Гидротехническая мелиорация. 
Инженерное обустройство территорий. 
Мелиорация

Основные сведения

Гидротехническая (водная) мелиорация включает в себя три элемента техники полива, в том числе способ полива, приемы распределения оросительной воды по территории полива и организацию полива. Все эти составляющие имеют важное значение для обеспечения эффективной работы оросительных систем в целом [14].

В практике гидротехнических мелиораций приняты следующие способы орошения: поверхностные поливы, дождевание, аэрозольное (мелкодисперсное), внугрипочвенное и капельное увлажение почв, субиригация.

Независимо от применяемого способа, территория орошаемого поля должна быть подготовлена к его проведению. Такими подготовительными мероприятиями являются культуртехнические и агромелиоративные работы.

Для организации орошения особое значение имеет тщательная планировка (выравнивание) поверхности будущего орошаемого поля. Планировка необходима практически для всех способов полива, но особенно актуальна она для поверхностного орошения. Требования к проведению планировочных работ в значительной мере определяются проектируемым способом орошения.

Для выполнения планировочных работ разрабатывают специальные проекты на крупномасштабной топографической основе с масштабом 1:2000, 1:1000 с шагом горизонталей 0,10 или 0,25 м. Для выполнения планировок используют бульдозеры, скреперы, а для окончательного выравнивания поверхности — длиннобазовые планировщики или длиннобазовые автогрейдеры. Важным условием качества планировочных работ является сохранение гумусового горизонта и плодородия почвенного покрова.

Гидротехническая мелиорация обеспечивает насыщение и аккумуляцию влаги в почвах в необходимом количестве и в нужное время, а также сброс избыточной поверхностной или грунтовой влаги за пределы границ рассматриваемой территории или промывку засоленных почв. Основной задачей гидротехнической мелиорации является регулирование водного и водно-солевого режимов почв. Это регулирование достигается увлажнением, осушением или промывкой почв.

Гидротехническая мелиорация издревле использовалась человечеством на практике на разных территориях Земли. Так, оросительные каналы строили еще древние египтяне, догадавшиеся таким способом повышать плодородие почв.

Водная мелиорация (орошение и осушение) является основным путем повышения урожайности сельскохозяйственных угодий, занимающих на планете 10% площади суши. Шестая часть этих земель мелиорирована и с них получают от 40 до 50% всех производимых сельскохозяйственных продуктов питания и потребления.

Орошение обеспечивает решение следующих задач в землепользовании:

• — улучшение снабжения корневой системы растений влагой и питательными веществами, содержащимися в ней;
• — снижение температуры приземного (припочвенного) слоя воздуха;
• — увеличение влажности почвы и приземных слоев воздуха;
• — исключение зависимости плодородия почв от влияния изменений погодных условий (в районах недостаточного естественного увлажнения);
• — получение устойчивых урожаев многих сельскохозяйственных культур (в зонах недостаточного естественного увлажнения).

Развивая приемы орошения, в их основу закладывают водосберегающие технологии полива, способствующие резкому увеличению эффективности этого вида мелиорации. Но до сих пор коэффициент полезного использования поливной воды в оросительных сетях остается невысоким. Так, в оросительных системах Северного Кавказа только в межхозяйственных каналах потери воды составляют до 30% от общего объема се забора. Значительные потери воды при водной мелиорации возникают в ходе подачи по магистральным распределительным каналам, устроенным в грунтах, и связаных с дополнительными расходами её на фильтрацию в эти грунты.

Существенным резервом нормированного использования воды является правильный выбор и рациональное применение различных способов полива сельскохозяйственных угодий. За последние годы в сельских хозяйствах России площади полива угодий методом дождевания возросли до 75%, что привело к потребительному снижению оросительных норм на 25−30%.

В конце XX в. появились более прогрессивные способы полива, в том числе капельные и аэрозольные, обеспечивающие до 50% экономии воды. Так, оросительная норма полива дождеванием в сочетании с мелкодисперсным увлажнением озимой пшеницы становится ниже в среднем на 30%, чем при использовании только дождевания [9].

С развитием и освоением новых площадей орошаемых земель увеличивается объем вновь возникающих грунтовых верховодных коллекторно-дренажных вод. Они накапливаются в подстилающих почвенных слоях в результате периодических поливов, когда отмечается избыточный сток вод, а также в ходе работ при рассолении почв промывкой. В этих случаях повышается степень минерализации речных вод, тогда они становятся непригодными для орошения земель.

Так, например, дренажные воды в больших объемах сбрасываются с полей в Амударью. За последние 45 лет уровень минерализации воды в Амударье увеличился в два раза. Только с территории Таджикистана в реку и ее притоки ежегодно направляют 3 км³ коллекторно-дренажных и сбросных вод с минерализацией в пределах от 1 до 4 г/л [14].

Снижение степени минерализации воды осуществляют путем применения рациональных схем использования дренажного стока для различных народнохозяйственных целей, в том числе на обводнение пастбищ, выращивание солеустойчивых и очищающих воду растений, водоснабжение на основе опреснения, снижение расходов воды при промывке засоленных земель, снижение удельных оросительных норм, повышение эффективности работы гидромелиоративных систем.

В современной России массовому развитию орошения препятствует высокая стоимость обустройства систем орошения и, как следствие, — длительный период окупаемости единовременных затрат в сроки от 10 до 12 лет, трудности хода проектирования и сооружения гидротехнических сооружений, согласований с различными проверяющими и контролирующими организациями, а также нехватка квалифицированных работников.

На практике для каждого способа орошения земель поливом, в том числе для поверхностного орошения земель, разработаны и апробированы свои технологии.