние на уровень грунтовых вод (УГВ). Например, в 1970 н 1971 гг. на вариантах грубокого пластмассового дренажа (12X1,5)* УГВ после весеннего снеготаяния снизился до глубины 50 см от поверхности земли соответственно на 12 и ? дней раньше, чем на вариантах среднего (12X1,1) по глу-

* Цифры в скобках обозначают: первая — расстояние между дрена шг в м, вторая — глубину закладки дрек л м.

бине дренажа и на 14—10 дней раньше мелкого дренажа (12X0,9).

На протяжении пероида исследований, на вариантах мелкого дренажа после снеготаяния или обильных осадков наблюдалось значительное (до 35—25 см от поверхности земли) повышение УГВ/в то1 время,'как на вариантах среднеглубо-кого и глубокого дренажа таких повышений не было, колебание УГВ происходило при сравнительно глубоком их залегании от поверхности земли.

Наблюдения за действием дренажа в условиях Львовской области показывают, что при увеличении глубины закладки дрен продолжительность затопления пахотного слоя почв резко уменьшается.

Как показывают данные исследований, для обеспечения достаточной интенсивности осушения .серых ;'оподзоленных поверхностно оглеенных среднесуглинистых почв пластмассовым и гончарным дренажем в условиях Львовской области, глубину его закладки следует рекомендовать 1,1—1,3 м.

Такие же глубины закладки дренажа рекомендуют А. М, Янголь и 3. А. Забочина (1962), А. Дубляускас (1969), А. Бальчюнас (1969), Я. Е. Уйска (1965), А. В. Смирнов (1962). Для осушения минеральных средних и тяжелых почв в таких пределах назначаются глубины в Англии, Норвегии, Дании, Польше и в ряде других стран (А, В. Смирнов, 1962).

Анализ данных по режиму УГВ с зависимости от расстояний между дренами показывает, что с их уменьшением глубина залегания УГВ увеличивается, режим его становится более стабильным, уменьшается продолжительность стояния высоких уровней (табл. 3).

Таблица 3

Сроки устойчивого снижения УГВ в весенний период в зависимости от степени дренирования, см

1Й70 г. 1571 г.

Варианты дренажа Глубина снижения УГВ от поверхности земли

30 | 60 \ 90 [ 30 1 60 90

(8X1,IV пл.* (12X1,1) пл. (12X1,1) ги.** (12X3,3) пл. (18X1,1) пл. (18X1,3) гн. (26X1,1) пл. (26X1,3) пл. 6.Ш 10.Ш или 12.Ш 20.111 14.111 22.1 П 20.1П 18.1П 19.111 27.III 17.Ш 1.1 V ;9.Ш 29.1 IV 2ЛУ 19.1V 28. IV 23.1V 12.У 12.У 19.У 27,11 23.11 27.11 20.11 1.Ш 27.11 з!Ш' 5.111 10.111 12. III 1Б.Ш 7.Ш 17,111 . 10.111-■ 17, Ш 17.111 5.IV 7.1У 27.III 2.1У ЗЛУ ЮЛУ I2.IV 15.IV

* Пластмассовый дренаж, ** Гончарный дренаш.

Наиболее интенсивное регулирование УГВ на опытном участке (табл. 3) имеет место в вариантах пластмассового к гончарного дренажа с наименьшими1 расстояниями между дренами — 8 и 12 м.1 На этих варианта* за1 в£>емя четырехлетних исследований пе наблюдалось затопления пахотного слоя более чем ий 3 суток. В это1 время 1Га вариантах имеющих расстояние между дренами 26 м, пйхотлый горизонт в 1972 г, был затоплен б, а в 1971 г соответственно — 4 суток.

Такая же закономерность впониженин УГВ наблюдалась : 1969 и 1970 гг.

Во втором разделе—рассматривается зависимость между влажностью почвы и УГВ для пахотного и подпахотного горизонтов минеральных среднесуглинистых почв.

Многие авторы (С. Ф. Аверьянов*, 1949, А. М. Я"голь, 1966, А. А, Розова, 1957 л др.) утверждают, что для однородных почвогрунтов существует зависимость между общим запасом влаги в почве и уровнем грунтовых вод, при условии, что УГВ пе опускается ниже предела капиллярного' подъема.

Для определения заёиснмстя между глубиной залегания УГВ н влажностью почвы намк1 проведены наблюдения на протяжении 1969—1972 гг., по данным которых построены графики. -

Проведенные исследования показывают, что действительно влажность почвьг зависит от положения УГВ только в пределах высоты капиллярного поднятия.

Зависимость между влажностью' пбчвы и уровнем грунтовых вод на сёрых оподзоленных поверхностно оглеенных сред-несугдиинстых почвах выражается уравнением: для пахотного горизонта

у=100— 14.013А*81, (1)

для подпахотного горизонта

*Г=Ю0—12,70/г2,7г, <2)

где: "—влажность почвы в % от ПВ; к— высота УГВ, равная Я—Не, м; Н— глубина залегания грунтовых вод, м; /!с— глубина, па которой определяется влажность, м.

По формулам (1,2) можно определить на данный момент влажность почвы пахотного н подпахотного горизонта по фактически наблюденном уровне грунтовых вод, а также ту глубина залегания УГВ, при которой будет достигнута заданная влажность почвы, критический уровень нормы осушения для различных сельскохозяйственных культур.

В третьем разделе—рассматривается действие пластмас-

сового н гончарного дренажа в зависимости от ннтенснзности осушения. ■'

Исследования на опытном участке показали, что при атмосферном питании величина годового стока тем больше, чем меньше расстояние между дренами причем большая величина годового стока наблюдается у пластмассового дренажа. Так, в 1970 г., при средней глубине закладки дрен 1,1 м и расстоянии между дренами 12 м слой годового'дренажного стока составил для пластмассового дренажа 321,5 мм, для юнчарного дренажа 293,6 мм, козффициеит,дренажного стока соответственно 0,38 и 0,34, При более густой сетн (Е = 8 м, /1=1,1 м) как для пластмассового, так и гончарного дренажа слой годового стока составил соответственно 367,5 и 330,7 мм, коэффициент дренажного стока 0,43 и 0,39.

Аналогичное положение наблюдалось в другие годы исследований.

Сравнительная оценка (1969—1972 гг.) дренажного стока (для разных вариантов по Степени осушения) показывает, что за один и тот же период времени (год) сток из пластмассовых дрен в 1,2—1,3 раза больше, чем из гончарных, норма расчетного дренажного стока для пластмассового дренажа должна быть на 10—15% выше, чем для гончарного.

На увеличение дренажного стока из пластмассового дренажа по сравнению из гончарным, указывают Г. И. Николадзе (1968), Ц. Н. Шкинкис (1967), В. А. Калнцисмс (1967) и др.

По результатам волевых исследований для почвенно-кли-матических условий Львовской области, нами установлена зависимость между годовым слоем дренажного стока и расстояниями между пластмассовыми и гончарными дренами;

Н= тг , (3)

где: Н — годовой слой дренажного стока, мм;

Е — расстояние между дренами, м;

Л и л эмпирические коэффициенты, зависящие от степени осушения.

Зависимость между годовым дренажным стоком и расстояниями между дренами имеют вид:

для пластмассового дренажа

■ (4)

для гончарного дренажа

,, 769,96 /с;.

Внутри годов ое распределение дренажного стока из систем

пластмассового дренажа по сезонам года за период исследования характеризуется следующим образом (табл. 4).

Таблица 4

Внутригодовое распределение дренажного стока, %

Зимним период (1-11) Весенши! период <П1-У)) Летний период (VI—IX) Осенний период (X—XII)

8—13 65—75 5—10 6—12

Как видно с таблицы, основной сток происходит в весенний период. В летние периоды (VI—IX) сток был незначительным, л в 1971 году (летний и осенний периоды) стол вообще не наблюдался.

Существенное влияние на сезонное распределение объема дренажного стока как для систем пластмассового, так п гончарного дренажа имеет глубина закладки дрен и расстояние между ними. Максимальный сток в вариантах с мелким дренажем обычно имеет место во время весенних паводков, а в вариантах с глубоким дренажем объем дренажного стока в течение года более равномерный.

Проведенным» в 1969—1972 гг. исследованиями установлено, что с увеличением глубины закладки дрен, продолжительность дренажного стока как пластмассового, так и гончарного дренажа увеличивается. Так, средняя годовая продолжительность дренажного стока (£=12 м), с увеличением глубины закладки дрен от 0,9 до 1,5 м увеличивалась от 56' до 119 суток. Это подтверждается также натурными наблюдениями (И. М. Кривоносое, 1957, О. К. Саука, 1958, П. Е, Свик-лис, 1963, С. М. Перехрест, 1961).

При изучении модулей дренажного стока для вариантов пластмассового и гончарного дренажа составлялись календарные графики (гидрографы) модулей дренажного стока, н.з которых видно, что величина модулей дренажного стока тем больше, чем меньше расстояние между дренами. При уменьшении расстояния между дренами втрое, с 26 м (вариант 26X1,1) до 8 м (вариант 8X1,1), величина модулей дренажного стока увеличивалась от 0,6 до 1,62 л/сек/га для пластмассового дренажа и от 0,53 до 1,2 л/сек/га — гончарного дренажа.

Формирование наибольшего дренажного стока для систем пластмассового и гончарного дренажа происходило во время весеннего снеготаяния и зависило от глубины заложении дрен и расстояния между ними (табл. 5).

Таблица 5

Зависимость модулей дрена ж ног о стока от степени дренирования во время снеготаяния л/сек/га (1869 г.)

Вариант!') дренажа Модули дренажного стока

1/1У 2/IV 3/1У 4ПМ 5/1\г 6/1У

12X0,9 пл. 1,03 1,27 1,83 1,69 1.37 0,52

12X0,9 гн. 1,07 1,15 ~ 1,52 1.15 1,21 0,63

18x0,9 пл. 1,13 1,11 1,90 1,37 0,95 0.30

20X0,9 пл. 0,87 ■ 1,16 1,44 0,8$ ' 0.31 0.19

!2Х1,5 пл. 0,31 0,02 0.66 0.56 0,67 0,31

¿8X1,5 пл. 0.35 0,66 0,00 0,90 1,02 1,3

18X1,5 гк. 0,33 0.57 0.47 0,71 0,66 1,05

.20X1,5 пл. 0,47 0,69 . 0,38 0,43 0,47

Данные табл. 5 показывают, что с Началом паводков как на системах пластмассового, так и гончарного дренажа чем меньша глубина заложения дреК и чем меньше расстояние между ними, тем больше абсолютная величина дренажного стока. На дренажных системах с мелким дренажем модули дренажного стока увеличиваются резко, пик стока наблюдается раньше. Так, в варианте (18x0,9), при глубине дренирования 0,9 м дренажный сток имел место 3 апреля, а в варианте (18x1.5), при глубине'дренирования 1,5 м — 6 апреля, при этом пик стока при мелком дренаже гораздо больше, чем при глубоком дренаже.

Максимальный дренажный сток в условиях Льчовской области наблюдается во время весеннего снеготаяния н летних интенсивных осадков. Учитывая, что в нашнх условиях на протяжении периода исследований величина модулей дренажного стока из систем пластмассового дренажа в 1,2—1,3 раза больше, чем из гончарного дренажа, расчетный модуль дренажного стока для пластмассового дренажа следует примерно на 10—15% принимать выше, чем: для гончарного дренажа.

Раскопки дренажа после одного, двух и трех лет действия показали, что при соблюдении предусмотренной технологии обкладки стекло холст ом и засыпки разрыхленным слоем грунта, пластмассовый и гончарный дренаж практически не-заиляются. Деформация пластмассовых труб по вертикально!*! оси па всех вариантах не более 2—3 мм.

Таблица 6

Урожай сельскохозяйственных культур в зависимости от расстояний между дренами

(Глубина заложения дрен 1,1 м)

Люниио-гороховая смесь (1969) О вся но-горохопа я смесь (1970) Озимая. пшеница . «Мироновская-808» (1971) Корковая свекла (1972)

Дренаж урожай прирост к контролю урожай прирост к контролю ■ урожай прирост к контролю урожаи прирост к контролю

ц/га и/га % и/га ц/га ц/га ц/га % Ц/Г!1 п/га «

Недренировалная площадь (контроль) 181.5: 215.7 16,7 _,_ , 379,1 ;

Пластмассовой

£-12 м 267 Д 85, б' 47,2 279,5 63,8 29,8 39,8 23,1 ; 138,2 670,7 , 291,6 76,9

Е = )8 м 292, & ПОЛ, 251,(5 35,9 16,7 32,2 15,5 г 92,2 870,2 «1,1 [29,5

Е=26 и 251,1 69,4. 38,5 237,6 22.0 ■' 10,3 27,9. 11,2 67,1 684,7 305,6 80,6

Гоичвриий

Е = 12 м 253,2 71,5 39,3 287,3 71,6 33,2 41,1 24,4 146.1 695,4 326,3 83,4

Е= 18 м 261,7 80,0 44,0 243,4 27,7 12,8 30,7 14,0 83,8 710,3 331,2 87,1

Е=26 м 242,4 60,4 33.2 230,7 15,0 7,0 25,3 8,6 216 653,8 274,7

В четвергом разделе — рассматривается влияние режима влажности почвы на урожай сельскохозяйственных культур.

Степень осушения переувлажненных земель влияет на уровеннып режим осушенных почв, последние находятся а зависимости от влажности пахотного горизонта, что доказано многими исследователями (А. М. Янголь, 1967, Д. Т. Головко, 1949, В. М. Игнатьева, 1965, И. А. Зйзеи, 1957).

В зависимости от степени осушения меняется водно-воздушный режим почвы, в результате чего образуются неодинаковые условия для роста, разлития и урожая сельскохозяйственных культур (табл. 6).

Данные таблицы 6 показывают, что s 1969 году наиболее благоприятные водно-воздушные условия для роста и развития л ron нно-гороховой смеси были на варианте (18x1,1), где получен наибольший урожай этой культуры 292.5 ц/га, против 181,7 ц/га на недренировапном участке. УГБ на этом варианте были в пределах 60—130 см, при этом средняя влажность в корнсобнтаемом горизонте составила 73,3% ПВ. Наибольший урожаи заленон массы люпино-овсяной смеси 279,5 и/га в 1970 г. получен при расстоянии между дренами 12 м и глубине нх закладки 1,1 м.

Оптимальные условия для озимой пшеницы в 1971 г. н кормовой свеклы в 1972 г. были на вариантах пластмассового н гончарного дренажа (12X1,1) и (18X1,1). На этих вариантах получено максимальные урожаи сельскохозяйственных" культур.

На основании четырехлетних исследований нами установлены оптимальные пределы влажности пахотного горизонта для почв опытного участка, при которых были получены максимальные урожаи сельскохозяйственных культур; для кормовых смесей 90—65% ПВ; для зерновых — 80—65% ПВ. н кормовых корнеплодов — 85—65% ПВ,

Производственная проверка результатов полевых опытов также подтвердила высокую эффективность пластмассового дренажа, заложеного на глубине 1,0—1,1 м и расстоянии между дренами 12—18 м. Так, в колхозе «1 Мая» Дрогобыч-ского района на почвах осушенных пластмассовым дренажем урожай озимой пшеницы составлял 27—30 ц/га, сахарной свеклы 470—490 ц/га, картофеля 170 ц/га. В колхозе им. Б. Хмельницкого Бродовского района урожай озимой пшеницы равнялся 29,1 ц/га.

ГЛАВА V. ВОДНЫЙ БАЛАНС НА МИНЕРАЛЬНЫХ ПОЧВАХ, ОСУШЕННЫХ ПЛАСТМАССОВЫМ ДРЕНАЖЕМ

В первом разделе — показано, что в условиях Львовской области частые случаи, когда наибольшие модули дренажного стока наблюдаются не в весенние периоды, а летом, иногда в осенний период. В 1970г. после выпавших-в июле 164 мм осадков (при среднемноголетней норме 96 мм) модуль стока на варианте пластмассового дренажа (12X0,9) составил 1,90 лУсек/га, против 1,63 л/сек/га в весенний период.

Наибольший объем дренажного стока {по данным Укр-НИИГиМа) на опытном участке в колхозе «Ленинский шлях» Дрогобычского района в 1968 г. был в августе и сентабре, а в 1969 г, —в июле.

Трехлетними исследованиями в ПНР Ко81гге\уа, (1968) установлено, что закрытый дренаж сбрасывает максимальный объем воды в период с марта по июль, при этом наибольшие модули дренажного стока были в летние месяцы.

Так как сроки отвода излишней воды в период вегетации более ограничены, чем весной, можно предположить, что при определенных условиях в летнее время образуются более напряженные периоды в работе закрытого дренажа чем весной.

Значит, наиболее опасным периодом в переувлажнении почвы можно считать март—август. Любой месяц этого периода может стать наиболее напряженным в работе закрытого дренажа, поэтому расчетный период также может попасть на любой из них. Сейчас считается, что расчетным периодом работы дренажа в условиях западных областей Украинской ССР, является предпосевной период.

Во втором разделе — определяется расчетный модуль дренажного стока по немного измененном нами метода водного баланса предложенного В. Ф. Шебеко (1965, 1970), который количественно учитывает большинство заданных факторов: осадки, испарение, водно-физические свойства почвы, особенности растений (норму осушения, транспнрацию) и дает возможность получить распределение модуля стока в расчетном году.

Водобалансовые расчеты для определения модуля дренажного стока производим для влажного 1970 года (10% обеспеченностью по осадкам).

Уровнепне водного баланса при атмосферном типе водного питания имеет вид:

Лс=108 (Н,1,п^И1) + (0-Е)> (6)

где: —сброс воды за расчетную декаду, мм;

8— водоотдача;

Нт11~~ норма осушения, см;

— расчетный уровень грунтовых Вод' на начало

периода (декады), см;

0}Е— осадки и испарение за расчетный-период, мм.

Водобалансовые расчеты произведены для большинства вариантов опытного дренажа.

Исследованиями установлено, что наименьшее расхождение между наблюдаемым и расчетным УГВ был на вариантах среднеглубокого дренажа (/( = 1,1—1,3) с расстояниями между дренами 12—18 м. Именно на этих вариантах получены наиболее высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Для расчета модулей дренажного стока берем разность эффективных осадков и суммарного испарения за декаду. Эффективные осадки определяем по формуле:

(7)

где: о— коэффициент поверхностного стока;

О— осадки за расчетный период, мм.

Суммарное испарение рассчитывается по существующим методам. Внутрисезониое распределение испаряемости принимаем по В. Ф. Шебеко (1965).

Расчетные величины модуля дренажного стока, вычисленные цо приведенной методике, несколько расходятся с наблюденными (особенно в летний период). Это можно объяснить недостаточно достоверными значениями испарения, которые в дальнейшем необходимо уточнить по данным лизиметрических наблюдений.

ГЛАВА VI. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛАСТМАССОВОГО ДРЕНАЖА

Расчеты показывают высокий экономический эффект применения пластмассового дренажа для осушения минеральных периодически переувлажненных земель.

Строительство пластмассового дренажа дает экономию в условиях опытного участка от 8 до 25 руб/га, по сравнению со строительством дренажа из гончарных труб (тарл. 7).

Таблица 7

Стоимость устройства I га пластмассового и гончарного дренажа (руб.) _в зависимости от расстояний между дренами, >1^1,1 м_

В:гд дренажа Расстояние между дренами

8 м 12 м 18 м 26 м

Пластмассовый 850,6 566,0 378,0 262,0

Гончарный 875,0 1 583,0 389,0 270,0

Пр» выращивании кормовых корнеплодов в 1972 г. на землях, осушенных пластмассовым дренажем, получено от 214 до 333 руб. чистого дохода с одного гектара. . На землях: осушенных гончарным дренажем, соответственно от 229 до 286 руб. с 1 га, против 91 руб. на неосушеипых землях.

Капитальные вложения (табл. 8) па строительство пластмассового дренажа при выращивании максимальных урожаев кормовых корнеплодов (вариант 18X1,1) окупаются в течение 1,7 года, а гончарного—в течение 3 лет (вариант 12X1,1).

Таблица 8

Экономические показатели эффективности пластмассового дренажа при выращивании кормовых корнеплодов

Пласт мае- | совый дренаж 1 Гончарный дренаж

Вид затрат' расстояние между дренами

12 м 13 м 12 м 18 м

Капитальные вложения на 1 га строительства дренажа — руб. 566 378 583 389

Ежегодные эксплуатационные издержки на / га — руб- 30 30 30 30

Дополнительный чистый доход с 1 га — руб. 122 242 174 138

Срок окупаемости — лет 4,9 1,7 3,5 3,0

По расчетам «Львовгипроводхоза» средний по западным областям Украины срок окупаемости капиталовложений на строительство закрытого дренажа и сельскохозяйственное освоение осушенных земель составляет 2—3 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Широкое применение закрытого дренажа в западных областях Украинской ССР при осушении периодически переувлажненных земель требует повышения производительности труда, улучшения качества строительных работ и снижения стоимости строительства. Одним из возможных путей для решения этой задачи является применение пластмасс — одного из перспективных материалов при строительстве закрытого дренажа.

2. Исследованиями установлено, что на периодически переувлажненных оподзолешшх сред несу глин истых почвах опытного участка «Оброшнно» НИИ земледелия и животноводства западных районов УССР, а также в аналогичных условиях в ряде хозяйств Львовской области, успешно можно применять пластмассовый траншейный дренаж для ускорения внутрнпочвенного стока и регулирования уровня грунтовых вод.

3. Как показывает аналнз результатов исследований, для рассматриваемых почв, при одинаковых глубинах заложения дерн и расстояниях между ними, пластмассовый дренаж действует более интенсивно, чем гончарный — среднесуточные модули дренажного стока и годовой объем увеличиваются н:* 10—15% и более, уменьшается продолжительность высоких уровней грунтовых вод.

4. Исследованиями режима УГВ установлено, что оптимальную глубину заложения пластмассовых дрен в оподзо-ленных среднесуглнннстых почвах Львовской области с атмосферным типом водного питания следует принимать — 1,1—1,3 м,

5. На осушенных пластмассовым дренажем землях установлено, что УГВ является надежным показателем в оценке динамики почвенной влажности корнеобитаемого слоя при близком его залегании к поверхности земли. Зависимость между влажностью почвы и уровнем грунтовых вод для расчета параметров пластмассового дренажа выражается уравнением (1) для пахотного и (2) для подпахотного горизонтов.

6. Натурные наблюдения и водобалансовые расчеты подтверждают, что па осушенных закрытым дренажем землях при залегании УГВ на глубине 1,30—1,40 м и более связь между последними н влажностью почвы нарушается. При ■этих уровнях влажность почвы в верхнем горизонте зависит лишь от интенсивности выпадаемых осадков и величины испарения.

7. Согласно проведенных нами исследований, расстояние между дренами при осушенни оподзоленных среднесуглнннстых почв находятся в пределах 16—18 м для пластмассового н 12—14 м для гончарного дренажа (при глубине дренирования 1,1—1,3 м).

8. Установлено, что для расчета дренажа зависимость между годовым дренажным стоком (И) н расстоянием между дренами (£) на оподзолепных среднесуглнннстых почвах выражается уравнением 4 для пластмассового и уравнением 5 лля гончарного дренажа.

9. Расчет закрытого дренажа в почвеино-климатических условиях Львовскй области необходимо вести исходя из ре-

жима весеннего УГВ и водобаласовых расчетов в вегетационный период по уравнению 6.

10. Результаты наших исследований и опытной проверки дренажных гофрированных полиэтиленовых труб поззоляют рекомендовать их для осушения минеральных почв в природ-по-климатических условиях западных областей Украинской ССР.

11. Прибавка урожая в сравнении с контролем (без дренажа) при осушении пластмассовым дренажем за 1969— 1972 гг. по пяти объектам (опытный участок «Оброшино», колхозы Мая» Дрогобычского, им. Б. Хмельницкого Бродовского, им. Шевченко Городокского и совхоза «Жовтневый» Пустомытовского районов) в среднем составила: озимой пшеницы - 15,5 ц/га (72,3%) сахарной свеклы —170,6 ц/га (62,3%), капусты поздней—163 ц/га (51%), картофеля — 72 ц/га (48%), кормовых корнеплодов —181 ц/га (74,6%), л юшп [о-гор охов ой смеси 85,6 ц/га (47,2%).

12. На основании расчетов экономической эффективности применения пластмассового дренажа в условиях Львовской области установлено, что последний экономически достаточно эффективный, капиталовложения на его строительство окупаются за 2—3 года.

Сроительство пластмассового дренажа многоковшовым экскаватором ЭТЦ-202 дает экономию от 8 до 25 руб/га по сравнению со строительством дренажа из гончарных труб.

13. Целесообразно продолжить дальнейшие исследования действия пластмассового дренажа в 'различных почоеино-климатическпх условиях западных областей Украины.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НАСТОЯЩЕЙ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Осушение почв пластмассовым дренажем. Сб. «Сельскохозяйственная информация» вып. 8, К., 1971 (на украинском языке).

2. Осушительное действие пластмассового дренажа ¡на избыточно-увлажненных землях западных областей Украинской ССР (в соавторстве). Экспресс-информация, Сер. 2, вып. 7. Осушение н осушительные системы. Изд-во Мипводхоза СССР, ЦБНТИ, М„ 1971.

3. Пластмассовый дренаж. Сб. «Мелиорация — могучий резерв урожая», Львов, 1972 (на украинском языке).

4. О расчетном периоде действия дренажа и модулях дренажного стока на избыточно-увлажненных минеральных поч

зах (в соавторстве). Сб. «Мелиорация к эрозия почв в западных областях УССР». Львов, 1972 (па украинском языке),

5. О действий дренажа с полнхлорвнннловых труб. Сб. «Мелиорация и эрозия почв в западных областях УССР». Львов, 1972 (на украинском языке),

6. Некоторые результаты осушения среднесу1;линистых почв пластмассовым дренажем. Сб. «Мелиорация и"водное хозяйство», вып. 22, К., пзд-во «Урожай», 1972 г.

7. Регулирование водно-воздушного режима почв закрытым дренажем н сочетании с агролгелиоратнвнымн мероприятиями (в соавторстве). Экспресс-информация. Сер. 2, вып. 4. Осушение и осушительные системы. Пзд-во Мл и вод хаза СССР, ЦБНТИ, М„ 1972 г,

8. Осушение чрезмерно увлажненных минеральных земель пластмассовым дренажем (в соавторстве). Сб. «Пути повышения продуктивности земледелия в западных районах УССР». Научные труды Львовского сельскохозяйственного института, т. 44, Львов; 1972 (на украинском языке), .

9. Питательный режим почвы, урожай и качество зерна ярового ячменя в зависимости от агромелиоративных приемов (в соавторстве). Сб. «Предгорное п горное земледелие и животноводство», вып. 15, К. Изд-во «Урожай», 1973 (на украинском языке).

ПО МАТЕР И АЛ AM ДИССЕРТАЦИИ СДЕЛАНЫ ДОКЛАДЫ:

1. На III конференции молодых научных работников по вопросам мелиорации и гидротехники, состоявшейся 19— 23 мая 1970 г. в г. Киеве.

2. На конференции но итогам научно-исследовательских работ за 1969 г, НИН земледелия н животноводства западных районов УССР, состоявшейся в с. Оброшппо (Львовская область) , 1970 г.

3. На XIX республиканской межвузовской научно-темин-ческон конференции, состоявшейся в г. Ровно УПИВХ, 1971 г,

4. На сессии по итогам научно-исследовательских работ зл [970 г. НИИ земледелия и животноводства западных районов УССР, состоявшейся ti г. Луцке, 1971 г.

5. На научно-производственной конференции гпо эффективному использованию осушенных земель западных областей Украины, состоявшейся в с. Оброшппо (Львовская область), 28—30 11 гон я 1972 г.

БГ 07520. Сдйно в набор 11.V-1973 г. Подписано к печати 14.V-1973 г. Формат бумаги 60x90'/и, 1,5 печ. л. Заказ № 3020. Тираж 150 экз.

Бесплатно.

Нестерова; а я городская типография Львовского областного управления по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.