Эффективность работы системы лиманного орошения в условиях многолетнемерзлых грунтов Якутии

The effectiveness of the estuary irrigation system in conditions of permafrost Yakutia


УДК 631.674.2

14.04.2017
 500

Выходные сведения:
Степанова Д.И., Михайлов И.И., Григорьев М.Ф., Попова М.Г. Эффективность работы системы лиманного орошения в условиях многолетнемерзлых грунтов Якутии // СтройМного, 2017. №2 (7). URL: http://stroymnogo.com/science/tech/effektivnost-raboty-sistemy-limanno/

Авторы:
Степанова Д.И. 1, Михайлов И.И. 2, Григорьев М.Ф. 3, Попова М.Г. 4

1 к.с.-х.н., доцент кафедры «Природообустройство», ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Российская Федерация (677007 Россия, г. Якутск, ул. ш.Сергеляхское, 3 км, дом 3), e-mail: dariv08@mail.ru

2 студент группы ПО-11, ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Российская Федерация (677007 Россия, г. Якутск, ул. ш.Сергеляхское, 3 км, дом 3), e-mail: dariv08@mail.ru

3 старший преподаватель кафедры «Природообустройство», ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Российская Федерация (677007 Россия, г. Якутск, ул. ш.Сергеляхское, 3 км, дом 3), e-mail: grig_mf@mail.ru

4 студент группы ПО-13, ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Российская Федерация (677007 Россия, г. Якутск, ул. ш.Сергеляхское, 3 км, дом 3), e-mail: dariv08@mail.ru

Authors:
Stepanova D.I. 1, Mikhailov I.I. 2, Grigoriev M.F. 3, Popova M.G. 4

1 Ph.D., assistant professor of dept. "Environmental Engineering", Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, Yakutsk, Russian Federation (677007 Russia, Yakutsk, street Sh. Sergelyakhskoe, 3 km, house 3), e-mail: dariv08@mail.ru

2 Student from the group PO-11, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, Yakutsk, Russian Federation (677007 Russia, Yakutsk, street Sh. Sergelyakhskoe, 3 km, house 3), e-mail: dariv08@mail.ru

3 Senior Lecturer of dept. "Environmental Engineering", Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, Yakutsk, Russian Federation (677007 Russia, Yakutsk, street Sh. Sergelyakhskoe, 3 km, house 3), e-mail: grig_mf@mail.ru

4 Student from the group PO-13, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, Yakutsk, Russian Federation (677007 Russia, Yakutsk, street Sh. Sergelyakhskoe, 3 km, house 3), e-mail: dariv08@mail.ru

Ключевые слова:
гидрологический режим, сенокосные угодья, лиманное орошение, мелиорация, гидротехнические сооружения, водопользование, урожайность

Keyword:
hydrological regime, haymaking meadows, liman irrigation, reclamation, hydraulic structures, water use, productivity

Аннотация: 
Данная статья посвящена вопросам улучшения мелиоративных систем в частности специализированной системы «Оросуно-Негедяхскую» лиманного орошения земель для лучшего управления гидрологического режима сенокосных угодий. Данная система расположена в Верхневилюйском районе Республики Саха (Якутия), климатически район характеризуется, как и все районы Якутии, резкой континентальностью большими сезонными перепадами температур в течение года, неравномерностью рельефа. Проанализированы следующие материалы: план узла сооружений, площадки шлюз-регулятора и плотины, поперечные и продольные профили по осям сооружений, отчеты инженерно-геологических изысканий, натурное обследование местности (сельскохозяйственные угодья), отчетные материалы. Проанализирована работа мелиоративной системы, установлена динамика урожайности сенокосных угодий, продуктивность которых оценена в центнерах с гектара (среднем). Отмечено что на продуктивность сенокосов влияет степень затопления, так поздний сброс и несвоевременное затопление снижают продуктивность сенокосов. В среднем урожайность составляет 12-49 центнеров сена с гектара. Также большое влияние на динамику продуктивности угодий влияют метеоусловия и изреженность рельефа. Оценено распределение мелиорируемых земель, выявлено открытые, покрытые растительными кочками, заросшие кустарником и мелколесьем и земли после спуска озер. По итогам анализа дается рекомендации по устранению данных проблем, в частности предлагается культуртехнические работы, в программу рекомендуется включить такие мероприятия как расчистку территорий от древесно-культарниковой растительности и кочек и обработка дискованием. Также рекомендуется мероприятия по режиму работы, которые нацелены на улучшение эффективности работы системы в целом.

Annotation: 
This article focuses on how to improve reclamation systems in particular a specialized system "Orosuno-Negedakhskaya" liman irrigation land for better hydrological regime of grassland management. This system is located in the district of Verkhnevilyuisk Republic of Sakha (Yakutia), The climatic region is characterized, as well as all areas of Yakutia, sharp continentality of large seasonal temperature changes throughout the year, uneven terrain. The following materials were analyzed: plan of the site of structures, gateway-regulator sites and dams, transverse and longitudinal profiles along the axes of structures, reports of engineering and geological surveys, field survey of the area (agricultural land), materials reporting. The work of the meliorative system has been analyzed, the dynamics of productivity of hayfields, the productivity of which is estimated in centners per hectare (average). It is noted that the productivity of grasslands watering affects, so late discharge and untimely flooding reduce the productivity of meadows. The average yield is 12-49 quintals of hay per hectare. Also a great influence on the dynamics of productivity of land weather conditions and the complexity of the relief. Analyzed distribution lands, open, vegetated hummocks, overgrown with bushes and low forest and land after the descent of the lakes. Based on the results of the analysis recommendations for the elimination of these problems are given, in particular, cultural works are proposed, it is recommended to include in the program such activities as clearing the territories arboreal and cultivated vegetation and plant hummocks and processing disking. It is also recommended measures for operating mode, which are aimed at improving efficiency of the system as a whole.

Эффективность работы системы лиманного орошения в условиях многолетнемерзлых грунтов Якутии


Лиманное орошение – затопление паводковыми водами сенокосных угодий – единственный вид массового увлажнения почв в Якутии [4].

Применение данного вида увлажнения обосновано природно-климатическими условиями, техническими возможностями проекта (простота сооружения и дешевизна, возможность использования воды без машинного подъема) и высокоэффективностью в годы неустойчивого увлажнения. Этот вид орошения повышает урожаи естественных сенокосов в несколько раз [1, 7, 8, 9, 15].

Наряду с этим имеется ряд таких недостатков, как переувлажнения по понижениям сенокосного угодья, которые снижают коэффициент использования земли. Необходимо отметить неравномерность увлажнения, одноразовость, не эффективность затопления в условиях больших уклонов рельефа.

Исходя из вышеуказанного целью работы является исследование эффективности лиманного орошения Оросуно-Негедяхской системы.

В ходе выполнения решаются следующие задачи: техническое состояние мелиоративной системы; анализ работы системы; оценка продуктивности сенокосных угодий при мелиорации.

Система расположена на участке «Арылах» в 30 км от п. Верхневилюйска и входит в Оросуно-Негедяхскую систему лиманного орошения. Объект был построен по проекту «Росгипроводхоз», и запущен в 1967 году. В состав системы лиманного орошения входят: шлюз-регулятор, магистральный канал, отводящие и подводящие каналы [10, 11, 13].

Исследованы материалы: план узла сооружений, площадки шлюз-регулятора и плотины, поперечные и продольные профили по осям сооружений, отчеты инженерно-геологических изысканий, натурное обследование местности (сельскохозяйственные угодья), отчетные материалы.

Район расположен на второй надпойменной правобережной терассе реки Вилюй на высоте 15-20 метров и представляет собой плоский котловинно-аласный тип. Климат района обследования характеризуется типично для Якутии резко-континентальным. Климатические характеристики района: среднегодовая -8,30С максимальная среднемесячная +180С минимальная температура -38,10С; перепад составляет 90 0С. Осадки составляют 208 мм [13, 16, 19].

Створ плотины и шлюз регулятора находится в четвертичном алювиально-озерном отложении и представляет собой суглинки, супеси, пески. Мощность песка имеет 7 метров. Суглинки имеют желтовато-серый цвет внизу, темно серые с мелким песком и высокой естественной влажностью. Линзы льда среди песка находится на 0,9 м. Коэффициент фильтрации составляет 1,58 м/с. Почвы аласов не засолены, повторно жильных льдов не обнаружено [13].

Эффективность использования лиманного орошения выражается в урожайности полученного сена и наглядно представлена в диаграмме (Рис. 1) [6, 10, 11].

 

Рис. 1. Анализ сбора сена после строительства лимана

 

На валовый сбор сена за период использования лимана повлияло степень и режим затопления, так несвоевременное затопление сенокосного угодья во время начавшийся вегетации растительности и поздний сброс воды значительно снижает урожай. В среднем урожайность составляет 12-49 ц/га сена. Колебание урожайности сенокосу по отдельным аласам системы большое (Рис. 2).

 

Рис. 2. Динамика урожайности сенокосов на Оросуно-Негедяхской системе лиманного орошения

 

В первые годы затопления по отдельным аласам было получено до 49 ц/га, вместо 5 ц/га и ниже на неорошаемых сенокосах.

Динамика наглядно показывает дифференцированность, это объясняется метеоусловиями в частности осадками, а также изреженным рельефом (Рис. 3).

 

Рис. 3. Диаграмма мелиорируемых земель, га

 

Отмечается, что на объекте часто встречаются низинные торфяно-глеевые почвы, что доказывает интенсивную заболачиваемость участка. Это объясняется недоспуском воды с пониженных участков лимана. Оставшаяся на понижениях рельефа вода из года в год застаивается, расширяется и заболачивается, разрастаясь осоковыми и кустарниковыми, кочками, уменьшая полезные площади сенокоса. Поэтому такие понижения по возможности надо поднимать, засыпав грунтом. По мере необходимости нужно предусмотреть культуртехнические мероприятия, так как постоянное накопление воды вызывает термокарстовую эрозию [20].

С учетом рекомендаций [2, 5, 12, 14, 18], для орошения лугов принять за норму m-1500 м3/га; наполнение лимана на 10 суток начиная с 18.05 с общей выдержкой лимана на 23-28 суток.

 

Рис. 4. Наполнение лимана

 

Время опорожнения лиманов составляет 5 суток. Для ускорения опорожнения необходимо увеличить пропускную способность шлюзов регуляторов.

 

Рис. 5. Вид шлюза регулятора

 

Лиман обеспечиваются подводящим каналам рассчитанным на пропуск расхода 36,5 м3/с при НПУ равном 110,5 м. при коэффициенте заложения откоса m-2,0 с шириной по дну в 9 метров. Опорожнения лиманов осуществляется отводящим каналам с бетонными блоками 15х25х25 см3 откосом m-2,0 i-0,008 в ширине 14 метров. Режим работы Оросуно-Негодяхской системы лиманного орошения представлен в таблице 1 [17].

 

Таблица 1. Режим работы Оросуно-Негодяхской системы лиманного орошения


Наименование

лиманов

Площадь,

га

Объем

Продолжительность в сутках

Заполнения,

млн.м3

Опорожнения,

млн.м3

Заполнения

Выдержки

Опорожнения

Итого

1

Арыылаах,

Бергэмдэ

361

5,0

5,5

6,5

5

5,5

17,0

2

Оросу, Муосаны

273

4,0

4,59

5,5

4,5

5,5

10,0

3

ОртоКюель

90

0,4

0,47

0,5

5,0

5,0

-

4

Негодях,

Дьоло

566

2,8

2,93

5,5

5,0

6,0

11,0

5

Сэймэлэк,

Кулусуннаах

210

2,18

2,54

2,5

4,0

6,0

6,5

 

Всего

1500

14,38

16,03

 

 

 

44,5


 

Изучив работу Оросуно-Негодяхской системы лиманного орошения, выявлено для эффективности ее эксплуатации необходимо провести следующие мелиоративные мероприятия:

- орошение производить кратковременным затоплением сенокосных угодий до начала вегетации растений, что может обеспечить высокие урожаи в засушливые годы;

- для лучшего и эффективного использования земельного фонда необходимо произвести своевременные культуротехнические работы такие, как очистка территорий от растительных кочек и древесно-кустарниковой растительности, проводить постоянный мониторинг за состоянием угодий;

- высокоурожайность сенокосов можно достичь, соблюдая правильный режим затопления и своевременный спуск воды, грамотно регулируя движением поверхностных вод.

Соблюдение данных рекомендаций будет способствовать укреплению кормовой базы агропромышленного комплекса Якутии.

 


Библиографический список


1. Базавлук, В.А. Инженерное обустройство территорий мелиорацией земель: учебное пособие / В.А Базавлук, Е.В. Предко. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.- строит. ун-та, 2014. – 183 с.
2. Буслаев И.Г. Тепло-, влагообеспеченность и нормы гидромелиораций в Центральной Якутии. / И.Г. Буслаев - Якутск: Кн. изд-во, 1981. – 92 с.
3. Бырдакаров, В.А. «Ороьу-Ньэгэдьээк» систематын историята.
4. Гаврильев П.П. Геокриологические основы мелиорации и рационального использования земель в Якутии: автореф. дисс. … докт. геогр. наук / гаврильев Петр Петрович. - Якутск, 1992. - 42 с.
5. Гаврильев П.П. Рекомендации по определению режима лиманного орошения лугов и пастбищ в Центральной Якутии, Якутск. 1976. – 28 с.
6. Егоров В.П. Оло5ум олуктара. / В.П. Егоров. - Якутск: Бичик, 2007. – 176 с.
7. Ерхов, Н.С. Мелиорация земель / Н.С. Ерхов, Н.И. Ильин, В.С. Мисенев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1991. – 317 с.
8. Колпаков, В.В. Сельскохозяйственные мелиорации. / В.В. Колпаков, И.П. Сухарев. – М.: Колос, 1981. – 328 с.
9. Лиманное орошение. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://mse-online.ru/oroshenie/limannoe-oroshenie.html
10. Михайлова, Н.Н. ОроЬу нэЬилиэгэ. / Н.Н. Михайлова. - Якутск: Сахаполиграфиздат, 2007.
11. Платонов Степан Николаевич: воспоминания. ахтыылар / [сост. П.И. Докторов]. - Якутск : НИПК "Сахаполиграфиздат", 1996. - 176 с.
12. Проектирование плотин для оросительных мелиораций в Центральной Якутии / P.M. Каменский. Якутск, изд. ИМЗ СО АН СССР, 1976. – 233 с.
13. Рабочий проект «Реконструкция участка Арыылаах Оросуно-Негодяхской CЛO лугов в совхозе им. И. Барахова В-Вилюйского района ЯАССР» / Якутгипроводхоз. - Якутск, 1978.
14. Слоев, Л.Н. Проектированию плотин для оросительных мелиораций в Центральной Якутии. / [Л.Н. Слоев, А.П. Селиверстов, П.А. Соловьев и др.]; Отв. ред. Р.М. Каменский ; АН СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т мерзлотоведения. - Якутск : Кн. изд-во, 1976. - 235 с.
15. Черемисинов, А.Ю. Сельскохозяйственные мелиорации: учебное пособие. / А.Ю. Черемисинов, С.П. Бурлакин. – Воронеж: ВГАУ, 2004. – 247 с.
16. Чистяков Г.Е. Водные ресурсы рек Якутии. М.: Наука, 1964. - 255 с.
17. Чжан Р.В. Температурный режим и устойчивость низконапорных гидроузлов и грунтовых каналов в криолитозоне: дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук: Чжан Рудольф Владимирович / Якутск, 2001. – 373 с.
18. Чураков Д.С. Гидрогеологические расчеты // Проектирование плотин для оросительных мелиораций в Центральной Якутии. Якутск: Як. книжн.изд-во, 1976. - С.64-90.
19. Шашко Ф.Н. Климатические условия Центральной Якутии. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 262 с.
20. Шур Ю.Л. Термокарст. М.: Недра, 1977. - 80 с.

References


1. Bazavluk. V.A. Inzhenernoye obustroystvo territoriy melioratsiyey zemel: uchebnoye posobiye. V.A Bazavluk. E.V. Predko. – Tomsk : Izd-vo Tom. gos. arkhit.-stroit. un-ta. 2014. – 183 p.
2. Buslayev I.G. Teplo-. vlagoobespechennost i normy gidromelioratsiy v Tsentralnoy Yakutii. I.G. Buslayev - Yakutsk: Kn. izd-vo. 1981. – 92 p.
3. Byrdakarov. V.A. «Orou-Negedeek» sistematyn istoriyata.
4. Gavrilyev P.P. Geokriologicheskiye osnovy melioratsii i ratsionalnogo ispolzovaniya zemel v Yakutii: avtoref. diss. … dokt. geogr. nauk gavrilyev Petr Petrovich. - Yakutsk. 1992. - 42 p.
5. Gavrilyev P.P. Rekomendatsii po opredeleniyu rezhima limannogo orosheniya lugov i pastbishch v Tsentralnoy Yakutii. Yakutsk. 1976. – 28 p.
6. Egorov V.P.Olo5um oluktara. V.P. Egorov. - Yakutsk: Bichik. 2007. – 176 s.
7. Erkhov. N.S. Melioratsiya zemel. N.S. Erkhov. N.I. Ilin. V.S. Misenev. – 2-e izd.. pererab. i dop. – M.: Agropromizdat. 1991. – 317 p.
8. Kolpakov. V.V. Selskokhozyaystvennyye melioratsii. V.V. Kolpakov. I.P. Sukharev. – M.: Kolos. 1981. – 328 p.
9. Limannoye orosheniye. [Elektronnyy resurs] URL: http://mse-online.ru/oroshenie/limannoe-oroshenie.html
10. Mikhaylova. N.N. Orou neiliege. N.N. Mikhaylova. - Yakutsk: Sakhapoligrafizdat. 2007.
11. Platonov Stepan Nikolayevich: vospominaniya. akhtyylar / [sost. P.I. Doktorov]. - Yakutsk : NIPK "Sakhapoligrafizdat". 1996. - 176 p.
12. Proyektirovaniye plotin dlya orositelnykh melioratsiy v Tsentralnoy Yakutii. Otv. red. P.M. Kamenskiy. Yakutsk. izd. IMZ SO AN SSSR. 1976. – 233 p.
13. Rabochiy proyekt «Rekonstruktsiya uchastka Aryylaakh Orosuno-Negodyakhskoy CLO lugov v sovkhoze im. I. Barakhova V-Vilyuyskogo rayona YaASSR». Yakutgiprovodkhoz. - Yakutsk. 1978.
14. Sloyev. L.N. Proyektirovaniyu plotin dlya orositelnykh melioratsiy v Tsentralnoy Yakutii. [L.N. Sloyev. A.P. Seliverstov. P.A. Solovyev i dr.]; R.M. Kamenskiy ; AN SSSR. Sib. otd-niye. In-t merzlotovedeniya. - Yakutsk : Kn. izd-vo. 1976. - 235 p.
15. Cheremisinov. A.Yu. Selskokhozyaystvennyye melioratsii: uchebnoye posobiye. A.Yu. Cheremisinov. S.P. Burlakin. – Voronezh: VGAU. 2004. – 247 p.
16. Chistyakov G.E. Vodnyie resursyi rek Yakutii. M.: Nauka, 1964. - 255 p.
17. Chzhan R.V. Temperaturnyiy rezhim i ustoychivost nizkonapornyih gidrouzlov i gruntovyih kanalov v kriolitozone: diss. na soiskanie uchenoy stepeni dokt. tehn. nauk: Chzhan Rudolf Vladimirovich. Yakutsk, 2001. – 373 p.
18. Churakov D.S. Gidrogeologicheskie raschetyi. Proektirovanie plotin dlya orositelnyih melioratsiy v Tsentralnoy Yakutii. Yakutsk: Yak. knizhn.izd-vo, 1976. - Pp. 64-90.
19. Shashko F.N. Klimaticheskie usloviya Tsentralnoy Yakutii. M.: Izd-vo AN SSSR, 1961. - 262 p.
20. Shur Yu.L. Termokarst. M.: Nedra, 1977. - 80 p.

Возврат к списку