Дренаж — это процесс эффективного отвода воды с определенной территории. Дренажные системы, обычно используемые на сельскохозяйственных угодьях, строительных площадках и в садах, обеспечивают отвод излишков воды, скопившейся в почве. Это направлено на то, чтобы корни растений не подвергались воздействию избыточной воды и на улучшение структуры почвы. Дренажные системы повышают здоровье и продуктивность растений, предотвращая скопление воды, вызванное осадками или орошением. В то же время дренаж, используемый в строительных проектах, защищает фундаменты зданий от повреждения водой и предотвращает эрозию почвы. Дренаж предлагает полезное решение в различных областях, контролируя нежелательное скопление воды.
Сельскохозяйственный дренаж
Дренаж — это процесс отвода и удаления избыточной жидкости из среды. Он также является синонимом термина «осушение». На сельскохозяйственных угодьях вместо термина «жидкость» используется «вода», а вместо «осушения» — «дренаж». Однако, когда речь идет о сельском хозяйстве, целью является не полное удаление воды, а обеспечение подходящей среды для оптимального роста растений. Сельскохозяйственный дренаж относится к процессу отвода излишков воды на сельскохозяйственных угодьях с использованием соответствующих методов без причинения ущерба окружающей среде, негативного воздействия на почву и потерь урожая. Одно лишь удаление избыточной воды из почвы не полностью определяет сельскохозяйственный дренаж. Поэтому в рамках принципов устойчивого сельского хозяйства, помимо целипредотвращения засоления почвы,вся совокупность инженерных сооружений и агротехнических мероприятий, проводимых для обеспечения подходящеговодно-солевого баланса почвы,при котором выращиваемые растения не будут испытывать водного стресса, называется сельскохозяйственным дренажем.
Ожидания от дренажа
Общие ожидания от дренажа можно резюмировать следующим образом:
A.Регулирование уровня грунтовых вод и потока подземных вод в районах с высоким уровнем залегания грунтовых вод,
Контроль или предотвращение притока воды в переувлажненные зоны,
Регулирование воздействия артезианского давления,
Отвод поверхностных вод,
Улучшение почвы и окружающей среды путем контроля уровня грунтовых вод на орошаемых площадях или участках сброса избыточных вод, поддержка развития корневой системы и роста растений, обеспечение проходимости техники в процессах посева, посадки и сбора урожая, а также улучшение качества воды.
B.Отвод излишков воды со строительных площадок, дорог, игровых площадок и других зон физического развития.
C.Предотвращение рисков для здоровья путем регулирования и контроля уровней воды, предотвращение проблем со здоровьем путем контроля таких зон, как остатки пестицидов и места размножения комаров.
Избыток воды может скапливаться как на поверхности почвы, так и под землей. Неровность поверхности участка, возвышенности или недостаточная планировка могут привести к скоплению воды на поверхности. Масса воды, которая не может просочиться вглубь под действием силы тяжести, движется в разных направлениях внутри почвы. Эти воды обычно скапливаются в самых низких точках равнинных участков, вызывая подъем уровня воды. В результате орошения и осадков вода, просачивающаяся в почву, может скапливаться над водонепроницаемым слоем, заполнять поры почвы и подниматься до ее поверхности. Верхняя граница этой водной массы представляет собой уровень грунтовых вод.
Преимущества дренажа
Избыток воды полностью заполняет поры почвы, нарушая воздушно-водный баланс. Длительные анаэробные условия могут вызвать негативные изменения в структуре почвы и отрицательно сказаться на развитии растений. Если высокие грунтовые воды проникают в корневую зону растений и остаются там надолго, возникают различные негативные последствия для почвы и растений. По этой причине избыточную воду в корневой зоне необходимо отводить или дренировать в течение подходящего периода времени и надлежащим образом. Подходящий период времени означает срок более короткий, чем время проявления последствий избытка воды, вызывающих негативные изменения в почве и сельскохозяйственном производстве. Надлежащий отвод определяет дренажную систему. В общем смысле территории с проблемами дренажа — это прибрежные равнины, речные долины, внутренние равнины, где количество осадков превышает эвапотранспирацию, и засушливые районы с вторичным засолением и заболачиванием из-за плохого управления водными ресурсами. Искусственный дренаж, создаваемый в этих регионах, предлагает подходящее и экономически эффективное решение. Ниже перечислены основные цели и ожидаемые эффекты, которые планируется достичь при создании этих систем.Как часть управления сельскохозяйственными водными ресурсами, целью является повышение урожайности растений и сохранение плодородия почвы. Цели сельскохозяйственного дренажа следующие:
Отвод излишков воды как с поверхности, так и из-под земли,
Вымывание растворимых солей из почвенного профиля вместе с избыточной водой,
Поддержание уровня грунтовых вод на желаемом уровне.
В районах с высоким уровнем грунтовых вод на засоленных территориях:
Контроль уровня грунтовых вод и засоленности почвы на желаемом уровне,
Сохранение продуктивности на затопленных и засоленных участках.
В особых условиях дренажные системы обеспечивают следующие преимущества:
Возможность легкого въезда техники на поле для полевых работ и увеличение продолжительности рабочих дней,
Увеличение разнообразия ежегодно выращиваемых культур,
Возможность выращивания большего количества растений,
Возможность выращивания высокоценных культур.
Вторичные преимущества дренажных систем:
Снижение уровня грунтовых вод обеспечивает жителей населенных пунктов более здоровой и чистой водой.
Отвод застойных вод устраняет места обитания комаров и насекомых, снижая причины многих заболеваний.
Отвод поверхностных и высоких грунтовых вод облегчает доступ к участку и увеличивает время проведения сельскохозяйственных работ.
Улучшение условий окружающей среды, снижение уровня грунтовых вод и уменьшение засоленности предотвращают деградацию окружающей среды.
Последствия избытка воды
Избыток воды, то есть высокий уровень грунтовых вод, является проблемой, вызывающей ряд негативных последствий на сельскохозяйственных угодьях. Высокий уровень грунтовых вод требует создания дренажных систем, особенно в дождливых регионах, для смягчения последствий избытка воды. В то же время расширение площадей орошения и рост вторичного засоления сделали дренаж обязательным и в орошаемых сельскохозяйственных регионах.
Рисунок 1: Влияние дренажа на урожайность
Прямые воздействия приводят к ряду негативных ситуаций на сельскохозяйственных угодьях. К ним относятся препятствование движению транспорта на участке или проведению сельскохозяйственных операций, задержка созревания почвы для обработки, затруднение обработки почвы и сельскохозяйственной деятельности, задержка времени посева, ограничение корневой зоны растений из-за высокого уровня грунтовых вод и повреждение корней растений, находящихся в воде, из-за нехватки воздуха. В результате этих воздействий может наблюдаться снижение урожайности. На рисунке 2 схематично показан профиль влажности и развитие корней растений в дренированной и недренированной почве в условиях высокого уровня грунтовых вод. Состояние влажности почвы меняется в зависимости от положения грунтовых вод; в недренированной почве наблюдается слабое развитие растений из-за малой корневой зоны, вызванной высоким уровнем грунтовых вод, тогда как в дренированной почве наблюдаются здоровые растения с развитой корневой системой.
Рисунок 2: Влияние дренажа и грунтовых вод в почве
Косвенные воздействия, являются результатом физических, химических и биологических изменений в почве, вызванных высоким уровнем грунтовых вод. Растворенные соли в грунтовых водах могут достигать корневых зон растений, а иногда и поверхности почвы посредством капиллярного поднятия. По мере испарения воды и поглощения ее растениями концентрация солей в грунтовых водах увеличивается. Это может привести к накоплению солей в почве и достижению уровней, вредных для растений. Эти явления чаще наблюдаются в регионах с сухим и жарким летом и равнинным рельефом. С другой стороны, слишком глубокое понижение уровня грунтовых вод может увеличить потребность растений в воде. Особенно на почвах с грубым гранулометрическим составом, где капиллярное поднятие невелико, в летний период может наблюдаться дефицит воды и, как следствие, снижение урожайности в некоторых регионах из-за нехватки воды.
На первом этапе высокий уровень грунтовых вод в обоих типах почв приводит к снижению урожайности, в то время как глубокий уровень залегания грунтовых вод способствует ее росту. Однако, когда уровень грунтовых вод в глинистых почвах опускается до глубины 100-120 см, урожайность повышается, тогда как в песчаных почвах понижение уровня грунтовых вод ниже 60-70 см может привести к значительным потерям урожая. Кроме того, дальнейшее понижение уровня грунтовых вод в глинистых почвах не ведет к снижению урожайности, в то время как в песчаных почвах это может вызвать заметные потери урожая. Хотя эти пределы варьируются в зависимости от структуры почвы и вида растений, быстрое или медленное понижение уровня воды в обоих случаях может привести к снижению урожая. В случае глубокого залегания грунтовых вод основной причиной снижения урожая является нехватка воды. Для решения этой проблемы может потребоваться строительство соответствующих дренажных систем, особенно в засушливых регионах, или увеличение пропускной способности оросительных каналов.
Yorumlar