Основи меліорації і ландшафтознавства

Електронний посібник

Меліорація як засіб докорінного поліпшення природних умов

Меліорацію на земній кулі почали застосовувати 3 – 4 тис. років до н.е. в Єгипті, Китаї, Індії. В Іраку, у долині річок Тигру і Євфрату, до наших днів збереглись залишки зрошувального каналу Нарван. Від Індії, Китаю, Єгипту, Іраку через Палестину, Північну Африку, Іспанію зрошення розповсюдилось на захід.

Необхідність меліорації земель в Україні обумовлена природними умовами, несприятливими для організації стабільного сільськогосподарського виробництва. Так, у південних областях у середньому кожний третій рік є посушливим; у Лісостепу і Степу упродовж вегетаційного періоду у дев’яти роках з десяти бувають бездощові періоди тривалістю 20-30 днів, в Південно-Східній частині Степу такий період збільшується до 80-100 днів. Високі температури, нерегулярні атмосферні опади, низька відносна вологість повітря спричиняють значні збитки в аграрному секторі.

У посушливі роки врожаї зернових у Степовій зоні знижуються на 10 і більше центнерів з гектара; виробництво зерна у такі роки в цій зоні зменшується на 15 – 17 млн. т. Значні збитки у посушливі роки від недобору овочів, картоплі, технічних культур, фруктів і винограду. Найнегативніше впливають посухи на стан кормової бази тваринництва.

За даними інституту "Укрводпроект" загальна площа, що потребує додаткового штучного зволоження в Україні складає 19–20 млн га.

Західні і північні області розташовані у перезволоженій зоні, де річна сума опадів перевищує сумарне випаровування. У зоні Полісся, в умовах відносно високої густоти населення, орні землі, значна частина яких постійно чи періодично затоплена або перезволожена, складають 30–40% від загальної площі земельних угідь. В останні роки тут спостерігаються значні паводки та повені, внаслідок чого знищується близько третини врожаю.

Отже, створити і підтримувати стабільну базу продовольства та сировини для промисловості у нашій країні без меліорації земель практично неможливо. Саме тому упродовж багатьох років держава надавала важливого значення меліорації земель, виділяючи у її розвиток значні капіталовкладення.

У 1917 році в Україні було 17 тис. га зрошуваних земель і 430 тис. га осушених. Меліорація здійснювалась за допомогою невеликих примітивних зрошувальних і осушувальних систем з відкритими каналами у земляному руслі. Такі системи були побудовані на початку століття експедицією під керівництвом генерала І.Жилінського.

Напередодні Великої Вітчизняної війни площа зрошуваних земель в Україні складала 78 тис. га, осушених – 730 тис. га. У 1932 році була побудована Дніпровська ГЕС, яка стала основою розвитку придніпровської індустрії. У 1950 році, після Другої світової війни, Дніпровська ГЕС знову була відбудована, а в 1956 році був споруджений Каховський гідровузол. Каховське водоймище – найбільше в Україні за об’ємом – створило умови для розвитку зрошення в степовій зоні, водозабезпечення Криму і південних районів Херсонської та Запорізької областей.

У 1960 році вступила в дію Кременчуцька ГЕС з регулювальним водосховищем, у 1954 – Дніпродзержинська ГЕС, у 1968 р. – Київська і в 1975 р. – Канівська ГЕС. "Велике зрошення" починалось з будівництва гребель на Дніпрі, пізніше на Дністрі, Сіверському Донці та інших річках, з створення водозабірних вузлів на Дунаї.

У п’ятдесятих роках було споруджено Інгулецьку зрошувальну систему в Миколаївській і Херсонських областях; у шестидесятих роках – Краснознам'янську зрошувальну систему – на півдні Херсонської області. Однією з найбільших зрошувальних систем України є Північно-Кримська. Загальна довжина Північно-Кримського каналу 400 км, площа зрошувальних земель – понад 350 тис. га.

Каховська зрошувальна система (1967–1990 рр. – 1 черга) є однією з найбільших у нашій державі. Площа зрошення першої черги – 260 тис. га посушливих земель у Херсонській і Запорізькій областях. Вперше у практиці вітчизняного меліоративного будівництва Каховський канал запроектовано і побудовано за схемою каскадного регулювання з автономною системою управління б’єфами, без невиробничих скидів навіть у зимовий період.

Для зрошення земель південно-західних районів Запорізької області у 1970–1991 рр. побудовано Північно-Рогачинську зрошувальну систему на площі 109 тис. га. На півдні Запорізької області на площі 31,8 тис. га діє Приазовська зрошувальна система. До великих зрошувальних систем відносяться Фрунзенська і Солоняно-Томаківска в Дніпропетровській області, Явкінська у Миколаївській області. У вісімдесятих роках побудовано зрошувальні системи, що одержують воду через канал Дніпро–Донбас: Царичанська, Магдалинівська, і Олександрівська у Дніпропетровській області, Машевська – у Полтавській області, Первомайська – у Харківській області. В Одеській області у 60–70 роках побудовано Татарбунарську і Дністровську зрошувальні системи. Дунай-Дністровську зрошувальну систему побудовано у південно-західній частині Одеської області.

Значні площі зрошення побудовані у басейні р. Сіверський Донець у Донецькій, Луганській і Харківській областях.

Таблиця 1

Площі зрошуваних земель в Україні в 1917–1997 рр.

Рік	1917	1940	1960	1975	1980	1990	1992	1995	1997
Площа, тис. га	17	78	268	1535	2025	2605	2630	2591	2466

Навіть у часи "розквіту" меліорації, коли площа зрошуваних земель досягала 2600 тис. га, це складало всього 6% загальної площі сільгоспугідь. У той же час у країнах, які мають аналогічні кліматичні умови, цей показник значно вищий: у Болгарії – 27%, Румунії – 19%. Для забезпечення стабільного сільськогосподарського виробництва, незалежно від погодних умов, за розрахунками науково-дослідних і проектних інститутів цей показник для України належало б подвоїти, тобто довести до 12%.

У будівництві осушувальних систем можна виділити декілька періодів. У післявоєнний період (1946–1953 рр.) осушувальні системи відбудовувались і частково були реконструйовані.

Типовою системою з двостороннім регулюванням водного режиму була Ірпінська осушувальна система у Київській області на площі 7,5 тис. га. Це одна з перших у державі систем, двохстороннього регулювання, яка забезпечує осушення і зволоження заплавних земель. У 1976–1981 роках для підвищення водозабезпечення, проведено докорінну реконструкцію системи і автоматизації усіх руслових шлюзів.

Другий період осушувальних меліорацій (1954–1966 рр.) характеризується будівництвом великих систем на індустріальній основі. У ці роки побудована Трубізька осушувально-зволожувальна система двосторонньої дії у Київській області. Загальна довжина осушувально-зволожувальної мережі 1230 км. На системі побудовано 1125 гідротехнічних споруд, зокрема 827 шлюзів-регуляторів. Загальна площа осушення становить 37,3 тис. га.

Третій період розвитку осушувальних меліорацій (після 1966 р.) характеризується підвищенням тривалості дії та надійності меліоративних систем, створенням сприятливих умов для використання сучасної сільськогосподарської техніки на меліорованих землях.

Почато будівництво досконалих систем двосторонньої дії з упровадженням комплексу гідротехнічних споруд та закладанням закритого дренажу. Так, у 70-80-х роках побудовані Берегівська, Латорицька, Кортеліська осушувально-зволожувальні системи. Дві перших розташовані у Закарпатській, третя – у Волинській областях.

Одна з найбільших в Україні – Верхньоприп'ятська осушувально-зволожувальна система, яка розташована на території чотирьох районів Волинської області, площа – 25,1 тис. га, загальна довжина регулювального водоприймача (р. Прип'ять) – 87,8 км.

Осушення заплавних земель здійснюється мережею відкритих каналів у комплексі з кротовим дренажем на глибоких торф’яниках і гончарним дренажем на ділянках з мілкозалягаючими торф’яниками та мінеральними ґрунтами. Зволоження відбувається як за рахунок інфільтрації з каналів відкритої мережі, так і дощуванням. Для зволоження використовується стік річок Прип’ять та Західний Буг, з якого воду перекидають насосною станцією з витратою 3 м³/сек.

Прикладом сучасної осушувально-зволожувальної системи є також система у заплаві р. Броварки на території Переяслав-Хмельницького району Київської області, загальна площа якої 8,5 тис. га. На системі забезпечено двостороннє регулювання водного режиму. Вода на зволоження подається з Київського водосховища насосною станцією з витратою 6 м³/сек.

Загальна кількість меліорованих земель в Україні наведена на рис. 1.

Рис.1. Наявність меліорованих (осушених та зрошуваних) земель

Величезне значення для розвитку економіки країни має водозабезпечення. За запасами доступних до використання водних ресурсів Україна належить до малозабезпечених країн. У маловодні роки на її території формується лише 29,7 км²стоку, тобто на 1 км² припадає 49,2 тис. м³річкового стоку, а на одну людину – 0,57 тис. м³. Це надзвичайно мало.

Адже за даними Європейської Економічної Комісії ООН держава, водні ресурси якої не перевищують 15 тис. м³ на одного мешканця, вважається водонезабезпеченою. Для порівняння, забезпечення водою становить:

в Австрії – 7,7 тис. м³;

США – 6,8 тис м³;

Англії – 5,0 тис.м³;

Франції – 3,5 тис. м³;

Румунії – 1,76 тис. м³;

Польщі – 1,72 м³ на одну людину в рік.

Крім того, ресурси поверхневих, як і підземних вод, розподілені нерівномірно. Найбільша їх кількість зосереджена в північно-західній частині України. Найменш забезпечені – південні регіони і Донбас.

Таблиця 2

Споживання води в Україні за 1980–1997рр., млрд. м³

Роки	Повне водоспож.	Промисловість	Сільське господарство	Комунальне господарство
1980	29,1	15,5	10,0	3,2
1985	30,2	14,5	11,7	3,6
1990	29,1	14,0	10,9	3,7
1995	19,5	8,8	6,6	3,8
1997	14,7	6,5	4,5	3,6

Для перерозподілу стоку в Україні були побудовані водосховища, канали 55,1 км³, зокрема корисним – 26,3 км³.

Більша частина зарегульованого стоку в Україні припадає на дніпровський каскад водосховищ з загальним об’ємом 43,8 км³ і корисним – 18,5 км³. Кременчуцьке і Каховське водосховища є основними регуляторами стоку і розраховані на багаторічне регулювання. Київське водосховище може здійснювати часткове сезонне регулювання. Каховське і Дніпродзержинське – розраховані лише на окремі короткочасні спрацювання. До найбільших водосховищ (без урахування дніпровського каскаду) належать:

Дністровське водосховище на Дністрі, об’ємом 3,0 млрд м³;

Краснокольське на Осколі – 477 млн м³;

Печенізьке на Сіверському Дінці – 384 млн м³;

Вуглегірське на Лугані – 163 млн м³;

Карачунівське на Інгульці – 308,5 млн м³;

Криворізьке ДРЕС (наливне) – 74,3 млн м³;

Шолохівське на Базавлуці – 96 млн м³;

Макортовське на Саксагані – 57,9 млн м³;

Південне (наливне) об’ємом 57,3 млн м³.

Найбільші водосховища використовуються комплексно для потреб різних галузей:

• водопостачання;

• зрошення, риборозведення;

• рекреації;

• перекидання стоку в інші райони.

Для забезпечення водою маловодних районів України збудовані канали та великі водоводи для перерозподілу стоку основних водних артерій.

Найбільший обсяг перерозподілу стоку здійснюється з Дніпра і може становити 17 млрд м³ на рік, або 49% річкового стоку розрахункового маловодного року. В останні роки обсяги безповоротного забору води з Дніпра зменшилися до 7,3…9,8 млрд м³. За рахунок водних ресурсів Дніпра значно підвищилась водозабезпеченість у Криму ( у 3 рази), в Херсонській (у 5,5 раза), Кіровоградській (у 2,5 раза), Дніпропетровській (у 3 рази) областях.

Таблиця 3

Основні канали України

Найменування	Довжи-на, км	Пропускна здатність м³/с	Основне призначення
Північно-Кримський канал	400,3	300,0	Водопостачання м. Керч, Феодосія, Сімферополь, технічне постачання заводу двоокису титану, содового заводу та ін., зрошення – 395,9 тис. га, обводнення – 660 тис. га Північного Криму
Головний Каховський магканал	129,7	520,0	Водопостачання населених пунктів, підприємств Херсонської і Запорізької обл., зрошення
Дніпро–Донбас	263,0	120,0	Комплексне водопостачання Донбасу і Харківського промислового району. Питне і технічне водопостачання Донбасу
Дніпро–Кривий Ріг	42,95	41,0	Водопостачання населення і промисловості Кривбасу, зрошення с/г районів, риборозведення
Дніпро–Інгулець	40,0	37,0	Водопостачання промпідприємств Кривбасу
Сіверський Донец–Донбас	131,6	43,0	Водопостачання населення і підприємств Донецької області
Дунай–Сасик	13,3	130	Заповнення оз. Сасик, зрошення

Таблиця 4

Найбільші водоводи України

Найменування	Довжина км	Пропускна здатність м³/с	Основне призначення
Дніпро-Донбас-Харків	142	8,6	Питне водопостачання м. Харків
Другий Донецький	150	2,5	Питне водопостачання м. Донецьк
Дніпро – Біла Церква	250	2,0	Питне водопостачання м. Біла Церква
Дніпро – Кіровоград	116	1,7	Питне водопостачання м. Олександрія, Кіровоград, Знам'янка
Стрий – Львів	80	1,6	Водопостачання населення і підприємств м. Львів
Міжгорне – Севастополь	78,5	1,5	Питне водопостачання м. Севастополь і Сімферополь
Південно-Донбаський	158	5,4	Водопостачання населення і промпідприємств Донбасу
Дніпро – Західний Донбас	70	1,4	Питне водопостачання 3-х районів Дніпропетровської області
Дністер – Одеса	28	16,9	Водопостачання населення і промпідприємств м. Одеса
Дністер – Чернівці	30	1,0	Водопостачання населення і промпідприємств м. Чернівці

Аналізуючи основні етапи розвитку водогосподарської галузі у ХХ сторіччі, можна зробити певні висновки щодо темпів його зростання: на поверхневих джерелах водного фонду нині налічується 1087 водосховищ і близько 28 тис. ставків, функціонують 7 великих каналів загальною протяжністю близько 1200 км і 10 магістральних водоводів, у басейнах річок України розташовано понад 10 тисяч водозабірних споруд, меліоровані землі займають площу 5,85 млн. га. Водогосподарські об’єкти і меліоративні системи – це цілісні структури, природно-технічні системи, невіддільно пов’язані з довкіллям і визивають масу проблем, але вони безумовно життєво необхідні для всіх галузей народного господарства і добробуту населення.

У той же час в останні роки спостерігається значне зменшення і погіршення стану меліорованих площ, повне припинення водогосподарського будівництва.

Враховуючи це, Президент України видав 23 червня 1998 року Указ № 670/98 "Про заходи щодо державної підтримки водогосподарського меліоративного комплексу". Цим Указом глава держави зобов’язав Кабінет Міністрів України вжити невідкладних заходів, спрямованих на поліпшення водокористування і ефективне використання меліорованих земель. 14 січня 2000 року був прийнятий Закон України про меліорацію земель. Цей закон визначає пріоритетні засади правового регулювання суспільних відносин, що виникають у процесі здійснення основних видів меліорації земель, використання меліорованих земель і меліоративних систем та повноваження органів виконавчої влади і місцевого самоврядування у сфері меліорації земель і спрямований на забезпечення екологічної безпеки меліоративних систем та захисту суспільних інтересів.

Види і класифікації меліорацій та їх зв’язок з іншими галузями народного господарства

Меліорація (від латинського "melioration" – поліпшення) – це науково обґрунтована система організаційно-господарських і технічних заходів, спрямованих на збагачення та збереження природно-ресурсного потенціалу місцевості й істотне поліпшення природних умов.

Залежно від дії на грунт та рослини розрізняють гідротехнічні, агротехнічні, лісотехнічні, хімічні і культуртехнічні меліорації.

Сільськогосподарські гідротехнічні меліорації включають зрошення, осушення, обводнення. Вони найбільше впливають на поліпшення природних умов і змінюють водно-повітряний режим ґрунту. Для цього будують великі і малі зрошувальні та осушувальні канали, трубопроводи, лотки, створюють водосховища і греблі. Найбільшої ефективності в меліорації досягають при комплексному їх застосуванні, коли зрошення поєднується з дренуванням, а осушення – з періодичним зрошенням земель.

Агротехнічні меліорації передбачають освоєння нових земель, забезпечують підвищення родючості ґрунту, регулювання водно-фізичного і поживного режимів. Агротехнічні меліорації включають правильний вибір глибини і напряму оранки, грунтопоглиблення, залуження крутих схилів, поліпшення лук і пасовищ, снігозатримання.

Лісотехнічні меліорації передбачають поліпшення земель шляхом вирощування деревної або трав’янистої рослинності у поєднанні з деревною. До них належать: заліснення місцевості, закріплення рухомих пісків, створення полезахисних лісових смуг тощо.

Хімічні меліорації включають вапнування, внесення гіпсу, сірчаної кислоти, фосфоритного борошна та ін. До хімічних меліорацій належать: використання пестицидів для боротьби із заростанням меліоративних каналів, застосування полімерів для зменшення фільтраційних втрат води з водоймищ і каналів.

Культуртехнічні меліорації дають змогу поліпшити стан поверхні ґрунту шляхом видалення каміння, пеньків, кущів, планування поверхні.

Об’єктами сільськогосподарських меліорацій можуть бути болота і заболочені землі, засушливий степ, напівпустелі і пустелі, засолені, важкі ґрунти, піски, яри, схили. Найбільшого ефекту під час освоєння нових і експлуатації існуючих земель досягають у результаті комплексного застосування агротехнічних, гідротехнічних і лісотехнічних меліорацій.

Під час проведеня меліорацій враховують інтереси багатьох галузей народного господарства – сільського, лісового і рибного, річного флоту і енергетики, комунального господарства, охорони здоров’я та ін. Зрошення має важливе значення для піднесення всіх галузей сільськогосподарського виробництва. Воно дає змогу задовольняти потреби населення у продовольстві, створювати міцну кормову базу для тваринництва, забезпечувати високоякісною сировиною низку галузей народного господарства країни.

За таких умов меліорація не тільки підвищує продуктивність сільського господарства, а й створює базу для його стійкого розвитку в різні за погодними умовами роки в усіх зонах країни, забезпечує гарантовані врожаї сільськогосподарських культур, вносить докорінні зміни в умови сільськогосподарського виробництва, зберігає і поліпшує зовнішнє середовище.

Роль меліорацій у розвитку сільського та лісового господарства

Світовий досвід показує: єдиний шлях інтенсивного ведення сільського господарства у районах з нестійким зволоженням – зрошуване землеробство, яке, особливо у степовій зоні України, стало невід’ємною частиною сільськогосподарського виробництва. Поливні землі використовуються для вирощування кормових культур на 50%, під зерновими культурами, включаючи рис, зайнято – 34%, овочами – 11%, технічними та іншими культурами – близько 5%. А це додаткове виробництво овочів, зерна, кормів, фруктів, технічних культур тощо. У недалекому минулому кожний зрошуваний гектар (наприклад, у Криму) працював за 4–5 га звичайних неполивних. На зрошуваних землях Криму, що займають 22% загальної площі сільгоспугідь вироблялось більш половини всієї валової продукції рослинництва. За роки освоєння зрошуваних земель валове виробництво сільгосппродукції зросло у 4 рази, зокрема зерна – у 2,1 раза, кормів – у 3,3 раза, фруктів – у 5,9 раза, а прибуток господарств збільшився у 4,5 раза.

Дніпровська вода принесла у засушливі степи великі соціально-економічні зміни. Тут влаштовані нові селища, школи, стадіони. Це був справжній тріумф зрошуваного землеробства у Криму. На жаль, за останні роки відбулося різке зниження продуктивності зрошуваних земель не тільки в Криму, а і на території всієї України. Значна вартість промислової продукції достоту паралізувала всю діяльність сільськогосподарських виробників та експлуатаційних організацій водного господарства. Не виконується вчасно комплекс агротехнічних та меліоративних заходів, складна ситуація склалась з забезпеченням ремонту та утримання у технічно-справному стані всього водогосподарського комплексу держави. Без притоку органічних та мінеральних поживних речовин земля деградує, її родючість різко падає

На території України є близько 3,2 млн га осушених земель; з них понад 2 млн га осушено закритим дренажем. Він чудово відповідає агротехнічним вимогам сільськогосподарського виробництва, більш довговічний та зручний в експлуатації, дає змогу ліквідувати дрібноконтурність і збільшити розміри полів, підвищити коефіцієнт землевикористання та знизити собівартість. Але нині у сільськогосподарському виробництві лише 880 тис га (40%) використовуються раціонально, а решта – малопродуктивні сінокоси й пасовища. Близько 1 млн га осушених земель потребує поліпшення агромеліоративного та екологічного стану, тобто докорінної реконструкції. Оцінка стану дренажних систем свідчить про потребу розробки і створення більш технічно та екологічно досконалих дренажних систем, індустріальних технологій виготовлення складових елементів і ґрунтозахисних технологій їх влаштування.

Соціально-економічна ситуація в агропродовольчому комплексі держави внаслідок спаду виробництва сільськогосподарської продукції вимагає змін у засобах розв’язання проблем, опрацювання і запровадження принципово нової моделі функціонування меліорації, пошук нових організаційних та економічних засобів регулювання земельних і водних відносин, удосконалення фінансового забезпечення функціонування меліоративних систем.

Важливе значення має меліорація і для лісового господарства. Перезволоження лісу знижує щорічний приріст деревини, погіршує її якість, заважає експлуатації техніки, заготовці і вивозу деревини, природному відтворенню ліса, погіршує санітарно-гігієнічні і естетичні умови місцевості. Ефективного перетворення заболоченого лісу можна досягнути лише на основі лісоосушувальних меліорацій. Осушувальні меліорації проводяться в основному в лісах 1 групи, а також у районах інтенсивних лісозаготівель У лісах 1 групи середньорічний додатковий приріст деревини після осушення складає 4–6 м³, інколи 15–20 м³. У деревостоях віком 80–100 років приріст деревини, розпочинаючи з 10 років після осушення повністю покриває всі витрати на меліорацію. Окрім того, готує грунт під лісовідновлення і полегшує боротьбу з низовими пожарами. За інтенсивного осушення на торф’яних ґрунтах з високою родючістю соснові та ялинкові насадження відростають через 20 років із запасом деревини 150 м³, а через 60 років – 400 м³.

Лісоосушувальні роботи дозволяють підвищити якість деревини, скоротити строки вирощування лісу, підвищити вітростійкість, полегшити будівництво мережі доріг, пристосувати водоприймачі для сплаву лісу, покращити стан лісових сінокосів і пасовищ.

Осушення, як показує багаторічний світовий досвід – необхідна умова підвищення інтенсивності ведення лісового господарства.

Комплексність і економічна ефективність меліорацій

Отримання високих стабільних урожаїв – необхідна умова рентабельності сільськогосподарського виробництва і його конкурентоздатність у сучасних умовах. Однак високі врожаї можливі тільки під час оптиматізації живильного, водного, повітряного, теплового і світлового режимів. Меліоративні системи дають можливість регулювати водний, а разом з ним повітряний, тепловий і живильний режими ґрунту.

Зрошення є головним фактором інтенсифікації землеробства в арідних і субарідних регіонах, а також у районах з нестійким зволоженням. Економічна ефективність зрошення полягає в тому, що завдяки підвищенню родючості ґрунту під час зрошення збільшується виробництво сільськогосподарської продукції. Правильне поєднання зрошення, удобрення і агротехніки дає змогу одержати високі і стійкі врожаї сільськогосподарських культур. Україна на початку 90 років мала значну площу зрошуваних земель – 2,6 млн га. Ці землі, завдяки більш високій продуктивності, займаючи лише близько 7% ріллі, забезпечували виробництво майже 15% продукції рослинництва.

У гумідній зоні центральне місце належить осушувальній меліорації, якій надається вирішальна роль у стійкому нарощуванні продовольчого фонду країни.

Зрошувальні землі разом з осушувальними виконували роль страхового фонду в продовольчому та ресурсному забезпеченні держави, особливо в роки з несприятливими погодними умовами.

На жаль, з початком перебудови, а вірніше затяжної економічної кризи, зрошувані землі поступово втрачають свій потенціал. Через скорочення обсягів бюджетного фінансування повністю припинено будівництво нових та реконструкція наявних зрошувальних систем. Із року в рік скорочуються площі поливу та обсяги продукції, що вирощується на зрошуваних землях. У 1999–2000 рр. із 2,45 млн га зрошуваних земель повністю не поливалось 1,1 млн га. На решті площі поливи проведені зі значним відхиленням від науково обґрунтованих режимів, що в поєднанні з низьким рівнем агротехніки, відсутністю добрив та засобів захисту рослин спричинило істотне зменшення врожайності (на 25–50%) сільськогосподарських культур на зрошуваних землях. Зрошуване землеробство в більшості випадків стало збитковим. Істотне зниження ефективності зрошуваного землеробства є також наслідком практично повного припинення робіт з хімічної меліорації. За наявного стану експлуатації зрошувальних систем та використання зрошуваних земель Україна у найближчі роки може повністю втратити національне надбання – зрошувані землі, що не може бути виправдано причинами ні економічного, ні екологічного характеру. Більш того, існуючі тенденції та пріоритетні завдання розвитку національного АПК, а саме орієнтація на високо інтенсивні технології, істотне скорочення ріллі, вирішення завдання експертних можливостей України вимагають впровадження невідкладних і дійових заходів для реанімації, а в перспективі і подальшого розвитку зрошувального комплексу держави.

Підвищення ефективності використання зрошуваних земель у сучасних умовах слід розглядати через призму вирішення таких інтегральних завдань:

• одержання максимального прибутку з кожного гектара поливної ріллі;

• зниження енергоємності рослинницької продукції та сільгоспвиробництва на зрошенні;

• прискорення терміну окупності інвестицій;

• швидке отримання обігових коштів;

• впровадження останніх досягнень науки;

• пошук нових організаційних та економічних засобів регулювання земельних і водних відносин;

• удосконалення фінансового забезпечення функціонування меліоративних систем.

Застосування нових технологій, а також поліпшення структури витрачання бюджетних коштів мають забезпечити стабільний рівень обсягів робіт на осушувальних землях. Нині в Україні близько 55% осушуваних земель використовуються під ріллю і 43 % – під кормові угіддя. На осушуваних посівних площах частка зернових культур становить 44%, технічних – 10%, картоплі – 6%, і кормових культур – 38%.

Найефективніше використовуються осушувані землі у Закарпатській області. Тут вони становлять 30% сільськогосподарських угідь, а дають 73% валового збору зернових культур, 60% овочів, 70% коренеплодів.

Перспективи розвитку меліорацій в Україні.

Програма розвитку меліорації зорієнтована на поліпшення технічного та екологічного стану земель і передбачає реконструкцію наявних зрошувальних і осушувальних систем, поліпшення стану меліоративних земель.

З урахуванням світового досвіду, до першочергових заходів, що необхідно здійснити на державному рівні для подолання кризового стану в меліорації, належать:

• реалізація на державному і регіональному рівнях основних положень, визначених законом України "Про меліорацію земель". Це в першу чергу розробка і прийняття низки підзаконних актів з питань нормативно-правового регулювання діяльності всіх учасників меліорації земель;

• розробка та законодавче визначення механізму державної підтримки і регулювання економічних взаємовідносин у галузі меліорації земель і водного господарства з урахуванням переходу до принципів моделей сталого розвитку та ринкових умов господарювання;

• розробка та реалізація державної програми хімічної меліорації ґрунтів;

• розробка та реалізація державної програми виробництва та забезпечення землекористувачів дощувальними машинами.

Під час розробки та реалізації комплексних програм необхідно передбачити:

• реконструкцію і технічне переозброєння існуючих зрошувальних і осушувальних систем;

• передбачати вилучення земель, що поливаються водами, непридатними для зрошення;

• використання зрошувальних земель за принципами адаптивно-ландшафтного землеробства з оптимальним забезпеченням ресурсами, гармонічним поєднанням виробничих функцій і екологічної безпеки зрошення;

• вирішення проблеми захисту від підтоплення степових земель у критичні винятково вологі роки, модернізація і добудова дренажу, забезпечення сталої його роботи;

• забезпечення експлуатаційної надійності гідротехнічних споруд;

• проектування і будівництво технічно довершених осушувально-зволожувальних систем;

• забезпечення належного технічного стану державних водогосподарських об’єктів;

• створення оптимальних умов для покращення ефективності роботи всього водогосподарсько-меліоративного комплексу та підтримання його на високому рівні.

Екологічні аспекти меліорацій.

Екологічна освіченість сьогодні у світі стала суспільною нормою. Людина, що живе на зламі двох століть – ХХ і ХХI спостерігаючи і розуміючи, в якому стані знаходиться скрізь природа внаслідок дії техногенних факторів і суспільства взагалі, не може бути байдужою до вимог екології. Екологічні знання особливо необхідні інженерам і технологам різних напрямів. Які створюють і експлуатують важливі для суспільства об’єкти, що, як правило впливають на довкілля і, зокрема частина з них – з порушенням екологічних норм.

За показником питомої водозабезпеченості Україна характеризується як країна з обмеженими водними ресурсами і вкрай нерівномірним розподілом її на території:

• відбулося повсюдне забруднення водних ресурсів – як поверхневих, так і підземних;

• розораність території становить 56%–найвища у світі;

• розораність сільськогосподарських угідь - 81%;

• склалося надзвичайно несприятливе співвідношення між природними і перетвореними територіями у сільському господарстві (у складі 42,0 млн. га сільськогосподарських угідь, 33,4 млн. га із них, займає рілля);

• 18,0 млн. га земель терплять від водної та вітрової ерозії (10,3 млн. га ріллі, тобто третина, характеризується змитістю ґрунтового покриву);

• надзвичайно низька залісеність територій - лише 14,3%, що обумовлює низьку водорегулювальну та природозахисну роль лісу в країні.

Всі ці показники вимагають надзвичайно високої екологічної культури і відповідальності при здійсненні водогосподарських і меліоративних заходів в умовах, що склалися, при управлінні водогосподарсько-меліоративними комплексами.

Водогосподарські об’єкти і меліоративні системи - це цілісні структури, природнотехнічні системи, невіддільно пов’язані з навколишнім середовищем, з низкою суттєвих для них системних характеристик.

Для водогосподарського будівництва та меліорації земель, в основі яких лежить природноперетворююча функція, характерним є те, що вони здійснюються при деформації, а в певних випадках - і при руйнуванні довкілля, тобто їм властиві вищі рівні впливу на природу, хоча є і два інші - тиск і забруднення (наприклад, скид дренажних вод зі зрошуваних полів, скид насичених гербіцидами рисових вод у водні джерела).

Осушення болота і створення на його місці агроценозу – рівнозначно руйнуванню багатої видами екосистеми. Створення каскаду водосховищ на річці – це складна деформація всієї природної гідрографічної мережі, з переходом від динамічної структури водних джерел до статичної, малорухомої з застійними зонами, з незначним водообміном і відчутним впливом на ґрунтові води і на весь стан природи в басейні річки.

Виходячи з названих вище особливостей природно-перетворювальної діяльності як найвідповідальнішої щодо природи, вимог Закону України "Про охорону навколишнього середовища", слід зажадати від водогосподарників і меліораторів, інженерів-гідротехніків, агромеліораторів володіння певним обсягом екологічних знань, на основі якого має забезпечуватись нормативний екологічний підхід під час оцінювання різних екологічних ситуацій (ПІД ЧАС ПРОЕКТУВАННЯ, БУДІВНИЦТВА ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ ОБ’ЄКТІВ), дбайливе і допустиме, з погляду вимог екології, ставлення до водних і земельних ресурсів при їх перетворенні і використанні в складі водогосподарських та меліоративних систем.

Як стверджують науковці, екологічно неблагополучними вважаються 8–10% площі меліорованих земель. Необхідно визначити неблагополучні об’єкти й площі, параметри цього неблагополуччя й ужити відповідних заходів.

Найбільш значущими водно-екологічними проблемами в Україні є:

• екологічне оздоровлення басейну Дніпра ("Національна програма екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення питної води" – затверджена Постановою Верховної Ради України від 27 лютого 1997 р.);

• соціально-екологічна проблема відновлення та оздоровлення річок;

• екологічні питання при затопленні і підтопленні земель та населених пунктів, будівництво і експлуатація водозахисних споруд і водоскидної мережі;

• вплив водосховищ і ставків на деформацію ґрунтових вод;

• екологічне забезпечення систем сільського водопостачання та каналізації;

• екологічна надійність зрошувальних і осушувальних систем та ін.

"Природою можна керувати, лише підкоряючись їй". Ці слова сказані 350 років тому і належать англійському філософу, надзвичайно актуальні для сьогодення. Основою екологічного підходу до водогосподарських і меліоративних об’єктів є концепція природно-технічної системи, яка містить у собі такі положення:

• кожна водогосподарська чи меліоративна система – певна частина природи, на яку накладено технічну структуру;

• стосовно довкілля і соціального середовища природно-технічна система виступає як цілісне утворення, у якому в неподільному системному зв’язку перебувають елементи природи і елементи технічної структури;

• основна вимога до функціонування природно-технічної системи – забезпечення екологічної рівноваги безпосередньо в межах системи і в зоні її впливу.

Для вирішення цих проблем розроблені державні та галузеві програми раціонального природокористування, які передбачають охорону і відновлення природних ресурсів. Згідно з цими проблемами, перш за все необхідно:

• встановити обґрунтовані співвідношення між природними комплексами та урбанізованими територіями;

• реалізувати систему грунто і водозахисних заходів;

• приділити особливу увагу створенню оптимальної протиерозійної лісистості;

• здійснити поступовий перехід до біологічних методів ведення сільського господарства, впровадити нові технології обробітку ґрунту;

• провести рекультивацію понад 190 тис. га порушених земель;

• змінити структуру посівних площ в зоні осушення. Посіви багаторічних трав мають займати не менше 50–60% осушених площ;

• збільшити темпи і технічний рівень реконструкції меліоративних систем, серед яких системи двосторонньої дії мають становити 80%;

• зменшити обсяги скидів шкідливих забруднювачів на 15–20%;

• приділити особливу увагу контролю за якістю води, дотриманню екологічних принципів використання водних, земельних, лісових та інших видів природних ресурсів;

• впровадити організаційно-правові заходи;

• розгорнути дослідні роботи щодо винайдення нових способів очищення промислових і господарсько-побутових стічних вод.

Наявні в Україні наукові сили, напрацьоване наукове забезпечення достатні, щоб стабілізувати екологічний стан у державі і поступово вивести із кризи всі складові природного середовища.

Тільки об’єднавши економічні та соціальні програми держави з вимогами екологічної безпеки, раціонального використання природних ресурсів. Можна забезпечити стабільний розвиток України та її інтеграцію з іншими країнами світової співдружності, реальне утвердження державного суверенітету.

Кожне покоління людей має залишити наступному природне середовище в не гіршому стані, ніж одержало від попереднього. Це мусить стати життєвим кредо кожного свідомого громадянина.

1.2. Кругообіг води в природі

Водний баланс території

Вода займає 71% (361,3 млн км²) поверхні Земної кулі, тоді як площа суші складає 149 млн км² (29%). Розподіл води на планеті дуже нерівномірний. Так у Північній півкулі водою зайнято 155 млн км² (61% площі півкулі). А в Південній – 206 млн км² (81%). Водна оболонка землі називається гідросферою. Вона об’єднує всі названі води планети (табл. 5).

Таблиця 5

Світові запаси води

"Світовий водний баланс та водні ресурси Землі"

Види води

Площа поширення,

млн, км²

Об’єм

тис. км³

Частка загальних запасів, %

Період відновлення,

(роки)

Світовий океан

Підземні води

Переважно прісні підземні води

Ґрунтова волога

Льодовики і сніжний покрив

Підземний лід зони вічної мерзлоти

Запаси води в озерах, у т.ч. зокрема

Прісних

Солоних

Води боліт

Води в руслах річок

Біологічна вода

Вода атмосфери

Загальні запаси води

Прісні води

361,3

134,8

82,0

16,228

21,0

2,058

1,236

0,822

2,683

148,8

510,0

148,8

1338000,0

23400,0

10530,0

16,5

24064,1

300,0

176,40

91,0

85,40

11,47

2,12

1,12

12,90

1385984,6

35029,21

95,5

1,7

0,76

0,001

1,74

0,032

0,013

0,007

0,006

0,0008

0,0002

0,0001

0,001

100,0

2,53

2500

1400

9700

10000

16 днів

години

8 днів

Вода знаходиться у постійному русі. Її кількість і якість змінюється в часі і просторі. Водні ресурси характеризуються віковими запасами і відновлюваними ресурсами. До вікових природних запасів вод суші відносяться води, які знаходяться в озерах, річках, льодовиках, а також у водоносних пластах гірських порід (підземні води). До відновлюваних водних ресурсів відносять ті води, які щорічно відновлюються в процесі кругообігу води на Землі, водообміну між сушею і океаном.

Процес кругообігу води в природі характеризується рівнянням водного балансу:

Е_о + Е_с = О_о + О_с,

де Е_о, Е_с – випаровування з поверхні океану і суші;

Е_о + Е_с = 452600 + 72500 525100 км³;

О_о, О_с – опади на поверхні океану і суші;

О_о + О_с = 411600 +113500 525100 км³

Внаслідок кругообігу в гідросфері проходить постійний обмін водних мас (рис. 2).

Рис.2. Схема світового кругообігу води

1 – океан; 2 – безстічний район; 3 – поверхневий і підземні стоки; – 41000 км³

Рівняння водного балансу для Світового океану і суші мають вигляд:

О_о + У = Е_о; О_с - У = Е_с,

де О_о, О_с – опади, які випадають відповідно над океаном і сушею;

У – приток (поверхневий і підземний) води в море із річок;

Е_о, Е_с – випаровування з поверхні, відповідно океану і суші.

Описуючи рівняння водного балансу для окремого річкового басейну необхідно врахувати зміни запасів підземних і ґрунтових вод, снігу, льоду та ін.

О + П_р + П_п + Е + Т,

О – атмосферні опади, які випадають на території річкового басейну;

П_р – поверхневий стік, який поступає в ріки;

П_п – повний підземний стік, який складається із:

П_п = П_ф + П_і + П_н.г. + П_к + П_к.в.,

П_ф – підземні води, які накопичуються за рахунок фільтрації в межах даного водозабору;

П_і – підземні води, які поступають на територію із зовні;

П_н.г. – вода, яка поступає із більш глибоких горизонтів під дією напору підземних вод;

П_к. – підживлення за рахунок капілярного підняття води;

П_к.в. – поповнення підземних вод за рахунок конденсації водяних парів у ґрунті;

Е – випаровування з поверхні території, зокрема з розташованих на ній водотоків і водойм;

Т – транспірація вологи рослинністю.

Рис 3 Схема водного балансу річкового басейну;

1 – водоупор; 2 – ділянка напірних підземних вод; 3 – водонепроникний шар;

4 – депресійна поверхня; 5 – межа капілярної кайми; 6 – зона плівкової і пароподібної води.

Для життєдіяльності людства найбільше значення мають води, які щорічно відновлюються в об’ємі 44,5 тис. км³(без стоку Антарктиди і Гренландії), із яких на сьогодні використовується наближено 7%.

Основні характеристики поверхневого стоку.

Водні ресурси України формуються за рахунок атмосферних опадів, стоку з прикордонних країн, а також підземних вод, які гідравлічно не зв’язані поверхневими, в межах таких основних басейнів:

• р. Вісли (притоки Сян, Західний Буг), охоплює річки північного заходу України;

• р. Дунаю, куди належать річки басейнів Тиси і Прута, а також кількість річок, що впадають у Дунай або Придунайські озера нижче гирла Прута (Сирет, Черемош, Ялпух, Великий Катлабух, Киргиж-Китай і ін.);

• р. Дністра, включає річки східних схилів Українських Карпат, а також річки Подільської височини (Стрий, Бистриця, Серет, Збруч, Мурафа та ін.);

• р. Південного Бугу, охоплює річки Подільської та Придніпровської височин (Соб, Кодима, Синюха, Гнилий і Гірський Тікіч, Велика Вись. Ятрань, Інгул, Чичиклея, Чорний Ташлик і ін.);

• р. Дніпра, що перерізує Україну з півночі на південь і охоплює річки багатьох геоморфологічних областей (р. Прип’ять з притоками Турія, Стохід, Іква, Горинь, а також Тетерів, Ірпінь, Десна, Трубіж, Рось, Сула, Тясьмин, Псьол, Ворскла, Орел, Самара, Конка, Базавлук і ін.);

• між Дунаєм і Дністром , а також Дніпром і Південним Бугом є близько 70 річок, що течуть У Причорноморській низовині і впадають у лимани Чорноморського узбережжя або у море (Когильник, Тилигул і ін.);

• р. Сіверського Дінця, правобережної притоки річки Дону (р.Уда, Великий Бурлук, Берека, Оскіл, Казенний Торець, Айдар, Лугань, Деркул і ін.);

• річки Азовського моря (Молочна, Кальміус, Міус, Великі Сірогози, Велика Калга та ін.);

• річки Криму (Західний і Східний Булганак, Альма, Кача, Чорна, Бельбек, Дерекойка, Улу-ізень, Су-індол, Салгир, Біюк-Карасу та ін.).

Річний об’єм стоку, який формується в межах України становить у середній за водністю рік – 47,8 км³, у рік 75% забезпечення – 35,8 км³, а в рік 95% забезпечення – 25,9 км³. Під час врахування притоку з прикордонних країн досягає відповідно 87,1, 71,1, 55,9 км³. У середньому з 1 км² території України стік складає 2,7 л/с км², тоді як у багатьох країнах він значно вищий, наприклад, у Бразилії – 47,7, Югославії – 31,7, Фінляндії – 26,3, Грузії – 24,4, Таджикистані – 11,3, Франції – 10,1, Білорусії – 5,6 л/с км². За рівнем водозабезпечення Україна відноситься до країн з напруженим водогосподарським балансом, таких як Молдова, Узбекистан, Казахстан, Туркменистан.

Кількість річок України перевищує 25,5 тисяч із загальною довжиною 240 тис. км. Річки на території України розподілені нерівномірно, що зумовлено різноманітними кліматичними особливостями, характером рельєфу, геологічною будовою та іншими факторами. Взагалі, кількість і водність річок зменшується з північного заходу на південний схід.

Середня густота річкової мережі на території України складає 0,25 км/км². Найбільша густота річкової мережі спостерігається в Карпатах, зокрема в басейнах Тиси і Дністра, у верхівцях вона досягає 1 км/км². У південних областях України густота річкової мережі не перевищує 0,1 км/км², а наприклад, у Херсонській області менше 0,02 км/км². Річки живляться, в основному, атмосферними опадами, причому на 50–80% із них – зимовими опадами у вигляді снігу, виняток складають гірські річки, які живляться дощовими водами. Стік річок нерівномірний упродовж року і 60–70% його припадає на весняний період.

У середньому на одного жителя України припадає близько 1100 м³ сумарного стоку в рік 95% забезпеченості, а місцевого – 580 м³. По областях ця величина дуже коливається, зокрема, найбільше сумарного стоку на одного жителя припадає в Херсонській області – 2620 м³, найменше - в Харківській – 160 м³, найбільше місцевого стоку на одного жителя формується в Закарпатській області – 3720 м³, найменше - в Херсонській – 20 м³ і Дніпропетровській – 40 м³^, областях.

Таблиця 6

Водозабезпеченість областей України в рік 95% тис. м³/рік

Область

Площа

тис.км.²

Населення

на тис. осіб

На 1 км²

На 1 людину

місцевий

сумарний

місцевий

сумарний

Чернігівська

Черкаська

Київська

Житомирська

Рівненська

Волинська

Львівська

Тернопільська

Хмельницька

Вінницька

Чернівецька

Івано-Франківська

Закарпатська
Одеська

Миколаївська

Херсонська

Крим

Сумська

Полтавська

Дніпропетровська

Харківська

Донецька

Луганська

Запорізька

Кіровоградська

По Україні

31,9

20,9

28,9

29,9

20,1

20,2

21,8

13,8

20,6

26,5

8,1

13,9

12,8

33,3

24,6

28,5

27,0

23,8

28,8

31,9

31,4

26,5

26,7

27,2

24,6

603,7

1428,3

1527,1

4446,0

1546,0

1165,0

1031,8

2668,0

1151,2

1527,6

1953,4

914,1

1374,6

1202,6

2612,2

1293,6

1220,0

2362,0

1425,4

1722,4

3823,9

3146,9

5337,9

2837,6

2045,3

1228,7

50993,6

61,1

19,6

26,3

35,1

63,2

46,5

122,0

76,1

51,5

43,8

60,5

156,1

349,2

8,47

2,28

6,5

0,7

48,31

26,4

4,38

22,60

9,05

16,9

4,78

10,97

49,2

608,8

1392,3

996,5

42,8

177,1

94,6

137,6

297,1

258,3

224,9

691,4

343,2

569,3

384,5

225,5

69,5

1122,8

113,9

1097,2

1018,8

47,8

64,2

74,9

1216,9

1272,4

92,6

1,37

0,27

0,17

0,68

1,09

0,91

1,0

0,91

0,69

0,59

0,54

1,58

3,72

0,03

0,12

0,02

0,18

0,81

0,44

0,04

0,23

0,04

0,16

0,06

0,22

0,58

13,6

19,1

6,48

0,83

3,05

1,85

1,12

3,56

3,48

3,05

6,13

3,47

6,06

2,84

1,32

26,2

0,18

1,9

18,3

8,5

0,16

0,32

0,7

16,2

25,5

1,1

Презентація «Водний баланс»

1.3. Водний режим ґрунтів

Класифікація підгрунтових вод.

Ґрунтова вода має важливе значення і є одним із факторів родючості та урожайності сільськогосподарських культур Від змісту і якості ґрунтової вологи залежить процес росту рослин, діяльність мікроорганізмів, процеси ґрунтоутворення, вивітрювання, і виробнича діяльність людини.

Вода в гірських породах знаходиться у вигляді пару, в гігроскопічній, плівковій, капілярній, гравітаційній формах, також розрізняють ґрунтову воду, тверду, хімічно зв’язану, кристалізаційну.

У вигляді пару – знаходиться в незаповнених пустотах і порах порід, дуже рухома, може конденсуватись;

Гігроскопічна – обволікає тонкою плівкою частинки породи, міцно утримується молекулярними і електричними силами. Максимальна гігроскопічність:

• у піщаних ґрунтах – біля 1%;

• у суглинистих – 5-8%;

• у глинистих -10-12%.

Плівкова – обволікає частинки породи більш товстою плівкою, може рухатись, але не підкоряється силі тяжіння;

Капілярна – заповнює всі дрібні пори і може підніматись, всупереч гравітації;

Гравітаційна – заповнює великі пори і пустоти, підкоряється силі тяжіння і передає гідростатичний тиск. Міститься в ґрунті після поливу, випадання значних атмосферних опадів, згодом переходить в стан капілярної вологи.

Ґрунтова вода – це волога водоносного шару ґрунту, який лежить нижче ґрунтового горизонту і утримується горизонтом водоупору;

Тверда вода (лід) – перехід вологи із рідкого стану в твердий, здійснюється у вільній формі при температурі нижче 0 С;

Хімічно зв’язана вода входить в склад молекул мінералів у вигляді іонів;

Кристалізаційна вода знаходиться в складі кристалічних речовин у вигляді молекул. Рослинам ці форми води не досяжні.

Водно-фізичні властивості ґрунту і його показники.

Ґрунти складаються із твердої рідкої і газоподібної фази. Тверда фаза включає мінеральні речовини, живі і мертві організми. Рідка фаза складається із води, розміщеної в порах і пустотах ґрунту та в органічних речовинах. Газоподібна фаза – це повітря, яке заповнює всі пори і пустоти, вільні від води.

До загальних фізичних властивостей ґрунту відносяться щільність ґрунту, об’ємна маса, пористість.

• Щільність – маса ґрунту в одиниці її об’єму (т/м³);

• Об’ємна маса – маса ґрунту в одиниці її об’єму з непорушеною структурою в сухому стані (т/м³);

• Пористість – об’єм пор і пустот між частинами твердої фази в одиниці її об’єму в процентах або долях об’єму ґрунту.

Водні властивості ґрунту визначаються водопроникністю, вологоємкістю і водопідйомною силою.

• Водопроникність – здатність ґрунту, як пористого тіла, пропускати через себе воду, залежить від механічного складу і структурного стану ґрунту.

• Вологоємкість характеризує здатність ґрунту удержувати в собі вологу. Розрізняють декілька видів вологоємкості, основними із яких є: найменша (польова), капілярна і повна.

§ Найменша (польова) вологоємкість – найбільша кількість води, яку здатний утримувати грунт у польових умовах після поливу (50–70% пор ґрунту);

§ Капілярна вологоємкість – кількість вологи, яку здатний утримувати грунт за наявності капілярного зв’язку з ґрунтовими водами, за рахунок якої вона поповнюється.

§ Повна вологоємкість – вміст вологи в ґрунті за умови повного заповнення всіх пор і пустот.

§ Критична вологість – вологість ґрунту під час переходу через яку від більш високої до більш низької вологості різко знижується забезпечення рослин водою.

Вологоємкість залежить від механічного складу ґрунту, вмісту гумусу і структури. Суглинисті і глинисті ґрунти мають найбільшу вологоємкість в порівнянні з супісками і пісками. Сільськогосподарські культури мають неоднакові вимоги до змісту вологи в ґрунті. Найкращі умови для росту зернових культур створюються за вологості ґрунту 30–50%, для зернових бобових – 50–60%, коренеплодів і технічних культур – 60–70%, лугових трав, овочів – 80–90%.

Доступну рослинам воду ділять на продуктивну і ефективну. Продуктивна волога – волога, яка використовується рослиною. Вона дорівнює різниці між фактичним запасом вологи і запасом при вологості стійкого в’янення. Ефективна волога – волога, яка легко засвоюється рослинами, дорівнює різниці між фактичним запасом вологи і запасом при критичній вологості.

• Водопідйомна сила – здатність ґрунту поступово піднімати воду по капілярах під дією меніскових сил. Висота і швидкість підняття води залежить від ширини капілярів. Окрім того, важкі безструктурні ґрунти мають більшу водопідйомну силу в порівнянні з легкими ґрунтами.

Визначення вологості і запасу вологи в ґрунті та швидкості води і витрати води

Вологість ґрунту можна виразити:

– у відсотках маси сухого ґрунту

М_в – М_с

ω = ---------------------100,

М_с

ω – вологість в %;

М_в і М_с – маса відповідно вологого і сухого ґрунту;

– у відсотках об’єму ґрунту

ω = ω_в γ,

γ – об’ємна маса ґрунту, г/см², (т/м³);

– в відсотках пористості

ω_в γ

ω = -------------- 100

Р - пористість, %.

Запас води в активному шарі ґрунту визначається по формулі:

W = 10 Н ω

W – запас вологи, мм;

Н – глибина розрахункового шару грунту, м;

ω – об’ємна вологість, %.

Запас води в активному шарі ґрунту на га площі, м³/га

W = 100 Н ω, або W = 100 Н γ ω_в

Активний шар ґрунту – це шар, в якому розміщена основна маса (до 90%) кореневої системи рослин. Потужність активного шару ґрунту збільшується від посіву до вбирання в (табл. 7).

Таблиця 7

Розрахункова глибина активного шару ґрунту, см

Культура

Початок вегетації

Кінець вегетації

Озима пшениця

Ярова пшениця

Кукурудза

Картопля

Цукровий буряк

Томати

Люцерна

Капуста, огірки

Бавовник

Яблуні, виноград

20…30

50…60

100

30….60

60…100

100

Впитування води в грунт – процес послідовного заповнення вільних пор води під дією сили тяжіння і капілярних сил, що виникають на межі змочування.

Швидкість впитування у міру заповнення водою зменшується, вимірюється в мм/хв. або см/год. Для легких ґрунтів вона складає понад 15 см у першу годину, на середніх – 5 – 15 см/год., на глинистих – менше 5 см/год. Швидкість впитування під час поливу затопленням майже в 2 рази більше, ніж під час дощування.

Після того, як всі пори і пустоти активного шару ґрунту заповнені водою (за виключенням об’єму, зайнятого защемленим повітрям), розпочинається фільтрація води, тобто її рух під дією тільки гідростатичного напору. Фільтрація може бути вертикальною (рух води вниз) і горизонтальною (рух ґрунтової води по водонепроникному шару).

Коефіцієнт фільтрації – швидкість руху води в насичених ґрунтах при градієнті напору, що дорівнює одиниці (1м).


Рис. 4. Нижньодністровська зрошувальна система	Рис. 5. Салгирська зрошувальна система

Рис. 6. Октябрська зрошувальна система


Рис.7. Царичанська зрошувальна система	Рис. 8. Ірпінська осушувально-зволожувальна система


Рис. 9. Канал Дніпро-Інгулець	Рис. 10. Канал Сіверський Донець-Донбас

Рис. 11. Канал Дніпро-Донбас


Рис. 12. Північно-кримський канал	Рис.13. Явкинська зрошувальна система

Рис. 14. Верхньоприп'ятська осушувально-зволожувальна система

Рис.15. Латорицька осушувально-зволожувальна система

Рис. 16. Турська осушувальна система


Рис. 17. Замисловицька осушувально-зволужувальна система	Рис. 18. Остерська осушувально-зволожувальна система

Презентація «Водний режим грунтів»

Питання для самоконтролю

1. Що означає вираз «Меліорація земель»?

2. Які ви знаєте види меліорацій?

3. Поясніть суть видів меліорацій.

4. Запишіть рівняння водного балансу території та поясніть його.

5. Дайте коротку характеристику кожного виду підгрунтової води.

На початок

Наступна тема