7. Іригаційна ерозія

Руйнування земель на схилах зрошувальними водами при застосуванні дощування, також при зрошенні по борознах та чеках називається іригаційною ерозією. При дощуванні переважно має місце площинна ерозія, а при поливанні по борознах чи напуском по смугах — і лінійна, і площинна ерозія. Іригаційна ерозія відома здавна. У Середній Азії та Південному Казахстані вона руйнує ґрунти вже не одне тисячоліття: у цьому регіоні вже налічують понад 1 млн. га еродованих зрошувальних земель.

Зрошення тут з давніх часів проводили по борознах та напуском. Іригаційна ерозія виявлялась через підвищення витрат на зрошення і у разі скидання значного обсягу зрошувальних вод. На схилах вода розмивала зрошувальні канали та поливні борозни, а продукти розмиву надходили до скидної мережі, замулюючи знижені елементи рельєфу.

Під впливом іригаційного змиву в профілі зрошуваних ґрунтів зменшується глибина гумусового горизонту, втрачаються елементи живлення рослин, різко знижуються запаси продуктивної вологи та поживних елементів, погіршуються водно-фізичні, агрохімічні та біологічні властивості ґрунту.

Найважливішими показниками попередження іригаційного змиву є поздовжній нахил та довжина поливних борозен. На темно-каштанових ґрунтах при уклоні борозен 0,06 і струмені швидкістю 0,23 л/с у створах борозен завдовжки 30 і 60 м обсяг винесення маси ґрунту за сезон становить відповідно 92,3 та 46,9 т/га, при уклоні 0,03 за інших однакових умов — відповідно 39,1 та 11,7 т/га.

Для попередження іригаційної ерозії слід змінювати поздовжні нахили зрошувальних каналів і поливних борозен, а також підбирати найменш руйнівні форми поперечного перерізу та тип зрошувача. Велике скидання води через водозбірно-скидні канали у разі значних уклонів спричинює їх розмив та утворення ярів.

Для попередження іригаційної ерозії слід змінювати поздовжні нахили зрошувальних каналів і поливних борозен, а також підбирати найменш руйнівні форми поперечного перерізу та тип зрошувача. Велике скидання води через водозбірно-скидні канали у разі значних уклонів спричинює їх розмив та утворення ярів.

Для попередження іригаційного змиву рекомендується попередньо змочувати борозни невеликими нормами води, після чого витрати води збільшують до загальноприйнятих значень.

Таким чином, на величину іригаційної ерозії впливають довжина борозен, повздовжній їх нахил, витрати води, швидкість потоків, протиерозійна стійкість і вологість ґрунту

Під час дощування прояв іригаційної ерозії має свої закономірності, що нагадують ті, які характерні для ерозії від злив, з тією лише різницею, що людина здатна регламентувати як інтенсивність, так і тривалість штучного дощу, не допускаючи виникнення іригаційної ерозії. Під час дощування ерозія виникає внаслідок подачі води з інтенсивністю, яка перевищує вбирну здатність ґрунту

Інтенсивність дощу, що дорівнює інтенсивності інфільтрації води в ґрунті, називають припустимою.

Інтенсивність інфільтрації води в ґрунті залежить від його агрофізичних властивостей і стану поверхні, а також енергетичних параметрів дощу.

До агрофізичних властивостей ґрунту, які впливають на процеси інфільтрації, належать його гранулометричний склад, щільність, структурність, наявність пор аерації. Гранулометричний склад змінити важко, всі ж інші показники агрофізичного стану можна значно поліпшити відповідним обробітком ґрунту, внесенням органічних добрив, хімічною меліорацією, травосіянням.

Культурний стан поверхні ґрунту — це стеблостій рослин, покрив у вигляді мульчі з відмерлих решток, які амортизують енергетичну силу дощу, а також створюють шорсткість поверхні ґрунту, що зменшує швидкість стікання води.

У США вирішили проблеми захисту ґрунтів від ерозії, коли правильно оцінили руйнівну силу крапель дощу.

Кінетична енергія дощу зростає з підвищенням його інтенсивності. В районах помірного клімату під час випадання 1 мм дощу на 1 м² вивільнюється енергія 24 Дж. Краплини дощу розбивають структурні окремості ґрунту, замулюють дрібноземом пори аерації, ущільнюють верхній 1-сантиметровий шар ґрунту до щільності 1,4-1,6 г/см³, чим різко зменшують його водопроникність.

Під час поливу дощуванням є можливість регламентувати величину крапель та інтенсивність дощу. Разом з тим не слід забувати, що інтенсивність інфільтрації можна регулювати обробітком ґрунту, щілюванням його перед дощуванням, мульчуванням пожнивними рештками (що не дає утворитися кірці).

Крім іригаційної ерозії, зрошення спричинює засолення, осолонцювання, підтоплення ґрунтів. Велику небезпеку приховує у собі завищення норм зрошення, що призводить до вказаних деградацій.

В степових ґрунтах на глибині 70—120 см утворився горизонт з високим вмістом водорозчинних солей. Через великі норми зрошення цей горизонт промочується, солі розчиняються, по капілярах підтягуються до поверхні ґрунту, де волога випаровується, і покривають ґрунт білим вицвітом. Це явище називають вторинним засоленням, а ґрунти з високим вмістом солей в орному шарі — засоленими грунтами. Вони мають низький рівень потенційної та ефективної родючості, потребують хімічної і гідротехнічної меліорації.

Під час розсолення ґрунтів, що відбувається внаслідок їх промивання високими нормами зрошення, катіон Nа⁺ надходить до ґрунтового вбирного комплексу і утворюються солонцюваті ґрунти. Вони характеризуються низькою родючістю і потребують хімічної меліорації.

Щоб не відбувалось осолонцювання під час зрошення, треба його супроводжувати профілактичними заходами хімічної меліорації та влаштуванням дренажу, що дозволяє скидати надмірну зрошувальну воду. Для цього перед зрошуванням у верхній шар ґрунту потрібно вносити 3-5 т/га гіпсу.

Надмірні норми зрошення обумовлюють підняття підґрунтових вод, підтоплення та вторинне засолення. У разі підтоплення будують дренажну систему, найчастіше вертикальний дренаж, що дає можливість значно знизити рівень підґрунтових вод. Однак виникає інша проблема, що порушує екологічну рівновагу: куди скидати дренажні води, які насичені розчинними солями.

У практиці дренажні води скидають у водні джерела зрошення, а солі потрапляють у ґрунт зі зрошувальною водою, підвищуючи рівень загальної мінералізації. У верхів'ях р. Аму-Дар'я, наприклад, мінералізація води становить 0,3-0,5 г/л, в нижній течії внаслідок скидання в ріку мінералізованих дренажних вод вона досягає 5-6 г/л. Вода стає непридатною для зрошення.

Отже, іригація супроводжується такими негативними явищами, як іригаційна ерозія, підтоплення, засолення, осолонцювання, агрофізична деградація ґрунтів. Крім того, вона потребує значних капіталовкладень. Тому там, де є можливість, слід шукати альтернативу зрошенню.