Проект комплексной мелиорации и использования участка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

«Проект комплексной мелиорации и использования участка»

1. Теоретическое обоснование потребности в мелиорациях

Сельскохозяйственные мелиорации (от лат. «melioratio» - улучшение) представляют собой комплекс организационно - хозяйственных и технических мероприятий, направленных на коренное улучшение неблагоприятных гидрологических, почвенных и агроклиматических условий территории путем регулирования водного, воздушного, теплового, питательного и солевого режимов почв с целью наиболее эффективного использования земельных ресурсов.

Существуют различные виды мелиорации: гидротехнические, к которым относятся осушение и орошение, химические, агротехнические, биологические, тепловые, культуртехнические, противоэризионные и др.

Наиболее мощными по эффективности воздействия на окружающую среду являются гидротехнические мелиорации, так как они направлены на регулирование и управление водным режимом почв. При регулировании водного режима происходит изменение воздушного, теплового, питательного и солевого режимов почв.

Выбор вида мелиорации зависит от природно-хозяйственных и социально-экономических условий территории. Как правило, для достижения наибольшего эффекта необходимо применение комплекса мелиоративных мероприятий с превалированием либо осушение, либо орошения. Так, на территории нашей страны в южных и юго-восточных степных, полупустынных и пустынных районах, где характерной чертой является превышение расхода влаги над естественным приходом, для получения плановых урожаев применяют, главным образом, оросительные мелиорации наряду с проведением агротехнических, биологических, химических и противоэрозионных мероприятий. В северной части России, наоборот, преобладает естественный приход влаги над ее расходом. В этих местах необходимы, прежде всего, осушительные мелиорации, а так же химические, культуртехнические, агротехничесие и биологические. очень часто приходится увлажнять осушаемые земли в течение вегетации при возделывании овощных и плодовых культур, то есть осуществлять двустороннее регулирование водного режима.

Сущность мелиорации, если коротко, сводится к тому, чтобы одним участкам земли придавать такие свойства, которыми другие обладают от природы - это плодородие.

В.Р. Вильямс называл плодородием способность почвы удовлетворять потребность растений в земных факторах жизни, в меру получаемого растениями света и тепла.

Вода, пища, тепло, воздух (аэрация) и свет - основные факторы жизни растений.

Все эти факторы жизни растений - взаимонезаменяемы. Все они должны поступать к растениям одновременно и, что очень важно, в определенных, оптимальных соотношениях.

Однако, среди всех этих факторов растений вода занимает особое место, так как и воздушный, и тепловой, и пищевой режимы почвы находятся в большой зависимости от водного режима, так, в избыточно увлажненных почвах недостаточно воздуха, и, следовательно, кислорода, необходимого для дыхания корней растений и нормальной жизнедеятельности определенных групп микроорганизмов. Избыточно увлажненные почвы - это «холодные почвы», требуется много тепла, чтобы прогреть их. При недостатке тепла и аэрации в таких почвах преобладают анаэробные процессы, в результате которых органические вещества не разлагаются, не минерализуются, и потому в таких почвах нет и недостаточно питательных веществ в усвояемой для растений форме.

После удаления избытка воды из почвы, место воды занимает воздух, т.е. увеличивается аэрация. Осушенная почва лучше прогревается, следовательно, улучшается тепловой режим почвы. С увеличением аэрации и повышением температуры осушаемой почвы анаэробные процессы в ней сменяются аэробными.

Таким образом, при аэробном разложении происходит обогащение почвы питательными веществами в легкодоступной, усвояемой для растений форме.

В условиях недостаточного увлажнения дефицитным является содержание влаги в почве. При недостатке воды в почве растения нормально развиваться не могут, так как питательные вещества они усваиваются только в очень слабой концентрации. Повышение концентрации почвенных растворов и температуры почвы требуют восполнения недостатков воды в почве путем дополнительного увлажнения почвы - орошения.

Из изложенного выше следует, что, воздействуя только на водный режим почвы - удаляя избыток или восполняя недостаток, - оказываем прямое воздействие на воздушный, тепловой и пищевой режимы и, в конечном итоге, на плодородие почвы.

Законы земледелия

1. Закон минимума: повышение урожайности всегда ограничивается фактором, оказавшимся в минимуме.

Закон оптимума: при постоянно повышающихся дозах факторов урожайность повышается до тех пор, пока не пройдено состояние оптимума.

Закон незаменимости факторов: ни один из факторов не может быть полностью заменен другим.

Закон взаимодействия факторов: чем больше факторов находится в оптимуме, тем меньше отрицательное влияние фактора, находящегося в минимуме. Совместное применение факторов (вода и питательные вещества) обеспечивает прибавку урожая, превышающую сумму прибавок от их раздельного действия.

Закон возврата: чтобы плодородие почв не снижалось факторы, выносимые с урожаем, должны постоянно восполняться

2. Разработка проекта на конкретном участке

2.1 Изучение участка по плану, построение его продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа и вычисление уклонов

Для более наглядного представления об участке необходимо построить продольный профиль поверхности участка, на котором по расстояниям между горизонталями и визуальным изменениям уклона разделить участок на элементы рельефа: водораздел, склон и пойму.

Формула для вычисления уклона каждого элемента рельефа участка:

i = (H_a-H_b)/L_ав,

где i - уклон участка;

Н_А, Н_в - отметки верхней и нижней горизонталей;

L_ав - расстояние между верхней и нижней отметками, м.

Вычисление уклонов:

i _{водораздела} = 0,0025

i _cклона = 0,0036

i _поймы = 0,0017

Условные обозначения к плану комплексной мелиорации участка:

Лиманы с водовыпусками

Водозадерживающие валы

Магистральный канал

Осушители-оросители

Насосная станция

Напорный трубопровод

Гидранты-водовыпуски

9. Схема полива ДДА-100MA

10. Схема полива ДДН - 100

11. Схема использования многолетних трав на выпас

12. Границы полей

11. Подпорные щитки

2.2 Обеспеченность участка факторами жизни растений, потребность в мелиорации и очередность их выполнения

Таблица №1 Обеспеченность участка факторами жизни растений, потребность в мелиорации и очередность их выполнения

Продуктивную влагу определять расчетным путем по формуле:

Wпрод=100* H* А (Внв-Ввуз),

где Wпрод. - запас продуктивной влаги, м³/га;

Н - глубина определяемого слоя, м;

А - объемная масса этого слоя, г/см³;

В_нв и В_вуз - влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости и влажности устойчивого завядания, % от АСП

а) в пахотном слое (0,2 м)

Легкий суглинок

Wпрод = 100*0,2*1,25*(19-9) = 250 м³/га: 10м³/га*мм=25 мм

Средний суглинок

Wпрод = 100*0,2*1,23*(25-13)= 295,2м³/га: 10м³/га*мм= 30 мм

Супесь

Wпрод = 100* 0,2* 0,3* (14-5)= 230 м³/га: 10м³/га*мм= 23 мм

б) в метровом слое (1,0 м)

Легкий суглинок

Wпрод = 100*1,0*1,25*(13-5)= 1000м³/га: 10м³/га*мм=100 мм

Средний суглинок

Wпрод = 100*1,0*1,23*(18-9)= 1107м³/га: 10м³/га*мм= 111 мм

торф

Wпрод = 100* 1,0* 1,28* (9-3)= 768 м³/га: 10м³/га*мм= 77 мм

Существует определенная очередность проведения мелиораций - в зависимости от обеспеченности участка факторами жизни растений. Все участки рельефа - водораздел, склон и пойма расположены на легких почвах. На почвах подобного гранулометрического состава осушение не требуется. Затем необходимо провести культуртехнические мелиорации: на водоразделе - удаление пней, на склоне - удаление камней с участка, на водоразделе - удаление кустарников, кочек и засыпка ям. Во вторую очередь следует нейтрализовать кислотность на участке - провести известкование, затем обеспечить участок элементами питания - внести минеральные и органические. После провести глубокое рыхление для того, чтобы обеспечить почву воздухом.

2.3 Проектирование противоэрозионных мероприятий

мелиорация почва растение жизнь

Проектирование противоэрозионных мероприятий должно включать регулирование водно-воздушного режима почвы, предотвращение поверхностного стока и максимальное использование осеннее-зимних осадков для формирования урожая сельскохозяйственных культур при минимальных затратах.

Расчеты фактического состояния этих показателей при естественном сложении почвы приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Расчет влаго- и воздухоемкости почвы, возможности предотвращения поверхностного сока и эффективности использования осеннее-зимних осадков при естественным сложении почвы и после глубокого рыхления

№ п/п	Показатели	Ед. изм	Водораздел Легкие суглинки	Склон Средние суглинки
			При ест. слож.	После глуб. рыхл.	При ест. слож.	После глубокого рыхления
						1 раз	2 раз
1	Годовое кол-во осадков (Wос.год.)	мм	500		500	500
2	Летнее кол-во осадков (Wос.лет.)	мм	240		240	240
3	Осеннее-зимнее кол-во оадков (Wос.ос-зим.)	мм	260		260	260
4	Пористость почвы (Wпор.)	% V почвы	48		47	57
5	Полная влагоемкость (Wпв)	м	480		470	570
6	Наименьшая влагоемкость (Wнв)	%пв	77		87	72
		мм	370		409	409
7	Воздухоемкость (Wвоздуха)	%пв	23		13	28
		мм	110		61	160
8	Влажность устойчивого завядания (Wвуз)	%нв	40		50	50
		мм	148		205	205
9	Водопроницаемость (Vвпит.)	мм/мин	0,07		0,035	0,07
10	Продолжительность таяния снега (tтаяния)	сутки	10		10	10
11	Объем водовместимости почвы (Wв-вм)	мм	332		265	265
12	Объем продуктивной влаги (Wпрод)	мм	222		204	204
13	Объем впитывания воды в период таяния снега (Wвпит)	мм	1008		504	1008
14	Возможный объем стока (Wстока из-за недост.)	мм	-72		-5	-105
		мм	-748		-244	-748
15	Реальный объем поступления воды в почву от осеннее-зимних осадков (Wреальн.)	мм
16	Коэффициент водопотребления зерновых культур (К)	м3/т	1000		1000	1000
17	Возможная урожайность зерновых культур за счет осеннее-зимних осадков (Увозм)	т/га	2,2		2,04	2,04

Расчет таблицы проводился по следующим формулам.

Wвоздуха=Wпв-Wнв

Wвуз в% (легкий суглинок - 40%, средний суглинок - 50%)

Объем водо-вместимости почвы (Wв-вм)= Wпв-Wвуз

Объем продуктивной влаги Wпрод.= Wнв-Wвуз

Объем впитывания воды в почву в период таяния снега

Wвпит=Vвпит-t_таяния*1440 мин/сут., мм

Wв-вм=Wос-зим. ос. - Wв-вм

Wвпит=Wос-зим. ос. - Wвпит

Вывод: в результате расчетов на водоразделе установлено, что объем воздуха в почве соответствует оптимальным значениям, весь объем осенне-зимних осадков вмещается в почву и успевает впитываться в период таяния снега. Из этого следует, что дополнительного рыхления не требуется. На склоне же наблюдается поверхностный сток. Пористость почвы меньше оптимальных значений, воздухоёмкость почв так же меньше оптимальных значений, поэтому для улучшения водно-физических свойств почвы, прекращения поверхностного стока необходимо проводить глубокое рыхление. Из таблицы 2 видно, что после проведения глубокого рыхления улучшается воздухоёмкость почв, водопроницаемость, водовместимость и прекращается поверхностный сток.

Оросительной системой называется сеть каналов и сооружений на них. Предназначенных для забора воды из источника и подачи ее на орошаемую площадь. Существуют различные способы орошения: дождевания, поверхностное самотечение, мелкодисперсное, лиманное и т.д. В данном проекте будет использоваться лиманное орошение - это один из способов увлажнения почвы путем задержания и использования вод местного стока.

При лиманном орошении территорию окружают с низовых сторон валами или дамбами, что создает условия для затопления этой площади весенними талыми водами. После достаточного увлажнения почвы лимана и отложения содержащихся в воде илистых частиц излишняя вода сбрасывается через специально утроенные в дамбах водовыпуски.

К преимуществам лиманного орошения относятся: простота и малая стоимость устройства по сравнению с регулярным орошением; доступность источника орошения и возможность орошать повышенные, даже водораздельные площади, снижение эрозионных процессов, улучшение солевого режима почв и т.д.

К недостаткам лиманного орошения относится то, что полив проводят только один раз весной - в период прохождения паводков; в летний период полив невозможен. По площади лимана увлажнение почвы происходит неравномерно: на нижней части происходит переувлажнение, на верхней - недостаточное увлажнение.

При проектировании лиманов следует выполнить следующие расчеты:

· расстояний между валами.

в = (Н₂-Н,)/I;

где Н₁ - наименьший слой воды в лимане=0,2 м

Н₂ - наибольший слой воды в лимане=0,8 м

i - уклон участка.

Расчет расстояния между валами:

для водораздела

В= (0,8-0,2)/ 0,00125 =480 м

П_пл = Вобщ /Bj =780/480 =1,6?2 см

для склона

В =(0,8-0,2) / 0,0036 = 167 м

П_пл =510/167=3,1 ?4

· площадь лимана

Sлим=l*в/10000

где Sлим - площадь лимана, га

l - длина лимана, м

в - расстояние между валами, м

10000 - число квадратных метров на 1 га

Расчет площади лимана:

для водораздела

S = 780*480/10000= 35,9 га

для склона

S = 770*167/10000 = 12,9 га

· объем воды, вмещаемой в лимане

Wлим = l*в*((Н₂+Н₁)/2), м³

для водораздела

Wлим = 780*480 (0,8-0,2)/2)= 187200 м³

для склона

Wлим = 770*167*(0,8+0,2)/2)= 64295 м³

· объем воды на одном гектаре площади лимана:

W_1га = Wлим/Sлим, м³/га

для водораздела

W_1га = 187200/35,9 = 5214,5 м³/га

для склона

W_1га = 64295/12,9= 4984,1 м³/га

· объем воды, поступающей в лиман при атмосферном типе водного питания

Wос-зим ос = Wгод - W лет, мм

260 = 500-240 мм

· оросительная норма лимана

М = Wнв - Wвуз, мм

где Wнв = 0,8*ПВ

Wвуз = 0,5*НВ для средних; 0, для тяжелых и 0,4 для легких

W пв = Н*Р*10, мм

Н - глубина увлажняемого слоя, м

Р - пористость этого слоя, в% V почвы

10 - слой воды (мм), соответствующий 1% пористости

для водораздела

М = 384-154 = 230 мм

Wнв = 0,8*480=384

Wвуз = 0,4*384 = 154

Wпв - 0,2*48*10=96 мм

для склона

М = 376-188 = 188 мм

Wнв = 0,8*470=376

Wвуз = 0,5*376 = 188

Wпв - 0,2*47*10=94 мм

· продолжительность увлажнения почвы лимана до НВ

t_увл = М/(V*1440)

где t_увл - продолжительность увлажнения лимана, суток

М - оросительная норма, мм

V - водопроницаемости почв, мм/мин

1440 - минут в сутках

до рыхления на водоразделе

t_увл=230/(0,07*1440) = 2,3?2 сут

до рыхления на склоне

t_увл = 188/(0,035*1140) = 3,7?4 сут

после глубокого рыхления для склона

t_увл = 188/(0,07*1440) = 1,9?2 сут

· расчет максимального избыточного увлажнения количества воды в лимане, подлежащего сбросу после насыщения почвы до уровня НВ:

Wизб.макс = W_{1 га} - М, мм

для водораздела

Wизб.макс = 5214,5-230 = 4984,5 мм

для склона

Wизб.макс = 4984,1 - 188 =4796, 1 мм

· расчет возможного избыточного количества воды в лиане при атмосферном типе водного питания за осенне-зимний период:

Wвозм.избыт = Wос-зим. ос - М, мм

для водораздела

Wвозм.избыт = 260-230 = 30 мм

для склона

Wвозм.избыт = 260-188 = 72 мм

Вывод: устройство лиманов целесообразно

Проектирование севооборотов для водораздела и склона должно быть согласовано с противоэрозионными мероприятиями на этих элементах рельефа.

Прежде всего, необходимо разделить участки на поля, количество, размеры и форма которых должны соответствовать запроектированным ранее лиманам. Затем подобрать культуры и схемы севооборотов.

На водоразделе запланировано устройство 4 лиманов, поэтому следует запланировать севооборот, состоящий из 4 культур, необходимо включить пропашные культуры, которые не особо нуждаются в орошении.

Схема севооборота на водоразделе:

1. овес с подсевом клевера

2. клевер 1 г.п. на сенаж

3. клевер 2 г.п. на семена

4. картофель

На склоне запланировано устройство 8 лиманов, здесь необходимо проектировать почвозащитный севооборот, исключающий пропашные культуры и чистый пар, и с минимальным количеством полей, занятых зерновыми культурами.

Схема севооборота на склоне:

1. пшеница с подсевом люцерны

2. люцерна 1 г.п. на сенаж

3. люцерна 2 г.п. на сено

4. люцерна 3 г.п. на семена

5. люцерна 4 г.п. на травяную муку

6. люцерна 5 г.п. на зеленый корм

7. люцерна 6 г.п. на зеленый корм

8. озимая рожь

Разработка почвозащитного севооборота для склона и противоэрозионных мероприятий в нем

Для предотвращения поверхностного стока воды и эрозии почв на склоне размещен почвозащитный севооборот, состоящий преимущественно из многолетних трав.

Поля располагаются поперек склона. Ширина полей подобрана в соответствии с градусом уклона - 180 м (уклон 0,05° = 0,001 м).

Таблица 3 - Противоэрозионная обработка в севообороте на склоне

№ поля	Культуры	Противоэрозионные обработки
1	Пшеница с подсевом люцерны
2	Люцерна 1 г.п.
3	Люцерна 2 г.п.
4	Люцерна 3 г.п.	Щелевание на глубину до 1 м
5	Люцерна 4 г.п.
6	Люцерна 5 г.п.
7	Люцерна 6 г.п.	Известкование, вспашка, посев озимой ржи
8	Озимая рожь	После уборки вспашка с боронованием вдоль склона, через 3-4 недели рыхления до 1 м поперек склона

Поэтому целесообразнее нарезать поля одинаковой ширины, а более широкие полосы полей с многолетними травами только повысят противоэрозионную надежность почв на склоне.

Для повышения водопроницаемости почвы через четыре года после глубокого рыхления рекомендуется щелевание многолетних трав.

Кроме того, по границам полей поперек склона можно предусмотреть устройство водозадерживающих валов. Таким образом, должна быть обеспечена полная защита почв от эрозии, как на водоразделе, так и на склоне.

3. Проектирование на плане осушительно-оросительной системы, разделение участка на поля и вычисление их площадей

Создание только одной осушительной системы вследствие кратковременности ее действия в течение вегетационного периода будет иметь низкую эффективность. Исходя из этого, целесообразно проектирование осушительно-оросительной системы двойного регулирования водного режима, чтобы система использовалась в течение всего вегетационного периода: весной - как осушительная, а летом - как оросительная.

Причины избыточного увлажнения - типы водного питания

В мелиорации используется мелиоративная характеристика - тип водного питания, который определяет основные источники, обуславливающие переувлажнение земель, объединяет климатические, геологические, гидрологические, геоморфологические, почвенные и другие условия миестности.

Основной причиной избыточного увлажнения сельскохозяйственных земель в нечерноземной зоне России является превышение выпадающих здесь атмосферных осадков над расходом влаги на суммарное испарение с поверхности почвы и растительностью.

Наряду с этой главной причиной избыточного увлажнения почвы, действуют ряд внутритональных причин, которые могут усиливать, а иногда и ослаблять действие основной причины. К ним относятся рельеф поверхности, литологическое строение подпочвенных слоев и гидрологические условия местности.

Различают пять основных типов водного питания избыточного увлажненных земель:

· атмосферный

· грунтовый

· грунтово-напорный

· склоновый (делювиальный)

· намывной (аллювиальный)

При атмосферном типе водного питания основным источником избыточной влаги являются атмосферные осадки. Этот тип водного питания наблюдается на верховых болотах, расположенных на водораздельных плато, а также на равнинах, сложенных глинистыми и суглинистыми почвогрунтами с малыми уклонами поверхности. Атмосферные участки из-за отсутствия или слабых уклонов местности застаиваются на поверхности или в верхнем, наиболее проницаемом слое почвы. Застою воды способствует то, что маломощные гумусовые или пахотные горизонты подстилаются, как правило, водонепроницаемыми или слабопроницаемыми глеевыми горизонтами.

При грунтовом типе водного питания в переувлажнении земель принимают участие грунтовые воды, которые формируются в пределах переувлажненного массива за счет атмосферных осадков или притока грунтовых вод со стороны, при этом уровень грунтовых вод близко подходит к поверхности земли.

Почвогрунты с грунтовым типом водного питания обычно обладают хорошей водопроницаемостью и расположены такие земли в низинах и понижениях на нижних частях склонов.

При грунтово-напорном типе водного питания избыточное увлажнение возникает за счет грунтовых вод и засчет восходящего тока воды из напорных простоев в грунтовые воды. Грунтово-напорный тип водного питания наблюдается на болотах, расположенных в глубоких понижениях. Области питания напорных вод часто удалены на значительном расстоянии от места выхода их на поверхность, вследствие чего уровни подземных вод стабильны и подпитывание грунтовых вод происходит равномерно.

При склоновом типе водного питания переувлажнение происходит за счет воды, притекающей со склонов водосбора и накапливающейся у подножия склонов на тяжелых слабопроницаемых почвах.

При намывном типе водного питания основной причиной переувлажнения являются воды рек, озер, водохранилищ, выходящие из берегов в период половодий и паводков, затапливающие прилегающие пойменные земли.

В пределах одного земельного массива могут наблюдаться несколько типов водного питания.

Методы и способы осушения

В практике осушения сельскохозяйственных земель методами осушения понимается направленность мероприятий по устранению избыточного увлажнения земель.

Способы осушения определяют систему технических средств и устройств, при помощи которых отводится избыток воды с оглушаемых земель.

Методы осушения выбирают и применяют в зависимости от типа водного питания избыточно-увлажненных земель. Различают пять основных методов осушения:

1. при атмосферном ТВП - ускорение поверхностного стока. Этот метод применяют на лугах и пашнях с тяжелыми почвами (глины, суглинки). Для ускорения отвода поверхностных вод дополнительно к каналам применяют планировку и выравнивание поверхности с засыпкой отдельных понижений.

2. при грунтовом ТВП - понижение уровня грунтовых вод. Данный метод используют на торфяных, песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с близким залеганием уровней грунтовых вод. Осуществляется это путем устройства каналов и различных дренажей на осушаемом участке.

3. при грунтово-напорном ТВП - понижение уровней подземных вод и связанных в ними грунтовых вод. Метод понижения уровней напорных вод применяют при осушении болот напорного питания.

4. при склоновом ТВП - перехват воды, поступающей на осушаемый массив со склонов водосбора.

5. при намывном ТВП - ограждение пойм от затопления, ускорение руслового стока.

Способы осушения назначают в зависимости от метода осушения, типа водного питания, а также планируемого сельскохозяйственного использования осушаемых земель. Выбор способа осушения должен быть экономически обоснован. Существуют два основных способа осушения: осушение земель производится либо системой открытых осушительных каналов, либо системой закрытых осушительных каналов - дренажом. Чаще всего в практике осушения избыточно-увлажненных земель применяется сочетание открытых и закрытых систем.

В зависимости от ТВП способы осушения можно конкретизировать слудеющим образом:

1. При атмосферном ТВП - осушние производится с помощью открытых каналов - собирателей, искусственных ложбин, дополняемых агромелиоративными мероприятиями (кротование, щелевание, рыхление подпахотного слоя почвы и др.)

2. При грунтовом и грунтово-намывном ТВП - осушение осуществляется с помощью устройства дренажных систем (коллекторов, дрен)

3. При склоновом ТВП - устраиваются нагорные, ловчие каналы; проводят на склонах противоэрозионные мероприятия.

4. При намывном ТВП - производится регулирование русел рек (спрямление, углубление), строительство дамб.

Осушительная система и ее основные элементы

Осушительная система представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, создающих необходимые условия для улучшения водного режима переувлажненных земель.

В состав осушительной системы входят: регулирующая сеть, ограждающая и проводящие сети, гидротехнические сооружения, дорожная сеть и др.

Регулирующая сеть (осушители, дрены, собиратели) служит для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод. Регулирующая сеть является наиболее важной частью осушительной системы, она должна регулировать водно-воздушный режим почвы в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур.

Ограждающая сеть (оградительная) - нагорные, ловчие каналы, дамбы - предназначена для защиты осушаемой территории от притока поверхностных и грунтовых вод со стороны прилегающих склонов. Вода, собираемая оградительной и регулирующей сетями, отводится в проводящую сеть.

Проводящая сеть - магистральные каналы, транспортирующие собиратели, коллекторы - связывает регулирующую и оградительные сети с водоприемником. Проводящая сеть транспортирует воду за пределы осушаемой территории и сбрасывает ее в водоприемник.

Водоприемник - река, озеро, балки, овраги т. п. - принимает воду, собираемую осушительной сетью.

Гидротехнические сооружения - перепады, смотровые колодцы, шлюзы и др. - предназначены для управления потоком воды при ее отводе, а также для предотвращения размывов и заиления каналов и дрен.

Дорожная сеть - дороги, мосты, трубы - переезды - служат для въезда и выезда транспорта, сельскохозяйственной техники на осушаемые земли.

Эксплуатационная часть - здания, гидрометрические посты, линии связи и т.п. - служат для контроля и надзора за работой всех звеньев осушительной сети.

Осушительные системы бывают открытые, когда регулирующая сеть выполнена в виде открытых каналов и закрытые, когда регулирующая сеть представляет собой закрытые дрены. Крупные проводящие каналы (магистральные каналы, транспортирующие собиратели) и в первом, и во втором случае устраиваются открытыми.

Открытые осушительные системы применяются при предварительном осушении болот, осушении лесов и малопродуктивных естественных кормовых угодий.

Открытая сеть каналов занимает много полезной площади, создает значительные препятствия для механизации сельскохозяйственных работ, требует постоянного ухода и ремонта.

В закрытых осушительных системах регулирующая сеть и часть проводящей выполнена из закрытых дрен и коллекторов - подземных трубчатых водоводов. Вода из дрен поступает в коллекторы, из коллекторов - в более крупные транспортирующие собиратели, а из них по магистральным каналам отводится в водоприемник.

Закрытые осушительные системы технически более совершенны, долговечны и отвечают требованиям современного сельскохозяйственного производства.

Необходимо построить на плане в заданном масштабе открытую осушительную систему. Магистральный канал следует прокладывать по самым низким местам от водоприемника до подножья склона.

Следует рассчитать уклон осушителя-оросителя к магистральному каналу:

i = (Hв - Нн)/Lвн,

где i - уклон канала;

Нв - отметка горизонтали в истоке канала, м;

Нн - отметка горизонтали в устье канала, м;

Lвн - длина канала, м

i = (86,7-86,3)/800=0,0005 м

Расстояние между осушителями-орошителями будет устанавливаться в зависимости от ширины захвата при поливе машин ДДН-100 и ДДА-100МА - 120 м, все осушители должны располагаться параллельно установленному расположению первого осушителя с заданным уклоном. Кротовой дренаж проводиться не будет, так как гранулометрический состав почвы (супесь) не требует дополнительного осушения.

Далее необходимо разделить участок на поля, определить площадь и составить севооборот. В среднем площадь поля составляет 18,4 га.

При проектировании оросительной системы нужно предусмотреть расположение:

насосных станций около реки против самых высоких мест участка;

напорных трубопроводов по самым высоким местам участка;
3) гидрантов-водовыпусков против каждого осушителя-оросителя;

4) двух дождевальных машин:

для большей половины участка ДДА-100МА;

для меньшей-ДДН-100;

5) подпорных щитков для обеспечения работы ДДА-100MA

Расстояние между подпорными щитками рассчитывается по формуле:

I = (H - h)/i, м,

где I - расстояние, м;

Н - набольший слой воды в канале, м (=1,0 м);

h - наименьший слой воды в канале, м (= 0,5 м);

i - уклон канала.

I = (1,0-0,5) 0,0005 = 1000 м

Вся оросительная система должна быть напорно-самотечной, то есть на участок вода должна подаваться под напором по напорным трубопроводам, а по участку самотеком по открытым каналам (осушителям - оросителям).

4. Проектирование культуртехнических мероприятий

Для того чтобы, осушенные земли можно было вовлечь в сельскохозяйственный оборот необходимо на них выполнить большой комплекс, так называемых, «культуртехнических работ».

В состав культуртехнических мероприятий входят следующие виды работ: удаление древесно-кустарниковой растительности, уничтожение кочек, корчевка пней и крупных корней, уборка камня, засыпка ям и рвов, планировка поверхности участка, первичное окультуривание пахотного слоя.

Начинают культуртехнические работы с удаления крупных деревьев и пней. Срезают деревья обычными лесозаготовительными средствами, либо корчуют их, а также пни тракторными корчевателями - собирателями. Выкорчеванная древесина собирается в валы и кучи для дальнейшего использования или уничтожения.

Кустарник и мелколесье срезают тракторными кусторезами. Лучшее время для срезки кустарника - начало зимы, когда почва подмерзла, а снежный покров небольшой.

При высоте кустарника до 3 ех метров и мощности гумусового слоя не менее 0,25 м, кустарник целесообразно запахивать. Запашку производят кустарниково-болотными плугами, с полным оборотом пласта. Запаханная древесина обычно разлагается в течение двух сезонов. Уборку кустарника выполнять кусторезами КФ - 2,8 в агрегате с Т-130МБГ и кусторезом-измельчителем в агрегате с К-701. Мелкий кустарник измельчать фрезерными машинами МТП-44А и ФКН - 1,7 в агрегате с Т-130МБГ.

Удаление кустарника и мелколесья может производится химическим способом, т.е. путем обработки их арборицидами, под действием которых древесная растительность быстро засыхает. В результате облегчается последующая уборка кустарника механическими средствами.

Пни следует убирать по следующей технологии: выкорчевывание, просушивание, перетряхивание, освобождение от земли, вывозка с участка, измельчение в технологическую щепу и изготовление древесно-стружечных плит (ДСП). Подбор и измельчение древесины можно выполнять машиной МТП-82 в агрегате с тракторами класса 5т (Т-250, К-701).

Уничтожение кочек можно выполнять кочкорезами КПД-2 с фрезерными рабочими органами в агрегате с трактором класса Ют (Т-130МБГ).

В северно-западных районах России встречается много земель, засоренных камнями. Крупные камни и средние диаметром 0,5 - 1,8 м и весом от 0,5 до 10 тонн извлекают из почвы с помощью тракторных корчевателей - собирателей, грузят на металлические листы вывозят за пределы поля. Для вычесывания камней с глубины до 50 см можно применять рыхлитель-камневычесыватель РВК - 2,0 в агрегате с трактором Т-130МГ; а для уборки камней с поля - камнеуборочные машины КУМ - 1,2 и УКП - 0,6 в агрегате с тракторами ДТ-75М и МТЗ-80.

Мелкие камни убирают камнеуборочными машинами, причем предварительно после обрабатывается корчевальными боронами.

После освобождения поля от древесно-кустарниковой растительности уничтожения кочек и уборки камней поверхность участка должна быть тщательно спланирована - выровнена. Сначала бульдозером засыпаются ямы из под выкорчеванных деревьев и пней, старые рвы, канавы и т.п. затем производится тщательно планировка длинно-базовыми планировщиками.

После выполнения выше перечисленных культуртехнических работ производится первичная вспашка. Глубина вспашки, в зависимости от мощности гумусового горизонта, до 35 см. Первичную вспашку следует выполнять плугами ПБН-75 и ПБН-100А на глубину 30 см в агрегате с тракторами Т-150 и Т-130МБГ.

Для глубокого рыхления тяжелых почв желательно применять рыхлители с активными рабочими органами ВР-80 и РВШ - 0,8, которые агрегатируются с тракторами класса Ют (Т-170 и Т-130.1.Г). Глубокое рыхление нужно выполнять при влажности почвы 70-80% НВ, когда почва хорошо крошится.

Вновь осваиваемые осушенные земли требуют известкования и внесения высоких доз удобрений.

Планировка поверхности почвы проводится с целью создания удобств для работы почвообрабатывающей, поливной и уборочной техники.

Технологические требования к выполнению планировки: снять плодородный слой и сбуртовать его за пределами планируемого участка; разрыхлить слой, подлежащий планировке; выполнить планировку; разровнять по поверхности спланированного участка плодородный слой.

Для восстановления плодородия почвы, нарушенного при планировке, на каждый сантиметр неплодородного слоя нужно внести по10т/га органических удобрений. То же самое необходимо делать и при углублении пахотного слоя.

Для повышения уровня плодородия до верхнего предела нужно вносить по 60-100 тонн на гектар органических удобрений в течение 3-4 лет.

А для поддержания бездефицитного баланса гумуса нужно ежегодно вносить на каждый гектар суглинистых почв 10-15т, супесчаных-14-17т и песчаных - 18-20т, т.е. при разовой норме 100т/га внесение органических удобрений нужно повторять каждые 5 лет.

Для нейтрализации кислотности почвы требуется проводить известкование. Расчет доз извести должен быть выполнен по гидролитической кислотности и формулам:

Д_расч. = 5*Г*Н*А,

где Д_расч. - расчетная доза действующего вещества (СаСО₃), т/га;

Г - гидролитическая кислотность, мг-зкв/100г почвы

Н - глубина известкуемого слоя, м (=0,5 м)

А - объемная масса этого слоя, г/см³ (=1,3-1,4 для мин почв)

Для водораздела:

Д_расч = 5*6*0,5*1,4=21т/га

Для склона:

Д_расч = 5*5,8*0,5*1,4=20,3т/га

Для поймы:

Д_расч = 5*6,5*0,5*1,4=22,8т/га

Д_факт. = (Д_расч *10⁶)/(К (100-Б)*(100-В)),

где Д_расч. - расчетная доза действующего вещества (СаСО₃), т/га;

Д_факт. - фактическая доза известкового материала, т/га;

К - содержание СаСО₃ в известковом материале, (=80%);

Б - содержание в известковом материале частиц диаметром более 1 мм, (=10%);

В-содержание влаги в известковом материале, (=10%)

Для водораздела:

Д_факт. = (21 *10⁶)/(80 (100-10)*(100-10))=32,4 т/га

Для склона:

Д_факт. = (20,3 *10⁶)/(80 (100-10)*(100-10))=31,3т/га

Для поймы:

Д_факт. = (22,8 *10⁶)/(80 (100-10)*(100-10))=35,2 т/га

Внесение минеральных (фосфорно-калийных) удобрений можно проводить еще до известкования. Особенно это важно для фосфоритной муки, которая лучше растворяется в почве при повышенной кислотности почвы.

Критерием завершенности мелиоративных работ на участке считается посев предварительных культур и получение плановой урожайности не менее 8-10 тысяч кормовых единиц с гектара, что соответствует 40-50т/га зеленой массы однолетних и многолетних трав, 60-70т/га кормовой свеклы и 8-10т/га зерна.

В севообороте включено 6 полей многолетних трав, потому что они могут 5-6 лет расти на одном месте и давать по два полноценных урожая в год; доосушают участок и выравнивают его плодородие за счет корневой системы; являются лучшим предшественником для большинства культур и способствуют быстрому введению и освоению любых севооборотов. Подсеваем многолетние травы под покров однолетних трав, которые убираются рано (в конце июля) и полностью, после чего создаются благоприятные условия для роста и развития многолетних трав.

Схема севооборота на пойме:

1. однолетние травы с подсевом многолетних трав

2. многолетние травы 1 г.п. на сенаж

3. многолетние травы 2 г.п. на сено

4. многолетние травы 3 г.п. на выпас

5. многолетни травы 4 г.п. на выпас

6. картофель

7. морковь

8. однолетние травы

9. капуста

10. кормовая свекла

Размещено на Allbest.ru