Діагностика та вирішення проблем ерозії полів та поверхневого дренажу - Сільське господарство та

Джерело: Мікаель Гійо (MAPAQ)

Ерозія ґрунтів та неадекватний поверхневий дренаж значно знижують продуктивність сільськогосподарських полів та можуть спричинити проблеми з якістю води нижче за течією уражених полів.

На цій сторінці представлені проблеми ерозії та поверхневого дренажу, які часто спостерігаються на полі, а також схеми зрошення та практики обробітку, найбільш підходящі для кожної ситуації. В основному пропоновані рішення спрямовані на:

зменшити об’єм і витрату стічної води;
модифікувати нахил суші, перехоплювати та спрямовувати поверхневий стік таким чином, щоб зменшити його швидкість;
поліпшити структуру ґрунту та захистити його поверхню, щоб підвищити стійкість до ерозії.

Ерозія аркуша

Сільськогосподарські угіддя пошкоджені
ерозія листів.
Джерело: Річард Ларош (MAPAQ)

Рівномірний - або неконцентрований - потік води над поверхнею ґрунту може розірватися і захопити дрібні частинки, які потім транспортуються до водних шляхів. Ця ерозія називається ерозією листів. через свою дифузну природу цей тип ерозії важко виявити, але він може спричинити значні втрати ґрунту.

Діагностичний

Зони, на які впливає ерозія листів, визначаються за меншими врожаями та блідішими тонами ґрунту, а також місцями осадження ерозованого матеріалу, коли уступи розташовані нижче за течією. Еродовані ділянки матимуть тонший верхній шар ґрунту, ніж інші частини поля.

Рішення

Ерозію аркуша можна запобігти такими культурними практиками, як:

встановлення хорошого рослинного покриву;
підтримання великої частки рослинних залишків на землі завдяки зменшенню обробітку ґрунту
прийняття збалансованої сівозміни (з луками чи вирощуванням сидератів шляхом вилову або міжкультури).

Ці практики дозволяють обмежити та уповільнити стік за рахунок збільшення шорсткості та потенціалу інфільтрації ґрунту. Крім того, вони покращують структуру ґрунту і, отже, його стійкість до ерозії.

Переслідування в полі

Маленька балка
Джерело: Жак Гуле (MAPAQ)

Коли проточна вода набирає швидкість і концентрується в певних проточних каналах, вона може розмити велику кількість грунту в цих каналах, створюючи затоки або перекати.

Діагностичний

Дослідження поверхні грунту дозволить виявити уражені ділянки, особливо після періодів сильних дощів або танення снігу. Вибір відповідних рішень передбачає виявлення причин переслідування. Раптовий початок перекату може бути результатом, серед іншого, зміни землекористування вище за течією або певних погодних умов. Навесні низька інфільтраційна здатність замерзлих ґрунтів може сприяти появі на полях руїн і перекатів.

Рішення

Сільськогосподарські угіддя пошкоджені
значне переслідування.
Джерело: Мікаель Гійо (MAPAQ)

Спочатку руїни можуть зникнути завдяки звичайній обробці грунту, тоді як більші яри повинні бути засипані, дбаючи про утримання верхнього шару ґрунту на поверхні.

У випадках невеликого перекалу страв проблему може вирішити зміна методів вирощування. Найкращими практиками є встановлення кормових культур, зменшення обробітку ґрунту або прямий посів, а також вирощування на схилі. Якщо причина стоку розташована далі за течією вододілу, селективне відновлення лісів цієї території також може бути цікавим рішенням. Роботи з вирівнювання можуть допомогти обмежити ерозію стоку.

Коли переслідування є важливим, вищезгадані практики залишаються рекомендованими, але адаптовані структури також повинні бути встановлені більш цілеспрямовано. У районах концентрації стоку, де вода швидко тече, перестолу можна уникнути, встановивши затравлений (або розірваний) водний шлях. Коли окунування спричинене раптовим і відносно коротким збільшенням ухилу поля, можна створити систему з яром і стояком, щоб створити утримувальний басейн і евакуювати стоки під землю, щоб зменшити поверхневий стік в районах, більш схильних до ерозії. Цей тип розташування також дозволяє сприяти осіданню частинок грунту у суспензії у стічній воді до її скидання, але для цього потрібна хороша ємність для зберігання води в полі. Крім того, існує ризик, пов’язаний із використанням армійських споруд, розрив яких може завдати серйозних збитків за течією.

Поганий дренаж западин

Поганий дренаж западин часто спричиняє затримки в польових роботах. Крім того, часто трапляється, що робота виконується до повного знищення западин, що призводить до проблем ущільнення та погіршення проблем з дренажем у цих районах (рис. 1). Нарешті, коли заповнені водою западини неконтрольовано стікають, вони можуть спричинити проблеми з виснаженням.

Рисунок 1: Поганий дренаж западин
Адаптовано з CPVQ (1976) Опис - Рисунок 1

Ця діаграма показує, що під поверхнею западини є ущільнений шар ґрунту, що не дозволяє добре дренувати. Цей шар створює і підтримує високий рівень води, який постійно заповнюється стоком і підшкірним стоком.

Діагностичний

Пошкоджені сільськогосподарські угіддя
погано дренованою депресією.
Джерело: Мікаель Гійо (MAPAQ)

Візуальний огляд місцевості допоможе виявити западини та еродовані ділянки, особливо після періодів сильних дощів або навесні, після танення снігу. Однак западина часто набагато більша, ніж частина поля, яке затоплюється в результаті опадів. Точний розмір западин повинен бути визначений на основі детального топографічного обстеження. Аналіз плану водовідведення також важливий для вибору адекватних рішень.

Рішення

Якщо депресія занадто велика, щоб її можна було нівелювати, можливо кілька рішень. Для видалення води, накопиченої в западинах, які занадто глибокі для заповнення, можна використовувати інфільтраційну свердловину або фільтрувальну траншею. Інфільтраційна свердловина підходить для невеликих круглих западин (максимальною площею близько 0,5 га), тоді як фільтрувальні траншеї більше підходять для видовжених западин. Ці конструкції зменшують втрати ґрунту і не становлять перешкоди для машин.

Іншим рішенням є спорудження трав'яного перехоплюючого каналу. Цей тип конструкції легко побудувати, але це призводить до втрати оброблюваної площі в полі і вимагає частого обслуговування, оскільки дерн важко протистояти частому проходу машин та обприскуванню гербіцидами. Однак трав'яні перехоплюючі канали є єдино можливим варіантом, коли немає достатньо глибокого зливу для побудови конструкції, яка вимагає встановлення зливного виходу.

Точки використовуються для осушення великих западин (до 20 гектарів). З іншого боку, вони становлять перешкоду для техніки, і, коли вони встановлюються у відкритому полі, вони повинні бути чітко визначені, щоб їх було легко помітити. Втрати ґрунту можна додатково зменшити, обмежуючи швидкість скидання води, що сприятиме польовому осіданню частинок ґрунту у стічній воді.

Відродження підшкірних скидів або підземних вод

Вода може дрібно рухатися під поверхнею ґрунту у напрямку схилу поля. Це називається підшкірним розрядом. Ця вода іноді повертається на дно западин (рисунок 1), на дно схилів або навіть на схили, якщо вони дуже довгі або мають виступи (малюнок 2). Глибина води також може підніматися на поверхню землі (це називається джерелом), коли надра нерівні (малюнки 3 і 4). Ці відродження можуть призвести до проблем ущільнення та ерозії, якщо потік не контролюється.

Рисунок 2: Підніжжя схилу або крутого схилу, за яким слідує невеликий нахил
Адаптовано з CPVQ (1976) Опис - Рисунок 2

Ця діаграма показує, що стік, а також підшкірний стік йде за схилом поля, залишаючи вологий ділянку біля підніжжя схилу.

Рисунок 3: Локалізований підйом непроникних надр
Адаптовано з CPVQ (1976) Опис - Малюнок 3

Ця діаграма показує, що коли непроникна надра має неправильний нахил, підшкірний потік може протікати та досягати стоку посередині схилу, створюючи там заболочену землю.

Малюнок 4: Зустріч двох типів ґрунтів різної проникності
Адаптовано з CPVQ (1976) Опис - Малюнок 4

Ця діаграма показує, що коли підшкірний потік відбувається на схилі проникного ґрунту, а ґрунт стає погано проникним біля підніжжя схилу, він об’єднується зі стоком у зоні відродження біля підніжжя схилу, щоб створити заболочену місцевість трохи далі.

Діагностичний

Області відродження підшкірного потоку або рівня води характеризуються тим, що вони часто вологі, не знаходячись у западинах. Цей останній момент важливий, оскільки, оскільки поля Квебеку часто мають пологі схили, зони відродження іноді важко відрізнити від западин неозброєним оком. Ось чому для проведення обґрунтованого діагнозу важливо провести ретельне обстеження топографічної зйомки. Грунтові профілі також можуть допомогти визначити точну причину відроджень.

Рішення

Травневі канави для перехоплення - це прості та недорогі засоби для евакуації води від відродження підшкірного потоку або підземних вод. Вони рідко використовуються, оскільки спричиняють втрату простору, ускладнюють роботу в полі та вимагають частого обслуговування. Однак вони представляють єдино можливе рішення, коли жоден злив не є достатньо глибоким, щоб дозволити спорудження конструкції, яка вимагає встановлення зливного виходу.

Найбільш поширеним рішенням для усунення відроджень є встановлення каналізації перехоплювача вздовж цих районів. Це рішення буде особливо добре працювати на проникних ґрунтах, таких як піщані або добре структуровані глини. На менш проникних ґрунтах інфільтраційні свердловини або фільтрувальні траншеї можуть завершити компонування, щоб збільшити інфільтрацію залежно від того, чи є воскресіння точними (свердловини) або лінійними (траншеї).

Ерозія в місцях злиття

Сільськогосподарські угіддя пошкоджені
ерозія, що створюється в місці злиття
рів і струмок.
Джерело: Мікаель Гійо (MAPAQ)

Злиття канав, балок та ліній для очищення дуже часто піддаються ерозії, оскільки обсяг і швидкість стоку важливі. Ця ерозія підсилюється різницею висот, яка може існувати між притокою та водостоком.

Діагностичний

Відкладення осаду у водосховищі є хорошим показником цього типу ерозії.

Рішення

Залежно від випадку, ерозію в місцях впадінь можна контролювати, встановлюючи травостій, кам’янисті падіння або вхідну канаву.

Управління травою здійснюється шляхом встановлення ділянок трави в гирлі лінії для чищення або каналу, що захищається. Це найпростіше і найдешевше рішення і може застосовуватися в тих випадках, коли потік є слабким і повільним.

Гірське падіння складається з посилення злиття за допомогою гірської заливки та геотекстильної тканини. Він витримує вищі швидкості води, ніж падіння трави. Однак це не збільшує седиментацію на полі.

Канаву будують шляхом засипання гирла канави для створення седиментаційного басейну з кам’янистим водозливом, з якого вода вивозиться за допомогою яру та труби з поліетилену високої щільності (ПНД). Ця конструкція є більш складною і дорожчою в монтажі, ніж гірський обвал, але вона має перевагу, сприяючи осіданню в канаві та полегшуючи проходження техніки між полями.

Банківське переслідування

Пошкоджені сільськогосподарські угіддя
банківським оврагом.
Джерело: Мікаель Гійо (MAPAQ)

Як і впадіння, береги потоків - це райони, де ризик ерозії високий через концентрацію стоку та різницю висот між полями та потоками.

Діагностичний

Ділянки підрив та відкладень осадів у водотоках легко ідентифікувати і дозволяють ідентифікувати ділянки, що стабілізуються.

Рішення

Для захисту берегів та зосередження стоку до захищеного виходу можуть використовуватися системи з обваленням гірських порід і стояком, або яром і стояком. Гірське падіння буде добре працювати в тих випадках, коли довжина і ухил берегів обмежені. Випускний отвір можна використовувати в тих випадках, коли бажано сприяти осіданню в полі. Як пояснюється в розділі "Польова підводка", розмір, будівництво та обслуговування резервуарів слід проводити з особливою обережністю, враховуючи збитки, які розрив запасу може завдати нижче за течією.

Ерозія та поганий дренаж поверхні можуть сильно вплинути на продуктивність сільськогосподарських культур та якість поверхневих вод. Хороший діагноз дозволить підібрати рішення, яке найбільше відповідає спостережуваній проблемі. Нарешті, здоровий ґрунт, який характеризується хорошою структурою та активними органічними речовинами, буде краще протистояти ерозії. Подумай над цим!

Примітка: Ризик, пов'язаний із вживанням берм (див. Розділ "Польовий підсід")

Список літератури

Брунель, А. та В. Савойя. 2000. “Проблеми з водовідведенням”. Буклет 7-B у Керівництві з практики збереження польових культур. Квебек Рада з виробництва рослин Inc. (CPVQ). Здійснюється у партнерстві: допоміжна угода Канади та Квебеку про стійке довкілля у сільському господарстві; CPVQ; FPCCQ; MAPAQ; MENV; AAC. Документ у 7 модулів та 34 сторінках. 500 с.

Квебекська рада з виробництва рослин. 1976. Підземний дренаж - Загальні відомості. Agdex 555, Міністерство сільського господарства Квебеку, 40 с.

Довідковий центр у сільському господарстві та агропродовольстві в Квебеку. 2005. Технічний довідковий посібник для підземного водовідведення та допоміжних робіт. Публікація No VY 006, Сент-Фоа, Квебек, 68 с.

Міністерство сільського господарства, рибного господарства та продовольства Квебеку. 1990. Норми проектування та виконання робіт із збереження та управління ґрунтом та водою. Внутрішнє видання.

Цей вміст створено завдяки партнерству між сільським господарством та сільськогосподарською продукцією Канади (AAFC) та міністерством сільського господарства, рибальства та продовольства Квебеку (MAPAQ).