CC BY
48
УДК 626.826
ОЦЕНКА ТРАНСФОРМАЦИИ ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОСУШАЕМЫХ ТОРФЯНИКОВ
Дунаев А.И., доцент кафедры природообустройства и водопользования ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»
Приводится новая методика прогнозной оценки снижения мощности торфа вследствие его осушения и утраты торфа при интенсивном и длительном с/х использовании торфяников. Рассматриваются также вопросы
предотвращения чрезмерной сработки торфа и продлевания периода существования эксплуатируемых торфяников.
Осушаемые торфяники: сработка торфа, осадка поверхности, мощность торфа, период эксплуатации торфяника, слой сработки торфа, остаточный слой, компенсация сработки.
При осушении и интенсивном с/х использовании торфяников происходит снижение поверхности болота как по причине его осушения, так и сработки торфа при его интенсивном использовании в процессе эксплуатации.
Основная трансформация (изменение) торфяной залежи обусловлена:
- осадкой торфа из-за его уплотнения вследствие осушения;
-сработкой торфа (его утратой) вследствие длительного (интенсивного) с/х использования земель.
Прогнозирование и учёт этих изменений являются актуальными вопросами как при проектировании мелиоративных систем [1], так и при обосновании природоохранных и землеустроительных мероприятий на эколого-ландшафтной основе.
Существующие подходы и методы оценки снижения поверхности болота носят весьма осредненный (приближенный) характер и охватывают в большинстве случаев начальный период - период основной осадки торфа вследствие его осушения.
There is given the new method of estimation of capacity reduction in consequence of its drainage and moors depredation under intense and longstanding agricultural using of moors. Here is regards also the questions of prevention of excessive moors drawdown and prolonging of existence of moors exploiting.
Drainage peatlands: moors depredation, capacity of moors, existence of moors exploiting, the compensation of moors depredation.
Предлагаемая новая методика оценки охватывает, как минимум, срок службы объекта и учитывает фактор применения мероприятий, компенсирующих утрату торфа.
В основу расчётного метода положено разделение периода эксплуатации на два этапа. Для оценки снижения мощности торфяной залежи рекомендуется продолжительность трансформации торфяника разделять на два характерных расчетных периода (см. рис.1):
- начальный период - основной осадки (в т.ч. сработка торфа в этот период), величина которого на практике обычно составляет:
Тг —3 — 5лет ;
- последующий период -- затухающей осадки и длительной сработки торфа, величина которого в рамках нормативного срока службы объекта (Тн) будет составлять:
Т,=ТН- т, 2 н 1, лет.
Рис. 1. Графическая иллюстрация процесса трансформации торфяной залежи
1...4 -- поверхности торфяника: 1 - в начале эксплуатации (на момент изысканий); 2 - на конец периода основной осадки торфа; 3 - на конец расчетного периода (проектный допустимый уровень); 4 - фактическое расчетное положение (в случае чрезмерной сработки торфа)
Общая продолжительность расчетного периода может рассматриваться как в рамках нормативного срока службы объекта / | + Г , ~ Тн (например, для закрытых дренажных систем Тн — 50лет ), так и в рамках перспективы использования земель - на основе конкретных условий проектирования объекта, а именно: в диапазоне заданного периода при проектной величине (Нтг„) - см. рис.1.
При известной (проектной) величине остаточного слоя торфа (Нтг„) допустимая величина его сработки за период (Т 2) будет равна (см. рис. 1):
Интенсивность сработки оценивается по формуле:
щ = m.
Т + Т 1\ ^ 12
га • год
торфа
(1)
где у - объемная плотность торфа при т/
естественной влажности,
м
.3 '
hT =Н0 —h0-На
, м
(2)
где полная величина снижения поверхности торфяника за период (Т1):
h0 - Аh0 ■ 1\, м
(3)
- величина сработки торфяной залежи,
м; /} - коэффициент, учитывающий термогумидность (а) географической зоны и продолжительность расчетного периода (Т, лет).
Допустимость трансформации торфяной
залежи предлагается оценивать по выполнению
условия: ЬкТ < . В противном случае рекомендуется проработка мероприятий по компенсации утраты торфа на величину:
Аналогично определяется расчетная (фактическая) величина сработки торфа:
AhT К = ÄhT
Ь^ т _
т./
га■год
(7)
К =Н() -h() -ншт,м
(4)
где расчетная величина остаточного слоя
торфяной залежи () определяется в обратном порядке из формулы по оценке периода сработки торфяной залежи при: Тс — 12. Нпш1 = Н
min. Например, в данном случае из формулы (А.И. Мурашко, А.С. Бут-Гусаим -[2]):
где А/з^, - соответственно расчетная
и допустимая интенсивности сработки торфа, оцениваемые по формуле (1) по соотв.
показателям /?., и Ит,т/ ,.
Т т' /га-год
Исследования и апробация расчётной методики были произведены на проектно-изыскательских материалах
гидромелиоративных систем проектного института ОАО «Брянскгипроводхоз» [3], построенных в условиях Брянской области,
1п
Т =
1 с
^ Н0 ^шш
А-Нп
,лет
(5)
где А, а (м-1), Ь (м-1/год) - соотв. скоростные коэффициенты осадки торфа; Нтп - допустимая величина остаточного слоя торфа, м; с - среднее превышение депрессионной кривой над уровнем дна осушительной сети, м; г - норма осушения (в зависимости от с/х использования земель, м.
Вопросы оценки величины осадки поверхности торфяника вследствие осушения (А/г0) являются достаточно изученными в
настоящее время. Предложенные многими авторами (У.Х. Томберг, В.Ф. Митин, А.И. Мурашко, А.Д. Панадиади, Б.С. Маслов и др.) расчётные формулы охватывают довольно широкий диапазон природных условий, подтвердили свою состоятельность на практике, что указывает на достаточную приемлемость использования их в данной методике. Например, для оценки ежегодной осадки и сработки торфа в условиях Нечерноземной зоны РФ широко используется известная формула Б.С. Маслова [2]:
АИп = 0,08 • 7 • а
1,4
, м/год
(6)
где Z - средняя глубина залегания грунтовых вод, м; Н0 - исходная мощность торфяной залежи, ландшафтно-экологическом обосновании
проектов мелиорации и землеустройства, что является достаточно актуальным для развивающегося в настоящее время этого нового научно-исследовательского направления.
Список литературы
1. Дунаев А.И. Оценка изменения коэффициента фильтрации торфа при его осушении. - Брянск.: Вестник Брянской ГСХА, № 5, 2013. - С. 36-37.
начиная с 1970 г. Исходная мощность осушаемых торфяников выбиралась в пределах 1,5-3,0м.
Результаты выполненных исследований показали на снижение поверхности болот (утраты торфа) на величину 15-25% -- в зависимости от мощности торфа, а проектировщики при проектировании оценивали эти же результаты в пределах 1015%.
Заключение и выводы:
Анализ и сравнение полученных результатов с проектно-практическими данными показывает, что расчётные значения снижения поверхности торфяников не имеют значительного расхождения (в пределах 5-10%) с исследованными проектными материалами ОАО «Брянскгипроводхоз», а также не противоречат в целом подобным материалам для условий других регионов, которые публиковались в последние годы в различных литературных источниках.
1. Результаты исследований показали, что существующие подходы по оценке трансформации торфяников приводят к чрезмерной сработке торфа, если рассматривать данную проблему с природоохранно-экологической точки зрения и продлевания периода существования торфяника.
2. Рекомендуется при проектировании подобных объектов, в целях предотвращения чрезмерной сработки торфа, прорабатывать соответствующие мероприятия по компенсации утраты торфа.
3. Предлагаемая методика оценки трансформации торфяника может быть полезна для использования на практике - например, при
2. Мелиорация и водное хозяйство. 3. Осушение: справочник / под ред. Б.С. Маслова.- М: Агропрмиздат,1985. -447 с.
3. Материалы рабочего проектирования гидромелиоративных систем проектного института ОАО «Брянскгипроводхоз».
