Мелиорация эродированных земель в степных ландшафтах Приволжской возвышенности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат технических наук Ковалев, Александр Николаевич

• Ковалев, Александр Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ковалев, Александр Николаевич

Введение.

1 Аналитический обзор (состояние вопроса).

2 Объекты, условия и методика исследований.

2.1 Объекты исследований.

2.2 Условия проведения исследований.

2.2.1 Климат и метеорологические условия.

2.2.2 Геоморфология, гидрология и гидрогеология.

2.2.3 Почвообразующие породы и почвы СПК «Вязовский».

2.2.4 Почвы опытных участков.

2.2.4.1 Гранулометрический состав, arpo- и физико-химическая характеристика почв.

2.2.4.2 Водно-физические свойства почв.

2.3 Методика исследований.

3 Теоретическое обоснование противоэрозионных мелиораций.

3.1 Геоморфологические зависимости формирования эрозии почв

3.2 Регрессионная математическая модель противоэрозионных мелиораций земель.

4 Совершенствование технологических приемов восстановления эродированных земель.

4.1 Засыпка оврагов и прогнозный расчет повторного размыва поч-вогрунта мест засыпанных оврагов

4.2 Водозадерживающая способность, разрушение и восстановление валов.

4.3 Влияние лесных полос и щелевания с мульчей щелей на эрозию почвы.

5 Водопотребление трав пастбищных угодий под воздействием гидротехнических и лесных мелиораций.

6 Экономическая оценка мелиорации эродированных пастбищных угодий.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мелиорация эродированных земель в степных ландшафтах Приволжской возвышенности»

Актуальность темы исследования. Проблема защиты почв от эрозии является важнейшей в аграрном секторе экономики РФ. По данным ВНИИ агролесомелиорации [ВНИАЛМИ, 2008], 65 % пашни, 28 % сенокосов и 50 % пастбищ в России подвержены эрозии. Только в Саратовской области протяженность оврагов около 40 тыс. км с ежегодным приростом 2 %. Проблема усугубилась в связи с резким сокращением в нашей стране противоэрозионных работ. В целях борьбы с эрозией и заилением Волгоградского водохранилища в 50-80-е гг. XX в. созданы сотни километров земляных валов и лесных полос, которые требуют ремонта и восстановления.

Комплекс противоэрозионных мелиораций включает в себя организацию территорий на контурной основе, arpo-, лесо- и гидромелиоративные мероприятия; строительство водозадерживающих валов с лесными полосами - противоэрозионных рубежей, создаваемых дифференцированно от водораздела до гидрографической сети включительно.

Степень разработанности темы. Существующая технология создания земляных противоэрозионных гидротехнических сооружений - водозадерживающих валов - не предусматривала строительство сдвоенных валов при превышении их высоты более 2 м, что приводило к разрушению валов. Основы теории и практики гидротехнических противоэрозионных мелиораций изложены в трудах В. В. Докучаева [Докучаев В. В., 1878], Г. Н. Высоцкого [Высоцкий Г. Н., 1938], В. М. Борт-кевича [Борткевич В. М., 1915], А. Н. Костякова [Костяков А. Н., 1960], И. А. Куз-ника [Кузник И. А., 1962, 1970]. Ц. Е. Мирцхулавы [Мирцхулава Ц. Е., 1970], Р. Е. Хортона [Хортон Р. Е. 1948], W. Н. Wishmeier, P. P. Smith [Wishmeier W. Н., Smith P. P., 1958] и др. с обоснованием изыскания, проектирования и строительства объектов защиты земель от эрозии.

Цель исследования - восстановление и мелиорация земель, разрушенных линейной и поверхностной эрозией, в степных агроландшафтах Приволжской возвышенности.

Задачи исследования:

- установление регрессионно-корреляционных зависимостей эрозии от параметров рельефа с обоснованием регрессионных уравнений расстояний между во-дозадерживающими валами с лесными полосами и щелями;

- прогноз повторных размывов почвогрунтов засыпанных оврагов, совершенствование технологических приемов по засыпке и выявление воздействия щеле-вания и лесных полос на эрозию;

- совершенствование технологических приемов по устранению разрушений валов с изучением водозадерживающей способности валов;

- изучение водопотребления трав пастбищных угодий под влиянием гидротехнических и лесных мелиораций;

- экономическая оценка мелиорации эродированных пастбищных угодий.

Научная новизна исследования:

- уточнены геоморфологические факторы роста оврагов с установлением регрессионно-корреляционных связей между длиной пояса отсутствия линейной эрозии (неразмываемых участков) и уклонами. Зависимости использовались при обосновании расстояний между противоэрозионными рубежами (валами, лесополосами). В межрубежных пространствах обосновано межщелевое расстояние с заполнением щелей сечкой соломы с целью борьбы с эрозией, заилением и льдистостью;

- обоснована протяженность неразмываемых участков при повторных размывах почвогрунта засыпанных оврагов с применением в регрессионных зависимостях экспериментальных данных интенсивности снеготаяния и инфильтрации мерзлой почвы;

- обосновано ограничение строительства водозадерживающих валов по рабочей высоте, при превышении которой более 2 м предусмотрено создание сдвоенных валов;

- водопотребление трав пастбищ вблизи валов и лесополос учитывало динамику формирования снежных шлейфов и наполнения водой прудов валов.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретические разработки и экспериментальные исследования выявили регрессионные математические модели протяженности неразмываемых участков после засыпки оврагов, расстояний между водозадерживающими валами, совмещенными с лесополосами, и щелями с рекомендациями проектным и производственным организациям.

На основании проведенных исследований производству предложены технологические приемы по вовлечению эродированных земель в сельскохозяйственный оборот. Акт внедренных мероприятий согласно Госконтракту № 0360100011811000027-0165859-01 от 06.07.2011 г. приведен в диссертации. Материалы диссертации представлены в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» тремя методическими указаниями.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием положений и методов классической гидротехнической мелиорации, стандартных и частных методик проведения экспериментов и методов их планирования. Полученные экспериментальные данные обработаны методами вариационной статистики на ЭВМ.

Положения, выносимые на защиту:

- зависимости эрозии от параметров рельефа с обоснованием регрессионных уравнений расстояний между валами с лесополосами и щелями;

- совершенствование технологических приемов восстановления эродированных пастбищ: засыпка оврагов и результаты прогноза повторных размывов поч-вогрунтов засыпанных оврагов;

- совершенствование технологических приемов по устранению разрушений водозадерживающих валов;

- зависимость водопотребления трав пастбищ от гидротехнических и лесных мелиораций.

Степень достоверности и апробации результатов подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, обобщением исследований ученыхпредшественников, математической обработкой данных с использованием компьютерных программ.

Материалы диссертации докладывались на научно-практических конференциях различных уровней: ППС и аспирантов Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (2011, 2012); «Вавиловские чтения-2010» (Саратов, 2010); «Молодые ученые -АПК России» (Саратов, 2009); «Инновации - молодой взгляд в будущее» (Саратов, 2011)» «Научные исследования - основа модернизации сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011); «Актуальные проблемы развития АПК в научных исследованиях молодых ученых» (М., 2011); «Инновационные процессы в АПК» (М., 2011).

По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ объемом 5,3 печ. л., в том числе 4 научные работы объемом 3,2 печ. л. в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.