Поиск

Влияние осадки торфа на проектирование мелиоративных мероприятий и освоение пойм
17.08.2015

Под влиянием осушения торф уплотняется, оседает и минерализуется, изменяются его водно-физические свойства. Деформация и минерализация торфа возрастают с увеличением его мощности, глубины каналов, интенсивности и продолжительности осушения, биохимических процессов. Участки торфа, примыкающие к реке, каналам и дренам, осушенные более интенсивно, деформируются сильнее, чем отдаленные.
Вместе с осадкой и минерализацией торфа резко изменяются рельеф поверхности в направлении реки, каналов и дрен, направление и скорости движения поверхностного и грунтового стока по пойме. Осадка торфа на вновь осушенных болотах наиболее значительна в первые годы после осушения, а затем затухает.
Влияние осушения на осадку торфа начали изучать в России десятки лет назад. Имеются графики, таблицы, формулы, по которым можно определить осадку торфа в зависимости, от глубины каналов, мощности и плотности торфа. Например, осадку торфа в зависимости от его мощности и глубины осушительных каналов для верховых и низинных болот можно определить по графику А.Д. Брудастова, составленному по результатам наблюдений за осадкой торфа на болотах.
Глубину осадки бровки канала определяют по формулам ВНИИГиМ:

Влияние осадки торфа на проектирование мелиоративных мероприятий и освоение пойм

На понижение грунтовых вод земель, прилегающих к каналам и реке, особенно заметно влияет глубина воды в канале и остаточный напор. С удалением от канала уровень грунтовых вод повышается и осадка торфа уменьшается, следуя параллельно поверхности грунтовых вод. Кроме осадки, на уменьшение мощности торфа и изменение рельефа влияет сработка торфа, вызываемая его минерализацией, расходованием питательных веществ растениями, вымывом водой и выветриванием.
По данным наблюдений Новгородской опытной станции за осадкой и сработкой торфа под влиянием осушения и минерализации, мощность торфа в первые годы после осушения уменьшалась на 3—4 см в год на переходном и верховом болотах и на 2—2,5 см на низинном болоте; через 10 лет — на 1,5—2 см в год и спустя 50—60 лет — на 1—1,5 см ежегодно.
На Минской болотной станции, поданным С.Г. Скоропанова, за 46 лет на осушенных торфяноболотных почвах, используемых под посев сельскохозяйственных культур (участки 2 и 3), и на необрабатываемых и незасеваемых почвах (участок 1) мощность торфа уменьшилась в основном за счет уплотнения; за счет минерализации мощность торфа уменьшилась на засеваемых участках на 13—14% и на незасеваемых — на 5% (табл. 42).
Влияние осадки торфа на проектирование мелиоративных мероприятий и освоение пойм

Запасы органического вещества за 46 лет уменьшились на 202—224 т/га (10—11%) от общих его запасов в начале мелиорации. При таких же темпах полное исчезновение запасов органического вещества наступит через 400—500 лет. Выводы этих исследований противоположны утверждениям о быстрой сработке торфа и непригодности болот для сельскохозяйственного использования.
В результате осушения и освоения болот процесс минерализации органического вещества торфа связан с образованием культурной почвы, пригодной для возделывания и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Объемный и удельный вес почвы увеличивается, порозность и влагоемкость уменьшаются, повышается содержание фосфора и калия, несколько уменьшается содержание азота.
Осадку и сработку торфа следует учитывать при строительстве гидротехнических сооружений на заторфованных поймах, так как они ведут к деформациям русла водоприемника, каналов (изменению их профиля, уменьшению глубины, уширению, ухудшению пропускной способности и т. д.).
Линии дрен, уложенных в неосушенный предварительно торф, деформируются в вертикальном и горизонтальном направлениях, стыки Нарушаются, дрены заиливаются и часто перестают выполнять свое назначение.
Обычно рассматривают только одну сторону последствий осадки торфа — влияние ее на деформацию русла каналов. Поэтому ряд формул и графиков позволяет определить осадку бровки канала в зависимости от мощности торфа и глубины осушительного канала.
Ввиду того что торф на поймах в большинстве случаев разнородный, осадка и изменение рельефа пойм различны даже при одной и той же мощности торфа и глубине регулирующей сети. Осадка торфа имеет значение не только для проектирования осушительной сети, но и для освоения поймы, а также работы сельскохозяйственных машин.
При проектировании осушительной сети на заторфованных поймах (по планам масштабов 1:10000, 1:5000) без характеристики мощности торфа и его состава трудно предварительно определить осадку торфа и будущего рельефа поймы. Осушительную сеть из гончарных дрен на заторфованных поймах необходимо строить после предварительного осушения, достижения необходимого уплотнения торфа, изменения рельефа. Поэтому на заторфованных поймах изыскания, проектирование и строительство необходимо проводить в две очереди, если, кроме регулирования водоприемника, ограждающей и проводящей сети, требуется регулирующая закрытая сеть. После основной осадки торфа выполняют детальную топографическую съемку (масштаб 1:2000) с нанесением мощности торфа и степени его уплотнения, проектируют закрытую регулирующую сеть.
Для предварительного определения осадки торфа и выявления нового рельефа заторфованных пойм необходимо разбить ряд створов в направлении водоприемника и проводящих каналов или воспользоваться имеющимися гидрогеологическими створами, определить по формулам положение уровня грунтовых вод под влиянием осушения и по его глубине и мощности торфа найти осадку на разных расстояниях от реки или канала. Для установления осадки вдоль каналов следует воспользоваться имеющимися графиками и формулами. Это позволит разбить проводящую сеть и в первом приближении наметить расположение закрытой регулирующей сети с последующим уточнением ее после выполнения водоприемника, ограждающих и проводящих каналов.
А.И. Мурашко получил зависимости, позволяющие определить осадку поверхности болота на любом расстоянии от канала, перпендикулярно к его оси.