Ирригационная эрозия почвы при сложном рельефе с большими уклонами местности

ИРРИГАЦИОННАЯ ЭРОЗИЯ ПОЧВЫ ПРИ СЛОЖНОМ РЕЛЬЕФЕ С БОЛЬШИМИ

УКЛОНАМИ МЕСТНОСТИ

Зербалиев А.М.

Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала

В предгорной и горной зоне около 70 % орошаемые земли имеют уклоны более 2°, а в отдельных случаях, - и более 10°. Здесь очень широко распространена ирригационная эрозия и происходит она, в основном, из-за несоблюдения техники и технологии полива. Главной причиной возникновения ирригационной эрозии является проведение поливов с завышенными элементами техники полива, несоответствующих рельефу местности и устаревшая (древняя) поливная техника (средства полива). Так, в колхозах и других хозяйствах республики, где сильно развито ирригационная (водная) эрозия, возникли глубокие промоины на выводных бороздах (оросителей), глубиною до 1,0м.

На этих участках уклоны поверхности больше «критических», при завышении поливной струи сверх рекомендованных значений, очень быстро возникает глубинная ирригационная эрозия почвы.

В результате послеполивных обработок и эрозии почвы, проявляется зоны размыва и намыва по длине склона или борозды. Наблюдается постепенное понижение головной (верхней) части размыва и повышение нижней (намывной) части склона. Изменяется уклон поверхности по длине борозды, ухудшается равномерность увлажнения и качество полива, образуется новый продольный профиль (рис. 1).

Смыв почвы при поливах по бороздам, прежде всего, наблюдается в тех местах, где поливные борозды имеют большие уклоны, а на малых уклонах происходит намыв.

Рис.2. Практически оптимальный продольный профиль борозды Такой характер развития ирригационной эрозии почвы на больших уклонах объясняется тем, что к концевому участку борозды на расстояние 10м от конца ее, уменьшается уклон и скорость течения воды, что способствует задержанию наносов на последнем отрезке створа борозды.

С целью максимальной защиты почв от ирригационной эрозии и равномерности увлажнения при поливах целесообразно уменьшить продольные уклоны зоны намыва .

Возможность использования такого профиля борозды с применением максимальных расходов (до 2,0 л/с) в начале борозды и минимальных (до0,4 л /с) в конце её, при отношении i max/i min < 7...9, была рекомендована при проектировании поливных участков (рис. 2).

Характерные продольные профили борозд с недопустимыми изменениями уклонов часто встречаются в предгорной зоне.

При продольных профилях с уклонами более 0,03 и расходах q = 0,35...2,0 л/с заметно увеличивает смываемый слой почвы. В верхних участках борозд размывается дно в пределах 5.8 см, а откосы до 2.6 см. В нижних участках отложение наносов достигается около 10см. При этом время добегания поливной струи на длине 35м составляет 12,5 минут, что явно недостаточно для впитывания расчетной нормы полива.

Во время проведения поливов виноградников происходит интенсивный процесс эрозии почвы, и при этом наблюдаем влияние убывающего плодородия почвы на урожайность садов и виноградников в хозяйствах. На участках с уклонами более 0,03 последствия эрозии почвы можно замечать визуально. Она возрастает от малых уклонов, в концевых участках борозд, заканчивающихся на границах поливных участков (виноградных клеток), к большим - в головной части борозд.

Поэтому, (почти во всех случаях бороздного полива) в начальном отрезке, длиною 10.40 м наблюдается глубинная эрозия с размывом только дна борозды, а по мере удаления от головной части, на отрезке 30.70 м, переходят на боковую эрозию поверхности с размывом откосов. К концу, на расстоянии 10.30 м, отлагаются наносы, размытые с верхних участков борозды .Такая картина наблюдается при организации поливов без сбросов воды, что характерно при поливе на больших уклонах со сложным рельефом местности.

При организации поливов со сбросом большая часть воды, являющейся дефицитом в данном регионе, сбрасывается вместе с полезными для растения питательными элементами. Так за один полив, при существующей технологии поливов, объем сброса с твердыми частицами составляет от 0,23 до 25,3м с одной борозды, а за сезон (при 3-х поливах)- от 53 до 60м3 /га (в зависимости от величины поливной струи, подаваемой в борозду). При оросительной норме виноградников 3800 м3/га, почти 60 % забираемой воды идет на безвозвратные затраты, т. е. сброс наносов с полезными твердыми частицами. Если средняя мутность сбрасываемой воды принимать 40-140 г/л, то твердый сток от этого составляет от 220 до 590 т, что более 50 раз превышает допустимую величину смыва почвы. На тяжелых почвах с низкой водопроницаемостью и большими уклонами поливная струя (0,8-1,5 л/с) добегает конец 100-метровой борозды за 15.40 мин, а затем сбрасывается вместе с почвенными частицами (наносами). С увеличением продолжительности подачи воды в борозду повышаются потери оросительной воды, и возрастает интенсивность ирригационной эрозии.

Аналогично схеме развития ирригационной эрозии по длине борозды распространяется и увлажнение почвы, но с обратным эффектом, т.е. на участке с максимальным увлажнением - эрозия минимальная. Большое расхождение между началом и концом борозд можно объяснить тем, что техника и технология поливов в предгорье не соответствует нормативным параметрам и требует уточнения элементов техники полива, т. е. их необходимо принимать с учетом допустимой величины ирригационной эрозии почвы. Поэтому очень важно при проведении поливов на склоновых землях строгое соблюдение размеров подаваемой поливной струи. При этом необходимо применять более эффективную поливную технику для распределения и

измерения расходов воды, позволяющую непосредственно в полевых условиях определять расходы и объемы воды, поданные на поливы.

Таблица 1

2

Влияние поливной струи на размыв поперечного сечения борозды (см ) и на слой смыва (мм) при 1 =0,03 и Ь = 100м._

Створ борозд Размер поливной струи (q), л/с

0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,5 2,0

Начало (см2) ( Ь=10м ) 12,12 26,1 29,12 53,4 60,02 67,02 88,9 106,9

Середина (Ь =50м) (см2) 8,6 6,0 10,5 20,8 12,5 36,1 49,2 126,5

Конец (см2) (Ь =75м) -1,7 -3,0 -2,2 8,7 26,32 31,22 38,4 116,5

Смыв почвы (мм) 0,3 0,48 0,61 1,08 1,65 2,15 3,81 7,12

Изменения поперечных сечений борозд, свидетельствуют, что во всех случаях первый расчетный створ, в отличие от других, деформирован больше. Средний слой смыва в первом створе борозды колеблется от 1мм до 10мм. Ко второму створу, расположенному на расстоянии 50-60м от первого, эрозия почвы стабилизируется и почти отсутствует, а в ряде случаев наблюдается намыв наносов. И к последнему створу, расположенному на расстоянии 75.. .85 м, как правило, наблюдаем отложение наносов.

Проведенные нами полевые исследования в хозяйствах осуществляли добеганием поливной струи без сброса. Деформационные сечения в створах борозд отражают характер размыва в начале борозды, а в конце отложения наносов. При существующей технологии полива такого не наблюдается, наносы намывной зоны идут на сброс за пределы поливного участка. В этой связи для уменьшения процесса ирригационной эрозии этот факт имеет большое значение в разработке технологии поливов без сбросов.

Анализируя ирригационный фонд, с учетом распространения эрозии почвы на больших уклонах, приходим к следующим выводам:

1. Основным способом полива для многолетних насаждений в республике является бороздной. При этом отсутствуют нормативы техники и технологии поливов, что вызывают ирригационную эрозию почвы. Поэтому главной задачей здесь должна быть разработка рекомендаций по технике и технологии бороздного полива с учетом ирригационной эрозии почвы и мер по её предотвращению.

2. Существующая поливная техника в районе исследований является примитивной, не отвечающей современным условиям механизации и автоматизации поливов. В этой связи наиболее приемлемой для данной зоны, имеющей сложный рельеф и большие уклоны, считаем поливные трубопроводы и другие устройства рационального распределения оросительной воды и использования земельных ресурсов.

3. Темпы внедрения прогрессивных способов орошения в районе далеко недостаточны. Внедрение новых способов полива будет способствовать повышению эффективности использования материальных, энергетических, технических, трудовых и финансовых ресурсов, что обеспечит в дальнейшем подъем сельскохозяйственного производства, повысит плодородие почвы и позволит получать устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.