Эксплуатация и реконструкция оросительных систем

 

Эксплуатация оросительной системы включает: поддержание в исправности всех элементов системы; организацию работы их в соот-ветствии с плановыми хозяйственными заданиями и теми условиями (климатические, гидрогеологические и др.), в которых система рабо-тает; реконструкцию систем на базе внедрения новой техники и техно-логии; контроль за экономным использованием водных и земельных ресурсов; улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель и др.

Составы, объемы и сроки ремонтных работ устанавливают спе-циальные комиссии и обосновывают техническими документами, де-фектными ведомостями. Осмотры и обмеры сооружений выполняют ежегодно после окончания вегетационного периода. Для проведения капитального ремонта разрабатывают специальные проекты на осно-вании предварительных изысканий и данных эксплуатационной служ-бы.

Реконструкция оросительных систем предполагает их комплексное восстановление с модернизацией или переустройство, обеспечиваю-щее доведение технических показателей до соответствия нормативам действующих актов ТНПА и осуществляемое в случае выхода из строя большинстваэлементов: дождевальной техники, оросительной сети, насосных станций и т. д., что делает невозможным обеспечение необ-ходимого режима орошения сельскохозяйственных угодий.

Необходимость реконструкции оросительных систем должна быть обоснована технико-экономическими расчетами, которые дают осно-вание для выбора первоочередных объектов реконструкции, ее объе-мов и технического уровня.

Рекогносцировочное обследование должно проводиться после по-лучения задания на проектирование и включать:

– оценку технического уровня оросительной системы и степень его соответствия требованиям современного сельскохозяйственного про-изводства;

– оценку состояния и работоспособности дождевальных устройств;

– анализ состояния закрытой оросительной сети и арматуры на ней;

– заключение о работоспособности насосной станции и отдельно ее элементов: зданий, гидротехнических сооружений, насосных агрега-тов, технологического, механического и силового электрического обо-рудования, автоматики;

– оценку состояния водоисточника и сооружений на нем;

– определение состава необходимых последующих полевых изыс-каний.

По материалам изысканий должно быть оценено техническое состояние каждого элемента оросительной системы или ее части с указанием причин выхода из строя.

По материалам изысканий в состав работ по реконструкции ороси-тельных систем необходимо включать:

– замену морально устаревшегоспособа и техники орошения, если это продиктовано возможностями энерго- и ресурсосбережения, а также экологическими требованиями;

– восстановление вышедших из строя трубопроводов различных порядков магистральных, распределительных, поливных;

– восстановление работоспособности основных сооружений ороси-тельных систем: насосных станций, узлов водозабора, трубопроводной арматуры;

– устройство при необходимости дополнительных сооружений и восстановлений дорожной сети.

При проектировании оросительных систем необходимо соблюдать требования законодательства и других нормативных актов в области экологии и охраны окружающей среды. Разработка природоохранных мероприятий должна  проводиться для всех основных природных ком-

понентов: почв, вод, флоры, фауны, воздушной среды, ландшафтов и редких природных комплексов.

При разработке мероприятий по охране почв необходимо предусмотреть:

– строгое соблюдение режима орошения;

– соблюдение условий качественного полива – интенсивность пода-чи воды в почву должна соответствовать ее впитывающей способно-сти;

– качественную подготовку поливной жидкости к поливу, в первую очередь сточных вод и стоков животноводческих комплексов;

– приемы, снижающие неравномерность распределения поливной жидкости по площади поля.

Автоматизация технологического процесса орошения осуществля-ется системой автоматического управления, в которую входят:

– объект управления (регулирования) – основные насосные агрега-ты, задвижки;

– измерительные устройства, состоящие из первичного измеритель-ного преобразователя – датчика расхода и датчиков состояния почвы;

промежуточных и передающих преобразователей, преобразующих сигналы датчиков в унифицированные сигналы постоянного тока;

– суммирующие и регулирующие устройства, вырабатывающие ре-гулирующие воздействия, которые нужно подать на объект регу-лирования – аналоговые устройства;

– исполнительные механизмы – электродвигатели основных насос-ных агрегатов и приводы задвижек.

Насосные станции закрытых оросительных систем должны рабо-тать в автоматическом режиме, обеспечивающем автоматическую по-дачу воды в сеть для обеспечения заданного расхода воды при любых предусмотренных комбинациях работы поливных устройств.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какие бывают виды оросительных мелиораций?

2. Что понимается под режимом орошения?

3. Перечислите составные элементы оросительной системы.

4. Вычертите типовые схемы оросительной сети при дождевании.

5. Изложите сущность совершенствования способов и технологий орошения.

 

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ

Образование и виды нарушенных земель

Термин «рекультивация» появился в научной литературе в начале 1950-х годов с развитием и распространением работ по восста-новлению плодородия земель, полностью или частично разрушенных в результате деятельности горнодобывающей промышленности.

Поскольку наиболее ощутимый урон как природным, так и культурным ландшафтам принес открытый способ добычи полезных ископаемых, возрастала необходимость восстановления продуктив-ности нарушенных природно-территориальных комплексов, возвраще-ния в хозяйственный оборот земель, освободившихся после завер-шения промышленных разработок. В последующие годы в содержание понятия «рекультивация» включены различные стороны хозяй-ственной деятельности человека, в основе которых лежит исполь-зование свойств биологической продуктивности земли.

Объектами рекультивации выступают земли, потерявшие способность продуцировать биологические ресурсы и таким образом, утратившие значение средства производства.

Рекультивации могут подвергаться следующие территории:

1. Земли, потерявшие землепользователей (выработанные торфяники и карьеры строительных материалов). Рекультивационные работы в этом случае представляют собой самостоятельный произ-водственный процесс по специально разработанному проекту. Этот процесс осуществляется техническими средствами, приобретаемыми только для целей рекультивации.

2. Земли, нарушенные действующими предприятиями ранее, и те, где рекультивационные работы технологически несовместимы с основным производственным процессом. Для их выполнения требуются материально-технические ресурсы в полном объеме, как и в первом случае.

3. Земли, нарушаемые в настоящее время и подлежащие рекультивации в перспективе. Проектирование рекультивационных работ в данном случае осуществляется в составе проекта предприятия.

Главная цель рекультивации во всех случаях заключается в воссоздании (или создании заново) условий, при которых была бы достигнута максимально доступная продуктивность земли.

Управление природными ресурсами и максимальное их использование для экономического развития страны является одним из важнейших направлений деятельности Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды. В Республике Беларусь только в 2011 г. открыто два новых месторождения нефти (ежегодно добы-вается 260 тыс. т), начато бурение поисковой скважины глубиной более 5 км, полностью решена проблема обеспечения сырьем на 50 лет цементных заводов в Костюковичах и Кричеве, подготовлена минерально-сырьевая база для строительства двух новых предприятий данной направленности в Ветковичском и Добрушском районах. Переданы в разработку восемь месторождений твердых полезных ископаемых. Продолжаются работы по разведке северного участка Лельчицкого месторождения бурого угля. Реализован комплекс мероприятий по вовлечению в разработку Петриковского и Старобинского месторождений калийных солей.

Интенсивное использование природных ресурсов приводит к возра-станию площадей нарушенных земель при добыче торфа, производстве открытых горных работ и подземных разработок, нефти и нефтепродуктов, функционировании урбанизированных территорий (золоотвалы, шлакоотвалы, свалки твердых бытовых отходов), проведении разведочных и изыскательских работ и др. (рис. 4.1, 4.2).

 

Рис. 4.1. Территория, загрязненная нефтью и нефтепродуктами

 

Антропогенные ландшафты условно разделяют на слабо- и сильнонарушенные.

В слабо нарушенных ландшафтах происходят количественные изменения природных компонентов, но они не приводят к разрушению их структуры. Таким ландшафтам не требуется искусственного восстановления. Простое снижение антропогенной нагрузки возвратит их в исходное или близкое к нему состояние за счет процессов саморегулирования и самовосстановления.

 

 

Рис. 4.2. Терриконы Солигорского калийного комбината

 

В сильно нарушенных ландшафтах исходная структура разрушена, ресурс исчерпан, а средовоспроизводящие функции выполняться не могут. Для восстановления такого ландшафта требуется вмешатель-ство человека. Для этого проводят рекультивацию – комплекс инженерных, мелиоративных, агротехнических, сельскохозяйственных и других работ, направленных на восстановление хозяйственной или другой ценности нарушенного ландшафта.

Карьеры, провалы и траншеи подразделяют по глубине и крутизне склонов следующим образом:

– на очень глубокие – свыше 100 м, глубокие – 30–100 м, среднеглубокие – 15–30 м, неглубокие – 5–15 м, мелкие – до 5 м;

– обрывистые – свыше 45°, очень крутые – 30–45°, крутые – 15–30°,

умеренно крутые – 10–15°, покатые – 5–10°, пологие – до 5°.

В свою очередь, отвалы, насыпи, дамбы и кавальеры различают по высоте:

– высокие – 30–100 м;

– средневысокие – 10–30 м;

– невысокие – до 10 м.

Нарушенные земли рассматривают также в зависимости от состояния на них плодородного слоя почвы:

– снят полностью – карьерные выемки, придорожные полосы, открытые площадки различного назначения;

– на 50 % и более перемешан с нижележащей неплодородной породой (при строительстве газо- и нефтепроводов, прокладке подземных кабельных линий связи, электропередач и других подземных сооружений);

– погребен под неплодородной породой на глубину 20 см и более (места разравнивания кавальеров вдоль каналов, отвалы при геологоразведочных работах, кольматаж при очистке гидросооруже-ний, солеотвалы, отвалы шахт, золоотвалы энергостанций и котельных и др.);

– загрязнен нефтепродуктами (при геологоразведочных и других работах, в местах стоянки машин и механизмов);

– загрязнен при добыче солей (засоление), засорен промышлен-ными отходами (промышленные свалки), городскими отходами (городские свалки мусора).

Все нарушенные земли следует различать по площади:

– крупноплощадные – свыше 50 га;

– среднеплощадные – 1–50 га;

– малоплощадные – до 1 га.

В Беларуси наиболее распространена рекультивация торфяных месторождений, карьеров строительных материалов и загрязненных земель. При этом выработанные торфяники классифицируют как фрезерные поля, карьеры гидроторфа и др.

Фрезерные поля – площади, оставшиеся после выработки торфа послойно-поверхностным способом (фрезерным) и имеющие выровненную поверхность.

Это прямоугольные участки, заключенные между валовыми каналами, которые располагаются друг от друга, как правило, через 500 м.

Длина валовых каналов достигает в отдельных случаях 3 км.

Внутри фрезерное поле рассечено регулирующей сетью каналов на прямоугольные участки. Глубина картовых каналов – 0,5–1,0 м, ширина по верху – 1,5–3,0 м.

В местах штабелевания (складирования) торфа поверхность воз-вышается на 0,3–0,5 м, в отдельных случаях – до 2,5 м. Мощность оставшегося слоя торфа колеблется в пределах 0,1–0,7 м; в отдельных местах оставшийся торф достигает глубины более 1 м.

Недавно выбывшие из эксплуатации фрезерные поля практически не имеют растительности.

Осушительная сеть находится в удовлетворительном состоянии.

Вдоль бровок каналов расположены кавальеры минерального грунта.

Фрезерные поля давней выработки зарастают травой, кустарником и мелколесьем, особенно бровки и откосы каналов, кавальеры. Осушительная сеть не работает, каналы разрушены, заплыли.

Увлажненность поверхности фрезерных полей незначительная. И лишь в том случае, когда с осушительной сети нет сброса воды (магис-тральный канал пересыпан, не работают насосные станции осушения, на канале имеются бобровые поселения), поверхность фрезерных полей затапливается.

Карьеры гидроторфа – площади, оставшиеся после выработки торфа гидравлическим способом и представляющие собой чередо-вание котлованов с перемычками.

Котлованы имеют сравнительно правильную, обычно прямо-угольную форму со сторонами 45×125, 60×125 и 60×200 м.

Максимальная глубина выработки до 5 м, длина сезонных проходов агрегатов до 2 км.

Рабочие карьеры отделены друг от друга поперечными пере-мычками шириной 0,6–1,0 м, а сезонные проходы агрегатов – про-дольными перемычками шириной около 4 м.

В старых карьерах перемычки разрушены и залиты водой, заросли кустарником и мелколесьем, а мелководные участки карьера – тростником и рогозом.

Как правило, карьеры гидроторфа заполнены водой, оставшейся гидромассой и захламлены вымытыми из залежи пнями.

Карьеры машиноформовочной добычи торфа образовались после выработки торфяного месторождения элеваторным или экскаваторным способом и представляют собой выемки с чередованием траншей и пе-ремычек. Траншеи шириной 4–10 м и длиной до 2 км отделены друг от друга продольными перемычками шириной 0,5–3,0 м. Перпендику-лярно продольным перемычкам на расстоянии 10–80 м друг от друга располагаются поперечные перемычки, ширина которых колеблется в пределах 0,5–2,5 м.

Глубина выемки зависит от первоначальной толщины слоя торфа, глубины экскавации и бывает обычно в пределах 0,5–4,0 м. Пере-мычки карьеров захламлены пнями (особенно в верховых место-рождениях), а давнишних лет выработки покрыты древесной расти-тельностью. Пни находятся и на дне карьеров.

Карьеры заполнены водой, а на мелководных участках зарастают тростником, рогозом и осокой.

Карьеры резной добычи торфа – участки торфяных месторожде-ний, изрытые отдельными ямами-копанцами при ручной добыче торфа на топливо.

Они чаще всего имеют неправильную форму со сложной конфигурацией границ. Глубина их достигает 2 м. Перемычки между ними бывают различной ширины, в зависимости от густоты ям-копанцев (процента изрытости).

Карьеры заполнены водой, дно их неровное, перемычки зарастают кустарником и мелколесьем.

Неэксплуатируемые участки, противопожарные зоны, поля сушки, окрайки, дамбы, поверхность которых выше выработанных площадей (в зависимости от их ситуационного положения на торфяном месторождении) или используются частично в народном хозяйстве (залесение, залужение, дороги и пр.), или же захламлены, заросли кустарником и сорной травой.