Ю. Д. Федотов мелиоративная география конспект

Вид материала

Конспект

Содержание Вопросы и задания для самопроверки 6. Климатические мелиорации Климатическая мелиорация – Микроклиматические мелиорации Пути и способы мелиораций климата Влияние климатических мелиораций на окружающую Вопросы и задания для самоподготовки 7. Влияние мелиораций на окружающую 7.1. Природно-мелиоративный мониторинг 7.2. Влияние осушительных мелиораций на окружающую природную среду 7.3. Влияние оросительных мелиораций на окружающую Вопросы и задания для самоподготовки 8. Обоснование, проектирование и экспертиза проектов 8.1. Обоснование в потребности проведения мелиораций 8.2. Природоохранные мероприятия проектов Охрана атмосферного воздуха Охрана растительности, почвенного покрова, животного мира и ландшафтов.

Подобный материал:

• Живописец Федотов Павел Андреевич, 93.55kb.
• Учебное пособие Саратов 2011 Рецензен, 369.27kb.
• Основная образовательная программа по специальности «география» 050103 (032500), 45.08kb.
• Формирование экономических понятий при изучении географии мирового хозяйства, 29.04kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине "география северного кавказа" для студентов,, 265.46kb.
• Программа по дисциплине опд. Ф. 11 "Экономическая, социальная и политическая география", 377.43kb.
• География для среднего (полного) общего образования, 253.55kb.
• Рабочая программа учебного курса «Социальная и экономическая география мира», 488.27kb.
• Лобановой Татьяной Анатольевной. Тема урок, 102.01kb.
• Конспект учебного занятия по курсу «Краеведение», 6 класс Тема, 453.8kb.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Какое народнохозяйственное значение имеют снежные мелиорации?

2. Оцените вклад в развитие мелиорации П. А. Костычева.

3. Какие природные условия следует учитывать при проведении снежных мелиораций?

4. Перечислите основные способы проведения снежных мелиораций.

5. Оказывают ли влияние снежные условия на природные условия.


6. КЛИМАТИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ


6.1. Значение и предпосылки климатических мелиораций.

6.2. Пути и способы мелиораций климата.

6.3. Влияние климатических мелиораций на окружающую природную среду.

1. Значение и предпосылки климатических мелиораций
   

На территории России наблюдается большое разнообразие климатов. Климат отдельных регионов благоприятен для земледелия и рекреации. Длительный вегетационный период на юге дает возможность возделывать разные по времени созреваемые сорта овощных и плодовых культур и винограда.

Наряду с благоприятными чертами климата он характеризуется рядом неблагоприятных особенностей для сельского хозяйства. Так, в северных районах не достает тепла, типичны заморозки. На Прикаспийской низменности наблюдается дефицит влаги. В Сибири суровые холодные зимы, распространена многолетняя мерзлота. В ряде мест проявляются неблагоприятные метеорологические условия такие как засуха, суховеи, сильные морозы и обильные осадки.

Разработка теории мелиорации климата принадлежит А. И. Воейкову. Он писал, что изменяя рельеф местности, направление течения рек, растительный покров можно улучшить климат больших территорий.

Климатическая мелиорация – комплекс приемов, направленных на оптимизацию радиационного, теплового и водного баланса сельскохозяйственных угодий. В зависимости от масштаба различают:

1. Микроклиматические мелиорации – проводятся на небольшой территории в приземном слое воздуха (в теплицах, садах, виноградниках и т. д.);

2. Мезоклиматические мелиорации – проводят в пределах административных районов, речных бассейнов, ландшафтных районов и провинций.

3. Макроклиматические мелиорации – проводят на значительных территориях.

2. Пути и способы мелиораций климата
   

По методам проведения выделяют мелиорации: агротехнические, гидротехнические, фитогенетические, специальные, осуществляемые инженерными сооружениями.

На практике чаще всего имеют дело с микроклиматическими мелиорациями. В настоящее время основными способами мелиорации микроклимата являются: 1) орошение и обводнение; 2) осушение и сведение леса; 3) фитомелиорация; 4) снежная мелиорация, приводящая к увеличению влагозапасов; 5) искусственный обогрев для борьбы с заморозками; 6) агротехнические приемы, создающие лучшие условия для аэрации почв, благоприятные для увлажнения.

Сейчас возможно активное воздействие на климат значительных по площади территорий. Возможны два пути такого воздействия: 1) воздействие на неустойчивые во времени и в пространстве атмосферные процессы; 2) воздействие на относительно устойчивые природные явления – рельеф, подстилающая поверхность, морские течения, недра Земли. Примером первого направления является внесение ядер конденсации искусственным путем. Искусственное вызывание атмосферных осадков или рассеяние облаков, предотвращение градобития. Для этих целей в атмосферу с помощью самолета или ракет вносят химические вещества (твердая углекислота, окислы йодистого серебра). Примерами второго направления являются: 1) создание крупных водохранилищ; 2) сведение и посадка лесов на значительных территориях; 3) таяние ледников; 4) распашка земель; 5) искусственное орошение или осушение.

2. Влияние климатических мелиораций на окружающую
   

природную среду

Климатические мелиорации оказывают многостороннее влияние на окружающую природную среду и в первую очередь на биоту. Агротехнические мероприятия улучшают водно-термические условия почвы. Ранняя зяблевая вспашка уменьшает поверхностный сток, переводит его в подземный. Укрытие почвы мульчей существенно уменьшает физическое испарение с поверхности почвы.

Ряд агротехнических приемов (дымление, укрытие пленкой, открытый обогрев) весьма эффективны в период заморозков. В качестве топлива можно использовать торф, опилки, сухие листья, нефть и др.

Снежные мелиорации увеличивают запасы влаги в почве.

Фитомелиорация ослабляет действие пыльных бурь и суховеев, увеличивает высоту снежного покрова, сокращает непродуктивный поверхностный сток, увеличивает продуктивный подземный сток, улучшает водно-воздушный режим сельскохозяйственных полей.

Орошение и различные способы борьбы с засухой и суховеями ведет к увеличению запасов воды в атмосфере, испарению влаги с поверхности влажной почвы, заболачиванию, засолению, мелиоративной эрозии почв.

Осушение сокращает влажность атмосферного воздуха, понижает уровень грунтовых вод, ведет к смене влаголюбивой растительности на более сухолюбивые виды.


ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Каково значение и предпосылки климатических мелиораций?

2. Какие виды климатических мелиораций Вы знаете?

3. Назовите основные пути и способы мелиорации климата.

4. Расскажите о влиянии климатических мелиораций на окружающую природную среду.


7. ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ

ПРИРОДНУЮ СРЕДУ


7.1. Природно-мелиоративный мониторинг.

7.2. Влияние осушительных мелиораций на окружающую природную среду.

7.3. Влияние оросительных мелиораций на окружающую природную среду.


7.1. Природно-мелиоративный мониторинг

Природно-мелиоративный мониторинг, по классификации И. П. Герасимова [2] относится к геоэкологическому, природно-хозяйственному. Основные задачи природно-мелиоративного мониторинга: контроль за состоянием мелиорированных территорий и ландшафтов, относящихся к зоне влияния осушительных и оросительных систем, природная, технологическая, экономическая оценки выявленных изменений, оперативное предупреждение нежелательных последствий, прогноз состояния мелиоративных систем и ландшафтов на прилегающей территории. Мониторинг проводится на стационарах. Условиям проведения мониторинговых исследований отвечают бассейны малых рек 1 – 3 порядков, а также мелиоративные системы, включающие сеть гидротехнических сооружений и территорию, находящуюся в зоне их действия.

Объектами мониторинговых исследований являются фации и урочища.

Исследования включают несколько этапов. На первом этапе проводятся работы по выбору объекта и организации стационара, инвентаризации природных условий местности и закладке фоновых участков. Второй этап соответствует интенсивной трансформации ПТК, включает исследования по полной программе наблюдений. Третий этап соответствует периоду более спокойного развития ПТК под влиянием мелиорации.

Программа исследования на точках включает в себя: теплобалансовые и водобалансовые наблюдения, режимные наблюдения на уровнем грунтовых вод, влажностью и аэрацией почв, снегомерную съемку, определение глубины промерзания почвы, полный агрохимический анализ почв, гидрохимический анализ поверхностных, почвенно-грунтовых и дренажных вод, ботаническое описание площадок, определение продукции фитомассы, прироста деревьев, балансовые наблюдения органического вещества и гумуса в почвах. Стационар оснащается оборудованием и приборами, позволяющими проводить по общепринятым методикам, планируемый комплекс исследований в необходимые сроки.


7.2. Влияние осушительных мелиораций на окружающую природную среду

Водные мелиорации оказывают большое влияние на микроклимат, почву, растительность и в целом на природные системы. Влияние осушения происходит через подвижные компоненты ландшафта – поверхностные и грунтовые воды.

Осушение способствует увеличению годового стока за счет сработки «вековых» запасов болотно-грунтовых вод, внутригодовое распределение стока становится более равномерное, увеличивается меженный сток. Понижается уровень почвенных и грунтовых вод. Устраняется застаивание весной талых вод и вымокание растений. Это ведет к уменьшению полной влагоемкости и влажности верхних слоев почвы, увеличивается температуропроводность почвы и продуктивность сельскохозяйственных и лесных культур. Формируется новый микроклимат. Уменьшаются затраты тепла на физическое испарение, увеличиваются затраты тепла на нагревание приземного слоя воздуха и почвы, повышается температура почвы и приземного слоя воздуха, увеличиваются суточные амплитуды температуры воздуха в виду более интенсивного нагрева днем и выхолаживания ночью. За теплый период года увеличивается испарение и транспирация. Уменьшается величина радиационного баланса в теплый период года. Заморозки становятся более интенсивнее, но вероятность их возникновения уменьшается.

Примерами крупных осушенных ландшафтов являются Колхидская низменность, Мещера, Белорусское Полесье, Эстония и Латвия.

Мещера. Река Пра

7.3. Влияние оросительных мелиораций на окружающую

природную среду

П
Современный ландшафт Ферганской долины

ри орошении микроклиматические изменения выражаются в следующем: увеличивается радиационный баланс (благодаря увлажнению почвы и изменению ее цвета уменьшается величина альбедо), изменяется тепловой баланс (происходит снижение температуры почвы, увеличиваются затраты тепла на испарение с поверхности почвы и растений), увеличивается увлажнение почвы и запасы влаги в ней, повышается влажность воздуха (в результате увеличения испарения), понижается температура воздуха и почвы. При орошении увеличивается количество влаги идущее на транспирацию и испарение. В почвах орошение ведет к повышению общей щелочности, растворимости фосфорной кислоты, доступности калия, улучшаются физические свойства почвы. Формируются новые виды почв – культурно-поливные. Орошение ведет к подъему уровня грунтовых вод, иногда к увеличению их минерализации. Орошение вносит изменения в физиологию и водный режим самих растений. В результате орошения: усиливается развитие корневой системы, мощность листового аппарата, увеличивается количество воды в клетках растений, намного быстрее идет отток углеводов из листьев, изменяется ферментная деятельность растений, резко увеличивается продуктивность растений.

В районах крупных оросительных систем преобразуется вся природная система. Примером ирригационных ландшафтов является Ферганская долина (рис. 22), Голодная степь, оазисы Каракумской пустыни.



Рис. 22. Орошение и освоение голодной степи (А. М. Шульгин, 1980): 1 – оросительные каналы (магистральные), 2 – коллекторно-сбросные каналы, 3 – деривационный канал, 4 – насосные станции, 5 – хлопковые севообороты, 6 – овощекормовые севообороты и многолетние насаждения, 7 – существующее орошение (старая зона), 8 – вновь освоенные земли.


К неблагоприятным моментам орошения можно отнести подтопление и заболачивание, мелиоративную эрозию, засоление почв и загрязнение грунтовых вод.


ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Что такое природно-мелиоративный мониторинг?

2. Что включает в себя программа стационарных мониторинговых исследований?

3. Какое влияние на ландшафт оказывают осушительные мелиорации?

4. Какое влияние на ландшафт оказывают оросительные мелиорации?


8. ОБОСНОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТОВ

МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ


8.1. Обоснование в потребности проведения мелиораций.

8.2. Природоохранные мероприятия проектов гидротехнических

систем.

8.3. Эколого-географическая экспертиза проектов мелиораций

ландшафтов.


8.1. Обоснование в потребности проведения мелиораций

Главное методическое средство выбора направления и способов мелиорации – комплексное природно-мелиоративное районирование крупных регионов страны. Наиболее подробное комплексное природно-мелиоративное районирование для Нечерноземной зоны России было выполнено в Институте гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова под редакцией Е. П. Панова [2]. На основе схем гидролого-климатического, гидрогеологического и литолого-почвенного районирования, комплексного (ландшафтного) физико-географического районирования была составлена схема природно-мелиоративного районирования Нечерноземной зоны России. На схеме были выделены основные направления, виды и способы мелиорации.

К основным направлениям мелиорации отнесены: осушение, орошение, тепловые мелиорации, культуртехника, борьба с эрозией.

Основными видами мелиорации названы: ускорение поверхностного стока, понижение уровня грунтовых вод, понижение уровня напорных грунтовых вод, регулирование руслового стока, повышение инфильтрационной способности почвогрунтов, дополнительное увлажнение, улучшение температурного режима почв, культуртехнические мероприятия, известкование, противоэрозионные мероприятия.

Основные способы мелиорации: а) закрытый дренаж, б) закрытые каналы; в) искусственные ложбины; г) ловчие каналы и дрены; д) кротовый дренаж; е) кротование; ж) агромелиоративные меоприятия (узкозагонная вспашка, глубокое рыхление и др.); з) регулирование рек-водоприемников; и) обваловывание с машинным водоподьемом; к) дождевание; л) шлюзование; м) мероприятия по улучшению теплового режима почв (снегозадержание, борьба с заморозками, мульчирование поверхности и пр.); н) уборка камней; о) удаление кустарника и мелколесья, срезка кочек, ликвидация мелкоконтурности; п) известкование; р) противоэрозионные мероприятия (террасирование склонов, посадка лесных полос, облесение территории и т. п.); с) рыхление рудякового горизонта; т) строительство водоемов.

Обоснование проектов сельскохозяйственной мелиорации региона должно включать следующие разделы и подразделы:

1. Современное состояние сельского хозяйства.

1.1. Материальные ресурсы.

1.2. Трудовые ресурсы.

1.3. Земельные ресурсы.

1.4. Фактическое производство сельскохозяйственной продукции на 1 га сельскохозяйственных угодий, на 1 га пашни, на 1 человека.

1.5. Необходимое производство сельскохозяйственной продукции для обеспечения продуктами питания и сырьем населения региона.

2. Потребность в водных мелиорациях.

3. Сельскохозяйственное водоснабжение.

3.1. Водоснабжение населенных пунктов.

3.2. Водоснабжение производственных предприятий.

4. Экономическое обоснование.

4.1. Себестоимость водных мелиораций.

4.2. Себестоимость «безводного» увеличения производства сельскохозяйственной продукции.

4.3. Природоохранные мероприятия.


8.2. Природоохранные мероприятия проектов

гидротехнических систем

В 1980 г. Минводхозом СССР было принято «Руководство по разработке раздела «Охрана природы» в составе проекта мелиорации земель». В 1993 г. утверждено Положение о государственной экологической экспертизе, а в 1996 г. вышел в свет ФЗ «Об экологической экспертизе». Согласно «Руководству по экологической экспертизе предпроектной и проектной документации» (1993) и «Указаниям к экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности в предпроектной и проектной документации» (1994) эколого-географическое обоснование создания мелиоративных систем в разделе «Охрана окружающей среды» должно содержать:

– информацию о природной среде (природные условия и хозяйственное использование территории, природоохранные объекты, количественные показатели состояния отдельных компонентов природы и ландшафтов в целом;

– оценку существующего экологического состояния района;

– ограничения по использованию природной среды;

– прогноз изменений состояния окружающей среды (ландшафтов) при реализации проекта;

– сведения о социальной среде и здоровье населения;

– характеристику природоохранных мероприятий, оценку их достаточности и эффективности.

Проект должен содержать необходимый состав картографических материалов, предоставляемых на государственную экологическую экспертизу:

1. Ситуационный план.
   
2. Ландшафтную карту.
   
3. Ландшафтно-геохимическую карту.
   
4. Гидрогеологическую и инженерно-геологическую карты
   
5. Карту использования земель.
   
6. Карту антропогенных и техногенных источников воздействия.
   
7. Почвенную карту и карту деградации земель.
   
8. Карту современного состояния растительного покрова
   
9. Карту размещения ценных биотопов и путей миграции животных
   
10. Гидрологическую карту
    

11.Геоморфоогическую карту оценки опасности современных геоморфологических процессов.

12. Медико-демографическую карту.

13. Совокупность прогнозных карт.

Охрана вод в проектах мелиораций. Для охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения устраивают водоохранные зоны и полосы, обеспечивают нормативные требования к качеству сбросных вод. Все виды хозяйственной деятельности в пределах водоохранных зон должны быть строго регламентированы и производиться по согласованию с местными органами власти. В проектах строительства мелиоративных систем должны быть учтены следующие мероприятия:

– при регулировании русел следует избегать длинных прямых участков и максимально приспосабливаться к естественному состоянию русла;

– вблизи городов и населенных пунктов создание условий для удовлетворения рекреационных потребностей населения и водных объектах;

– создание условий для обитания и воспроизводства промысловых, а также особо охраняемых видов растений и животных;

– устройство водоохранных зон.

В проектах мелиораций предусматриваются меры по предупреждению зарастания водоемов, которые включают в себя подготовку ложа водохранилища (лесоочистка), предотвращение поступления в водоемы неочищенных сточных вод, ядохимикатов и удобрений.

Влияние мелиоративных систем на качество вод оценивают по следующим показателям: NH₄, NO₂, NO₃, PO₄, K, Ca, Mg, Na, Fe₂, Fe_общ., пестициды, гербициды, кислотность, растворимый кислород, БПК₂₀, бихроматная и перманганатная окисляемость, органические азот и фосфор, СО₂, NH₃. Оцениваются физические свойства воды, цвет, запах, температура, прозрачность и концентрация взвешенных веществ. Основными расчетными периодами для оценки качества вод являются: спад весеннего половодья, период летне-осенних дождевых паводков, летняя межень.

Для предотвращения загрязнения водоприемников мелиоративных систем предусматривают агротехнические, гидротехнические и организационные мероприятия.

В состав гидротехнических мероприятий входит устройство постоянных и временных отстойников в устьевых частях каналов для перхвата наносов, поступающих в открытую сеть, аэрирование вод путем установки разбрызгивателей на стоковых коллекторах и перегораживающих сооружения для перевода токсичного закисного железа в окисные формы и далее в осадок.

Охрана атмосферного воздуха. Основными методами борьбы с загрязнением воздуха над мелиорированными объектами являются: снижение скорости ветра путем посадки лесных полос; содержание верхнего слоя почвы в условиях повышенной влажности, уменьшение содержания выхлопных газов от работающих машин; организация противопожарных мер на осушаемых торфяниках; применение почвозащитных севооборотов.

Для предупреждения запыления воздуха дефляцией от песчаных гряд на болотных массивах высокие гряды покрывают лесом, а невысокие выравнивают.

Охрана растительности, почвенного покрова, животного мира и ландшафтов. На территории сосредоточения редких и исчезающих видов растений биоценозов с лекарственными растениями должно обеспечиваться сохранение заповедного режима или комплекса инженерных мероприятий. Дается прогноз изменения уровня залегания грунтовых вод и в целом ландшафта. Верховые болота с естественными клюквенниками и ягодниками не подлежат осушению При расположении таких болот в зоне влияния мелиоративных систем обеспечивают их дополнительное обводнение.

При проектировании мелиоративных систем на объектах, где имеются места гнездования, откорма, зимовки водоплавающих (в случае не замерзания водоемов), оставляют в естественном состоянии малопригодные для сельского хозяйства участки в качестве резерватов. В местах массового поселения бобров, ондатры и нутрии предусматриваются мероприятия по улучшению условий их обитания, включая сохранение и посадку в защитных лесных полосах ивы, осины, ольхи и других древесных пород. Массивы с наличием поселений выхухоли и других животных, занесенных в «Красную книгу», мелиорации не подлежат.

При проектировании линейных сооружений (каналов, дорог и т. д.) учитывают пути миграции животных, а в случае необходимости предусматривают специальные переходы. В местах обитания животных и птиц нельзя применять химический уничтожения древесной и кустарниковой растительности.

При проектировании мелиоративных систем предусматривают: рыбозащитные мероприятия по охране среды обитания рыб, выделению рыбоохранных зон, сохранению путей нерестовых, зимовальных кормовых миграций рыб, для чего возводятся рыбопропускные сооружения и рыбоотводные каналы; мероприятия, предотвращающие попадание молоди рыб в зону влияния водозаборных сооружений и компенсирующие ущерб, нанесенный рыбному хозяйству в результате строительства и эксплуатации мелиоративных систем.

При мелиоративном строительстве должны сохраняться памятники природы, различные историко-архитектурные объекты, памятники истории, архитектуры и культуры. При проектировании мелиоративных объектов предусматривают выделение рекреационных зон, мероприятия по водообеспечению территорий.

В целом проектирование милиоративных систем входит в систему территориального проектирования, в т. ч. в состав ТерКСОП. Его основные принципы и положения должны учитываться при проектировании мелиоративных систем.