RU2761875C1

RU2761875C1 - Method for controlled soil hydromelioration in agricultural landscape in humid climate with intensive farming

Info

Publication number: RU2761875C1
Application number: RU2020139999A
Authority: RU
Inventors: Людмила Петровна Воронина; Антон Александрович Ермаков; Екатерина Викторовна Морачевская; Кирилл Васильевич Павлов
Priority date: 2020-12-06
Filing date: 2020-12-06
Publication date: 2021-12-13

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture, in particular to melioration. In a method, in the lower part of a meliorated field (hereinafter – MF), a main melioration channel (hereinafter – MMC) is formed with a depth of 1-3 m. At the same time, on the opposite side from MF, a bulk slope of the southern exposure of a variable angle of inclination is formed, made of two parts separated by a flow-regulating furrow (FRF) having an edge: the first one is located near MMC, having an angle of inclination to the field surface of more than 3°, and the second one is remote from MMC and having an angle of inclination to the field surface of no more than 3°. The inner surface of MMC and the first part of the bulk slope are covered with geomembrane, which is fixed on both sides on edges. On the bulk slope and in MMC, in the winter-spring period before snowmelt, snow is raked from MF, which during the snowmelt flows from the bulk slope along geomembrane into MMC in the form of water used for irrigation of MF in the summer.

EFFECT: method increases the efficiency of using natural and economic resources, ensures uniform warming of the soil of meliorated fields due to the effective collection of moisture during snowmelt and its preservation during the growing season for irrigation.

4 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к снежной мелиорации и может быть использовано для оптимизации водно-теплового и питательного режима почвы в гумидном климате.The invention relates to agriculture, in particular to snow reclamation and can be used to optimize the water-thermal and nutrient regime of the soil in a humid climate.

Предлагаемый системный подход к регуляции не только водного режима (включающего как осушение, так и орошение), но и основных агроэкологических факторов, позволяет сбалансировать потоки вещества и энергии в агроландшафте и повысить эффективность использования природных ресурсов (свет, тепло, вода, питательные вещества). Появляются дополнительные возможности по оптимизации комплекса физических, химических и биологических свойств почвы, а также по внесению органических и минеральных удобрений. Агротехнология позволяет существенно повысить эффективность сельского хозяйства и озеленения в экологически неблагоприятных условиях: в эрозионно-опасных ландшафтах и при повышенном уровне грунтовых вод.The proposed systemic approach to the regulation of not only the water regime (including both drainage and irrigation), but also the main agroecological factors, allows balancing the flows of matter and energy in the agricultural landscape and increasing the efficiency of using natural resources (light, heat, water, nutrients). Additional opportunities appear to optimize the complex of physical, chemical and biological properties of the soil, as well as to apply organic and mineral fertilizers. Agrotechnology makes it possible to significantly increase the efficiency of agriculture and gardening in ecologically unfavorable conditions: in erosion-hazardous landscapes and with an increased level of groundwater.

Формирование регулируемого агроландшафта при проведении "регулируемой гидромелиорации" (то есть нечто существенно большее, чем просто традиционная гидромелиорация) позволяет не только эффективно использовать ресурсы, но и получать устойчивый урожай высокопродуктивных культур в условиях гумидного климата и, прежде всего, Нечерноземной зоны России и Сибири.The formation of a regulated agricultural landscape during "controlled irrigation" (that is, something much more than just traditional irrigation) allows not only to efficiently use resources, but also to obtain a stable harvest of highly productive crops in a humid climate and, above all, in the Non-Chernozem zone of Russia and Siberia.

Уровень техникиState of the art

Большая часть почв нуждается в специальных адаптивных или мелиоративных мерах при регулировании водного режима почв в условиях избыточного или недостаточного увлажнения. Повышение эффективности использования зимних осадков – крупный резерв земледелия. В числе традиционных специальных мероприятий по накоплению влаги является выполнение снегозадержания, которое становится особенно важным в условиях недостаточного увлажнения.Most of the soils require special adaptive or reclamation measures to regulate the water regime of soils in conditions of excessive or insufficient moisture. Increasing the efficiency of using winter precipitation is a large reserve of agriculture. Among the traditional special measures for the accumulation of moisture is the implementation of snow retention, which becomes especially important in conditions of insufficient moisture.

Из уровня техники известны патентные источники информации, раскрывающие способы и средства гидромелиорации с использованием ресурсов снежного покрова. From the prior art patent sources of information are known, disclosing methods and means of hydro-reclamation using the resources of the snow cover.

Способ регулирования снеготаяния на участках почвы раскрыт в патенте РФ №2064227. На поверхность снега наносят вещества, ускоряющие его таяние, в виде прерывистых полос, расположенных по горизонталям местности. Ширина полос составляет 2 - 6 м, а расстояние между ними 10 - 30 м. При этом длина обрабатываемых и необрабатываемых участков полосы составляют соответственно 10 - 200 и 10 - 80 м. A method for regulating snow melting in soil areas is disclosed in RF patent No. 2064227. On the surface of the snow, substances are applied that accelerate its melting, in the form of intermittent stripes located along the horizontal lines of the terrain. The width of the strips is 2 - 6 m, and the distance between them is 10 - 30 m. The length of the processed and unprocessed sections of the strip is 10 - 200 and 10 - 80 m, respectively.

Недостатками данного способа является использование в зимний период не приспособленной для работы по снежному покрову сельскохозяйственной техники (разбрасыватель или туковая сеялка), заготовка и хранение зачерняющего материала, сложность использования в период отрицательных температур смерзшегося реагента, невозможность обеспечить равномерное таяние, что, в результате, приводит к неравномерности гидрологического режима почвы мелиорируемых полей, и, соответственно, к неоднородности урожая культур.The disadvantages of this method are the use in winter of agricultural machinery that is not suitable for working on snow cover (spreader or fertilizer seeder), preparation and storage of blackening material, the difficulty of using the frozen reagent during negative temperatures, the inability to ensure uniform melting, which, as a result, leads to to the unevenness of the hydrological regime of the soil of the reclaimed fields, and, accordingly, to the inhomogeneity of the crop yield.

Известен способ регулирования снеготаяния (а.с. СССР №1724028), предусматривающий создание кулис в осенний период. Весной, перед началом снеготаяния, создают снежные валки на месте кулис. В процессе валкования снег перемешивается с наземной массой кулисных растений. Скорость таяния снега в валках замедляется, поступление влаги в почву становится более плавным.A known method for regulating snowmelt (USSR AS No. 1724028), providing for the creation of wings in the autumn. In the spring, before the beginning of snow melting, snow swells are created in place of the wings. In the process of swathing, the snow is mixed with the ground mass of the curtain plants. The rate of snow melting in swaths slows down, the flow of moisture into the soil becomes smoother.

Однако данный способ не обеспечивает полной равномерности таяния снега, что приводит к неоднородности урожайности в дальнейшем.However, this method does not provide complete uniformity of snow melting, which leads to non-uniformity of yield in the future.

Из патента РФ №2724137 известен способ снежной мелиорации, используемый для управления температурным и водным режимами почвы в регионах с устойчивым снежным покровом. После достижения снежным покровом толщины, обеспечивающей формирование снежных валков заданной высоты, осуществляют зимнее полосное обнажение почвы от снега с формированием снежных валков. Его проводят, преимущественно, поперек направления господствующих ветров в зимний период. Снежные валки формируют над обнаженными полосами почвы по всей их длине в виде арочных перекрытий между их боковыми сторонами уплотнением снятого с них снега. Опоры соседних снежных валков располагают рядом друг с другом. Между поверхностью почвы и внутренней поверхностью сводов снежных валков формируют воздушные полости. Изолируют находящийся в них воздух от холодной атмосферы засыпкой входов-выходов на их краях снегом. Перед началом снеготаяния делают регулируемое сплошное зачернение снежного покрова так, что увеличивают скорость его таяния в интервале от естественной до скорости поглощения метровым слоем почвы влаги без образования на ее поверхности талой воды. From the patent of the Russian Federation No. 2724137, a method of snow reclamation is known, which is used to control the temperature and water regimes of the soil in regions with a stable snow cover. After the snow cover reaches a thickness that ensures the formation of snow swaths of a given height, a winter strip outcrop of the soil from snow is carried out with the formation of snow swells. It is carried out mainly across the direction of the prevailing winds in winter. Snow swaths are formed over the exposed soil strips along their entire length in the form of arched overlaps between their lateral sides by compaction of the snow removed from them. Supports of adjacent snow swaths are placed next to each other. Air cavities are formed between the soil surface and the inner surface of the snow roll arches. The air in them is isolated from the cold atmosphere by filling the inlets and outlets at their edges with snow. Before the beginning of snow melting, a controlled continuous blackening of the snow cover is made so that the rate of its melting is increased in the range from natural to the rate of absorption of moisture by a meter layer of soil without the formation of melt water on its surface.

Недостатками данного способа является сложность формирования снежных валков в виде арочных перекрытий. Второй этап технологического процесса мелиорации, предполагающее зачернение, не учитывает того обстоятельства, что прогон техники нарушит целостность сформированных валков, что приведет к неравномерности снеготаяния и, в результате, гидрологического режима почвенного покрова.The disadvantages of this method is the complexity of the formation of snow swells in the form of arched floors. The second stage of the technological process of reclamation, implying blackening, does not take into account the fact that the running of the equipment will violate the integrity of the formed swaths, which will lead to uneven snow melting and, as a result, the hydrological regime of the soil cover.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ снежной мелиорации, раскрытый в а.с. СССР №1605940. Способ включает следующую последовательность действий: в зимний период производят полосное обнажение почвы от снежного покрова с формированием параллельных снежных валков, весной осуществляют перемещение части снега из валков на зону зимнего обнажения путем проходов агрегата перпендикулярно направлению зимних валков, формируя на поле систему прямоугольных обвалованных снегом участков и обнаженных от снега полос. Способ позволяет снять подмерзлотное разрежение, уменьшить потери влаги за счет уменьшения поверхностного и внутрипочвенного стока и повышения равномерности распределения влаги по полю.The closest in technical essence to the claimed solution is the method of snow reclamation, disclosed in and.with. USSR No. 1605940. The method includes the following sequence of actions: in the winter period, the soil is striped out from the snow cover with the formation of parallel snow swaths, in the spring, part of the snow is moved from the swaths to the winter outcrop zone by means of the unit passes perpendicular to the direction of the winter swaths, forming a system of rectangular snow-bounded areas on the field and strips bared from snow. EFFECT: method allows to remove subpermafrost rarefaction, reduce moisture loss by reducing surface and subsurface runoff and increasing the uniformity of moisture distribution over the field.

Однако при полосном обнажении почвы от снежного покрова зимой происходит неравномерное промерзание, прямоугольные обвалованные снегом участки создают локальную неравномерность снеготаяния.However, in case of strip soil exposure from the snow cover in winter, uneven freezing occurs, rectangular snow-covered areas create local unevenness of snow melting.

Таким образом, техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в необходимости устранения недостатков аналогов и прототипа за счет создания способа снежной мелиорации, обеспечивающего формирование равномерного и оптимального теплового и гидрологического режима мелиорируемых почв. При этом заявляемый способ может быть осуществлен с использованием распространенной в хозяйствах тракторной техники с низким классом тяговой силы и недорогим навесным оборудованием (отвалы, ножи), без привлечения дорогой специализированной техники и агрегатов. Thus, the technical problem solved by the claimed invention consists in the need to eliminate the disadvantages of analogs and prototypes by creating a method of snow reclamation, which ensures the formation of a uniform and optimal thermal and hydrological regime of the reclaimed soils. At the same time, the claimed method can be carried out using tractor equipment common in farms with a low traction force class and inexpensive attachments (dumps, knives), without involving expensive specialized equipment and units.

Краткое раскрытие сущности изобретенияBrief disclosure of the essence of the invention

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении эффективности использования природных и хозяйственных ресурсов, обеспечении равномерного прогревания почвы мелиорируемых полей за счет эффективного сбора влаги в период снеготаяния и сохранения ее в вегетационный период для орошения. Способ позволит оптимизировать водно-тепловой и питательный режимы почвы в гумидном климате за счет регулирования объема влаги, поступающей на мелиорируемое поле. Повышение эффективности сбора влаги в рамках заявляемого способа, в отличие от аналогов, преимущественно достигается за счет удаления снега с поля, а не его удержании на поле.The technical result achieved with the use of the claimed invention consists in increasing the efficiency of using natural and economic resources, ensuring uniform heating of the soil of the reclaimed fields due to the effective collection of moisture during the snowmelt period and its preservation during the growing season for irrigation. The method will optimize the water-thermal and nutrient regimes of the soil in a humid climate by regulating the amount of moisture supplied to the reclaimed field. Increasing the efficiency of moisture collection within the framework of the proposed method, in contrast to analogs, is mainly achieved by removing snow from the field, and not keeping it on the field.

Использование способа существенно снижает энергозатраты за счет обеспечения возможности использования традиционной для хозяйств техники, без необходимости привлечения сложнотехнологических агрегатов.The use of the method significantly reduces energy consumption due to the provision of the possibility of using traditional equipment for farms, without the need to involve complex technological units.

Заявленный технический результат достигается тем, что в способе комплексной регулируемой гидромелиорации почвы в агроландшафте в условиях гумидного климата при интенсивном земледелии, согласно техническому решению, в нижней части мелиорируемого поля (МП) формируют основной мелиоративный канал (ОМК) глубиной 1-3 м, одновременно с противоположной от МП стороны формируют насыпной склон южной экспозиции переменного угла наклона, выполненный из двух частей, разделенных стокорегулирующей бороздой (СРБ), имеющей бровку: первой части, расположенной вблизи ОМК, имеющей угол наклона к поверхности поля более 3°, и второй - удаленной от ОМК и имеющей угол наклона к поверхности поля не более 3°, при этом внутреннюю поверхность ОМК и первую часть насыпного склона укрывают геомембраной, которую закрепляют с двух сторон в бровках, на насыпной склон и в ОМК в зимне-весенний период перед снеготаянием сгребают снег с МП, который в период снеготаяния стекает с насыпного склона по геомембране в ОМК в виде воды, используемой для орошения МП в летний период. Дополнительно вторую часть склона укрывают осенью временной пленкой или геомембраной для увеличения водосбора дождевой воды в осенний и весенний периоды, а также сбора снега в зимний период, при этом в весенний период пленку снимают, и указанную часть склона используют под посев с/х культур. Дополнительно могут быть сформированы дополнительные мелиоративные каналы, обеспечивающие расширение стокорегулирующих функций ОМК за счет его соединения с котлованами повышенной глубины 3-5 м, предназначенными для накопления и хранения воды и/или с отмелями пониженной глубины 1-2 м, предназначенными для ускорения снеготаяния и нагрева воды, и/или с природными водоемами для дополнительного сброса или забора воды. В понижениях мезорельефа может быть сформирована стокорегулирующая борозда шириной 1-2 м и длиной не более 50 м, ориентированная перпендикулярно ОМК и примыкающая к нему, при этом по обе стороны указанной борозды формируют стокорегулирующий склон, который накрывают в осенний период временными пленочными полосами внахлест, а весной, перед посевом с/х культур на МП, пленку снимают.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of integrated regulated hydro-reclamation of soil in an agricultural landscape in a humid climate with intensive farming, according to the technical solution, in the lower part of the reclaimed field (MP), a main reclamation channel (OMK) with a depth of 1-3 m is formed, simultaneously with on the opposite side from the MP, a bulk slope of the southern exposure of a variable angle of inclination is formed, made of two parts, separated by a stock-regulating furrow (SRB), which has an edge: the first part, located near the OMC, having an angle of inclination to the surface of the field of more than 3 °, and the second - remote from OMC and having an angle of inclination to the surface of the field no more than 3 °, while the inner surface of the OMC and the first part of the bulk slope are covered with a geomembrane, which is fixed on both sides in the edges, on the bulk slope and in the OMC in the winter-spring period, before snow melting, snow is raked from MP, which, during the period of snow melting, flows from the bulk slope along the geomembrane in the OMK in the form water used for irrigation of the MP in the summer. Additionally, the second part of the slope is covered in autumn with a temporary film or geomembrane to increase the catchment of rainwater in autumn and spring, as well as collect snow in winter, while in the spring the film is removed, and the specified part of the slope is used for sowing agricultural crops. Additionally, additional reclamation canals can be formed, providing an expansion of the OMK runoff-regulating functions due to its connection with pits with an increased depth of 3-5 m, intended for accumulation and storage of water and / or with shallows of a reduced depth of 1-2 m, designed to accelerate snow melting and heating water, and / or with natural reservoirs for additional discharge or water intake. In the depressions of the mesorelief, a runoff-regulating furrow with a width of 1-2 m and a length of no more than 50 m can be formed, oriented perpendicularly to the OMC and adjacent to it, while on both sides of the said furrow a runoff-regulating slope is formed, which is covered in the autumn period with temporary film strips overlapping, and in the spring, before sowing agricultural crops on the MP, the film is removed.

Заявляемый способ позволяет использовать традиционную для средних и малых хозяйств малобюджетную с/х технику и навесное оборудование; допускает возможность поэтапного и постепенного внедрения. Естественный снежный покров в зимний период предотвращает промерзание почвы, а в весенний период почва, освобожденная от снежного покрова, оттаивает одновременно с процессом таяния снега. При этом, в результате применения способа почва прогревается и становится готова к севу раньше обычного срока, что способствует увеличению периода вегетации растений и сохранению плодородия почвы, а также снижает потери влаги при смыве по рельефу. The inventive method allows the use of traditional low-budget agricultural equipment and attachments for medium and small farms; allows for the possibility of phased and gradual implementation. Natural snow cover in winter prevents freezing of the soil, and in spring the soil, freed from the snow cover, thaws simultaneously with the process of snow melting. At the same time, as a result of applying the method, the soil warms up and becomes ready for sowing earlier than usual, which contributes to an increase in the growing season of plants and the preservation of soil fertility, and also reduces moisture loss during washout along the relief.

В результате применения способа обеспечивается накопление и сохранение объема талой воды, который может быть использован в засушливый период, а за счет обеспечения возможности отстаивания и естественного прогрева талой воды в ОМК для орошения подается вода комфортной температуры, что способствует увеличению урожайности посевов растений. As a result of applying the method, the accumulation and preservation of the volume of melt water, which can be used during the dry period, is ensured, and due to the provision of the possibility of settling and natural warming of melt water, water at a comfortable temperature is supplied to the OMK for irrigation, which contributes to an increase in the yield of plant crops.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение поясняется следующими схематичными изображениями (Фиг.1, Фиг.2), где представлена совокупность средств, позволяющих реализовать заявляемый способ.The invention is illustrated by the following schematic images (Fig. 1, Fig. 2), which presents a set of means allowing to implement the inventive method.

Позициями на чертежах обозначены:Positions in the drawings indicate:

1 – основной мелиоративный канал,1 - the main reclamation channel,

2 – мелиорируемое поле,2 - reclaimed field,

3 – насыпной склон,3 - bulk slope,

4 – первая, ближняя к ОМК, часть склона, 4 - the first, closest to the OMK, part of the slope,

5 – вторая, удаленная от ОМК, часть склона,5 - the second, remote from the OMK, part of the slope,

6 – стокорегулирующая борозда,6 - stock-regulating furrow,

7 – геомембрана (EPDM),7 - geomembrane (EPDM),

8 – пленка (ПВХ),8 - film (PVC),

9 – котлован,9 - foundation pit,

10 – отмель,10 - shallow,

11 – дополнительный мелиоративный канал,11 - additional reclamation channel,

12 – донный порог,12 - bottom sill,

13 – земляной вал,13 - earthen shaft,

14 – крыша котлована,14 - pit roof,

15 – водоем,15 - reservoir,

16 – труба гибкая напорная,16 - flexible pressure pipe,

17 – слив,17 - drain,

18 – временная пленочная полоса,18 - temporary film strip,

19 – лесополоса.19 - forest belt.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Для реализации заявляемого способа формируют гидромелиоративную систему (ГМС), включающую следующие элементы:To implement the proposed method, an irrigation and drainage system (HMS) is formed, which includes the following elements:

Основной мелиоративный канал (ОМК) (1), который представляет собой канал, окаймляющий мелиорируемое поле (МП) (2) в нижней части его склона и предназначенный одновременно для накопления, распределения и сохранения влаги. В ОМК может быть также включена и боковая часть МП. В зависимости от размеров поля и географического местоположения глубина ОМК может быть от 1 до 5 м, а ширина – от 2 до 5 м. ОМК является своеобразной емкостью, используемой как для сброса избытка воды, так и для ее накопления для возможного орошения в летний период.The main reclamation channel (OMK) (1), which is a channel bordering the reclaimed field (MP) (2) in the lower part of its slope and is intended simultaneously for the accumulation, distribution and preservation of moisture. The side part of the MP can also be included in the OMK. Depending on the size of the field and geographic location, the depth of the OMK can be from 1 to 5 m, and the width - from 2 to 5 m. ...

Искусственно сформированные насыпные склоны (3) прибрежной зоны канала представляют собой места для сбора снега перед периодом снеготаяния. По мере удаления от канала крутизна склона снижается. Формирование склонов происходит одновременно с закладкой ОМК. При выкапывании ОМК грунт откидывают на прибрежную зону канала. В дальнейшем землю разравнивают, создавая пологий склон. Склон делят на две части: первую - ближнюю (постоянно накрытую геомембраной) (4) и вторую - дальнюю (временно накрываемую пленкой) (5). Поверхность первого ближнего склона, а также борта и дно ОМК, укрываются геомембраной (7). Ближняя к каналу часть склона – наиболее крутая (3-7°) и узкая (от 3 до 20 м). Дальняя часть – более пологая (1-3°) и широкая (от 5 до 50 м). Крутизна и ширина склона определяются, прежде всего, размерами мелиорируемого поля (соответственно, увеличиваются при увеличении размеров поля), естественным основным географическим уклоном поля, а также кратности товарной ширине геомембраны (пленки) (7, 8). Две части насыпного склона разделяют стокорегулирующей бороздой (6), представляющей собой канал шириной 1-2 м и глубиной 20 – 40 см, имеющий по краю, обращенному к ОМК, бровку высотой 5-15 см. Бровка борозды необходима для фиксации геомембраны (7), которую заводят под нее. Заглубленная часть борозды и бровка предназначены также для регуляции стоков талой и дождевой воды, для перехвата, отстаивания и, тем самым, предотвращения смыва почвы и органических остатков с МП в ОМК. Аналогичную борозду формируют вдоль противоположной стороны ОМК по всей его длине. В этом случае борозда проходит на расстоянии от 3 до 5 м от края ОМК. Artificially formed fill slopes (3) of the coastal zone of the channel are places for collecting snow before the period of snow melting. The steepness of the slope decreases with distance from the channel. The formation of slopes occurs simultaneously with the laying of the OMC. When excavating the OMK, the soil is thrown back to the coastal zone of the canal. In the future, the land is leveled, creating a gentle slope. The slope is divided into two parts: the first is the near one (permanently covered with a geomembrane) (4) and the second is the distant one (temporarily covered with a film) (5). The surface of the first near slope, as well as the sides and bottom of the OMK, are covered with a geomembrane (7). The part of the slope closest to the channel is the steepest (3-7 °) and narrowest (from 3 to 20 m). The far part is flatter (1-3 °) and wider (from 5 to 50 m). The steepness and width of the slope are determined, first of all, by the size of the reclaimed field (correspondingly, they increase with an increase in the size of the field), the natural main geographic slope of the field, as well as the multiplicity of the commercial width of the geomembrane (film) (7, 8). The two parts of the bulk slope are separated by a stock-regulating furrow (6), which is a channel 1-2 m wide and 20-40 cm deep, with a 5-15 cm high edge along the edge facing the OMC.The furrow edge is necessary to fix the geomembrane (7) , which is wound up under it. The deepened part of the furrow and the ridge are also designed to regulate melt and rainwater runoff, to intercept, settle and, thereby, prevent soil and organic residues from washing away from the MP in the OMK. A similar groove is formed along the opposite side of the BMC along its entire length. In this case, the furrow runs at a distance of 3 to 5 m from the edge of the BMC.

Таким образом, постоянные элементы ГМС формируют практически одновременно и на длительный срок эксплуатации. Thus, the permanent elements of the HMS are formed practically simultaneously and for a long service life.

Удаленная от ОМК вторая часть южного склона (5) может временно (с осени по весну) накрываться ПВХ-пленкой – более дешевым вариантом геомембраны. Временная пленка может укладываться и без фиксации (или с минимальной фиксацией при наличии сильных ветров) внахлест на постоянную геомембрану над бороздой, увеличивая площадь для сбора снега.The second part of the southern slope (5) located far from the OMK can be temporarily (from autumn to spring) covered with PVC film - a cheaper version of the geomembrane. The temporary film can be laid without fixing (or with minimal fixation in the presence of strong winds) overlapping the permanent geomembrane above the furrow, increasing the area for collecting snow.

В вегетационный сезон временная пленка может укрывать ОМК для предотвращения от испарения аккумулируемой в нем воды.During the growing season, a temporary film can cover the OMC to prevent evaporation of the water accumulated in it.

Технологические параметры геомембраны, пленкиTechnological parameters of geomembranes, films

Геомембрана (7) – бутилкаучуковая пленка из синтетического каучука (Этилен-Пропилен-Диен-Терполимера) (EPDM мембрана), производитель Firestone (США), плотн. 1,17 кг/м2, толщ 1,02 мм, которая пластична, равномерно и хорошо растягивается во все стороны (по сути, это та же резина, которая может растягиваться в три раза), выдерживает температуры от минус 50 до плюс 130, подходит для каменистых участков. Данные физические свойства позволяют пленке удерживаться на поверхности почвы. Срок эксплуатации, заявленный производителем, составляет до 50 лет. Бутилкаучуковая пленка широко используется для создания резервуаров с питьевой водой и плавательных бассейнов, т.к. является инертным нетоксичным материалом. Важным экологическим преимуществом является отсутствие выделения летучих веществ из ЭПДМ мембран в атмосферу. Бутилкаучуковая мембрана соответствует стандарту безопасного контактирования с питьевой водой ANSI/NSF-61. По озоноустойчивости и устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей она полностью соответствует общепринятым стандартам DIN 7864 и ASTM G 53-84. Водонепроницаемость и экологичность подтверждена российскими и международными сертификатами (http://pondliner.ru/tech/certificates/).Geomembrane (7) - butyl rubber film made of synthetic rubber (Ethylene-Propylene-Diene-Terpolymer) (EPDM membrane), manufactured by Firestone (USA), dense. 1.17 kg / m2, thickness 1.02 mm, which is plastic, evenly and well stretches in all directions (in fact, it is the same rubber that can stretch three times), withstands temperatures from minus 50 to plus 130, suitable for stony areas. These physical properties allow the film to adhere to the soil surface. The service life declared by the manufacturer is up to 50 years. Butyl rubber film is widely used in potable water tanks and swimming pools. is an inert non-toxic material. An important environmental benefit is the absence of volatile emissions from EPDM membranes into the atmosphere. The butyl rubber membrane is compliant with ANSI / NSF-61 safe contact with drinking water. In terms of ozone resistance and resistance to ultraviolet rays, it fully complies with the generally accepted standards DIN 7864 and ASTM G 53-84. Water resistance and environmental friendliness is confirmed by Russian and international certificates (http://pondliner.ru/tech/certificates/).

Пленка ПВХ (поливинилхлорид) (8), производитель ERGIS (Польша), плотн. 0,70 – 1,44 кг/м2, толщ 0,5 – 1,0 мм, соответствует всем требованиям биологической безопасности для человека, животных и растений. Характеризуется хорошим прилеганием и способностью восстанавливать свою форму после сжатия. Материал обладает рядом свойств, необходимых при использовании в условиях перепада температур от -30°С до +35°С: морозоустойчивостью, эластичностью, устойчивостью к разрыву и растяжению. Пленки не содержат свинец и кадмий, экологичны, безопасны, UV-стабилизированы, устойчивы против старения и прорастания корней растений, устойчивы к гниению, к воздействию микроорганизмов (испытана по MPA-NRW), легко свариваются горячим воздухом или склеиваются специальным клеем. Отвечают требованиям защиты окружающей среды, не разлагается, при сжигании не образуют вредных соединений. Срок службы материала составляет 15 лет. (https://ergis.eu/ru/content/customers/folie-izolacyjne)PVC film (polyvinyl chloride) (8), manufacturer ERGIS (Poland), dense. 0.70 - 1.44 kg / m2, thickness 0.5 - 1.0 mm, meets all biological safety requirements for humans, animals and plants. It is characterized by a good fit and the ability to regain its shape after compression. The material possesses a number of properties necessary for use in conditions of temperature difference from -30 ° C to + 35 ° C: frost resistance, elasticity, resistance to tearing and stretching. Films do not contain lead and cadmium, are environmentally friendly, safe, UV-stabilized, resistant against aging and germination of plant roots, resistant to decay, microorganisms (tested according to MPA-NRW), easily welded with hot air or glued with special glue. They meet the requirements of environmental protection, do not decompose, do not form harmful compounds when burned. The service life of the material is 15 years. (https://ergis.eu/ru/content/customers/folie-izolacyjne)

Дальняя вторая часть склона (5), покрытая пленкой ПВХ (8), обеспечивает увеличение площади накопления снега, примыкает к постоянным местам для снеготаяния (первая часть склона) (4), но находится на дальней от канала, более пологой части склона (1-3°). Небольшой уклон (до 3°) желателен для обеспечения более медленного поверхностного потока талой воды с МП до борозды, что обеспечивает ее стокорегулирующие и барьерные свойства.The far second part of the slope (5), covered with a PVC film (8), provides an increase in the area of snow accumulation, adjoins permanent places for snow melting (the first part of the slope) (4), but is located on the far from the channel, more gentle part of the slope (1- 3 °). A slight slope (up to 3 °) is desirable to ensure a slower surface flow of melt water from the MP to the furrow, which ensures its flow-regulating and barrier properties.

Заявляемый способ реализуют следующим образом: The inventive method is implemented as follows:

При формировании основного мелиоративного канала со стороны южной экспозиции формируют искусственную насыпь – насыпной склон (2), первую, ближнюю к ОМК часть которого, а также внутреннюю поверхность ОМК и СРБ укрывают геомембраной, фиксируя ее под бровкой стокорегулирующих борозд (6) в зоне разделения склона на первую, ближнюю постоянно накрытую (4) и вторую, временно укрываемую (5) части и вдоль противоположной стороны ОМК. В зимний период поле укрыто снегом, а в конце зимы – начале весны, перед снеготаянием, на первую (4) и вторую (5) части склона с помощью соответствующей снегоуборочной техники или тракторами, оборудованными навесными отвалами или ножами, сдвигают снег с МП (2), и, при необходимости, с прилегающих территорий. Ограничений по количеству нет. В весенний период (апрель-май) снег на склонах (4, 5) постепенно тает, и вода стекает в ОМК. Поверхность МП, лишенная тающего снегового покрова, не подвергается эрозионному разрушению потоками талых вод, и при этом остается насыщенной запасенной в период осенних дождей капиллярно-взвешенной влагой, равномерно распределенной по почвенному горизонту. Таким образом, происходит регуляция водного режима, одновременно с которой осуществляется и регуляция теплового режима почвы МП. Удаление снега с поля увеличивает количество поглощенной солнечной энергии, непосредственно идущей на нагрев почвы. В результате этого становится возможен более ранний посев с/х культур. В период снеготаяния более охлажденными оказываются территории под геомембраной, где накапливают снег. Наличие воды для полива в течение вегетационного периода растений позволяет также более эффективно осуществлять регуляцию питательного режима растений, применяя соответствующие удобрения (подкормки). Таким образом, заявляемый способ позволяет осуществлять в простейшем виде регуляцию потоков вещества и энергии в агроландшафте, а именно оптимизировать водно-тепловой режим на МП в течение вегетационного периода растений и более эффективно использовать природные ресурсы. During the formation of the main reclamation channel from the side of the southern exposure, an artificial embankment is formed - a fill slope (2), the first part of which, closest to the OMC, as well as the inner surface of the OMC and SRB, is covered with a geomembrane, fixing it under the edge of the stock-regulating furrows (6) in the slope separation zone on the first, nearest permanently covered (4) and the second, temporarily covered (5) parts and along the opposite side of the OMC. In winter, the field is covered with snow, and at the end of winter - early spring, before snow melting, snow is moved from the MP (2 ), and, if necessary, from the adjacent territories. There are no restrictions on the quantity. In the spring (April-May), the snow on the slopes (4, 5) gradually melts, and the water flows into the OMC. The MP surface, devoid of melting snow cover, does not undergo erosional destruction by melt water flows, and at the same time remains saturated with capillary-suspended moisture accumulated during the autumn rains, evenly distributed over the soil horizon. Thus, the regulation of the water regime takes place, simultaneously with the regulation of the thermal regime of the soil of the MP. Removing snow from a field increases the amount of absorbed solar energy that goes directly to heating the soil. As a result of this, an earlier sowing of agricultural crops becomes possible. During the snowmelt period, the areas under the geomembrane, where snow accumulate, turn out to be cooler. The availability of water for irrigation during the growing season of plants also makes it possible to more effectively regulate the nutritional regime of plants, using appropriate fertilizers (feeding). Thus, the claimed method allows for the simplest form of regulation of the flows of matter and energy in the agricultural landscape, namely, to optimize the water-thermal regime on the MP during the growing season of plants and to use natural resources more efficiently.

Описываемая технология не является консервативной, а предполагает дальнейшее усовершенствование. Регулируемость свойств агроландшафта благодаря ГМС во многом следует из возможности ее адаптации к изменяющимся условиям, как природным, так и антропогенным. The described technology is not conservative, but suggests further improvement. The regulation of the properties of the agricultural landscape due to the HMS largely follows from the possibility of its adaptation to changing conditions, both natural and anthropogenic.

Дополнительно могут быть использованы следующие вспомогательные элементы ГМС: «котлован», «отмель», «дополнительные мелиоративные каналы», «временные пленочные полосы».Additionally, the following auxiliary elements of the HMS can be used: "pit", "shallow", "additional reclamation channels", "temporary film strips".

«Котлован» (9). Необходим для создания условий консервации воды и сохранения ее в течение нескольких лет. Формирование резерва воды позволит компенсировать ее дефицит при возникновении сильной засухи. Особенно актуален в южных и восточных (континентальных) районах НЧЗ России и Сибири, которые могут испытывать дефицит осадков в летний период."Pit" (9). It is necessary to create conditions for the conservation of water and its preservation for several years. The formation of a water reserve will make it possible to compensate for its deficit in the event of a severe drought. It is especially relevant in the southern and eastern (continental) regions of the NPZ of Russia and Siberia, which may experience a deficit of precipitation in summer.

Формируется путем углубления части ОМК на 3 – 5 м или может создаваться отдельно, соединяясь с ОМК. Котлован создается или в середине, или ближе к концу ОМК, где формируется повышение глубины, создающее течение воды в эту сторону. Углубление котлована формируется постепенно на протяжении 1 – 5 м по течению воды в ОМК. Между ОМК и котлованом необходимо сделать донный порог (12), т.е. борт на дне впадающего в котлован канала, не доходящий 0,5 м до верхнего уровня береговой линии ОМК. Это сформирует условия для отстаивания и очистки воды перед попаданием в котлован. Можно также установить фильтровальную систему для усиления очистки воды, а в период хранения добавлять в воду консервант (например, щелочь, которую потом можно легко нейтрализовать кислотой). Вода в котлован должна поступать только через ОМК, а поверхностный сток воды в котлован исключают путем формирования высокого вала (13) с внешних сторон котлована и перенаправлением стока от котлована (Фиг.2). Для улучшения чистоты воды в котловане его можно изолировать от внешней среды, закрыв сверху крышей (14). В случае протяженного и объемного ОМК, котлованов может быть несколько. Например, в серединной и конечной части ОМК или в боковой части МП, в месте естественного понижения рельефа (овраге, лощине). It is formed by deepening a part of the OMK by 3 - 5 m or it can be created separately, connecting with the OMK. A pit is created either in the middle or closer to the end of the OMC, where an increase in depth forms, creating a flow of water in this direction. The deepening of the pit is formed gradually over a distance of 1 - 5 m along the water flow in the OMK. Between the OMK and the foundation pit, it is necessary to make a bottom sill (12), i.e. the side at the bottom of the channel flowing into the pit, not reaching 0.5 m to the upper level of the OMK coastline. This will create conditions for settling and purifying water before entering the pit. You can also install a filter system to enhance water purification, and during storage add a preservative to the water (for example, alkali, which can then be easily neutralized with acid). Water into the pit should only flow through the OMK, and surface water runoff into the pit is excluded by forming a high shaft (13) on the outer sides of the pit and redirecting the drain from the pit (Fig. 2). To improve the purity of the water in the pit, it can be isolated from the external environment by covering it with a roof (14). In the case of an extended and voluminous OMK, there may be several foundation pits. For example, in the middle and end part of the OMK or in the lateral part of the MP, in a place of natural relief (ravine, ravine).

«Отмель» (10). Необходима для улучшения таяния снега и нагрева воды в весенний период. Формирует актуальный запас теплой воды в летний период для полива. В летне-осенний период может использоваться как емкость для компостирования органических остатков и создания качественного органического удобрения. Наиболее востребована «отмель» может быть в северных и континентальных районах Сибири. Отмель представляет собой расширение канала небольшой глубины 1-1,5 м или мелководный бассейн в начальной части ОМК, которое формирует течение в конечную часть. Она создается на склоне южной экспозиции с пологими и протяженными бортами, обращенными внутрь самой отмели, по которым могут передвигаться снегоуборочные и погрузочные автомашины. Между отмелью и ОМК, как и в случае с котлованом, также создается донный порог (12) для отстаивания и очистки воды. В конце зимы – начале весны отмель служит емкостью для искусственного накопления снега и местом его таяния в весенний период. К концу весны снег тает, и часть воды стекает в ОМК и постепенно накапливается в котловане. Другая часть воды задерживается порогами и, нагреваясь в них, может использоваться для полива в летний период. "Shallow" (10). It is necessary to improve snow melting and water heating in the spring. Forms an actual supply of warm water in summer for irrigation. In the summer-autumn period, it can be used as a container for composting organic residues and creating high-quality organic fertilizers. The most demanded "shoal" can be in the northern and continental regions of Siberia. A shoal is an expansion of a channel with a shallow depth of 1-1.5 m or a shallow basin in the initial part of the OMC, which forms a current to the final part. It is created on the slope of the southern exposure with gentle and long sides facing the shoal itself, along which snow-removing and loading vehicles can move. Between the shallow and the OMK, as in the case of the pit, a bottom sill (12) is also created for settling and purifying water. In late winter - early spring, the sandbank serves as a reservoir for artificial accumulation of snow and a place for its melting in the spring. By the end of spring, the snow melts, and part of the water flows into the OMK and gradually accumulates in the pit. Another part of the water is retained by the rapids and, being heated in them, can be used for irrigation in the summer.

Накопленная в отмели теплая вода может также использоваться для улучшения условий компостирования растительных остатков в осенний период. В качестве растительных остатков могут использоваться как пожнивные остатки с/х культур, так и сено, полученное при скашивании естественных и искусственных сенокосов. Одним из участков, засеянных сидеральными культурами, могут быть места для снеготаяния, временно накрываемые пленкой (5). В процессе компостирования растительных остатков могут использоваться микробиологические препараты, которые ускоряют созревание компоста и повышают его качество. В конце осени перепревший компост вносят на МП.The warm water accumulated in the shallows can also be used to improve the composting conditions of plant residues in the fall. As crop residues, both crop residues of agricultural crops and hay obtained by mowing natural and artificial hayfields can be used. One of the areas sown with green manure crops can be places for snow melting, temporarily covered with a film (5). In the process of composting plant residues, microbiological preparations can be used, which accelerate the maturation of the compost and improve its quality. At the end of autumn, the rotted compost is applied to the MP.

«Дополнительные мелиоративные каналы» (11). Каналы, дополнительно закладываемые для улучшения стока воды в ОМК или, наоборот, из него. Соответственно, они могут служить как для улучшения накопления воды, так и для усиления ее сброса. Их создание чаще всего обусловлено сложным рельефом местности, под который необходимо подстроить мелиоративную систему. Одним из таких каналов может быть канал, связывающий ОМК с водоемом (15), с котлованом (9) или с отмелью (10). В простейшем случае такой канал позволяет сбросить излишки воды из ГМС в водоем. Это может быть необходимым в западных и северо-западных районах НЧЗ России с наиболее избыточным увлажнением. Более сложным случаем может быть, наоборот, закачка воды в ОМК по трубе (16), проложенной по этому каналу. Это может быть обоснованным в южных и континентальных районах Сибири с возможным дефицитом осадков в летний период."Additional reclamation channels" (11). Channels that are additionally laid to improve the water flow into the OMK or, conversely, from it. Accordingly, they can serve both to improve the accumulation of water and to enhance its discharge. Their creation is most often due to the difficult terrain, for which it is necessary to adjust the reclamation system. One of these canals can be a channel connecting the OMK with a reservoir (15), with a pit (9), or with a shoal (10). In the simplest case, such a channel allows you to discharge excess water from the HMS into the reservoir. This may be necessary in the western and northwestern regions of the NPZ of Russia with the most excessive moisture. A more complicated case, on the contrary, may be the injection of water into the OMK through the pipe (16) laid through this channel. This can be justified in the southern and continental regions of Siberia with a possible deficit of precipitation in summer.

«Временные пленочные полосы» (ВПП) (18). Устраиваются для увеличения водосбора на склоне южной экспозиции МП в понижениях мезорельефа. По центру понижения перпендикулярно ОМК закладывают стокорегулирующую борозду (6) шириной 1-2 м и не более 50 м в длину, заканчивающуюся на границе с первой, примыкающей к ОМК постоянной частью склона (4), сливом (17) в дополнительный мелиоративный канал (11), впадающий в ОМК через донный порог. Поверхность склона понижения мезорельефа накрывают в осенний период ВПП внахлест (Фиг.1, Фиг.2). На эти, временно накрытые пленкой площадки ранней весной, перед снеготаянием, также сгребают снег с МП, который в результате таяния, стекает по склону и по СРБ (6) талая вода попадает через слив (17) в дополнительный мелиоративный канал (11) и, далее, в ОМК. Весной, перед посевом с/х культур на МП, пленку снимают. Данный вспомогательный элемент ГМС увеличивает территориально площадь для искусственного накопления снега и служит дополнительным местом его таяния и аккумуляции в ОМК и котлованах (9) в весенний период."Temporary strips of film" (WFP) (18). They are arranged to increase the catchment area on the slope of the southern exposure of the MP in the depressions of the mesorelief. In the center of the depression, perpendicularly to the OMC, a runoff-regulating furrow (6) 1-2 m wide and not more than 50 m in length is laid, ending at the border with the first permanent part of the slope adjacent to the OMC (4), with a drain (17) into an additional reclamation channel (11 ) flowing into the OMC through the bottom sill. The surface of the mesorelief depression slope is covered in the autumn runway with an overlap (Fig. 1, Fig. 2). On these, temporarily covered with a film, in early spring, before snow melting, snow is also raked from the MP, which, as a result of melting, flows down the slope and along the SRB (6) melt water enters through the drain (17) into an additional reclamation channel (11) and, further, at OMK. In the spring, before sowing agricultural crops on the MP, the film is removed. This auxiliary element of the HMS increases the territorial area for artificial accumulation of snow and serves as an additional place for its melting and accumulation in the OMK and pits (9) in the spring.

Claims

1. The method of complex regulated soil irrigation in an agricultural landscape in a humid climate with intensive farming, characterized by the fact that in the lower part of the ameliorated field (MP), a main reclamation channel (BMC) with a depth of 1-3 m is formed, at the same time from the opposite side of the MP, a bulk the slope of the southern exposure of a variable angle of inclination, made of two parts, separated by a stock-regulating furrow (SRB), which has an edge: the first is located near the OMC, which has an angle of inclination to the surface of the field of more than 3 °, and the second is distant from the OMC and has an angle of inclination to the surface fields are not more than 3 °, while the inner surface of the OMC and the first part of the bulk slope are covered with a geomembrane, which is fixed on both sides in the edges, on the bulk slope and in the OMC in the winter-spring period, before snow melting, snow is raked from the MP, which flows down during the snow melting period from the fill slope along the geomembrane in the OMK in the form of water used for irrigation of the MP in the summer.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, the second part of the slope is covered in the fall with a temporary film or geomembrane to increase the catchment of rainwater in autumn and spring, as well as collect snow in the winter, while in the spring the film is removed and the specified part of the slope is used for sowing agricultural crops.

3. The method according to claim 1, characterized in that additional reclamation channels are formed, which provide the expansion of the drain-regulating functions of the OMK due to its connection with pits with an increased depth of 3-5 m, intended for the accumulation and storage of water, and / or with shallows of a reduced depth 1 -2 m, designed to accelerate snow melting and water heating, and / or with natural reservoirs for additional discharge or water intake.

4. The method according to claim 1, characterized in that in the depressions of the mesorelief, a stock-regulating furrow is formed with a width of 1-2 m and a length of not more than 50 m, oriented perpendicularly to the OMC and adjacent to it, while on both sides of said furrow a stock-regulating slope is formed, which they are covered in the autumn period with temporary overlapping film strips, and in the spring, before sowing agricultural crops on the MP, the film is removed.