Особливості проектування дренажу в складних гідрогеолого-меліоративних мовах

Шерстюк С.О., Чарковський С.Г. - ст. 4 к.
Українцева О.В. - ст. 5 к. ГМФ
Колесніков В.В. - к.с.-г.н., доцент

У теорії і практиці зрошуваного землеробства питання боротьби з вторинним засоленням і осолонцюванням поливних земель займає значне місце. Відомі чисельні роботи вітчизняних і закордонних вчених, що характеризують причини, які виникають при цих негативних явищах у грунті, та пропонуються заходи щодо ліквідації наслідків зниження родючості грунтів при зрошенні (Ковда, Бєсєднов, Волобуєв, Легостаєв, Морозов, Авер’янов, Єгоров та ін.).  В.А.Ковда (1946, 1947, 1958, 1971) на підставі чисельних досліджень встановив необхідність будівництва дренажу в боротьбі з засоленням грунтів у тих районах, де природна дренованість недостатня.

Основною причиною вторинного засолення та осолонцювання земель при зрошенні є підйом рівнів мінералізованих підгрунтових вод вище критичних позначок, їх інтенсивне випаровування і акумуляція солей у верхніх горизонтах грунту. Різноманітність засолення виникає, в основному, через розходження вихідних природних умов, різних засобів і методів втручання в природний процес. Найбільш добре вивчені умови грунтоутворення при зрошенні в Середній Азії і Закавказзі. Тут розроблені і широко впроваджуються радикальні засоби регулювання водно-сольовим режимом. Широко відомі роботи Муганської дослідної станції в Азербайджані, де в результаті правильного підходу до устрою дренажу і промивок повернуті до сільськогосподарського користування десятки тисяч гектарів зрошуваних земель (Бєсєднов).

Пізніше на півдні України були розпочаті дослідження з вивчення різних меліоративних заходів регулювання рівнів підгрунтових вод і водно-сольового режиму зрошуваних земель, в яких головну роль відігравав дренаж (Чирва, Насиковський, Олійник, Гладких, Кукоба, Ставицький, Агапова, Внучков, Тупіцин та ін.).

Масиви, що дренуються тут розташовані в умовах субаеральних відкладень з наявністю подових знижень з важкопрониклими суглинками і глинами. Підгрунтові води дуже мінералізовані. При середній глибині дренажу 3,0м, зрошенні дощуванням нормою 3,5 тис.м³/га, глибина підгрунтових вод на міждренні підтримується на рівні 1,6...1,8м при негативному сольовому балансі. Міждренна відстань в Криму складає 220...260м, а на Краснознам’янській системі - 300...320м (Духовний, Баклушин, Томін, Серебренніков та ін.).
Роль дренажу в поліпшенні меліоративного стану засолених або підлеглих засоленню земель дуже висока. На фоні дренажу можна регулювати режим рівня підгрунтових вод і водно-сольовий режим грунтів і підняти врожайність сільськогосподарських культур.

Про глибину закладання горизонтального дренажу висловлені різні думки, тобто одні вчені вважають, що доцільно застосовувати глибокий дренаж, який прискорює розсолення грунтів, а інші рахують, що на слабодренованих землях більш економічний неглибокий дренаж.

Меліоративна ефективність того чи іншого типу дренажу залежить від ряду факторів, головними з них є: грунтово-меліоративні, гідрогеологічні, літологічні, іригаційно-господарські і техніко-економічні. Тому при проектуванні закритого горизонтального дренажу варто враховувати усі ці фактори.

Проведені дослідження дозволили зробити ряд важливих висновків і дати рекомендації з проектування закритого горизонтального дренажу в умовах степового Криму на відкритих зрошувальних системах.

Встановлено ефективність впливу дренажу на меліоративний стан орних земель. При працюючому дренажі створюється негативний водний баланс, зниження підгрунтових вод у середньому складає близько 0,1...0,15м/рік. З дренажним стоком щорічно виноситься 5...6 тонн з гектара легкорозчинних солей. При підтримці рівнів підгрунтових вод нижче 2м і зрошувальній нормі 4 тис.м³/га накопичення солей у зоні аерації не відзначається, верхній метровий шар піддається опріснюючий дії від поливів і опадів. Дренажний стік формується під впливом інфільтрації (63%) і фільтрації з каналів поливної мережі (37%). Середній модуль дренажного стоку складає приблизно 20% від загального водонадходження за рахунок поливів і опадів або 0,06л/с, а максимальний - 0,08 л/с з одного гектара.

Рекомендується підтримувати критичну глибину залягання мінералізованих підгрунтових вод на рівні 1,5...2м. Такі умови можуть бути досягнуті при відстані між дренами 200...250м і глибині їх закладання 3,0м. На основі розрахунків існує можливість збільшення міждренної відстані до 300...320м.