- ОАО «Кубаньводпроект» для обоснования и принятия технических решений в проектах охраны сельскохозяйственных земель по отводу избыточных вод с подтопляемых территорий.
- в Калининском районе Краснодарского края для отвода избыточных вод с периодически подтопляемых сельскохозяйственных земель при возделывании озимых культур.
Личный вклад автора. Соискатель принимал непосредственное участие в разработке программы и меток исследований, проведении натурных экспериментов на коллекторах, НС № 7 и Кирпильском лимане, по оценке мелиоративного состояния подтопляемых сельскохозяйственных земель.
9
В ходе научных исследований автором были установлены гидравлическая связь колебания уровня лимана с УГВ, положение водоупора, определяющего мелиоративное состояние земель, параметры коэффициентов гидравлического трения и шероховатости для расчета расходов при пропуске паводковых вод по коллекторам в условиях Азово-Кубанского бассейна.
Автором обосновано районирование территории по условиям и причинам, ведущим к подтоплению сельскохозяйственных земель. Разработан комплекс мероприятий для охраны от подтопления сельскохозяйственных земель, способ осушения замкнутых понижений полей.
Апробация работы. Основные положения и материалы исследований докладывались и обсуждались: в районном управлении сельского хозяйства Павловского района Краснодарского края (1994-97 гг.); научно-технических совещаниях ведущих специалистов и ученых в Департаменте сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края (2003-04 гг.); научно-практической конференции КГАУ (г. Краснодар, 2005 г), Международной научно-практической конференции МСХ РФ (г. Москва, 2005 г.) и научно-практической конференции ВСХА (г. Волгоград, 2005 г.).
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 7 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения , 5 разделов, общих выводов, рекомендаций производству, списка использованных источников, включающего 128 наименований, из них 4 на иностранных языках.
Основная часть диссертации содержит 149 страниц машинописного текста, включая 33 рисунка и 7 таблиц.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Е.В. Кузнецову за постоянную помощь и участие в проведении исследований.
10
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОХРАНЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ
1.1 Природные факторы, обуславливающие подтопление сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна
Территория Краснодарского края по геоморфологии рельефа разделяется на пять основных районов (рисунок 1.1). Азово-Кубанская низменность включает: лессовые эрозионно-аккумулятивные плиоценово-четвертичные равнины; аллювиально-аккумулятивные равнины с покровом лесов и современные дельтовые аллювиальные равнины. Таманский полуостров - холмистый рельеф, расположенный на плиоценовых четвертичных структурах. Кубанская наклонная равнина представляет собой наклонную аллювиальную террасированную равнину. Средние, низкие и высокие горы. Аллювиально-аккумулятивные равнины с покровом лесов, к которым приурочен Азово-Кубанский бассейн со сосредоточением плодородных черноземных почв, по своему геоморфологическому положению являются территорией, в грунтах которых проходят высокоминерализованные воды с большим содержанием солей. Поэтому, высокое залегание уровня грунтовых вод (УГВ) приводит не только к подтоплению и переувлажнению плодородных земель, но и к их вторичному засолению. В этом состоит актуальность проблемы по отводу вод и недопущению подъема УГВ выше предела, при котором происходит деградация почв.
Изменение климата на планете негативно отражается на современной территории Краснодарского края. Произошло перераспределение осадков и солнечной радиации по периодам года, и наметилась устойчивая тенденция гумид-ности климата, особенно, в осенне-зимний период на территории Азово-Кубанского бассейна. Надо отметить, что за последние 10 лет в осенне-зимний период количество осадков примерно на 30 % увеличилось по сравнению со средней многолетней нормой за этот же период /114, 116/. А во время вегетации
II
Грузия
1. Степные реки правобережья
2. Междуречье
3. Левобережье Кубани выше Краснодарского водохранилища
4. Низовья Кубани
5. Черноморское побережье
Ш
Северо-западная часть Азово-Кубанского бассейна
Рисунок 1.1- Схема границ Азово-Кубанского бассейна (бассейны рек Понура и Кирпили)
12
сельскохозяйственных культур на Кубани в последнее время наблюдаются устойчивые засухи.
Равнинная часть края представлена Азово-Кубанской низменностью. Эта часть края имеет спокойный рельеф, однообразие которого, нарушается долинами степных рек, Понура, Кирпили, Бейсуг, Албаши, Челбас, Ея и др. В долинах степных рек выражена пойма, которая местами заболочена и имеет заросли камыша и тростника. На востоке и юго-востоке встречаются балки с пологим рельефом. Территория, примыкающая к морю, представляет собой дельтовый район степных рек и р. Кубань с многочисленными ериками, протоками, плавнями и лиманами. Отметки поверхности земли на этой территории колеблются от 0 до 2-3 м.
Современные географические условия и разнообразный ландшафт обуславливают значительные различия в климате на территории края. Распределение осадков по территории края также неравномерное. На равнинной, большей части края, они составляют 500 - 600 мм, в предгорных районах - 700 - 800 мм, в горах и субтропиках Черноморского побережья до 800 — 1200 мм, а на северозападной равнинной части колеблются от 200 до 300 мм.
Почвенный покров земель равнинной части края в сельскохозяйственном производстве представлен черноземами обыкновенными, типичными и выщелоченными и зависит от географического положения района. Значительная часть плодородных земель, используемых в сельском хозяйстве, находится на Приазовской Правобережной равнине, где сосредоточено до 75 — 80 % черноземных почв. Второе место по распространению типов почв занимают гидро-морфные почвы, которые приурочены к Низовьям Кубани, где в основном сосредоточены рисовые системы /1, 2, 15, 20, 21 и др./.
Небольшая часть сельскохозяйственных земель представлена серыми и бурыми лесными почвами, приуроченными к предгорной части края, занимающие площадь менее 5 % от общей площади всех сельскохозяйственных угодий.
Следовательно, к основным природным факторам, влияющим на подтопление сельскохозяйственных земель, следует отнести геоморфологию, гидро-
13
графическую сеть рек, почвенный покров равнинной части территории, уровни грунтовых вод и особенно - осадки, их перераспределение по периодам года.
1.2 Анализ антропогенных факторов, обуславливающих подтопление сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна
К антропогенным факторам, влияющими на подтопление сельскохозяйственных земель, следует отнести: возведение перегораживающих сооружений на больших и малых реках; строительство трубчатых переездов и мостов через водные преграды; строительство авто- и железных дорог без водопропускных сооружений; закладку лесополос без продуманной схемы отвода избыточных вод с полей; распашку полей на водоохранных зонах; экстенсивное ведение сельского хозяйства на плодородных почвах.
За последние годы сельскохозяйственное производство края столкнулось с проблемой, связанной с масштабным подтоплением и переувлажнением. В Краснодарском крае в 1997 и 1998 г.г. выявлено около 550 тыс. тыс. подтопленных и переувлажненных сельскохозяйственных земель /112, 115/. При прохождении паводков происходит подъем уровня в реках, это приводит к подъему уровня на 2-3 м и влечет за собой подтопление значительных территорий и населенных пунктов. Избыточная вода скапливается в пониженных местах рельефа, создаются временные водоемы на сельскохозяйственных угодьях площадью 100-300 га. Образование вымочек почв отмечалось в Ейском районе /21, 113, 117/. Данное явление продолжает прогрессировать на территории Краснодарского края. Динамика увеличения площадей подтопленных и переувлажненных земель говорит о значительной деградации плодородных сельскохозяйственных земель /115/. В таблице 1.1 представлена динамика распространения подтопленных и переувлаажненных земель по территории Краснодарского края для Азово-Кубанкого бассейна.
€
14
Таблица 1.1 - Динамика распространения площадей подтопленных и пере-увлаажненных сельскохозяйственных земель по территории Краснодарского края по годам регистрации (данные «Кубаньгипрозем» и «Кубаньводпроект»)
Наименование районов Общая площадь тыс. га Подтопление, тыс. га Подтопление, %
1972 1988-89 1997 1972 1988-89 1997 1972 1988-89 1997
Кореновский 116,0 116,7 110,7 3,8 6,5 15,1 3,3 5,5 13,6
Калининский - 111,5 105,5 - 20,6 24,1 - 18,5 22,8
Тимашевский 191,2 121,8 114,2 21,7 12,5 15,9 п,з 10,3 13,9
Павловский 234,0 152,2 144,4 1,7 4,9 15,8 0,7 3,2 10,9
Каневской 109,4 186,3 178,6 5,7 16,0 17,4 3,0 18,5 9,7
Брюховецкий 110,9 107,9 102,6 4,0 5,3 17,8 3,6 4,9 17,3
Как видно из таблицы 1.1, во всех рассмотренных районах края произошло значительное увеличение площадей подтопленных и переувлажненных сельскохозяйственных земель. Исключение составляет Каневской район, где были проведены комплексные мелиорации, направленные на охрану сельскохозяйственных земель от подтопления. Следует отметить, что особенно подвержены подтоплению сельскохозяйственные земли Калининского и Брюховецкого районов. В Павловском районе площади подтопленных сельскохозяйственных земель увеличились в 3,4 раза.
Значительной угрозе подтопления подвержены сельскохозяйственные земли в результате сочетания одновременно двух основных факторов: природных и антропогенных. На территории Краснодарского края в 1997-98 г.г. в осенне-зимний период произошло значительное выпадение осадков в виде снега, переходящих в затяжные дожди. В результате природного рядового явления русла рек, водопропускные сооружения под дорогами не справились с паводковыми расходами. Обстановка обострилась в связи с удлинением пути прохождения паводка за счет нерасчищенных русел рек от наносов, лесополос, кустарников и деревьев, которые создавали дополнительный подпор паводковым водам. В таблице 1.2 дан анализ воздействия факторов, повлиявших на подтопление и переувлажнение сельскохозяйственных земель.