Организация зон влияния осушитсльных систем

Принципиальная схема изменений природно-территориалыь комплексов под влиянием осушения показана на рис. 36.

Осушение есть уничтожение гидроморфных комплексов, лесной и кустарниковой растительности, нивелировка местных локальных природных различий путем прокладки дренажа, при ведения культур технических работ, известкования, внесении минеральных и органических удобрений.

Это приводит к формированию антропогенного ландшафта с при сущими ему процессами мелиоративной эрозии, дефляции, минерализации и сработки торфяной залежи, уплотнения почвы, перестройки орнитофауны и др. При этом появляются новые свойства ландшафты увеличение пожарной опасности, уменьшение продолжительности безморозного периода и снижение температур воздуха и на поверхности почвы ночью, сокращение и даже исчезновение некоторых видов естественной фауны.

Влияние осушения происходит через поверхностные и грунтовые воды (дренажный сток). Гидрологическое влияние изучено достаточно подробно на примере Полесья. Осушение способствует увеличению годового стока в пределах точности гидрометеорологических исследований, достоверно в первые годы, за счет сработки «вековых» запасов болот­ных вод. В период интенсивной вегетации растений сток снижается. Мак­симальный весенний сток возрастает, но максимальный сток малой обеспеченности снижается. Минимальный сток после осушения возрас­тет в 1, 7—3, 8 раза; увеличивается и летний меженный сток. В целом внутригодовое распределение стока становится более равномерным.

Размер зоны гидрогеологического влияния определяется: глубин и дренажа, расстоянием между дренами регулирующей и проводят и сетей, типом регулирования, литологическим составом пород, мощностью водоносного горизонта, уклонами рельефа, сезонными методными условиями и др. Ширина зоны влияния может составлять от нескольких десятков метров до 3—6 км.

Снижение уровня грунтовых вод определяет две цепочки причинно-следственных связей: одна проявляется в изменении ландшафтно- геохимических условий, почвенного и растительного покрова; другая связана со снижением затрат тепла на физическое испарение, изменениями в структуре радиационного и теплового балансов, что наряду с альбедо деятельной поверхности формирует новый микроклимат.

Микроклиматический эффект осушения наиболее ярко проявляется в изменении температуры на поверхности почвы. В летнее время осушенном болоте в дневные часы температура поверхности почвы обычно на 2—5 " С выше, чем на болоте. Осушение приводит к росту суточной амплитуды температуры в разные сезоны года от 2, 5 до 6, 5 С Значения минимальных температуры на поверхности почвы снижаются на 1—3°. Выравнивание рельефа после осушения и проведение культуртехнических работ снижают шероховатость поверхности и при водят к увеличению скорости ветра по сравнению с неосушенных болотом в дневные часы на 1—1, 2 м/с.

Удаление кустарников и сглаживание полей приводят к значительному перераспределению снежного покрова и его метелевому переносу. Основная часть осушенных земель, за исключением пограничных зон с лесами, имеет запас влаги на 10-15% меньше средних фоновых значений. Осушение приводит к большей глубине промерзай осушенного торфяника, на 20-30 см, что характерно для условий Карелии, Полесья, Смоленской области и Мещеры. Таким обра зом осушением связано появление новых устойчивых черт в режимах тепла и влаги, в микроклимате прилегающей территории, наибе ярко — на массивах осушения площадью более 500 га.

Ландшафтно-геохимические аспекты воздействия осушителыных систем на прилегающую территорию. И. А. Авессаломовой разработки принципиальная схема перестройки геохимических ландшафтов при осушении (рис. 37). Задачи проектирования заключаются в следующем.

Первая — оценка плодородия осушенных земель с позиций геохимических факторов урожая и норм внесения минеральных удобрений Сложность ее решения заключается в том, что процессы, протекающих на осушительной системе, противоречивы. С одной стороны, в результате осушения происходит перестройка гидроморфного ряда почв в антоморфный, усиление в них зональных процессов, что приводит к фор­мированию более плодородных почв. С другой стороны, при трансформации осушенных почв, обработке торфа и выносе химических элементов

с урожаем наблюдается отрицательный баланс органического вещества несбалансированность круговорота зольных элементов.

Вторая — расчет потерь питательных элементов с однонаправленным дренажным стоком и оценка возможной «химической» эрозии и Уничтожение или сокращение природных геохимических и биологических барьеров (низинных болот) способствует выносу химических элементов из ландшафта. Потенциально это является предпосылки для снижения качества вод и загрязнения, что создает условия евтрофирования водоемов и снижения рыбопродуктивности.

Третья задача — расчет качества дренажных вод и качества поверхностных вод местных рек и озер.

Результаты исследований в Мещере позволили установить основные черты ландшафтно-геохимических изменений. Результатом интенсификации биологического круговорота элементов лугово-болотных супераквальных ландшафтов явилось увеличение содержания подвижных форм элементов в почве. В верхних горизонтах мелиорированных почв растет содержание подвижного N и Р по сравнению с торфами низинных болот. Это свидетельствует об улучшении обеспеченности ландшафтов элементами питания растений. Под культурными луга резко увеличивается азот нитратов по сравнению с аммонийным. В пахотном горизонте он может возрастать в 20 раз, тогда как соотношение между этими формами в низинных болотах противоположно.

Другой аспект функционирования осушительной системы, сни­занный с интенсификацией бика, — изменение состава вод суперак вальных ландшафтов по сравнению с исходным. Наблюдается увеличение минерализации грунтовых вод лугово-болотных агроландшафтов, интенсивности водной миграции Са, С1, снижение содержании С_орг и общего азота. Многие биогенные элементы мигрируют в состав органических соединений.

Новым признаком осушенных почв и на прилегающей территории является их окислительно-восстановительная вертикальная зональность. В верхней части профиля до 20—35 см формируются окислительные условия; Рh возрастает до 360—430 мВ. Далее преобладают востановительные условия. На контакте обстановок возникает площадной кислородный барьер. В зоне закрытого дренажа при выходе глеевых вод из труб возникают локальные кислородные барьеры.

Интегральным показателем последствий геохимической перестройки ландшафтов выступает сток дренажных канав. Эти воды в лесной зоне чаще всего относятся к гидрокарбонатно-кальциевым; они минерализованы. Характерен вынос Са, С1, сульфат-иона и соединений азота. Потеря вещества с дренажным стоком относится к отрицатель­ным последствиям функционирования осушительных систем. В райо­нах с обилием озер, которые принимают дренажный сток, снижается рыбопродуктивность и возникают благоприятные условия для евтрофирования.