Особенности осушения минеральных переувлажнённых почв Нечернозёмной зоны с низкой водопроницаемостью

Страница 2

Одна из характерных черт водного режима рассматриваемых почв - существование двух изолированных зон верховодки. Двухъярусное положение верховодки в профиле гидроморфных подзолистых и дерново-глеевых почв возможно , очевидно, при условии, что скорость вертикального или бокового оттока влаги из нижнего яруса больше или равна скорости фильтрации влаги из верхнего яруса. При затоплении почв и резком увеличении гидростатического напора происходит смыкание слоёв верховодки.

Существуют два фактора, обусловливающих двухъярусный характер верховодки. Первый заключается в резкой дифференциации горизонтов таких почв по их водопроницаемости, второй связан с низкой активной порозностью и образованием в иллювиальных горизонтах их профиля водоупорной подушки из защемлённого воздуха. Этот воздух, не препятствуя миграции ограниченного объёма влаги по крупным ходам в глубокие горизонты и формированию в них верховодки, оказывает сильное противодействие её внедрению в тонкие поры.

Н,см 0 -- - - - - - - - - - - - - - - - - ########### - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
20 - - - - - - - - - - - - - - - - - ############# - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - ################## - - - - - - - - - - #####- - - - - - -
40 ########### ###############################################
################################################################
################################################################
60 ################################################################
################################################################
################################################ -- -- ####
80 ####### ######### ####################### - - - - - - - - - - # - -
100 - - - - ### - - - - ####### ##### - - - - - - - - - - - - - - -
120 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
140- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
######## - - - - - - -
######## ВЗ - (0,9 ПВ - ПВ) - - - - - - - ПВ, верховодка
Рисунок 1 Положение верховодки во влажный год в профиле дерново- подзолистой
глееватой почвы.
(Зайдельман , 1969)
При изучении режима влажности дерново-подзолистых неоглеенных и глубокооглеенных почв в сухие годы после выпадения дождей наблюдалось отчётливое увеличение влажности в их нижних горизонтах, причём влажность вышележащих слоёв почвенного профиля в течение длительного периода остаётся меньше предельной почвенной влаги (ППВ) и влажности разрыва капиляров (ВРК).
Другими словами наблюдается явление миграции гравитационной влаги через слои почвы с неизменно высокой аккумулирующей способностью, при этом происходит значительное увлажнение нижних горизонтов при влажности верхних ниже ППВ. Данное явление можно объяснить следующим образом : в сухой период, при выпадении ливневых дождей, на поверхности почвы формируется сток, несущий влагу в нижние слои почвы. При этом гравитационная влага, не успевая увлажнить верхние горизонты, попадает в трещины (или свободные корневые хода) сухой почвы и быстро проходит в нижние слои почвенного профиля. Гравитационная влага, попавшая в глубокие слои сухой почвы по крупным трещинам, впитывается влагоёмкой толщей.
Если почва сырая, то гравитационная влага застаивается в вертикальных глубоких каналах и обусловливает оглеение их стенок (при этом создаются мощные вытянутые оподзоленные языки).
Миграция влаги по трещинам наиболее отчётливо проявляется, по видимому, в дерново-подзолистых глубокооглеенных почвах (Зайдельман, 1969).
3. Осушение заболоченных почв с низкой
водопроницаемостью
Почвы с низкой водопроницаемостью формируются на суглинистых и глинистых почвообразующих породах - моренных, покровных лёссовидных, озёрно-ледниковых и пермских отложениях. На этих породах формируются почвы с низким значением коэффициента фильтрации под влиянием процессов подзоло- и глееобразования. Коэффициенты фильтрации на них обычно не превышают 0,005 - 0,1 м/сут, наблюдается застаивание гравитационной влаги, которая затрудняет или исключает любые сельскохозяйственные работы.
В таблице № 1 приведена классификация почв для оценки работы дренажа. Как следует из этих данных тяжёлые почвы характеризуются низкими значениями Кф, которые свойственны водоупорным горизонтам.
Таблица 1

Классификация Кф почв для оценки работы
дренажа, по Эггельсманну, 1984.

Кф, м/сут оценка
Кф
менее 0,01 крайне низкий водо-
упор-
0,01 - 0,06 Очень низкий ных
гор-тов.
0,06 - 0,15 Низкий
0,15 - 0,40 Средний
0,40 - 1,00 Высокий

1,00 - 2,50 Очень высокий

Более 2,50 Крайне высокий
Возникают определённые сложности осушения минеральных суглинистых и глинистых почв с низкой водопроницаемостью, т.к. при заполнении дренажной траншеи обратной засыпкой очень быстро восстанавливаются исходные свойства почвы, обусловливающие её низкую водопроницаемость.
В этом случае важно правильно и комплексно применять гидротехнические, агромелиоративные и агрономические мероприятия.
4. Гидротехнические мероприятия по ускорению поверхностного и дренажного стоков
Если почвы с невысокой водопроницаемостью заболочены поверхностными водами, то регулирующая сеть осушителей должна быть усилена шлюкерами, ложбинами, траншейными фильтрами.
Шлюкер - колодец, поглощающий воду, располагают в понижениях. Он используется для отвода поверхностных вод через дренажную систему. Шлюкер представляет собой каменный и гравийный фильтр, подсоединённый к коллектору самостоятельной дреной. В частности такого рода приспособления могут использоваться для борьбы с намывными склоновыми водами : «В условиях заболачивания поверхностными намывными склоновыми водами наряду с использованием дренажа в составе гидротехнических мероприятий необходимо предусмотреть устройство в гидроцентрах западин поглотителей (шлюкеров), обеспечивающих сброс поверхностных гравитационных вод непосредственно в коллекторную сеть или в магистральный канал » (Зайдельман, Тюльпанов, Ангелов, Давыдов, 1998 ).