Типи водного живлення та причини надлишкового зволоження

Надлишкове зволоження земель відбувається під дією комплексу зональних факторів, головними з яких є клімат, геологічна будова, рельєф і гідрологічні умови місцевості.

Клімат — зональна умова, в основі якої закладені атмосферні опади та сумарне випаровування з поверхні ґрунту і рослинами. Тому у зоні надлишкового зволоження, де опади перевищують сумарне випаровування (водоспоживання) , тобто , розміщено понад 70 % всіх перезволожених земель.

Геологічна будова виявляє великий вплив на водний режим території. Найбільш заболочені великі впадини і пониження земної поверхні, складені потужною товщею осадових порід, в які стікають поверхневі та підземні води з прилеглих височин. Ці води є додатковими до атмосферних опадів джерелами надлишкового зволоження. До таких крутих понижень належать Білоруське та Українське Полісся, Мещерська, Барабинська, Колхідська та ін­ші низини.

Геологічні умови визначають рельєф місцевості, ступінь його розчленованості та природної дренованості території, а також гідрогеологічні умови.

Рельєф місцевості також істотно впливає на заболоченість ґрунту. Його прояви особливо доступні візуальним спостереженням. У зоні (регіоні) надлишкового зволоження менше заболочені підвищені елементи рельєфу (водорозділи, круті схили), з яких атмосферні опади стікають у вигляді поверхневого стоку, перезволожуючи тим самим понижені території. Найбільш заболочені безстічні, слабко проточні пониження та безпохилі рівнини, на яких застоюються поверхневі води, особливо при недостатній природній дренованості території.

Природна дренованість характеризується густиною річкової мережі, її глибиною, похилами поверхні землі, водопроникністю ґрунтів та порід, що її підстилають. Заболоченість території тим менша, чим більша густина річкової мережі, чим глибші річки та струмки, чим більша водопроникність ґрунтів. Істотний вплив виявляє і похил поверхні землі: чим він менший, тим більша її частина зазнає перезволоження і заболочення.

Літологічні умови характеризують будову ґрунтів і порід, що їх підстилають, які впливають на формування надлишкової вологи. Добре проникні ґрунти (піски, супіски) рідко бувають надлишково зволоженими, оскільки атмосферні опади швидко ними поглинаються і не перезволожують ґрунт.

Проте на важких ґрунтах (глини, суглинки), особливо при несприятливих умовах для поверхневого стоку, вода застоюється і тривалий період ґрунт перезволожений. При неоднорідній літологічній будові, коли добре проникні ґрунти перешаровуються з погано проникними, на останніх як на водоупорах вода на тривалий період застоюється, формуючи безстічну верховодку. На болотах надлишкова зволоженість і характер її формування залежать від будови ложа болота (пологе або круте), прилеглих схилів, що впливає на інтенсивність водно-мінерального живлення болотних вод.

Гідрогеологічні умови характеризують перезволоженість ґрунту за ознакою залягання рівня ґрунтових вод над водоупором, який формується за рахунок поглинутих атмосферних опадів.

Причиною накопичення води можуть бути напірні, артезіанські води, що знаходяться у водоносних горизонтах, перекритих слабкопроникними водоупорними шарами. Підживлення ґрунту цими водами через відносні водоупори відбувається під дією природного напору. Інтенсивність грунтово-напірного живлення прямо пропорційна напору, водопроникності ґрунтів і висоті капілярного підняття ґрунту.

Перезволоження ґрунтів може бути викликане і діяльністю людини (антропогенне заболочення): затоплення земель при спорудженні водосховищ, каналів міжбасейнових перекидок стоку і зрошувальних та обвідних каналів, заболочування лісових вирубок (за рахунок усунення біологічного дренажу).

Для застосування найефективніших меліоративних заходів необхідно знати умови водного живлення і причини надлишкового зволоження ґрунтів.

Важливою характеристикою є тип водного живлення, який разом з іншими умовами місцевості визначає перезволоженість земель.

Виділяють такі типи водного живлення:

1) атмосферні опади;

2) ґрунтові води, що поділяються на такі: а) безнапірні, що надходять на понижені ділянки з боку схилів; б) напірні, що надходять знизу через «вікна» (розмиви) водонепроникної товщі або під тиском просочується через слабко проникний шар (капілярне підживлення);

3) намивні поверхні води, що поділяються на такі: а) руслові або алювіальні, що надходять на заплави з річок під час розливів; б) схилові або делювіальні, що надходять з прилеглих водозборів у період сніготанення та злив;

4) інфільтраційні води – просочуються з водосховищ, озер і річок при високому положенні рівнів води у них. Цей тип водного живлення виникає в основному завдяки діяльності людини.

Розглянемо прояви типів водного живлення на різних елементах рельєфу річного водозбору (рис. 2.5);

 

 

Рис. 2.5. Схеми різних типів водного живлення

 

а – атмосферні опади; б – ґрунтові безнапірні води; в – ґрунтові напірні води; г – намивні руслові води; д – намивні схилові води;

1 – водоносний пласт; 2 – водотривкий шар; 3 – торф; 4 – побутовий рівень води; 5 – паводковий рівень води

 

На водорозділах основним типом водного живлення є атмосферні опади, які можуть стікати по схилах, випаровуватись або просочуватись у глибину.

На ділянках з малими похилами та глинистими слабко проникними ґрунтами атмосферні опади застоюються на поверхні (головним чином у мікро пониженнях) і в орному шарі, періодично утворюючи верховодку. Атмосферний тип водного живлення проявляється також на плоских рівнинах.

У середніх терасах до атмосферного типу водного живлення додаються поверхневі намивні води та ґрунтові безнапірні води, що надходять із схилів, що розміщені вище.

У заплавах річок живлення здійснюється за рахунок атмосферних опадів, ґрунтового безнапірного (а іноді і напірного) живлення, а також за рахунок намивних алювіальних і схилових вод. Тут найскладніший водний режим. Характерною ознакою заплавних водопроникних земель є близьке до поверхні землі залягання рівня ґрунтових вод.

Високе положення рівня ґрунтових вод спостерігається також у замкнутих басейнах, розміри яких можуть досягати сотень мільйонів гектарів (наприклад, Поліська низовина).

Таким чином, основними причинами надлишкового зволоження слабководопроникних ґрунтів є уповільнений поверхневий стік, водопроникних ґрунтів — високе стояння рівня ґрунтових вод і уповільнений поверхневий стік, а для заплавних земель — і затоплення їх під час паводків, через малу пропускну здатність русла існуючого водотоку.

Методи і способи осушення

У меліоративній практиці застосовують два терміни: метод осушення і спосіб осушення.

Методи осушення визначають основні шляхи усунення надлишкової зволоженості земель (або принципи дії на водний режим). Вони призначаються залежно від типів водного живлення та причин надлишкового зволоження.

Застосовуються такі основні методи осушення:

1) зниження рівня ґрунтових вод — на об'єктах ґрунтового без­напірного водного живлення на водопроникних ґрунтах;

2) зниження напірності ґрунтових вод — на об'єктах грунтово-напірного водного живлення;

3) прискорення стоку поверхневих вод і відведення води з орного горизонту — на об'єктах атмосферного водного живлення на водорозділах і пологих схилах з важкими за механічним складом слабководопроникними ґрунтами;

4) огородження осушуваної території від припливу з боку поверхневих та ґрунтових вод (перехоплювання цих вод).

Способи осушення — це технічні заходи, за допомогою яких забезпечується боротьба з надлишковим зволоженням земель; вони залежать від методів осушення, господарського використання територій, економічних можливостей, досягнень науки і техніки.

У наш час осушення виконують такими основними способами: 1) закритим горизонтальним дренажем; 2) відкритими каналами; 3) нагірними і ловильними каналами; 4) вертикальним дре­нажем.

Всі розглянуті методи і способи осушення земель необхідно застосовувати у комплексі з такими заходами:

1) регулюванням річок-водоприймачів з метою поліпшення умов пропуску паводків на заплавах;

2) регулюванням (затриманням) стоку на водозборі і у верхів'ї річки за допомогою будівництва ставків та водосховищ, створення лісових смуг та ін.;

3) агромеліоративними заходами, спрямованими на прискорення поверхневого стоку або підвищення водопроникності осушуваних земель.

 

Контрольні питання:

1. Вкажіть у чому відмінність боліт, заболочених земель та перезволожених земель?

2. Що називається болотом?

3. Назвіть фактори під дією яких відбувається надлишкове

зволоження земель.

4. Назвіть основні типи водного типу живлення надлишково

зволожених земель. Приведіть схеми, що описують

формування таких земель?

5. Перерахуйте основні недоліки перезволожених земель з

точки зору сільськогосподарського виробництва.

6. Назвіть основні причини надлишкового перезволоження.

7. Що таке метод осушення?

8. Що таке спосіб осушення?

9. Назвіть та опишіть основні методи осушення.

10. Назвіть та опишіть основні способи осушення.

Осушувальні системи