Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Осушающее действие каналов и закрытого дренажа на пойменных торфяниках Среднего Приобья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Осушающее действие каналов и закрытого дренажа на пойменных торфяниках Среднего Приобья"

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ HW4IIO-

исслвдоашлшшй институт иедротюсшш и мшиимцщ!

им. А.Н.КОСТИКОВА

На правах рукописи

МЛХЛЛЁВ Василии Кузьмич

УДК ß3I.Ü2C:553.97 (57Т.Т<;.)

ОСУШАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ КАНАЛОВ И SAKPUTOl'O ДРЕНАЖ,'! НА ПОЙМЕННЫХ ТОРМШКАХ СРЕДНЕГО ШЧЮР1Л

Специальность 06.01.0/?.- Мелиорация и протяжное

земледелие

Автореферат диссертации на соискание учёно!'1 степени к.чицнцата технических наук

Москва - 1900

Диссертационная работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудо-1чл'о Красного Знамени научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костикова.

Научный руководитель: никтор технических наук, профессор, .член-корреспондент МШПЛ Б.С.Маслов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор И.М.Нестерешсо; кандидат технических наук Н.В.Акимов.

Ведущее предприятие: институт "Томскгипроводхоз". ■

Защита диссертации состоится {¿¿А. V 19/■¿'г1 в час

на заседании специализированного совета К 099.05.01 по присуждению учёных степеней Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костикова.

Адрес: 127550, г.Москва,ул.Большая Академическан, 44, специализированный учёный совет К 099.05.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костикова.

Автореферат разослан " " 19 ¿"У? г.

Учёный секретарь специализированного попета, канщщат технических наук

В.Н.Баякина

' I

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Вековой опыт многих стран свидетельствует о том, что мелиорации принадлежит важная роль в увеличении производства продукции и обеспечении устойчивости сельского хозяйства. Особую значимость отот вопрос приобретает в Западно!! Сибири, где ускоренными темпами развивается промышленность. Огромным резервом интенсификации сельскохозяйственного производства являются поименные земли, которые занимают площадь около 25 млн га и обладают высоким естественным плодородием. При условии регулирования водно-воздушного, теплового и пищевого режимов, на посменных землях «окно получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур. Вопросы осушения пойм в рассматриваемом регионе изучены слабо, пока отсутствуют данные об оптимальных параметрах открытых и закрытых осушительных систем, нет единого мнения об пффектиппос-т применения материального дренажа, особенно на польдерных сисг'-мпх, почти нет данных по суммарному водопотреблению и оптимальным режимам уровней грунтовых иод и влажности почв для развития многолетних трав на пойменных землях.

Актуальность диссертационной работы подтверждается тем, что исследования по осушению пойм в течение многих лет входили составной частью в государственную научно-техническую программу О.Ц.СЩ, утверждённую ГКНТ СССР, и программу ВАСХНИЛ по продовольствию.

Цель и зацачи исследований. Целью работы являлось изучение условий формирования водного режима, эффективности открытых каналов и закрытого гончарного дренажа на пойменных торфяниках Среднего Приобья и установление расчётных зависимостей и оптимальных параметров открытых и закрытых осушительных систем для получения высоких и устойчивых урожаев многолетних трав. II соответствии с птим были поставлены и решены следующие основные зацачи: изучение ириродно-меяноратннних условий Среднего Прчощ.п,

особенностей формирования водного режяг-^ пойменных торфяников;

исследование -ффективности действия открытых осушительных систем с различными расстояниями между каналами на торфяниках в условиях затапливаемых пойм;

изучение эффективности осушения пойменных торфяников закрытым дренажем с различными параметрами на польдерных системах;

усталоиление оптимальных значений режима грунтовых вод (нормы осушения) и влажности торфяников при возделывании многолетних трав;

исследование промерзания, оттаивания и температурного режима осушаемых торфяников;

изучение суммарного водопотребления многолетних трав на пойменных осушаемых торфяниках;

влияние осушения на урожайность трав и окономическая оценка эффективности мелиорации. На защиту выносятся;

основные закономерности формирования водного режима осушаемых пойменных болот Среднего Приобья;

нормы осушения и водопотребление многолетних трав на пойменных торфяниках;

оптимальные параметры закрытого дренажа (расстояния между дренами,глубина заложения дрен) в условиях незатапливаемых польдерных систем;

оптимальные расстояния между каналами на торфяниках в условиях оттапливаемых пойм при выращивании многолетних трав.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Приобья проведены системные исследования осушающего действия каналов и закрытого дренажа на пойменных торфяниках, в результате которых установлены наиболее целесообразные параметры дренажа и расстояния между каналами, необходимые для возделывания многолетних трав. В полевых

условиях определены величины накопления влаги в почве в эимннй период, фильтрационные характеристики мёрзлых торфов, обоснована эффективная работа дренажа в ранневесенний период. Установлены оптимальные режимы уровней грунтовых вод (нормы осушения) и влажное ■ ти пойменных торфяников, определено суммарное водопотребление естественных и сеяных сенокосов на пойменных осушаемых торфяниках и получены биоклиматические коэффициенты водопотребления. Даны эмпирические зависимости для расчёта влажности торфяников, влаго-обмена торфяной почвы с нижележащими горизонтами и грунтовыми водами, зависимости для расчёта глубины промерзания и оттаивания осушаемых торфяников.

Практическая ценность. На основании исследований доказана еффе-ктивность осушения пойменных торфяников. Применение открытых осушительных систем с рекомендуемыми расстояниями между каналами позволяет получать урожай сена многолетних трав 4,0-6,0 т/га. При рекомендованных параметрах закрытого дренажа обеспечивается получение сена многолетних трав 6,5-10,0 т/га, зерновых - 2,5-3,5т/га, зелёной массы кукурузы - 30,0-40,0 т/га.

Реализация работы. Результаты исследований вошли в "Рекомендации по проектированию и строительству мелиоративных систем в Томской области", одобренные научно-техническим советом Минводхоза СССР в 1982 г ( протокол № 374) и в рекомендации "Мелиорированным землям-высокую эффективность" (Томск, 1984) , одобренные научно-техническими советами управления сельского хозяйства и производственного управления мелиорации и водного хозяйства Томского облисполкома. Результаты исследований использованы институтом "Томск-гипроводхоз" при проектировании мелиоративных систем на площади 1319 га (годовой экономический эффект составляет 684,5 тыс рублей), а также внедрены в колхозе "Сибиряк" Зырянского района Томской области на плппдади 1035 га, фактическая прибыль составляет £Зо,5-

415,8 тис рублей в год.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на выездном заседании научно-технического совета Минводхоэа СССР (Томск, 1982 ), на заседаниях секций осушения и экономики Отделения гидротехники и мелиорации ВАСХНИЛ (Тюмень, 1581, 1963), на конференциях, совещаниях, семинарах в Томске (1975,1977,1981, 1083, 1904), Тюмени (1978), Красноярске .(1978), Горках Могилёвс-коСТ области (1979), Омске (1979), Абакане (1960), Новосибирске (1982), Пущино (1984), а также на учёном совете Западно-Сибирского филиала ШИИГиМ, научно-техническом совете производственного управления мелиорации и водного хозяйства Томского облисполкома, техническом совете института "Томскгипроводхоэ".

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 17 научных работах.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и включает в себя 152 страницы текста ( в том числе 41 таблицу), 37 рисунков, список литературы, насчитывающий 260 наименований ( в том числе 16- зарубежных авторов), и 15 приложений. Полный объём работы 242 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе раскрыты особенности переувлажнения земель, приведена типы водного питания и способы осушения пойм, даётся анализ состояния изученности вопросов осушения,освоения и сельскохозяйственного использования пойм в Западной Сибири, в частности в Среднем Приобье.- Показано, что условия, формирования водного режима пойменных торфяников и необходимые параметры открытых каналов и особенно закрытого дренажа изучены в рассматриваемом регионе слабо, а из-за специфики природных условий использование рекомендаций, полученных в других районах, недопустимо. На этой основе сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе приведена характеристика опытных участков и методика исследований.

Экспериментальные исследования выполнены на трёх мелиоративных системах, расположенных в Томской области. Участки являются типич-' ными для Обского и Чая-Чулимского пойменных болотных округов. Типичность подтверждена путём сопоставления геологических, гидрологических и гидрогеологических условий, водно-физических и агрохи-.мических свойств почв опытных участков и других осушаемых массивов с использованием методики В.В.Шабанова и Е.П.Рудаченко.

Объект "Верхний луг" Зырянского района представляет собой поль-дерную систему площадью 472 га, расположенную в пойме р.Кия. На опытном участке преобладают торфяники мощностью 1,0-1,5 м, подстилаете глинами и суглинками. Торф осоковый и древесно-осоковый, степень разложения -40-50%, зольность - 11,8-42,6%, объёмная масса -0,18-0,47 г/см , плотность - 1,59-2,68 г/см , порозность -72,6-89,0%,. коэффициент фильтрации с поверхности -0,8-2,0 м/сут, с глубины 50 см -0,2-0,9 м/сут. Здесь построено 8 вариантов закрытого гончарного дренажа с глубиной заложения дрен 0,8, 1,1 и 1,3м и расстояниями мевду дренами 15,25 и 35 м.

Объект "Открытое болото" Зырянского района (площадь 348 га) расположен в пойме р. Чулым. Преобладают торфяники мощностью 1,52,1 м, подстилаемые суглинками. Торф осоковый и древесно-осоковый, средне- и хорошоразложившийся,зольность его 18,3-59,7%, коэффициент фильтрации - 2,4-8,8 м/сут. Производственная система осушения состоит из редкой сети каналов, расстояние между осушителями 400м, глубина их 1,0-1,2 м.

Объект "Верхние луга" Шегарского района, площадью 272 га, расположен в поймо р.Оби. Преобладают торфяники мощностью 1,5-2,0м, подстилаются они глинами. Торф осоково-злаковий и злакосо-осоио-вый, степень разложения -35-50%, коэффициент фильтрации -2,3-

b,I м/сут. На участке выполнено 5 вариантов осушения каналами с расстояниями между ними 60,75,90,120 и 150 м, глубина каналов 0,91,1 м.

Исследовании проводились в течение 9 лот и включали определение водно-физических и агрохимических свойств почв, наблюдения за элементами йодного баланса почв и грунтовых вод, за составляющими теплового режима почв, а также учёт урожая сельскохозяйствен- ых культур. При проведении исследований использовали унифицированные общепринятые методики, при обработке материалов исследований применяли ЭВМ БЭСМ-6.

Здесь же дана характеристика метеорологических и гидрологических условий. Обеспеченность температуры воздуха за вегетационный • период изменялась в- пределах 13,5-94,8/о,атмосферных осадков -26,2-99,ОХ, коэффициента увлажнения -5,5-85,0%. Максимальные уровни воды в реках -водоприёмниках характеризовались обеспеченностью от 15,0$ до 99,9?. Опытные участки в весенний период затапливались речными водами на срок от 0-4 до 47 суток.

. В третьей главе приведены материалы по температурному режиму пойменных осушаемых торфяников и водопотреблению многолетних трав.

Торфяники начинают промерзать во второй-третьей декадах октября, на глубину промерзания решающее влияние оказывают температура воздуха и высота снегового покрова, существенное влияние-глубина грунтовых вод и влажность торфяников перед промерзанием. Зависимость глубины промерзания от комплекса_указанных факторов очень тесная (коэффициент корреляции 0,93). Наибольшая глубина промер-ишшя наблюдается в марте-апреле и составляет в разные годы 49107 см.

Оттаивание торфяников начинается со сходом снегового покрова ( и период с £3 по ¿0 апреля),оно происходит преимущественно сверху. оттаигание снизу незначительное (2-23 см). Полное оттаивание нас-

тупает 15 июня - 25 июля ( в единичном случае - 19 сентября).

Для промерзания торфа на I см необходима в среднем сумма отрицательных температур воздуха 35,4°С, для оттаивания im I см - сумма положительных температур 14,7°С.

На основании экспериментальных данных получена эмпирическая зависимость для расчёта глубины промерзания:

Нп = [14,69+36,78 - 3,86 —ÜS- - 3,86 -lí- -ÜS-] Hr°'0U\

L 1000 10 1000 10 J

где Нп - глубина промерзания, см; абсолютная величина суммы

отрицательных среднесуточных температур воздуха на дату определе -ния глубины промерзания,°С; Не - средняя высота снегового покрова, см; Нг - глубина грунтовых вод перед промерзанием, м.

Глубина оттаивания торфа может быть рассчитана по формуле: Но - 1,09 (Z.Í )°.58

t

где Но - глубина оттаивания, см; - сумма положительных сридне-суточних температур воздуха на дату определения глубины оттаивании, °С.

Предложенные зависимости существенны на 1%-ном уровне значимости, для них Fm 5,63-6,16> Pqj « 1,26 - 1,55.

Получены кривые обеспеченности максимальной глубины промерзания, величины оттаивания сверху и снизу,дат оттаивания корнеобита-емого (0-30 см) слоя и полного оттаивания торфяников.

Поскольку существует расхождение во мнениях о водопроницаемости торфов весною, выполнены исследования по фильтрации ,которые показали, что осушаемые торфяники в мёрзлом состоянии водопроницаемы. Коэффициент фильтрации мёрзлых торфов, определённый с помощью приборов ПШ-00, составляет 0,048-0,10 м/сут. Благодаря этому обеспечивается приточность воцы к дренам в период снеготаяния и после схода снега.

Минимальная температура корнеобитаемого слоя почвы зимою сос-

• ь

танляет -1,4°-13,2°С, она не оказывает отрицательного воздействия на корневую систему многолетних трав.

■ В течение вегетационного периода активные температуры (более Ю°С) проникают глубже 160 см, летние (более 15°С) - до глубины 70 см, поверхностный слой (0-10 см) прогревается до 22,2°-22,7°С. Показано, что на температурный режим торфяников оказывают влияние температура воздуха, атмосферные осадки и различие в состоянии растительного покрова.

Неблагоприятные тсиюратуры (0°-5°С) в корнеобитаемом слое торфяников наблюдались в среднем на протяжении 20,9 % продолжительности вегетационного периода, температуры 5°-10°С - 19,6%, благоприятные (10°-15°С) - 30,7%, оптимальные (15°-25°С) - 26,6%, излишне-ьысокие температуры (более 25°С) не наблюдались. В целом температурный режим осушаемых торфяников благоприятен для возделывания многолетних трав.

Суммарное водопотребление луговых (мятлик луговой^ полевица белая, овсяница луговая) и сеяных (овсяница луговая, тимофеевка луговая, клевер луговой, кострец безостый) многолетних трав за июнь-сентябрь месяцы приведено в табл. I.

I. Суммарное водопотребление (Е) многолетних трав на пойменных осушаемых торфяниках, мм

Луговые травы { ' Сеяные травы

........ * ■■ - - 1 Годы ! Е ! Годы ! Е

1974 274,9 1977 179,8

1975 431,0 1978 304,8

1976 490,0 1979 313,2

19В0 290,7

1974-1976 401,3 1977-1980 272,3

Водопотребление многолетних трав возрастает с увеличением темпе-Iгури воздуха,влажности торфяников и уменьшением глубины залега-

ни« уровней грунтовых вод.

Водопотребление сеяных трав в среднем на 1Г.Э мм меньше,чей водопотребление луговых трав. Отношение суммарного испарения (Е) I' испаряемости (Ео но Н.Н.Иашоь;), т.е. / =Е/Ео,составляет для луговых трав уЗ = 1,01, для сеяных травр = 0,74.

Между водопотреблением и суммами дефицитов упругости водяного пара и температур воздуха получены зависимости,существенные на Й-ном уровне значимости,причём связь водопотребления с температурами более тесная, чем с дефицитами упругости водяного пара.

На основании экспериментальных данных рекомендованы биоклиматические ког<ффициенты водопотребления,которые изменяются по декадам в следующих пределах: для лугоЕЫх трав К^=0,27-0,75 мм/мб, К £ => 0,18-0,24 мм/град, для сеяных трав =0,23-0,48 мм/мб, К ¿'-0,120,20 мм/град.

В четвёртой главе приведены материалы исследования осушающего действия закрытого дренажа.В режиме уровней грунтовых вод (У1 Ь) пойменных торфяников чётко выражены весенний и осенний подъёмы,летнее и зимнее снижение.На глубину грунтовых вод оказывают влияние гидрологический режим реки-водоприёмника,параметры дренажа и метеорологические условия. Изменения УГВ по годам в зависимости от параметров дренажа показаны в табл. 2.

2. Средняя за вегетационный период (У-1Х месяцы) глубина грунтовых вод в торфяниках,осушаемых закрытым дренажем, см

варианты дренажа 1раС-1 стояние х глубину),м| 1 оцы

1977 !1978 ! 1979 ! 1960 ! 1977-1980

15x0,8 92 90 75 89 87

25x0,8 90 67 69 86 83

15x1,1 100 ИЗ 85 107 102

25x1,1 94 102 71 8В 80

35x1,1 90 83 64 84 80

15x1,3 ИЗ 117 97 115 III

25x1,3 109 ИЗ 91 108 106

35x1,3 91 94 73 87 Ь)

Получены генетические зависимости урожая трав от УГБ. Они имеют криволинейный характер как для каждого укоса, так и для вегетационного периода в целом, и описываются уравнениями вида:

У = Л + ВН - СП2 , где У- урожай сена, т/га; II - глубина грунтовых вод, м; Л,Ь,С-пмпирические коэффициенты.

Оптимальная глубина грунтовых вод под многолетние трави составляет: для первого укоса 70-00 см, для второго укоса - 90-100 см, для третьего - 105-125 см", для вегетационного периода в целом- 95105 см. Оптимальный режим УГВ складывается на дренаже глубиной ' 1,3 м с междренным расстоянием 25 м, а также глубиной 1,1 м с расстоянием между дренами 15 м.

Анализ теоретических зависимостей и материалов фактических наблюдений показал, что в рассматриваемых условиях наиболее приемлемой для расчёта параметров дренажа является формула С.Ф.Аверьянова.

На формирование режима влажности торфяников большое влияние оказывает влагонакопление в зимний период и в период снеготаяния. Зимой за счёт миграции влаги к фронту, промерзания влагозапасы в метровом слое возрастают на 22-190 мм. Зимнее влагонакопление находится в прямой зависимости от максимальной глубины промерзания. При снеготаянии влагозапасы в метровом слое возрастают на 49 -130 мм, на пополнение запасов влаги в почве расходуется 56-100$ талых снеговых вод.

На влажность торфяников в тёплое время года оказывают влияние параметры дренажа, режим УГБ и метеорологические условия. Даже в еачне засушливые годы влажность корнеобитаемого 0-30 см слоя не опускалась ниже 47,1% полной влагоёмкости (ПВ), что выше минимально допустимых пределов (30-40% ПБ) и намного выше влажности устойчивого завядания (равной в среднем 12,9% ПВ). Минимальные записи продуктивной влаги в слое 0-30 см составляют 81-142 мм. Нез-

начительная переосушка (влажность менее 50% ПВ) наблюдалась только на вариантах дренажа 15x1,1 м и 15x1,3 м непродолжительное время (2,9-6,8% периода вегетации). Избыточная влажность (более 05% 11В) наблюдалась на всех вариантах дренажа, кроме 15x1,1 м и 15x1,3 м, в течение 0,8-33,5% продолжительности вегетационного периода.

По зависимостям урожайности"от влажности установлено,что оптимальная влажность корнеобитаемого (0-30 см) слоя торфяников при возделывании сеяных многолетних трав составляет: для первого укоса 74-85% ПВ, для второго укоса -70-75% ПВ, для вегетационного периода в целом -70-77% ПВ, т.е. оптимальная для развития многолетних трав влажность находится в пределах 70-85% ПВ. Оптимальная влажность обеспечивалась в отдельные годы до 97,5%, в среднем за время наблюдений - до 56,8% продолжительности вегетационного периода. Наиболее благоприятный режим влажности складывается на вариантах дренажа с расстоянием между дренами 15-25 м и глубиной заложения дрен 1,1-1,3 м.

Между значениями влажности почвы и глубиной грунтовых вод по срокам наблюдений имеется тесная зависимость,существенная на 1%-ном уровне значимости; во всех слоях метрового профиля, кроме слоён 30-40 см и 40-50 см, где эта зависимость ослабевает из-за нарушения капиллярной связи и уменьшения гидравлической проводимости торфа под влиянием осушения и обработок. Связь между влажностью и атмосферными осадками проявляется только до глубины 20 см, связь между влажностью и испарением существенна во всех.слоях, кроме слоён 30-40 см и 40-50 см. Для вегетационного периода в.целом характерно наличие хорошей зависимости влажности от УГВ во всех слоях, зависимости влажности в поверхностных слоях цо глубины 30 см от атмосферных осадков, широкого диапазона зависимости влажности о г испарения и тесной зависимости влажности от комплекса укадчишч чу» торов во всех слоях метрового профиля.

Для расчёта влажности любого 10-сантиметрового слоя метровой толщи предложены ."зависимости вида:

А-ВЛС, .

а. для слоев 0-30 см и 0-50 см зависимости:

Л- ВНС,

где IV- влажность, % ИВ,А - превышение почвенного горизонта над уровнем грунтовых вод, м; Н- глубина грунтовых вод от поверхности земли, м;'Л,В, С - эмпирические коэффициенты. Зависимости существенны на Ки-ном уровне значимости, обеспечивают достаточно высокую точность расчётов: вероятность вычисления влажности с ошибкой ме-• нее 10$ по срокам составляет 0,49-0,76, а средних за вегетационный период - 0,81-1,00.

На основании исследований и использования уравнения водного баланса подсчитан по декадам баланс влаги для 0-50 см слоя почвы. Влагообмен верхнего полуметрового слоя торфяников с нижележащими горизонтами за декаду изменяется в пределах от -39,6 мм до +54,4мм, за июнь-сентябре месяцы - от -14,5 мм до + 16,5 мм.

В результате осушения происходит осадка торфяной залежи, величина которой изменяется по годам в пределах 0,27-0,68 см/год, составляя в среднем за период наблюдений 0,45 см/год. Для расчёта осадки применимы формулы В.®. Митина и А.И. Мурашко.

Опытами установлено, что несмотря на значительное увеличение ьлажнооти торфяников в зимнее время, перед снеготаянием они не насыщены водой до полной влагоёмкости, свободная порозность состав-1яет 3,1-44,0$, в результате чего мёрзлый торф достаточно водопроницаем и обеспечивает лриточность воды к дренам в ранневесенний период. Гончарные трубы после многих лет работы находятся в технически исправном состоянии,на них не обнаружено трещин, разломов и чругих повреждений, не замечено деформаций дренажных линий, дренаж н'.' заилен, и дренах ни разу не было обнаружено ледяных пробок.

При соблюдении нормативной текж гогии етроительстоа закрытий наж на посменных торфяниках надёжно работает.

Дренажные системы начинают отлодить инфильтр'шионно-грунгг.чы воды с пергих дне? снеготаяния, паканчиилется дракши'Р сток п конце октября. Сток весеннего периода составляет г сроцнеч '13,Г,,', летнего псриода-36, 4Ä, осою !ГЙ сток-20,1% обьег.-а годового стом; 59,3% годового дренажного стока проходит до полного отпив-ины торфяников.

На опытном участке возделывались сеяные многолетние травы (овсяница луговая,тимофеевка луговая,кострец беэостнр.нлекер лугоноР). Агротехника применялась зональная. Ежегодно проводилось по 3 укоса. Урожай сена по годам изменялся с пределах 6,0-11,0 т/га, составив в среднем за период наблюдений 6,5-9,1 t/im. II-,¡renn,un nun урожай получен на дренаже глубиной 1,3 м с расстоянием между дровами 25 м, минимальный - на варианте дренажа 35x1,1 м. Гамичип в урожайности существенны на I^-ном уровне значимости.

В пятой главе изложены результаты исследования осуиквдего ¡л'П-ствия открытых каналов. Снижение грунтовых вод в условиях н'.'.пг.чп-ливаемой поймы происходит в те же сроки либо на I5-C0 днег' позднее, чем при осушении закрытым дренажем, в условиях затапливаемой поймы запаздывание в сроках снижешм УГ'В возрастает до 65-Г20 дней. Редкая сеть каналов с расстоянием между ними 400 м не обеспечивает своевременное и необходимое понижение грунтовых вод,до<,,г-чт.э-чное осушение было только в 1974 г, в остальные го ni средня;? за вегетацию глубина грунтовых вод (Н) шпчителыш меньше олтгомльнМ':

'Годы j 197' 1974,' 1975; I9ï6j 1977j I97b j 1979 j I973^9~ H, см | 104 j 64 j 75 j 77 j 57 j 31 , 03 "

Нр»цстаглсиво об изменении УГВ на участке осуясния rycri. сетью каналов даёт табл. 3.

'Л, Средний за вегетационный период (У—IX месяцы) глубина грунтовых вод в торфяниках, опушаемых открытыми каналами, см

| Расстояние между осушителями, м ___{ 1~0 I 75 ! 90 ! 120 ! 150''

1979 36 22 18 13 -8

1980 92 84 79 60 48

1981 122 110 97 82 78

1У79-1981 83 72 64 52 45

Густая сеть каналов создаёт более благоприятный водный режим, ч-;.м редкая сеть. Осуишидае действие каналов чаще всего проявляется и.» расстоянии 25-45 м от осусчтйлой. В целом за период иссяедо-ь.тиП глубина грунтовых вод была оптимальной только во втором укосе при расстоянии между осушителями 60 и 75 м. На остальных вариантах осушения во втором укосе, а также на всех вариантах в первом уг осе и за вегетационный период в целом глубины грунтовых вод меньше оптимальных значений. Как и следовало ожидать, более благоприятный режим УГЬ складывается при расстоянии между осушителями 6000 м.

Зимнее влагонакопление в осушаемых торфяниках возрастает с увеличением глубины промерзания и глубины грунтовых вод перед промерзанием и составляет дчя метрового слоя 7-187 мм. В период снеготаяния влагоаапаси в слое 0-100 см увеличиваются на 7-91 мм, на [юно.'шение запасов почвенной влаги расходуется 4-77% талых снеговых. юд.

II.) I.«¡окность торфяников в течение вегетационного периода ока-пиклт влияние гидрологический режим рек-водоприёмников и уровней грунтонос вод, параметры ссуителыюВ сети и метеорологические

У Г:л О Ы!)(.

Максимальный урожа^ горохо-о; ;nnoií смеси получен при вложит: >п 10-16% ПВ, сена луговых трав и озимой ржи - при 7í3-b5,í ПЬ. Таким образом, на участках осушения каналами получены те же значения оптимальной влажности торфяников - 70-В5Й ГШ.

На объекте "Открытое болото" избыточная влажность (белее 05/. ММ наблюдалась в течение 41,8 % продолжительности вегетационного периода. Это свидетельствует о недостаточном осутакгаем действии редкой сети каналов. На объекте "Верхние луга" оптимальная для развития трав влажность поддерживалась в течение 2,6-69,9*, в гредге-м 31,4-47,0% продолжительности периода вегетации. Более благоприятный режим влажности складывается при расстоянии мржду осушителями 60-90 м, увеличение межканального расстояния до 120-Ш) м приводи г к длительному (более половины вегетационного периода) переувлажнению торфяников.

Во влагообмене 0-50 см слоя осушаемлх торфяников преобладает капиллярное подпитывание. Превышение подпитывания (Рг) над инфильтрацией (5г) за декаду составляло 2,6-56,7 мм. Инфильтрация преобладает редко, превышение её над подпитыванием составляло 1,716,1 мм. В целом за июнь-сентябрь месяцы подпитывание протачало инфильтрацию на 52,1-207,3 мм.'На величину вертикального вчагообро-на большее влияние оказывает разность мевду испарением и осадками, меньшее влияние - глубина грунтовых вод. Зависимость влагообмена от комплекса этих величин тесная (коэффициент корреляции 0,76 ), существенная на 1%-ном уровне значимости. Для расчёта влпгоойтеыг р =Рг-Фг получены эмпирические зависимости: 9 = 2,18 + 0,53 ( Е-Р),

Q^ 2,03 л 0,50 -i ~ Р , f „0,12

где д - ллагообмон за декаду, гч; (ii-P) - разность межчу pcnitrnwn. и огздпми m декаду, мм; И - срецняя за дркяцу глубина грунта".«' рот. м.Гтпчлчгаем-Je :,ич'(Ч"Н'",ти гужест» чты на .'.'-ном урони vn-

Ч1'М.)С1'И, ДЛЯ них Я;-.?,13-2,18 > f q5 * 2,04-2,06.

Ci'uK из огкритоР осушительной сети начинается п апреле-мае и за-ь.-ц.ццмигся d маловодные годы в конце июля-начале августа, в многоводные годи - в конце августа. Годовой сток в каналах изменяется ь широких приделах, достигая ПО мм. Весенний сток составляет в среднем 74,6%, летниР-25,4% от объёма годового стока. В результате обработки экспериментальных данных получены расчётные характеристи-1-и стока обеспеченностью 1-25%.

На обьекте осушения "Открытое болото" произрастали луговые многолетние травы (мятлик луговой,полевица белая,овсяница луговая,осока и разнотравье), на которых проводился только один укос.возделива--.чись озимая рожь и горохо-овсяная смесь. Вследствие переувлажнения урожай сельскохозяйственных культур был невысоким: сена многолетник траь-0,7-2,6 т/га,в среднем 1,5-1,8 т/га,сена озимой ржи-1,3-1,5 т/га,сена горохо-овспной смс-еи-1,7-3,1 т/га, в среднем 2,2-2,4 ■г/ 1-я. Максимальный урожай получен на расстоянии 5 м от осушителей, минимальный -посредине осушительной карты.

На обьекте "Верхние луга" многолетние травы представлены вейни-го:-! лангедорфа,вейником обыкновенным,мятликом луговым,чиной болотной, осокой и разнотравьем.. Ежегодно проводилось по 2 укоса. Урожай сена изменялся по годам б пределах 3,8-6,8 т/га,составив в среднем за период наблюдений 4,5-5,9 т/га. Максимальный урожай получен при расстоянии между осушителями 60-90 м. Расстояния между каналами более 90 м не рекомендуются при современном уровне интенсификации сельскохозяйственного производства.

Ь шестой главе приведена оценка экономической эффективности способов осушения.

На участке осушения редкой сетью каналов среднегодовой чистый доход составляет 90,8 руб/ra, срок окупаемости капитальных вложений

3 года. Такие высокие ягоночичесие поклэатсли при чалоР уро?-1!'..о<--ти сельскохозяйственных культур объясняются низкой удельной стт««)-стью (229 руб/га) строительства.

При осушении торфяников густой сетью каналов уделыпя сте:п--<ч-т!. строительства составляет 1016-1096 руб/га,чистый доход возрастает до 198,5-262,1 руб/га,срок, окупаемости капитальных вложений составляет 5-6 лет.Экономически наиболее выгодны расстояния между каналами 60-90 м.

При осушении пойменных торфяников гончарным дренажем удельные затраты на строительство составляют 1761-2172 руб/га,чистий доход увеличивается до 297,7-418,1 руб/га,срок окупаемости капитальных вожений не превышает 5-7 лет.Экономически наиболее выгодным является дренаж глубиной 1,3м при расстоянии между дренами 25 м.Эти параметры дренажа рекомендованы производству.

ОСНОВНЫЕ ШБОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Развитие земледелия и животноводства для создания собственной кормовой базы в районах промышленного освоения Западной Сибири предопределяет необходимость вовлечения в сельскохозяйственное производство плодородных пойменных земель,занимающих площадь около

25 млн га,что зачастую невозможно без проведения осушительных мелиорация. Для эффективной мелиорации пойм,на основе изучения осушительного действия каналов и закрытого дренажа,даны рекомендации производству по параметрам каналов и дрен и нормативы их обоснования с учётом природных особенностей региона.

2. На работу каналов и дрен существенное влияние оказывают процессы промерзания и оттаивания грунтов. Пойменное осушаемые торфяники Среднего Нргобья начинают промерзать во второй-третьей декадах -октября,максимальная глубина промерзания составляет 49-107 см.Огтзина-1!ие торфяников начинается со сходом снегового покрова,загпн-'иваетсл

в раачыо годч в период с 15 июня по 19 сентября.Получены уригсгс обе ■

1Ь

споченниоти максимальной глубины промерзания,величины оттаивания сьер/.у и снизу, дат оттаивания корнеобитаемого слоя и полного отта-инашш торфяников. Для расчёта глубин промерзания и оттаивания предложены -эмпирические зависимости,учитывающие основные природные I [ акторы.

3. На водный режим торфяников в весенний период большое влияние ог.азьшаст зимнее влагонакопление,связанное с процессом промерзания.

.¡Несмотря на значительное увеличение запасов влаги в зоне аэрации, достигающее 190 ум, осушаемые торфяники в мёрзлом состоянии водопроницаемы, что обеспечивает приточность талых снеговых вод к дренам и инишеиннос гидрологическое действие закрытого дренажа в ранневесе-нний период.

•1. Температурный режим осушаемых торфяников в течение вегетационного периода благоприятен для возделывания многолетних трав и получения довольно высоких урожаев (до 6-П т/га сена).

Ь. Суммарное ьодопотребление луговых многолетних трав за летне-осештй период составляет 275-408 мм, водопотребление сеяных много-лешнх чрав-1ь0-313 мм. Для расчёта суммарного водопотребления трав предложены биоклиматические коэффициенты водопотребления.позволявшие рассчитывать оптимальный водный режим и режим увлажнения почвы по декадам.

6.Оптимальная глубина грунтовых вод в пойменных торфяниках при возделывании многолетних трав составляет для первого укоса 70-80см, ■дли второго укоса -90-100 ем, для третьего -105-125 см, для вегетационного периода в целом-95-105 см. Оптимальная влажность корнеобитаемого (0-30 см) слоя торфяников -70-85% ПВ. Для расчёта влажности торфиников предложены эмпирические зависимости,учитывающие глу-бгну залегания грунтовых вод.

7. Применение закрытого дренажа обеспечивает своевременное понижении уровней грунтовых ьод и проведение сельскохозяйственных работ.

Оптимальный водный ре.-'лм торфнш ип складывается irt дрснч-е глубино" 1,3 п с Междренныч расстоянием "О м, а т кгчэт глубиной 1,1 и с расстоянием меящу дренами 15 м.

В. При осушении пойменшк торфяников открыт» ¡w i ш㹫'и наиболее благоприятный для dosделивэния лноголотних Tptu p"xtrt грунтовых вод и влажности почвы складывается при расстоянии !v;»!.4v <."'у шителями 60-90 м.■

9. Получены декадные,месячные и сезонные значения влаго(Т\.<._

на верхнего полуметрового слоя осушаемых торфяников с im*exr¡r :-1П"ч горизонтам. Для расчета влагообчена в зависимости от р imiocih между испарением и осадками, глубины грунтовых ion, предло-п-нч эмпирические зависимости.

10. Закрытые дренажные системы отводят инфильтраципнпо-грун-товые воды с первых дней снеготаяния до конца шчября. Сток «л -сеннего периода составляет в среднем 43,5Х,летнего периода-36,4%, осенний, сток - £0,1?? объёма годового стока: СО,37' голевого дренажного стока проходит до полного оттаивания торфярргоп. Сток из открытой осушительной сети начинается б анр^ле-мчс и заканчивается в августе. Весенни« сток составляет и средни« 7 (,•:'.', летний - 25,4% объёма годового стока. На осноге -чслсричснга-льных данных получены расчётные характеристики стока для ченностей 1-25?.

IT. При осушении поименных торфятч ов редко-;- сетью i им !ср урожай сельскохозяйственных культур из-за nepeyt лэянетш н«гг-сом"й: с-ена многолетних трап 0,7-2,6 т/га, иор-хо- ов?яи(>3 "чоси - 1,7 - 3,1 т/га, среднегодовой 4wr«l w<оч ••о'таь-.п-.г 'Jü.fí руб/га. При о'улп^нни густой рсть») гпнплт- уп-жчс ;ч>я'л'г»,ц-• 1Ш |чи;:г - 3.0 - и.Ь т/га оеич многологних траг. <*pe;i4í»ro.icr">f< иг-.»"" доход состпвляет 19Ь,!.)-Г.62Л руб/п, п».«>

иапигальних вложений в мелиоративное строительство - 5 - 6 лет. Наиболее экономичными является расстоянии между осушителями 6000 м. '

Применение закрытого дренажа позволило получить урожай сена многолетних трав 0,0 - 11,0 т/га. Среднегодовой чистый доход составил 297,7 - 418,1 руб/га, срок окупаемости капитальных"вложений -5-7 лет. Экономически наиболее выгодным является зак-' рытый дренаж глубиною 1,3 м с междренным расстоянием 25 м.

Проведенные исследования подтвердили рабочую гипотезу о технико-экономической целесообразности применения каналов и закрытого . дренажа для осушения пойменных торфяников Среднего Приобья под кормовые угодья.

СГШСОи РАБОТ, опуштавлнных-по ТЕМИ ДИССЕРТАЦИИ

1. Осушительное действие открытых каналов на пойменных боло-тчх Томской области. - В кн.: Мелиорация земель Западной Сибири и пути повышения их использования. - Тюмень, 1978, с. 19-21.

2. О работоспособности гончарного дренажа в условиях Западной Сибири. - Ь кн.: Мелиорация земель Западной Сибири и пути повышения их использования. - Тюмень, 1978, с. 53-55.

3. Температурный режим пойменных дренируемых торфяных почв. -В кн.: Прогрессивные направления проектирования,строительства и эксплуатации, мелиоративных систем в условиях Сибири.-Красноярск, 1978, с. 92-94 ( в соавторстве).

• 4. Водопотребление многолетних трав на осушаемых торфяниках в условиях Западной Сибири.- Экспресс - информация ЦШТИ Минводхо-3.1 СССР, сер.2, вып.- 1.-М., 1979, с. 20-25.

5. Температурный режим пойменных дренируемых почв.- В кн.: Прогноз изменения криогенных почв под влиянием хозяйственного освоения территории,-Иущнио, 1980, с. 121-122 ( в соавторстве).

б. Осушительное действие открытых каналов на торфлшмлх nomi Оби.- В кн.: Тезисы докладов Ш Дальневосточной зональной научно-технической конференции "Итоги научных исследований в области мелиорации земель и водохозяйственного строительства", вин Л.-Владивосток, 1981, с. 20-22.

. 7. Изменение водно-воздушного режима торфяных почв,осушаемых гончарным дренажем.-Б кн.: Тезисы докладов Ш Дальневосточной зональной научно-технической конференции "Итоги научных исследований в области мелиорации земель и водохозяйственного строительства", вып.I.-Владивосток, 1981, с. 3G-38 (в соавторстве).

8. Экономическая эффективность осушения пойменных торфяников Томской области открытыми каналами.-Экспресс-информация ЦППИ Мин-водхоза СССР,сёр.2,вып.7.-М., 1981, с.1-5 (в соавторство).

9. Закрытый дренаж на торфяных почвах Западной Сибири.-Вестник сельскохозяйственной науки, 1982, J5 3, с. 124-130 (в соавторстве).

10. Эффективность действия открытых каналов на торфяниках л <!'?:м р.Оби.-Экспресс-информация ЦЕНТИ Минводхоза СССР, сер.2, вы,:.2.-М., 1902, с.1-8.

11. Экономическая эффективность осушения пойменных земель Западной Сибири закрытым гончарным дренажем.-Экспресс-информация ЦГН'Ш Минводхоэа СССР, сер.2, вып.З.-М., 1982, с.1-6 (в соавторстве).

12. Эффективен закрытый дренаж. -Земля Сибирская,Дальневосточная, 1983, Jf I,'с.30-31.

13. Сток с осушаемых болот Западной Сибири.-Гидротехника и мелиорация , 1983, ff 12, с. 44-46.

14. Рекомендации по проектированию и строительству мелиоративных систем в Томской области.-М., 1984.-42с.(в соавторстве).

15. Мелиорированным землям -высокую эффективность.Рекомендации по организации технической эксплуатации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель в Томской области.-Томск:

,';-.л!,-Сиб.кн.иэд-во, Томское отделение, 1984.- 63 с. (в соавторстве).

16. Эффективность использования осушаемых пойменных торфяников.-Ь кн.: Ответит земля урожаем.-Новосибирск: Зап.-Сиб.|ш.изд-во,1965, с. 39-42.

17. Влияние влажности осушаемых пойменных торфяников на урожай многолетних трав.- В кн.: Повышение ¡эффективности мелиорации и водного хозяйства на Дальнем Востоке. Итоги и перспективы исследований.- Тезисы докладов 1У зональной научно-технической конференции, чЛ, кн. I.-Владивосток, 1987, с.72-74.