Деякі аспекти оцінки ефективності роботи дренажу на рисових системах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Деякі аспекти оцінки ефективності роботи дренажу на рисових системах

На рисових зрошувальних системах (РЗС) дренаж є одним із найголовніших елементів, оскільки влаштовується для скиду поверхневих вод з рисового поля і регулювання рівня ґрунтових вод у різні періоди вегетації рису та вирощування супутніх сільськогосподарських культур, які на даному етапі домінують у рисових сівозмінах. Дренажна мережа на рисових системах - обов'язковий елемент, виконує набагато більше функцій, ніж на звичайних системах, і називається дренажно-скидною мережею. На засолених землях рисових систем дельти Дунаю, у першу чергу, дренажно-скидна мережа є головним засобом активного й направленого впливу на сольовий режим меліорованої території, складається з досить глибоких (1,5…3 м) відкритих каналів з відстанями між ними 200…500 м і малими ухилами (0,0001…0,0002).

На засолених землях дренаж на рисових системах повинен вирішити як мінімум дві задачі:

1) забезпечити на протязі 2-3 років розсолення верхнього 1…1,5 метрового шару ґрунту, що створює умови для вирощування рису і супутніх культур;

2) виключити можливість вторинного засолення ґрунтів на агро - меліоративних полях і полях, зайнятих супутніми культурами. Для виконання цієї вимоги рівень ґрунтових вод на міждренні у вегетаційний період має підтримуватись на глибині нижче критичної.

Аналіз сольових балансів поливних карт і рисових систем у цілому, а також дослідження сольового режиму ґрунтів, проведені у свій час на рисових зрошувальних системах України (С.М. Гончаров, 1971, 1984; С.М. Кропивко, 1987; С.М. Козішкурт, 1999, 2003 і ін.) показали, що з вирішенням першої задачі дренаж справлявся досить успішно. У перші роки експлуатації, коли вміст рису у сівозмінах був максимальним (від 100 до 50…75%), сольові баланси ґрунтів і ґрунтових вод в умовах різних конструкцій поливних карт складались за типом розсолення.

На поливних картах Краснодарського типу (ККТ), при міждренних відстанях 200…300 м, практично повне опріснення метрового шару ґрунтів спостерігалось уже через 2-3 роки вирощування рису (рис. 1). Більш інтенсивно цей процес протікав у перший рік зі зниженням у наступні.

При міждренних відстанях відповідно 400 і 500 м зниження вмісту солей до допустимих меж не було зафіксовано і через 5-6 років експлуатації системи [2,3].

Залежність ступеня й інтенсивності розсолення ґрунтів рисових систем дельти Дунаю від міждренної відстані підтверджуються і нашими власними дослідженнями на Кілійській РЗС [9]. Так, при міждренній відстані 200 м вже через 2-3 роки вирощування рису було зафіксовано розсолення метрового шару ґрунту до допустимих меж (0,3% від ваги ґрунту), що дозволило вирощувати супутні рису культури. На ділянках з міждренними відстанями 500 м ступінь засолення ґрунтів теж зменшився, але залишився на достатньо високому рівні (0,405% від ваги ґрунту).

Реставрація засолення в осінньо-зимовий період і у періоди вирощування супутніх культур мала сезонно-зворотний характер, але слід відмітити досить високу її інтенсивність, яка, залежно від вихідного засолення, складала до 30…40% на важкосуглинистих ґрунтах та трохи менше на ґрунтах більш легкого гранулометричного складу.

Інтенсивність процесу розсолення ґрунтових вод теж залежала від міждренних відстаней, хоча створення більш-менш стійкої прісної «подушки» було зафіксовано тільки через 7-10 років експлуатації ККТ.

На інших конструкціях поливних карт рисових систем дельти Дунаю, зокрема картах Дунайського типу (КДТ-Лісковська РЗС) і картах-чеках з дренажем (КЧД-Кілійська РЗС), сольові баланси (ґрунтів і ґрунтових вод) складались за таким же напрямком, але при значно меншому вихідному засоленні як ґрунтів, так і ґрунтових вод [2,3].

При загальній направленості формування сольових балансів і сольового режиму ґрунтів за типом розсолення численні автори [1,2] й ін. відмічають нерівномірність опріснення ґрунтів по площі ККТ. Найбільше опріснення мало місце у зоні активної фільтрації, на порівняно вузькій смузі вздовж дренажно-скидного каналу. Більшу частину поливної карти займає так звана застійна зона, де процеси знесолення ґрунтів проходять значно повільніше і мають нестійкий характер. Крім того, практично на всіх рисових системах було відмічено погіршення, а то і загибель рису вздовж картових зрошувачів і розподільних каналів. Як вияснилось, що тут не тільки відсутня фільтрація, а й має місце випір холодних і мінералізованих ґрунтових вод, створюються умови для вторинного засолення [6].

дренаж рис зрошувальний

Рис. 1. Динаміка засолення ґрунтів на Кілійській РЗС при вирощуванні рису затопленням на поливних картах з різними міждренними відстанями (за даними С.М. Гончарова): 1 - 300 м (важкі суглинки); 2 - 200 м (середні суглинки); 3 - 500 м (легкі суглинки); 4 - 400 м (легкі суглинки); 5 - 200 м (легкі суглинки); 6 - 250 м (легкі суглинки); 7 - 200 м (середні суглинки)

Різна інтенсивність фільтрації по ширині карти обумовлює досить велику різницю у ступені мінералізації ґрунтових вод і вмісту солей у ґрунтах та, як наслідок, строкатість в урожайності рису. При вирощуванні супутніх культур небезпека інтенсивного вторинного засолення ґрунтів у застійній зоні і у зонах випору ґрунтових вод, розміщених вздовж зрошувальних каналів, найбільш ймовірна.

На наш погляд, меліоративний стан ККТ визначається не тільки загальними гідрогеологічними умовами, а, в першу чергу, недостатньою дренованістю і плановим розміщенням дренажно-скидних каналів, що не можуть впливати на застійну зону і зону випору ґрунтових вод, яка формується вздовж каналів зрошувальної мережі.

Впровадження на рисових системах дельти Дунаю поливних карт-чеків з дренажем (КЧД), ступінь дренованості яких підсилена зрошувачем-скидом глибиною 1 м, дозволило частково ліквідувати головні проблеми ККТ, але не вирішило їх повністю [3].

І все таки вирощування рису затопленням при високій щільності останнього у сівозмінах (55…70%) у перші роки експлуатації рисових систем в основному забезпечило промивний режим ґрунтів та призвело до покращення деякою мірою їх фізико-хімічних властивостей. Впровадження рисових систем на засолених або схильних до засолення малопродуктивних землях вирішило у свій час дві важливих задачі:

1) отримання достатніх обсягів зерна рису;

2) освоєння засолених земель як у дельті Дунаю (українська частина), так і в прибережній зоні Чорного моря (Херсонська область) і у Криму.

На жаль, ефективність вирощування культури рису в Україні з роками знижувалась, що, насамперед, ілюструвалось падінням урожайності останнього (з 55…60 до 25…30 ц/га) та значним негативним впливом рисових систем на навколишнє середовище.

Головними причинами зниження ефективності рисосіяння стали: погіршення меліоративного стану рисового поля, перш за все, кисневого режиму ґрунтів, великі водозабори на рисові системи і пов'язані з цим значні об'єми водовідведення забруднених вод у водоприймачі, а також недосконала конструкція рисових систем, зокрема дренажної мережі [4,5].

Крім перерахованих вище, невиправної шкоди стабільному функціонуванню зрошувальних систем, зокрема і рисових, надало прямолінійне, нефахове впровадження земельної реформи. Розпаювання земель, в тому числі і зрошуваних, призвело до появи великої кількості індивідуальних власників зі своїми інтересами на зрошуваних землях, вода на які подається по одній системі каналів і з одного джерела. Вибір сільськогосподарських культур для вирощування на зрошуваних землях, проведення поливів, облік води і електроенергії на її подачу-це питання, що зовсім вийшли з-під контролю відповідних органів і ніяк не плануються. Вже не йдеться про забезпечення належного технічного стану каналів і споруд, а також відповідного меліоративного стану зрошуваних земель.

Перераховані проблеми рисосіяння на сьогоднішній день в Україні вирішуються досить просто: ліквідація або значне зменшення площі посівів рису, перепрофілювання рисових масивів на звичайні сівозміни. Обґрунтовується таке рішення необхідністю значного зменшення об'ємів водозабору, водовідведення та покращення екологічного стану в регіонах рисосіяння.

Така тенденція призвела до зменшення щорічних площ посівів рису в Україні з 40…45 тис. га (до 1990 року) до 10…12 тис. га на сьогоднішній день. Значне скорочення площ посівів рису зменшило водозабір на рисові системи, дещо поліпшило екологічний стан деяких об'єктів навколишнього середовища. Але, якщо 62 тис. га (раніше засолених або схильних до засолення земель) рисових систем впродовж 30-40 років знаходились в періодичному промивному режимі, під дією якого сформувались складні комплекси взаємопов'язаних водних і ґрунтових процесів, то ліквідація або значне скорочення площ посівів рису однозначно призведе до зміни останніх. На фоні існуючого нестійкого меліоративного стану, який склався на рисових системах, що підтверджуються матеріалами спостережень наукової експедиції НУВГП [7,8], така зміна приведе до погіршення сольового режиму ґрунтів, активізації підйому солей у верхні шари та їх вторинного засолення. З часом (через 4-6 років) ці землі стануть непридатними не тільки для вирощування сільськогосподарських культур, а й навіть для низькопродуктивних пасовищ.

Розрахунками, проведеними нами на основі даних польових спостережень за сольовим режимом ґрунтів при вирощуванні супутніх культур, встановлено, що для умов Кілійської РЗС на ділянках з близьким заляганням високомінералізованих ґрунтових вод вирощування супутніх культур, навіть при незначному вихідному засоленні ґрунтів зони аерації (після вирощування рису), можливе впродовж двох років на важкосуглинистих ґрунтах і одного року на ґрунтах легкого гранулометричного складу.

Таким чином, використання рисових систем не за призначенням може привести, а у деяких регіонах уже привело, до виводу зрошуваних земель із сільськогосподарського виробництва тільки через засолення ґрунтів. Це підтверджують дані досліджень наукової експедиції НУВГП на Придунайських рисових системах, а також інших авторів на рисових системах інших регіонів [7,8]. Так, у Голопристанському районі Херсонської області, де рис перестали вирощувати ще у 2003 році, 2700 га, тобто всі 100% земель всіх рисових систем на даний час повністю непридатні для сільськогосподарського виробництва через вторинне засолення.

Введення на рисових системах сівозмін з вмістом рису 29…30% [4] лише частково вирішує проблему збереження земель у належному еколого-меліоративному стані, оскільки передбачає вирощування супутніх культур впродовж трьох років без урахування конкретних ґрунтових і гідрогеологічних умов і значно ускладнює систему контролю за дотриманням рекомендованої ротації сільськогосподарських культур численними суб'єктами господарчої діяльності.

Зменшення долі рису в рисових сівозмінах могло б не турбувати, якщо б малося на увазі тільки забезпечення потреби в рисі. Потребу в рисовій крупі можна задовольнити імпортними закупками. Питання в іншому, і це, на наш погляд, головне. Зменшення частки рису у сівозміні на протязі декількох років призведе до виведення із сільськогосподарського виробництва значних площ рисових систем за рахунок відновлення засолення ґрунтів. Це вже помітили дрібні землекористувачі: врожаї супутніх культур, зі скороченням долі рису, значно зменшилися. Намітилася тенденція значного накопичення солей на глибині 1 м від поверхні землі і нижче, що через деякий час обов'язково призведе до катастрофічного засолення кореневмісного шару.

Таким чином, на нашу думку, при збереженні існуючої тенденції і скороченні питомої частки рису у сівозмінах найбільш гарантованим заходом попередження вторинного засолення ґрунтів й отже, збереження у робочому стані унікальних інженерних об'єктів, якими є рисові зрошувальні системи України, була б розробка системного підходу до удосконалення їх конструкції в цілому, насамперед, дренажної мережі, які б забезпечували належний стан та ефективність функціонування наявних рисових систем.

Ефективна робота дренажно-скидної мережі на рисових системах перш за все залежить від правильного вибору його параметрів, тобто відстані між дренами та глибини їх закладання. При скороченні частки рису у сівозмінах значення цих параметрів мають бути розраховані на створення оптимальних умов для вирощування супутніх сільськогосподарських культур і, насамперед, попередження вторинного засолення. У випадку отримання результатів, що передбачають менші міждренні відстані, ніж визначені специфічними умовами експлуатації рисових систем (200…300 м), актуальним стає питання удосконалення конструкції дренажно-скидної мережі з метою збільшення її дренуючої спроможності.

Література

1. В.Б. Зайцев, В.А. Попов, Пути совершенствования конструкции рисовой карты // ж. Гидротехника и мелиорация, - 1979. №3. - (с. 43-46)

2. Гончаров С.М. Водно-солевой баланс как основа для оценки мелиоративных мероприятий в условиях дельты Дуная // Автореферат диссерт. на соиск. уч. ст. к. т. н. - Ровно, 1971

3. Исследование и разработка рекомендаций по эксплуатации карт-чеков широкого фронта затопления и сброса на фоне дренажа на Килийской рисовой системе/ под ред. Мендуся П.И. -1985. Отчет по НИР.-Ровно, 161 с.

4. Ковальов С.В. Ковальова Т.С., Кропивко С.М. Концептуальні передумови раціонального природокористування на Придунайських рисових зрошувальних системах // Меліорація і водне господарство. -2006. Вип. 93-94. -369 с. - (с. 351-363)

5. Козішкурт С.М. Про ліквідацію рису у Херсонській області // Вісник Рівненського державного технічного університету. 1999. Вип. 2, част. 1. - (с. 149-154)

6. Мендусь П.И. Влияние оросительных каналов разных конструкций на к.п.д. рисовых систем и прилегающие территории в условиях дельты Дуная / Автореферат диссерт. на соиск. уч. ст. к.т.н. - Ровно, 1975

7. Розробка пропозицій з підвищення експлуатаційної надійності та ефективності водокористування на Придунайських рисових зрошувальних системах / Під ред. Ковальова С.В. - 2004. Звіт про НДР. - Рівне. 95 с.

8. Розробка водо - та енергозберігаючих технологій водокористування на рисових зрошувальних системах України / Під ред. Ковальова С.В. - 2006. Звіт про НДР. - Рівне. 112 с.

9. Степаненко Н.Г. Дифференцированный режим орошения затопляемого риса в условиях засоленных земель дельты Дуная / Автореферат диссерт. на соиск. уч. ст. к.т.н. - Ровно, 1975.

Размещено на Allbest.ru