Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОХРАНЕ 10 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ
1.1 Природные факторы, обуславливающие подтопление 10 сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна
1.2 Анализ антропогенных факторов, обуславливающих 13 подтопление сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна
1.3 Комплекс мероприятий по охране земель от подтопления 15
1.4 Анализ мелиоративных приемов и схем для отвода 24
избыточных вод с сельскохозяйственных земель
1.4.1 Обоснование мелиоративных приемов для охраны 24 сельскохозяйственных земель от подтопления
1.4.2 Обоснование схем и конструкций сооружений для охраны 28 сельскохозяйственных земель от подтопления
1.4.3 Оценка пропускной способности водоотводящих трактов и 31 коллекторов сбросной сети
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 33
2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 36
2.1 Исследование динамики уровней водных объектов северо- 36 западной части Азово-Кубанского бассейна
2.2 Методика исследования мелиоративного состояния почво-грунтов 37
2.3 Методика исследования пропускной способности коллекторов 43 2.3.1 Оценка погрешности измерений опытных величин 47 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 51
3 ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ 52 УЛУЧШЕНИЯ МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ПОДТОПЛЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
3.1 Обоснование самотечного отвода паводковых вод в Кирпильский 52 лиман
3.1.1 Мониторинг насосной станции № 7 и уровней Кирпильского 56
лимана
3.2 Обоснование конструкции шлюза- регулятора для пропуска 65 паводковых вод
3.3 Натурные исследования гидравлических параметров 68
коллектора ГВК
3.3.1 Исследование пропускной способности коллектора 68
3.3.2 Исследование коэффициентов гидравлического трения и 75 шероховатости коллектора
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 79
4 ОЦЕНКА МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИ 81 ПОДТОПЛЯЕМЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
4.1 Исследование мелиоративного состояния сельскохозяйственных 81 земель и режима грунтовых вод
4.2 Оценка влияния рисовой оросительной системы на 85 мелиоративное состояние сельскохозяйственных земель
4.2.1 Анализ факторов, формирующих положение УГВ на рисовом 86 орошаемом участке
4.3 Исследование мелиоративного состояния почво-грунтов 95 сельскохозяйственных земель в районе НС №7
4.4 Обоснование мелиорации по отводу дренажного стока 104 с периодически подтопляемых сельскохозяйственных земель
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 106
5 ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ И КОМПЛЕКСА 108
МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ОХРАНЫ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
5.1 Обоснование концепции охраны от подтопления 108 сельскохозяйственных земель
5.1.1 Обоснование первого этапа охраны от подтопления 109 сельскохозяйственных земель Краснодарского края
5.1.2 Обоснование второго этапа охраны от подтопления 110 сельскохозяйственных земель Краснодарского края
5.2 Обоснование комплекса мероприятий для охраны от 111 подтопления сельскохозяйственных земель
Калининского района
5.3 Разработка комплекса мероприятий по отводу поверхност- 114 ного и дренажного стока с сельскохозяйственных земель
5.3.1 Разработка комплекса мероприятий по отводу 114 поверхностного и дренажного стока ПТК]
5.3.1.1 Разработка способа для отвода избыточных вод из 117
замкнутых понижений
5.3.2 Разработка комплекса мероприятий по отводу 122 поверхностного и дренажного стока ПТК2
5.4 Экономическая эффективность комплекса мероприятий на 125 ЗОС-2 Калининского района Краснодарского края
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 128
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 130
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 132
ЛИТЕРАТУРА 133
ПРИЛОЖЕНИЯ 145
Введение
5 ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Подтопление территорий при чрезвычайных ситуациях, вызванных природными и антропогенными факторами при неудовлетворительном управлении поверхностным и дренажным стоком, негативно отражается на социально экономической обстановке Азово-кубанского бассейна. Главным природным ресурсом территории в удовлетворении населения продуктами питания являются сельскохозяйственные земли. Одна из основных проблем развития сельскохозяйственной отрасли это - охрана плодородных земель, в том числе, и от подтопления. На сельскохозяйственных землях, которые испытывают периодическое подтопление, и переувлажнение в среднем теряется до 30 % урожая. Земли теряют плодородие, деградируют, что в конечном итоге отражается в недоборе урожая или они списываются как не пригодные для возделывания сельскохозяйственных культур.
В Краснодарском крае в результате воздействия природных и антропогенных факторов в 1998 г. было выявлено, а затем изъято из оборота 550 тыс. га сельскохозяйственных угодий, что составило 11 % от общей площади, на которой ведется сельскохозяйственное производство.
Одной из важных проблем региона является предупреждение и ликвидация подтопления сельскохозяйственных земель, как во время сброса вод с рисовых систем и пропуска паводковых вод по главным коллекторам, так и во время чрезвычайных ситуаций, вызванных выпадением осадков на территории Азово - Кубанского бассейна.
Применение комплекса мероприятий для охраны сельскохозяйственных земель от подтопления является одной из актуальных проблем агропромышленного комплекса Кубани, решение которой позволит остановить деградацию плодородных почв и повысить урожай возделываемых культур на этих землях.
Изложенный в настоящей работе материал посвящен исследованию указанной проблемы и является итогом научно-исследовательской работы автора,
6
которая выполнялась 2001-2004 гг. в соответствии с тематическим планом на-
I учно-исследовательских работ Кубанского ГАУ. Актуальность темы подтверждена проведением исследований в рамках госбюджетной тематики № 1200113465, тема №9 «Геосистемный мониторинг, охрана вод и водных объектов, мелиорация земель бассейнов рек и ресурсосберегающие технологии воспроизводства плодородия почв».
Цель работы - обоснование комплекса мероприятий для охраны от подто-
II пления сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна.
Предмет исследования - закономерности и связи между водоприемниками и сельскохозяйственными землями, природными и антропогенными факторами. Задачи исследований:
- мониторинг уровня и солевого режима грунтовых вод путем создания сети наблюдательных скважин на подтопляемых сельскохозяйственных землях
f Азово-Кубанского бассейна;
- мониторинг уровней в главных коллекторах рисовых оросительных систем, аванкамере, напорном бассейне сбросной насосной станции № 7 и Кир-пильском лимане;
- исследовать мелиоративную сеть коллекторов и дать оценку их пропускной способности;
- обосновать применение комплекса мероприятий для охраны сельскохозяйственных земель от подтопления;
- разработать концепцию охраны от подтопления сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна.
к Методика и объект исследований. В соответствии с программой прово-
димых работ, методикой предусматривалось проведение натурных экспериментов, с использованием апробированных методов и средств измерений. Результаты измерений обрабатывались на ПК по стандартным программам. Применение апробированных методов определяет достоверность исследований.
7
Натурные эксперименты проводились на сельскохозяйственных землях, коллекторно-дренажной сети сбросных каналов, Кирпильском лимане Азово-Кубанского бассейна.
Научная новизна работы:
- обосновано районирование территории по условиям и причинам, ведущим к подтоплению сельскохозяйственных земель;
- установлены гидравлические связи уровня Кирпильского лимана с грунтовыми минерализованными напорными водами;
- получены зависимости для коэффициентов гидравлического трения и шероховатости при пропуске паводковых и сбросных вод по главному водоотво-дящему коллектору ГВК;
- разработан способ осушения замкнутых понижений, направленный на поддержание оптимального водно-воздушного режима почв;
- обоснован диапазон колебания уровня в Кирпильском лимане для реализации комплексной схемы отвода паводковых и сбросных вод с подтопляемых сельскохозяйственных земель.
Практическую ценность работы представляют комплекс мероприятий по охране сельскохозяйственных земель от подтопления и агромелиоративные приемы по предупреждению и ликвидации подтопления сельскохозяйственных земель. Рекомендации по регулированию пропуска сбросных и паводковых вод во время чрезвычайных ситуаций, связанных с подтоплением сельскохозяйственных земель. Сеть наблюдательных скважин для мониторинга уровня грунтовых вод и прогноза подтопления сельскохозяйственных земель. Земельно-охранная схема для защиты сельскохозяйственных угодий Калининского района от подтопления.
На защиту выносятся:
- районирование территории Азово-Кубанского бассейна для обоснования концепции охраны от подтопления сельскохозяйственных земель;
8
- результаты натурных исследований по мониторингу уровней Кирпиль-ского лимана, главных коллекторов МОК, СК-1, К-10, ГВК и грунтовых вод с целью охраны сельскохозяйственных земель от подтопления;
- зависимости для определения коэффициентов гидравлического трения и шероховатости при пропуске паводковых и сбросных вод по ГВК;
- комплекс мероприятий для охраны от подтопления сельскохозяйственных земель Азово-Кубанского бассейна.
Реализация результатов исследований. Рекомендации по комплексу мероприятий для охраны сельскохозяйственных земель от подтопления рассмотрены на НТС Департамента сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края и предложены к внедрению на территории Азово-Кубанского бассейна. В соответствие с рекомендациями разработаны схемы для охраны сельскохозяйственных земель от подтопления, которые применяются в Калининском районе Краснодарского края.
Результаты исследований использованы:
- Департаментом сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края при экспертизе проектов по мелиорации и охране от подтопления и переувлажнения сельскохозяйственных земель Азово — Кубанского бассейна;