1.1.Природообустройство. Мелиорация как часть природообустройства.
История развития мелиорации
Для того чтобы обеспечить своё существование человечеству всегда приходилось изменять окружающую среду. Изначально это заключалось в создании условий для земледелия - орошение, осушение территорий, противостоянии природным бедствиям – наводнениям, подтоплению земель, засухе.
Если на начальных этапах развития общества влияние человека на природу было незначительным, то за последние 100-150 лет в связи с быстрым ростом населения, развитием промышленности, сельского хозяйства, освоением новых территорий антропогенное влияние на природу стало нарастать, часто приводя к негативным последствиям. В настоящее время стало очевидно, что естественные природные ресурсы ограничены, а их неразумная эксплуатация может привести к необратимым и разрушительным процессам глобального характера. В то же время, человек в своей жизнедеятельности не может отказаться ни от использования природы, ни от изменения ее компонентов, ни от научно-технического прогресса, поэтому необходимо обеспечить гармоничное сочетание суверенных интересов человеческого общества со столь же суверенными «интересами» природы.
В целом, взаимоотношения человека и природы можно разделить на:
1) природоведение - познание объективных законов возникновения, развития, функционирования отдельных компонентов природы и их совокупности в виде природно-территориальных комплексов или геосистем различного ранга;
2) природопользование - вовлечение в общественное производство вещества, энергии и информации, содержащихся в компонентах природы, для удовлетворения материальных и культурных потребностей человеческого общества;
3) природообустройство - новое направление, получившее развитие в наши дни, в задачи которого входит согласование требований природопользователей и свойств природы, придание ее компонентам новых свойств, повышающих потребительскую стоимость или полезность компонентов природы, восстановление нарушенных компонентов.
Природообустройство включает:
- мелиорацию различных земель (сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, поселений, промышленности, транспорта, связи; рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного, оборонного назначения);
- рекультивациюнарушенных и загрязненных земель - восстановление свойств компонентов природы или даже самих компонентов в процессе или после их использования;
- природоохранное обустройство территорий: борьба с водной и ветровой эрозией, восстановление естественной гидрографической сети, особенно малых рек, водоохранных зон; защита от некоторых природных стихий (наводнений, подтоплений, оползней, размывов берегов, селей).
Мелиорация земель является важной составляющей природообустройства. Человек занимался мелиорацией постоянно, как только перешел к оседлому образу жизни. Мелиорация -это глубокое (прочное, длительное, по А. Н. Костякову, 1938 г.) изменение компонентов природы для повышения потребительской стоимости (полезности) земель. В отличие от временных мероприятий по улучшению земель (расчистка поверхности, вспашка, удобрение и т. п.) мелиорация изменяет природные условия на десятки и сотни лет.
Самый древний вид мелиорации - обводнение и орошение. По свидетельству Геродота, царь Мин (Менес) около 3000 лет до н. э. построил на Ниле плотину высотой 15 м и отвел рекув канал. Для защиты отдельных участков поймы от затопления древние египтяне строили земляные валы.Определенное развитие оросительные мелиорации получили в древнем Китае, Индии, Месопотамии, Вавилоне и других странах Востока.
В более позднее время осушением и орошением начали заниматься в Западной и Восточной Европе. Наибольшего размаха осушительные работы достигли в средние века в Голландии и Северной Германии. При этом одновременно с осушительными работами на материке, в прибрежной зоне отвоевывались у моря и осваивались земли путем обвалования и подсыпки территории.
К настоящему времени на земном шаре орошается свыше 250 млн.га сельскохозяйственных площадей. Главнейшие орошаемые массивы расположены в Китае, Индии, Египте, Иране, США, Японии, Франции, Италии, Мексике и других странах. Осушение осуществлено на площади около 200 млн.га.
На территории России первые осушительные работы в небольших масштабах начались с XI-XII в.в. в Новгородском, Владимирском, Московском княжествах. Наиболее значительный объем мелиоративных (осушительных ) работ выполнен при Петре Первом во время строительства Петербурга. Осушение территории проводилось также при строительстве гг. Петергофа, Ораниенбаума, Кронштадта и других. Отвод осушаемых вод осуществлялся открытыми дренажными системами (каналами).
Закрытые системы осушения (дренажи) начали строить с середины XIX в. после изобретения в Англии пресса для изготовления гончарных труб. Первый закрытый дренаж в России был заложен в 1856 г. на ферме Горы-Горецкого земледельческого училища (г. Горки Могилевской обл., Белоруссия) на площади в 132 га. При этом осушили торфяные луга по р. Проне, разбив на них сад, огород, поля под зерновые культуры. Частично этот дренаж работает и в настоящее время.
После Великой Октябрьской социалистической революции мелиорации земель стали уделять усиленное внимание. В. И. Ленин считал, что мелиорация должна играть важную роль в развитии производительных сил в Средней Азии и Закавказье. Уже в мае 1918 г. он подписал декрет об организации оросительных работ в Туркестане. По этому декрету предусматривалось освоить под орошение 500 тыс. га земель в Голодной степи и Самаркандской области, 40 тыс. га в Дальверзинской степи, 10 тыс. га в Фергане и построить плотины на р. Зеравшан в Узбекистане и р. Чу в Киргизии.
Первый государственный план обустройства Советской России - ГОЭЛРО включал раздел «Мелиорация и электрификация», в котором отмечалась важность осушения заболоченных земель, лугов и болот в северной, центральной и западной частях России. В разделе указывалось, что в осушении нуждается 30-40 млн. га земель.
Развитие мелиоративных работ основывалось на научных исследованиях. Наиболее существенный вклад внес академик Александр Давыдович Дубах. Первые его работы опубликованы еще в 1908 году.Большие работы по теории и практике гидромелиорации выполнены академиком А. Н. Костяковым. Его многолетние исследования позволили подготовить учебник «Основы мелиорации», выдержавший шесть изданий, последнее из которых было осуществлено в 1960 году. Многие положения в мелиоративной науке, приведенные в этой книге, актуальны и в настоящее время.
Интенсивно развивались осушительные и оросительные мелиорации в первые годы пятилеток. Осушение проводилось в центральной и западных областях страны, орошение в южных районах. К 1941 г. общий объем выполненных мелиоративных работ составил 10 млн. га. Однако за годы второй мировой войны большая часть осушительных систем европейской части вышла из строя, а земли подверглись повторному заболачиванию.
В послевоенные годы масштабы мелиоративных работ постоянно увеличивались и к 1960 г. выполнение достигло 16 млн. га. К этому же времени было обводнено около 49 млн. га пастбищ, что способствовало значительному увеличению поголовья скота.
В последующие годы планами развития страны предусматривалось планомерное интенсивное развитие всех видов мелиорации и к 1990 г. объем орошения и осушения земель оставил около 40 млн. га. С распадом СССР мелиорированные площади в России занимают около 15 млн. га, и темпы их дальнейшего развития значительно сократились.
Тем не менее, перспективы остаются внушительными. До конца не реализована программа мелиорирования российского Нечерноземья; в Западной Сибири, в междуречье Иртыша и Оби располагается крупнейший массив земель перспективного осушения. Восточная Сибирь и Дальний Восток также ждут своего часа. Юг России нуждается в значительных оросительных мелиорациях. В стране заболочены огромные лесные массивы. Их осушение - коренное средство значительного повышения продуктивности лесов, улучшения условий их эксплуатации, правильного ведения лесного хозяйства. В мелиорации нуждаются многочисленные торфоразработки. Большой объем мелиоративных работ предстоит выполнить в Дагестане, Калмыкии и Астраханской области, в связи с подъемом уровня Каспийского моря.
Развитие научных основ мелиорации в нашей стране связано с именами таких крупных ученых, как В. В. Докучаев, А. А. Измаильский, П. А. Костычев, В. Р. Вильямc, В. В. Подырев, П. А. Витте, А. Н. Костяков, Б. А. Шумаков, А. Д. Брудастов, И. А. Шаров, Н.Н.Павловский, С. Ф. Аверьянов и др.
- Введение
- Глава 1. Инженерная мелиорация на современном этапе развития науки и общества
- 1.1.Природообустройство. Мелиорация как часть природообустройства.
- 1.2. Общие подходы к мелиорации земель
- 1.3. Понятие геосистемы. Природные и техногенные ландшафты
- 1.4. Цели, задачи, виды мелиорации
- 1.5. Потребность в различных мелиорациях по климатическим зонам. Водный баланс мелиорируемых территорий
- Водный баланс мелиорируемых территорий
- 1.6. Категории земель по назначению и правовому режиму. Мелиоративный режим
- 1.7. Нормативные документы в области природопользования. Основы проектирования гидротехнических мелиоративных сооружений
- 1.8. Изыскания при проектировании мелиоративных мероприятий
- 1.9. Основные гидрогеологические понятия и определения. Вода в горных породах. Фильтрация в грунтах
- 1.10. Условия питания, движения и дренирования подземных вод. Типы подземных вод. Режим подземных вод
- Глава 2. Осушительные мелиорации несельскохозяйственных земель
- Факторы подтопления и заболачивания территорий: естественные и искусственные. Обоснование необходимости осушения территорий. Норма осушения
- 2.2. Определение методов и способов осушения земель в зависимости от типа водного питания и водного баланса переувлажненных территорий
- Водный баланс переувлажненных земель
- 2.3. Осушительные системы. Ограждающая, регулирующая, проводящая сети
- Ограждающая сеть
- Проводящая сеть
- Регулирующая сеть
- Сооружения на осушительной сети.
- Устьевые сооружения
- 2.4. Закрытая осушительная система. Дренаж. Классификация дренажей. Конструкции дренажей. Общие системы дренажей. Местные дренажи
- Конструкции дренажа
- Общие системы дренажей
- Местные дренажи
- 2.5. Особенности мелиорации земель поселений.Ускорение отвода
- Ускорение отвода поверхностного стока
- Ограждение территории от притока поверхностных вод
- Понижение уровня грунтовых вод
- Искусственное повышение поверхности территории
- 2.6. Водопонижение при строительстве зданий и сооружений. Водоотвод. Водоотлив
- Учет возможных последствий подтопления территорий при проектировании гидротехнических сооружений
- Устройство дренажей гидротехнических сооружений
- Проектирование противофильтрационных элементов набережных
- 2.8. Мелиорация земель промышленности. Мелиорация земель добывающей промышленности. Осушение болот с целью добычи торфа. Мелиорация земель обрабатывающей промышленности
- Мелиорация земель добывающей промышленности
- Осушение болот с целью добычи торфа
- Мелиорация земель обрабатывающей промышленности
- 2.9. Мелиорация земель транспорта. Дренаж автомобильных дорог. Водоотвод и дренаж на аэродромах. Осушение территории порта
- Дренаж автомобильных дорог
- Водоотвод и дренаж на аэродромах
- Осушение территории порта
- 2.10. Мелиорация земель лесного фонда. Осушение лесных земель
- Глава 3. Мелиорация сельскохозяйственных земель
- 3.1. Мелиорация в сельском хозяйстве. Характеристика сельскохозяйственных земель России
- Характеристика сельскохозяйственных земель России
- 3.2.1.Осушительные мелиорации. Избыточно увлажненные минеральные земли
- 3.2.2. Требования сельскохозяйственного производства к водно-воздушному режиму почвы. Норма осушения сельскохозяйственных земель. Способы осушения
- Способы осушения
- 3.2.3. Осушение сельскохозяйственных земель открытым и закрытым способом. Условия применения. Кротовый и щелевой дренаж
- Кротовый и щелевой дренажи
- 3.3.Оросительные мелиорации
- 3.3.1.Режим орошения земель. Суммарное водопотребление. Оросительная норма
- 3.3.2. Поливные нормы и сроки поливов. Невегетационные и дополнительные поливы. Графики гидромодуля. Особенности режима орошения риса Поливные нормы и сроки поливов
- Невегетационные и дополнительные поливы
- Графики гидромодуля
- Особенности режима орошения риса
- 3.3.3. Способы и техника полива сельскохозяйственных культур. Поверхностный способ полива. Полив дождеванием. Типы дождевальных систем. Внутрипочвенный полив
- Поверхностный способ полива
- Временный ороситель; 2 -чеки; 3 -прораны; 4 – валики
- Полив дождеванием
- Внутрипочвенный способ полива
- 3.3.4. Оросительные системы, основные элементы. Проводящая и регулирующая оросительная сеть. Конструкции и расчет оросительной сети
- Проводящая оросительная сеть
- Регулирующая оросительная сеть
- Конструкции и расчет оросительной сети
- 3.3.5. Источники воды для орошения. Качество оросительной воды. Орошение поверхностными и подземными водами. Лиманное орошение. Орошение сточными водами
- Качество оросительной воды
- Орошение поверхностными и подземными водами
- Лиманное орошение
- Орошение сточными водами
- 3.3.6. Головные водозаборы. Типы водозаборов, особенности применения
- Типы бесплотинных водозаборов
- Плотинные водозаборы
- Водозаборы с насосной станцией
- 3.3.7. Отстойники на водозаборных сооружениях. Характеристики взвешенных наносов. Расчеты отстойников. Сороудерживающие решетки
- Характеристики взвешенных наносов
- Расчеты отстойников
- Сороудерживающие решетки
- 3.3.8. Дренаж на орошаемых землях. Мелиорация засоленных земель
- Мелиорация засоленных земель
- 3.4.Мелиорация в садово-парковом хозяйстве. Особенности мелиоративных мероприятий на малых площадях
- Орошение садовых и дачных участков
- Системы полива для садового участка
- Глава 4. Природоохранное обустройство территории
- 4.1. Защита земель от водной эрозии и оврагов
- Степень опасности наводнений
- 4.3. Борьба с размывами берегов рек, водохранилищ и морей
- 4.3.10. Стенки свайного типа:
- 4.4.Борьба с оползнями и селями Борьба с оползнями
- Борьба с селевыми потоками
- 4.5. Обводнение территорий. Потребность в обводнении
- 4.6. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации гидромелиоративных систем
- Зоны влияния мелиоративной системы
- Состав мероприятий по охране окружающей среды
- 4.7. Комплексное обустройство (мелиорация) водосборов
- Списоклитературы