УДК 502/504:627.83:631.6

Водные мелиорации, как метод повышения экологической устойчивости водосборов при их комплексном обустройстве (на примере водосборов степной зоны Западного Башкортостана)

Камалетдинова Л. А., аспирант

Башкирский государственный аграрный университет, Россия

Обоснованы актуальность комплексного обустройства водосборов и водных мелиораций при комплексном обустройстве водосборов степной зоны Западного Башкортостана на основе литературных источников и результатов исследований.

Современное экологическое состояние водосборов степной зоны Западного Башкортостана определяется значительной освоенностью, функционированием в них природно-техногенных комплексов. Природно-техногенные комплексы в них сформировались под действием различных техногенных факторов. К числу существенных техногенных факторов республики относится нефтегазодобыча и переработка, формирующие нефтега- зовый комплекс со своими коммуникациями и энергосистемами.

Для поддержания экологической устойчивости необходимо комплексное обустройство (мелиорация) водосборов [1,2]. Под комплексным обустройством водосборов подразумевается целостная система поэтапных мероприятий на крупных генетически однородных территориях (водосборах), создающих культурные ландшафты, где природопользование оптимизировано на научной основе и увеличение продуктивности земель проводится при сохранении, а в случае необходимости, и при повышении общей экологической устойчивости ландшафтов. Система мероприятий включает: водные мелиорации и регулирование эколого-геохимической устойчивости почв сельскохозяйственных земель, поддержание плодородия почв после водных мелиораций, оптимизацию структуры и восстановление экологического каркаса водосборов, облагораживание местной гидрографической сети и борьбу с эрозией на склонах [3,4]. Одним из методов повышения экологической устойчивости водосборов являются комплексное обустройство, которое одним из основных приемов предусматривает проведения водных мелиораций. 

 Мелиорация земель должны повышать экологическую устойчивость водосбора, так как они в первую очередь оптимизируют тепло- и влагообеспеченность, что повышает биологическую продуктивность земель, устраняют кислотность, засоленность, осолонцованность, загрязненность почв и, следовательно, повышают их плодородие; восстанавливают нарушенный почвенный и растительный покров. Это в свою очередь повышает устойчивость к негативным воздействиям, самоочищаемость и самовосстановление водосборов. Но этого достигают только при строго дозированных мелиоративных воздействиях, соблюдении требуемых для данной зоны показателей мелиоративного режимов. При их разработке использованы результаты картографических исследований территорий водосборов, исследований техногенных факторов, воздействующих на природные компоненты и сравнительной оценки экологической устойчивости водосборов [5].

Обоснование водных мелиораций при комплексном обустройстве водосборов выполнено на основе моделирования функционирования водосборов степной зоны Западного Башкортостана по программе «Катена» [6,7]. Программы «Катена» позволяет рассчитать показатели водного режима и продуктивности сопряженных фаций катен водосборов за бесконечно длительный промежуток времени. Временной интервал ограничивается только длительностью многолетних наблюдений за погодными условиями (в нашем случае период с 1978 по 2016 годы). Программа содержит численное решение двумерного уравнения влагопереноса в зоне аэрации и в зоне полного влагонасыщения [8].

Результаты исследований. Степная группа объединяет два водосбора. Все относятся к подгруппе близких к засушливым.

При средних по степной групп годовых осадках 471 мм и эвапотранспирации – 370 мм, подземный отток из элювиальной в транзитную фацию составляет 9%, а из транзитной в супераквальную - 22 % годовой суммы осадков. Дополнительный приток влаги в пониженную фацию составляет 175 мм или 37% от годовых осадков.

В направлении от элювиальной к супераквальной фации весеннее увлажнение и впитывание в почву во всех подгруппах уменьшается, а подземный отток и промываемость увеличивается.

Средняя относительная урожайность в естественных условиях составляет 0,17 от потенциальной урожайности.

Водосборам степной групп водосборов рекомендуются следующие методы мелиораций:

-орошение. На водосборах групп наблюдается устойчивый дефицит увлажнения и для повышения продуктивности водосборов рекомендуется регулярное орошение всех фаций;

-осушение. Хотя средняя минимальная многолетняя глубина супераквальных фации составляет 1,5 м, они продолжают испытывать дополнительный приток влаги. На пониженных фациях рекомендуется организация систематического дренажа, понижающий минимальные уровни грунтовых вод до значений, вызывающих незначительную (до 5 мм/год) промываемость почв. При необходимости предусмотреть ловчую дрену, ограждающую пониженные фации от притока подземных вод со склонов;

-нормы орошения и осушения не должны ухудшать экологическое состояние водосборов, то есть мелиоративные составляющие устойчивости мелиорируемых фаций должны быть не ниже 1,0.

Результаты исследований. Изменение составляющих местного стока после мелиораций благоприятное:

- годовой местный сток увеличивается с 93 до 136 мм,

- сток весеннего половодья уменьшается со 64 до 57 мм,

- меженный сток увеличивается со 29 до 79 мм.

Прогноз мелиоративного режима водосборов степной групп (таблицы 1 и 2) установления путей оптимизации интенсивности дренирования и эколого-экономическим обоснованием оросительных норм.

Проведенные мелиоративные мероприятия оптимизируют водный режим фаций, увеличивая прирост продуктивности фации (относительной урожайности).

Регулярное орошение фаций с экологически обоснованными нормами выравнивает значения статьей водного баланса водосборов и их вариация в основном происходит в зависимости от рельефа местности и глубины заложения грунтовых вод после мелиораций. Наибольшая оросительная норма наблюдается на водосборе Ашкадар (до 800 мм).

Таблица 1 - Результаты прогноза водного режима водосборов степной группы после мелиораций

Примечания: ПВ - Предполивная влажность, в долях ППВ; ВВ - Впитывание воды в почву весной и в теплый период; ОН - Оросительная норма; ЭТ – Эвапотраспирация; СД - Сток в дренаж; ПО - Подземный отток на пониженные фации; ПП - Промываемость почвы; ОУ - Относительная урожайность, в долях; МГ - Многолетняя минимальная глубина, м.

Таблица 2 - Результаты прогноза обобщенного водного режима катен

водосборов степной групп после мелиораций

Примечание: сокращения те же, что и в таблице 1.

При осушение пониженных фаций нормой 1.5÷1.9 м будет обеспечена экологической безопасность и наблюдаться небольшая промываемость почв.

После мелиораций впитывание воды в почву увеличивается в среднем на 41%, эвапотранспирация – 14%, подземный отток – 69% и отностительная урожайность – 52%.

Экологически безопасная предполивная влажность 0,72 ППВ обеспечивается усредненной оросительной нормой у водосборов степной группы – 530 мм в год.

Выводы.

1. Степные зоны обладают низкой степенью экологической устойчивости. Необходимо повышение их экологической устойчивости путем проведения водных мелиораций.

2. На водосборах степной группы рекомендуется регулярное орошение всех фаций. Поливы проводить с предполивной влажностью 0,72 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных фаций с нормами до 1,9 м. Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 3,3 раза.

Библиографический список

1. Хафизов, А. Р. Воздействие техногенных факторов на природные компоненты водосборов Западного Башкортостана [текст]/ А.Р. Хафизов // Актуальные вопросы современного водохозяйственного комплекса: матер. междунар. науч.-прак. Конф. - Омск: ИПК Макшеевой, 2009.-С. 10-14

2. Хафизов, А. Р., Хазипова, А.Ф. Степень воздействия водохранилищ на экологическую устойчивость водосборов Западного Башкортостана [текст] / А.Р. Хафизов, А.Ф. Хазипова // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2010): Сборник научных статьей VII-й Международной научно-технической конференции. Том I . - Уфа: УГАТУ, 2010. – С. 296-302

3. Хафизов,  А. Р. Формирование стока среднего течения реки Белой Юмагузинским и Нугушским водохранилищами  [текст] / А. Р. Хафизов, В.М.  Юров, И.И. Кулыев И.И.  // Сбор. матер. ХII междунар. науч.-прак. Симпозиума и выставки. «Чистая вода России». -  Екатеринбург, 2013.-С.290-297

 4. Камалетдинова Л.А. Классификация и экологическое состояние водосборов степной зоны западного Башкортостана [текст] / Л.А. Камалетдинова // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Аграрная наука в инновационном развитии АПК»– Уфа.: БГАУ, 2016. –С. 85-89.

5. Камалетдинова Л. А. Обоснование водных мелиораций водосборов лесостепной зоны РБ на основе их тепловлагообеспеченности [текст]  / Л. А. Камалетдинова // Аграрная наука в инновационном развитии АПК.- Уфа, 2015.-С. 279-285

6. Хафизов А.Р. Технология составления карты фаций водосборов / Хафизов А.Р., Зубаиров Р.Р.//
Сборник «Организация территории: статика, динамика, управление материалы XI международной научно-практической конференции. Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы» - Институт степи Уральского отделения РАН, Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана, Западно-Казахстанский государственный университет им. М. Утемисова, 2014. - С. 22-25.

3 Хафизов, А. Р. Моделирование природных процессов при комплексном обустройстве водосборов [текст] / А. Р. Хафизов //  Проблемы региональной экологии.-2010.-№4. –с.49.

4 Хафизов, А. Р. Обоснование необходимости обустройства водосборов Западного Башкортостана  [текст] / А. Р. Хафизов // Природообустройство. - - 2008. - № 3. - с. 32-34.

5 Хафизов, А. Р. Перспективы обустройства водосборов в Башкирии [текст] / А. Р. Хафизов // Мелиорация и водное хозяйство. - М., 2008. - № 6. - с. 9-10.

6 Хафизов, А. Р. Экологические проблемы и комплексное обустройство водосборов Западного Башкортостана [текст] / А. Р. Хафизов // Аграрный вестник Урала. - М., 2010.-№3(69).-с. 86-88.

7 Хафизов, А.Р., Хазипова, А.Ф. Модель рельефа земной поверхности ландшафтных катен водосборов Западного Башкортостана [текст] / А. Р. Хафизов, А.Ф. Хазипова //  Матер. Межд. науч.-практ. конф., посвящен. 80-летию ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК», Часть II. -  2010.– с. 213-216.

8 Хафизов, А.Р., Хазипова, А.Ф. Об учете классификации водосборов Западного Башкортостана по природно-климатическим и физико-географическим показателям при геоморфологических исследованиях [текст] / А. Р. Хафизов, А.Ф. Хазипова // Матер. всеросс. науч.-прак. конф. в рамках XXI межд. специализ. выст. «Агрокомплекс 2011» (март, 2011) «Особенности развития агропромышленного комплекса на современном этапе». Часть 1. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2011.-с.280-282.

9 Хафизов, А.Р., Хазипова, А.Ф. Связь между физико-географическими районами и тепловлагообеспеченностью фаций водосборов лесостепной зоны Западного Башкортостана [текст] / А. Р. Хафизов, А.Ф. Хазипова // Геоэкологические основы землеустройства: Матер. междунар. науч.-прак. конф, 2014 - Уфа: БГПУ им. М.Акмуллы, с. 32-37.

10 Хафизов А.Р., Шакиров А.В., Хазипова А.Ф. Использование геоморфологических параметров катен в моделе устойчивого функционирования водосборов Западного Башкортостана [текст] / Хафизов А.Р., Шакиров А.В., А.Ф. Хазипова // Экологические системы и приборы. – 2013. № 5. – с. 28-31.

11 Хафизов, А. Р., Шакиров А. В. Экологическая трансформация инфраструктуры водосборов Западного Башкортостана [текст] / А. Р. Хафизов //  Проблемы региональной экологии.-2009.-№6. –с.9-14.

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости
   
10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ