Можно ли восстановить гидрологический режим болот, нарушенных примыкающими осушительными каналами?

В Беларуси всего около 863000 га болот сохранившихся в близком к естественному состоянии. Большая часть болот (70%) была осушена полностью и используется для сельского хозяйства и добычи торфа.

Отвечает Александр Козулин, болотовед, инициатор и научный координатор ряда международных проектов по сохранению и устойчивому использованию болот Беларуси

На значительной части естественных болот гидрологический режим нарушен примыкающими осушительными системами созданными для добычи торфа или сельхозмелиорации. Функционирование осушительной сети в его периферийной части нарушает естественный водный баланс за счет резкого увеличения горизонтального стока по каналам. На верховых болотах в первые годы после осушения зона влияния каналов осушительной сети на снижение УГВ обычно не превышает 50 м. Это связано с тем, что верхний активный слой торфа и моховой покров сохраняют возможность аккумулировать и не отдавать влагу. Однако в результате постепенного иссушения живой напочвенный покров болота теряет свои водоудерживающие свойства и зона влияния каналов увеличивается. Возникновение торфяных пожаров и выгорание верхнего слоя залежи приводит к тому, что оставшийся слой инертного горизонта не способен удерживать влагу, в связи с чем вода, попадающая с осадками на болото, беспрепятственно стекает по его поверхности в дренирующие каналы. Этим объясняется резкое увеличение зоны влияния каналов на УГВ болота и прилегающих территорий после пожаров.

Например, после пожаров на болоте Докудовское зона влияния осушительной сети участка добычи торфа на УГВ примыкающего верхового болота заказника «Докудовский» увеличилась со 100 м в 1995 г. до 800 м в 2008 г. Причем УГВ снизился с 0,4 м в 1995 г. до 1,5 м в 2008 г. от поверхности земли (рисунок 1). Понижение УГВ и пожары являются причиной быстрой деградации болотных экосистем. В зоне нарушений гидрологического режима исчезают клюква, сфагновые мхи, которые заменяются вересковыми фитоценозами.

Рисунок 1 – Уровни грунтовых вод болота Докудовское, примыкающего к участкам

Рисунок 1 – Уровни грунтовых вод болота Докудовское, примыкающего к участкам

На низинных болотах зона влияния каналов на снижение УГВ прилегающих территорий значительно больше и достигает уже в первые годы 3 км. Это объясняется их геоморфологией, более низким расположением в рельефе по сравнению с верховыми болотами, отсутствием на низинных болотах сфагновых мхов и неспособностью верхнего слоя растительности удерживать воду. В связи с этим горизонтальная фильтрация через верхний активный горизонт и поверхностный сток на низинных болотах происходят очень быстро. Коэффициент фильтрации низинного торфа намного выше, чем верхового, что обусловливает большую зону влияния осушительных каналов на УГВ болота и суходольных территорий.

В связи с этими особенностями при наличии каналов по периферии низинного болота амплитуда колебания УГВ в течение года приобретает очень большие значения. В весенний период болото затапливается паводковыми водами, затем идет быстрое снижение уровня воды за счет стока по дренирующим каналам. С течением времени зона воздействия осушительной сети на понижение уровня грунтовых вод распространяется на все более отдаленные территории, и, как следствие, отмечаются нарушения в функционировании и структуре растительных сообществ сопредельных территорий, возникает пожароопасная ситуация.

Стратегия устойчивого использования торфяников заключается в том, что в настоящих условиях не допускать нарушений гидрологического режима сохранившихся естественных болот. Но там, где это уже произошло возможно выполнение ряда мер по минимизации воздействия примыкающих к болоту осушительных систем.

Мероприятия по предотвращению нарушений гидрологического режима естественных болот при осушительных работах

В Беларуси из-за отсутствия нормативных документов, регулирующих специальные экологические требования при проведении осушительных работ, строительство мелиоративных систем сельскохозяйственных земель и осушительных систем участков добычи торфа велось без применения мероприятий, предотвращающих понижение УГВ на примыкающих болотах и других территориях. В связи с этим, есть много примеров, когда добыча торфа на части торфяного месторождения приводит к существенному снижению УГВ на примыкающих участках болота, что является основной причиной торфяных пожаров и полной деградации болотных экосистем. Такое же негативное влияние на болота оказывают и другие осушительные системы, непосредственно примыкающие к естественным болотам. По границе между осушенной и естественной частью болота, как правило, проходит глубокий (до 2 м) нагорно-ловчий канал, оказывающий непосредственное влияние на УГВ примыкающих территорий. Уровень грунтовых вод в нагорных (нагорно-ловчих) каналах осушительных систем, находится в пределах 0,9–2,0 м ниже поверхности болота, что приводит к кардинальному нарушению УГВ примыкающих территорий на значительных расстояниях.

Для предупреждения нарушений гидрологического режима болот, примыкающих к осушительным системам, существует ряд апробированных мероприятий, которые обеспечивают возможность ведения хозяйственной деятельности на осушенных территориях и сохранения в естественном состоянии примыкающих природных экосистем.

Проектирование и строительство дамб по периферии осушительных систем, примыкающих к верховым болотам

Для предотвращения нарушений гидрологического режима болот, примыкающих к осушительным системам, рекомендуется строительство специальных водонепроницаемых дамб на границе между осушаемым объектом и естественным болотом. Основная роль дамбы заключается в ограничении поверхностного и грунтового стоков с естественного болота в дренирующие каналы и сохранение типичного для болот гидрологического режима. В большинстве случаев дамба представляет собой водонепроницаемую насыпь, при сооружении которой используется только торф, или торф в сочетании с противофильтрационным экраном (рисунок 2–4). Противофильтрационный экран рекомендуется применять, когда дамба строится вдоль существующей не менее 5 лет осушительной системы. В таких случаях водоудерживающие свойства верхнего слоя торфяной залежи резко снижаются, что приводит к увеличению скорости фильтрации.

Выбор места строительства дамбы. Дамба строится на небольшом (20–40 м) удалении от нагорного (нагорно-ловчего) канала пограничной осушительной системы. Как правило, участок болота, примыкающий к каналу, за счет усадки торфяной залежи, имеет значительно больший уклон по сравнению с поверхностью основной части болота. Это понижение занимает несколько десятков метров и зависит от глубины канала и его срока действия. Дамба должна располагаться на границе между горизонтальной поверхностью примыкающего болота и его наклонной периферийной частью. В случае, если дамба проектируется на естественном болоте вместе со строительством осушительной системы, то ее строительство рекомендуется на расстоянии 20–30 м от нагорного (нагорно-ловчего) канала.

I этап. Удаление растительности и снятие очесного слоя на месте строительства дамбы и на участках откуда будет браться торф для отсыпки дамбы (резерв с обязательными разрывами между участками для взятия торфа, для предупреждения образования канала вдоль дамбы со стороны болота).

II этап. Отрытие траншеи шириной 0,5 м, глубиной 1,0…1,2 м, укладка и засыпка пленки шириной 1,5 м.

II этап. Отрытие траншеи шириной 0,5 м, глубиной 1,0…1,2 м, укладка и засыпка пленки шириной 1,5 м.

 

III этап. Строительство дамбы: отсыпка, уплотнение, профилирование откосов.

III этап. Строительство дамбы: отсыпка, уплотнение, профилирование откосов.

 

Рисунок 2 – Конструкция торфяной дамбы с противофильтрационным экраном.

Рисунок 2 – Конструкция торфяной дамбы с противофильтрационным экраном.

 

Рисунок 3 – Противофильтрационная дамба на границе полей добычи торфа и болота Морочно в год строительства.

Рисунок 3 – Противофильтрационная дамба на границе полей добычи торфа и болота Морочно в год строительства.

 

Рисунок 4 –Дамба на границе полей добычи торфа и болота Осиновское более 10 лет после строительства.

Рисунок 4 –Дамба на границе полей добычи торфа и болота Осиновское более 10 лет
после строительства.

Подготовительные работы. До начала строительства необходимо произвести оценку глубины залежи торфа и его общетехнических характеристик, а также провести нивелировку поверхности места расположения дамбы.

Для строительства дамбы предпочтительно использование торфа высокой степени разложения, обычно залегающего на глубине более 0,5 м, т.к. он обеспечивает меньшую водопроницаемость по сравнению с волокнистым торфом низкой степени разложения. Рекомендуется избегать использовать для строительства дамб торф, состоящий преимущественно из растительных остатков сфагнума остроконечного (вид торфа Sphagnum cuspidatum).

Проектирование и строительство дамб по периферии осушительных систем, примыкающих к низинным болотам

 Осушительные системы, примыкающие к низинным болотам, устроены также, как и описанные выше, и оказывают существенное влияние на гидрологический режим окружающих естественных экосистем. В связи с тем, что низинный торф не обладает такими водоудерживающими свойствами, как верховой, зона влияния осушительной сети на низинное болото значительно больше и составляет около 3 км. Причем влияние каналов на гидрологический режим болота двояко: в одни периоды они сбрасывают воду с болота и приводят к осушению болота, в другие – наоборот, к их затоплению. В периоды обильных осадков насосные станции мелиоративных систем работают на полную мощность, и вся вода сбрасывается в обводной канал (нагорно-ловчим), который напрямую связан с болотом. В результате наблюдается затопление болота слоем воды до 30–50 см, что иногда приводит и к затоплению гнезд ряда редких видов птиц, ухудшению условий для произрастания растений.

В засушливые периоды не регулируемый сброс воды по обводным (нагорно-ловчим) каналам приводит к понижению УГВ на большей части низинных болот.

В связи с этим, для предупреждения нарушений гидрологического режима низинных болот, примыкающих к осушительным системам, обводной канал должен быть изолирован от болота дамбой, также как он изолирован от самой мелиоративной системы. Кроме того, необходимо предусмотреть возможность подачи воды на болото из обводных каналов для возможности регулирования УГВ и предупреждения засух и возможных пожаров. Для этого в дамбе устраиваются шлюзы–регуляторы, по которым вода может подаваться на болото. Кроме этого, на самом нагорном канале, если это не противоречит правилам его эксплуатации, сооружаются водорегулирующие сооружения для регулирования уровня воды. Эти сооружения позволят поддерживать в канале оптимальный для мелиоративной системы и болота уровень воды и предупредят избыточную фильтрацию воды из болота в обводной (нагорный) канал.

Правила строительства дамбы на низинных естественных болотах существенно не отличаются от приведенных выше для верховых болот. Решение о необходимости установки противофильтрационного экрана принимается индивидуально для каждого случая в зависимости от подстилающих пород, геоморфологии и т.д.

Поделиться:

Оставить комментарий