История развития орошения в РСФСР
Период до 1917 г.
Первые достоверные сведения об орошении земель в России относятся к XIII-XIV векам. Орошение в этот период применялось в зоне недостаточного увлажнения (Заволжские степи, Калмыкия, Дагестан) и в зонах недостаточной тепло- и влагообеспеченности (Алтай, Хакасия, Бурятия, Тыва и др.). Подробное описание технологии орошения, влияние его на плодородие почв, гидрологические и геохимические условия отсутствуют. Указываются лишь места расположения орошаемых земель, конструкции техники полива и увеличение урожаев по сравнению с неорошаемыми землями. Иногда сообщаются величины оросительных норм и число поливов.
Оросительные системы в Заволжских степях представляли собой простейшие лиманы и предназначались в основном для орошения лугов, сенокосов и пастбищ. Затопление лиманов производилось в период весенних паводков, норма затопления составляла 1500-3000 м3/га.
На Северном Кавказе кроме лиманного орошения применение получило и регулярное орошение (полив по полосам и бороздам).
В целом, имеющийся в этот период опыт орошения земель был разрозненным и в известной мере случайным. Принципиальной особенностью древнего орошения в России было, с одной стороны, стремление максимально использовать ресурсы естественного увлажнения и местного стока без строительства сложных гидротехнических сооружений и с другой - комплексного регулирования водного, теплового, солевого и биологического режимов почв, то есть по существу, регулирование биологического круговорота и экологической устойчивости ландшафтов. К сожалению, детальный анализ опыта древнего орошения в России не был никем обобщен, что впоследствии привело к шаблонному использованию техники и технологии орошения земель, применяемой в Средней Азии, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В последующий период вплоть до начала XX века интерес к орошению земель в России постоянно возрастал.
Поводом для этого послужило учащение катастрофических засух и снижение продуктивности и стабильности сельскохозяйственного производства в стране. Если засухи в XII-XIV веках повторялись не чаще одного раза в 10-15 лет, то в начале XX века они происходили уже 1 раз в 3-4 года. По данным Б.С. Маслова, длительность засух в XI-XIV веках составляла 8 лет, в XVII-XVIII веках - 17 лет, в XIX веке - 20 лет, в XX веке - 30 лет.
К середине XIX века выяснилось, что основными причинами такого положения стало не глобальное изменение климата, а совершенно неудовлетворительная хозяйственная деятельность, которая сопровождалась сплошной вырубкой лесов и распашкой территорий.
Со времен Петра 1 до начала первой мировой войны (с 1696 по 1914 гг., то есть за 216 лет) леса России были сведены на площади 66,2 млн. га (0,3 млн. га в год), их место заняли в основном сельскохозяйственные угодья и главным образом пашня. Лесные угодья европейской части России за этот период снизились с 53 до 35%. По отдельным регионам это снижение было еще более значительным.
Сведение лесов России продолжалось и после 1914 года; лесистость европейской части страны (без Северного Кавказа и Поволжья) снизилась к 1923 г. с 35 до 23,5 %. Интенсивная вырубка лесов продолжается и в настоящее время. К 1988 г. площадь лесов уменьшилась уже на 106,2 млн. га (0,6 млн. га в год).
Совершено неудовлетворительная ситуация сложилась и со структурой сельскохозяйственных угодий: соотношение луга/пашня в этот период составляло (0,08-0,3) / 1, в то время, как в Европе это соотношение было (0,7-0,2) / 1.
Это не могло не сказаться на изменении климата и увеличении число засушливых лет.
Вырубка лесов и распашка земель, как уже отмечалось выше, привели к изменению тепло- и влагообеспеченности и увеличению засушливости территории. Так, территории с недостаточной и достаточной тепло- и достаточной влагообеспеченностью сократились с 40 до 30 %, территории с достаточной тепло- и неустойчивой влагообеспеченностью с 35 до 25 %, а территории с достаточной тепло и недостаточной влагообеспеченностью увеличились с 25 до 45 %.
Правительство России понимало необходимость принятия срочных мер по улучшению состояния сельскохозяйственных угодий и сельскохозяйственного производства.
В 1854 г. появилось Высочайшее повеление «О мерах по распространению осушения и орошения», в 1880 г. была образована экспедиция по орошению земель на юге России и на Кавказе, в 1891 г. после засухи была организована особая экспедиция по общественным работам, в 1894 г. - отдел земельных улучшений. Однако все эти меры оказались малоэффективными и в 1903 г. экспедиции были упразднены. Все работы проводились без каких-либо серьезных исследований и проектов.
Главным недостатком работ было отсутствие плановости, они начинались, как правило, сразу после засух и очень быстро заканчивались. Работы сводились к обводнению и водоснабжению, деятельность экспедиций в области орошения была направлена в основном на помощь отдельным землевладельцам и крестьянским общинам при устройстве орошения. Планомерных мелиоративных исследований практически не велось. Велись большей частью эпизодические изыскания, результаты этих изысканий не систематизировались.
Кроме всего этого, отношение российского общества к орошению было противоречивым. Основная часть крестьянства относилась к орошению безразлично: «Будет вода - хорошо, польем, не будет - так обойдемся».
Жилинский, Кропоткин и др. считали, что обводнение и орошение должны составлять предмет первейшей необходимости. Докучаев, Костычев и др. считали, что меры по борьбе с засухой ... «должны быть цельны, строго систематизированы и последовательны, как сама природа». Основным принципом борьбы с засухой, по их мнению, была комплексность и определенная последовательность в осуществлении работ. Первоочередными должны быть оптимизация структуры ландшафтов и наиболее полное использование ресурсов естественного увлажнения. В 1892 г. в программе Особой комиссии по испытанию и учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России (закрыта в 1896 г.) В.В. Докучаев писал: ... «Общий ход работ экспедиции направлен на установление возможного правильного соотношения между водою, лесом, лугами и другими хозяйственными угодьями».
В целом, площади орошения земель в России, Украине и Молдавии к 1915 г. достигли 220 тыс. га, в том числе 85 тыс. а на юге, 85 тыс. га - в Поволжье и на Дону и 50 тыс. га - в Восточной Сибири. В основном это были системы лиманного орошения. Отношение населения к орошению земель не изменилось; из 1570 обследованных хозяйств только 45 (менее 1 %) имели орошаемые земли. Полив производился затоплением (лиманы), по полосам и бороздам (регулярное орошение). Величины оросительных норм нетто по рекомендациям различных авторов составляли от 1400 до 6100 м3/га. Такой разброс величины 0рнт свидетельствовал о недостаточном учете особенности природных условий.
Величины индекса сухости Будыко составляли от Ic = l,29 (при 0рнт =1400 м3/га) до.Ic = 0,70 (при 0рнт =6100 м3/га). Таким образом, если при 0рнт = 1400 м3/га соблюдались условия требуемого регулирования биологического и геологического круговоротов, то при 0рнт = 6100 м3/га - они полностью нарушались, что приводило к подъему уровня грунтовых вод и засолению почв. Нецелесообразность применения таких высоких оросительных норм нетто подтверждаются также экспериментальными данными.
При рассмотрении истории развития орошения в России необходимо учитывать, что в отличие от Средней Азии орошение земель не являлось жизненно необходимым мероприятием, без которого было невозможно нормальное развитие общества. 49% земель основных земледельческих районов в стране расположены в зонах недостаточной и достаточной теплообеспеченности и достаточной влагообеспеченности, 35% - достаточной тепло- и неустойчивой влагообеспеченности и (25%) - достаточной тепло- и недостаточной влагообеспеченности.
Этот вывод, правда, не согласуется с существующим мнением о том, что практически все сельскохозяйственные угодья расположены в зоне рискованного земледелия. Доказательством справедливости такой оценки особенностей природных условий служат данные по почвенному покрову. Более 70 млн. га занимают серые лесные почвы и оподзоленные черноземы, то есть почвы, формирование которых могло происходить только в условиях достаточного увлажнения. Около 55 млн. га занимают выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные черноземы, темно-каштановые и каштановые почвы, формирование которых происходило в условиях скомпенсированного гидротермического режима. И только около 40 млн. га занимают светло-каштановые, бурые пустынные почвы, солонцы и солончаки, то есть почвы, сформировавшиеся в условиях недостаточного увлажнения.
Приведенные в таблице 3.6 данные свидетельствуют о том, что при примитивной системе земледелия без применения минеральных и органических удобрений пытаться увеличить урожаи только за счет интенсивного увлажнения почв бессмысленно. Об этом неоднократно говорил В.В. Докучаев и другие ученые.
Таблица 3.6 - Зависимость урожая зерновых от суммы атмосферных осадков за IV-VI месяцы в Саратовской и Самарской губерниях ц/га
| Сумма атмосферных осадков за IV-VI месяцы, мм | Саратовская губерния | Самарская губерния | ||
| Яровая пшеница | Овес | Яровая пшеница | Овес | |
| 40-60 | 2,4 | 2,2 | 2,0 | 1,6 |
| 60-70 | 3,2 | 2,9 | 2,9 | 2,0 |
| 70-80 | 3,8 | 3,5 | 4,2 | 4,3 |
| 80-90 | 4,5 | 3,8 | - | - |
| 90-100 | 5,1 | 4,8 | 4,8 | 4,8 |
| 100-110 | 6,1 | 6,9 | 7,4 | 6,9 |
| 110-130 | 8,0 | 8,2 | 7,5 | 8,0 |
| 130-150 | 8,5 | 9,1 | - | 8,6 |
| >150 | 7,4 | 6,9 | 8,3 | 7,7 |
В таблицах 3.7, 3.8 приведены данные по эффективности лиманного и регулярного орошения. Они показывают, что урожайность зерновых при лиманном орошении в сухие годы увеличивается в 2,5-2,9 раза, а люцерны - в 4 раза; во влажные годы - в 1,5-2,2 и 4, соответственно. Урожайность сельскохозяйственных культур при регулярном орошении увеличивается по зерновым в 2,8-4 раза и по люцерне - в 4-4,5 раза. Как видим, лиманное орошение в Заволжье и Западной Сибири мало чем уступает регулярному в части увеличения урожаев, но обходится гораздо дешевле.
Таблица 3.7 - Урожайность сельскохозяйственных культур на не орошаемых землях и на землях лиманного орошения, ц/га
| Сельскохозяйственная культура | Сухие годы | Влажные годы | ||
| Не орошаемые земли | Орошаемые земли | Не орошаемые земли | Орошаемые земли | |
| Пшеница | 2,3 | 6,7 | 11,4 | 17,0 |
| Рожь | 0,8 | 5,1 | 8,2 | 15,5 |
| Ячмень | 3,2 | 8,0 | 7,2 | 16,0 |
| Люцерна |
Однако к такой традиционной оценке эффективности орошения необходимо относиться очень осторожно. Во-первых, абсолютные величины урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях и особенно на неорошаемых очень низки и характерны для примитивной системы земледелия, когда регулируется только один фактор (водный режим). Во-вторых, не учитываются негативные последствия орошения для почв, гидрогеологических и геохимических условий (подъем уровня грунтовых вод, засоление почв, сработка запасов гумуса и др.).
Таблица3.8 - Урожайность сельскохозяйственных культур на не орошаемых землях и землях регулярного орошения, ц/га
| Сельскохозяйственные культуры | Oрошаемые участки | |||||||
| Жеребцова | Шуваловой | Валуйскии | Тингутинский | |||||
| Не орошаемая | Орошаемая | Не орошаемая | Орошаемая | Не орошаемая | Орошаемая | Не орошаемая | Орошаемая | |
| Озимая пшеница | 7,2 | 19,2 | - | - | 4,8 | 19,2 | 3.2 | 14,4 |
| Яровая пшеница | 7,2 | 19,2 | 3,8 | 15,2 | 2,9 | 13,1 | 4,0 | 10,2 |
| Рожь | - | - | 4,8 | 11,4 | - | - | 3,2 | 6,4 |
| Овес | 6,4 | 19,2 | 7,2 | 16,0 | 6,4 | 13,0 | 3,2 | 12,8 |
| Люцерна | 16,0 | - | - | 32,0 | 112,0 | 24,0 | 96,0 |
При применении других систем земледелия, сортов сельскохозяйственных растений, техники и технологии орошения и необходимости обеспечения экологической устойчивости ландшафтов эффективность орошения как мероприятия будет иной. Практика последующих десятилетий полностью подтвердила этот вывод.
Период с 1917 по 1929 гг.
Этот период был очень тяжелым для страны - гражданская война, разруха, засухи, нехватка продовольствия. В этот период в стране обсуждались пути и планы развития мелиорации (в том числе и орошения земель) и выхода сельского хозяйства из кризиса. По мере возникновения засух систематически принимались постановления, касающиеся развития сельского хозяйства, в том числе: постановление Совета Труда и Обороны «О борьбе с засухой» (после засухи 1920 г.), «О мелиоративных товариществах» (1921 г.), Обращение «Ко всем организациям РКП(б) о борьбе с засухой по последствиям засухи» (после засухи 1924 г.), Постановление ЦИК и Совнаркома СССР «О фонде для борьбы с засухой» (1925 г.), Постановление IV съезда Советов СССР «Об основных задачах сельского хозяйства» (после засухи 1927 г.) и т.д.
В этот период А.Н. Костяков разработал перспективный план широкого развития мелиорации в СССР. Этот план предусматривал развитие регулярного орошения на площади 2,6 млн. га и лиманного орошения на площади 3,1 млн. га, в том числе: в юго-восточном регионе страны (Астраханская, Самарская, Саратовская, Донская и Уральская области) - 650 и 1518 тыс. га; в южном районе (Херсонская, Екатеринославская и Таврическая области) - 1054 и 517 тыс. га; в центральном районе (Курская, Харьковская, Орловская, Воронежская, Тамбовская, Пензенская, Симбирская области) - 459 и 262 тыс. га; в юго-западном, центрально-промышленном и северо-восточном районах - 445 и 831 тыс. га.
Однако после засухи 1924 г. в стране развернулась дискуссия по возможным путям развития сельского хозяйства. По существу, это было продолжение, ранее проходившей дискуссии (Докучаев и Костычев - Жилинский). В этой дискуссии против широкого развития орошения земель выступали агрономы, которые требовали комплексного осуществления агротехнических, агрохимических и агролесотехнических мероприятий. А.Н. Костяков, не отрицая необходимости «сухого» земледелия, выступал за широкое развитие орошения и осушения земель.
Дискуссии были прекращены специальной комиссией возглавляющей А.И. Рыковым, которая отклонила программу широкого развития гидротехнических мелиорации, мотивируя свой отказ отсутствием необходимых средств. Это было понятно, на повестке дня стояли более важные вопросы - переход от НЭП к повсеместной коллективизации.
В целом, в период 1917-1929 гг. площади орошаемых земель в стране увеличились ~ на 50 тыс. га, в том числе 26 тыс. га в Сибири и 10 тыс. га на юге страны.
Период 1930-1945 гг.
В период с 1930 по 1941 гг. все усилия были направлены на превращение страны из аграрной в развитую индустриальную державу. Однако непрекращающиеся засухи (1934, 1936, 1938 гг.) и дальнейший распад сельского хозяйства требовал безотлагательного решения продовольственной проблемы, как основы для индустриализации.
В связи с этим, первый пятилетний план (1928-1932 гг.) предусматривал широкое развитие мелиорации в Поволжье, на Северном Кавказе и в Сибири. Однако дело осложнялось отсутствием единого мнения о путях вывода сельского хозяйства из кризиса. Беда заключалась в том, что причины низкой эффективности сельскохозяйственного производства партия и правительство усматривали в жесткой классовой борьбе и вредительстве. Ученые, последователи В.В. Докучаева, отстаивали идею комплексного применения агротехнических, агрохимических, агролесотехнических и гидротехнических мелиорации, мотивируя это необходимостью сохранения почв как национального достояния страны. А.Н. Костяков, А.В. Чаплыгин, Г.К. Розенкампф и др. считали, что только ирригация является самым надежным и самым эффективным из всех мелиорации и возможностей борьбы с засухой. Такое противостояние привело к недопустимому вмешательству партии в дела аграрной науки и репрессиям ученых. Учитывая необходимость безотлагательного решения продовольственной проблемы (производство зерна), партия и правительство приняли решение о широком развитии орошения как основного мероприятия по борьбе с засухой. Решение это было продиктовано тем, что орошение позволяло получить сиюминутный эффект, в отличие от комплексных мелиорации. Вопросы же сохранения природных ресурсов как национального достояния страны партию и правительство не интересовали.
В 1932 г. выходит Постановление СНК и ЦК ВКП(б) «О борьбе с засухой и орошении Заволжья», которым предусматривалось оросить 4-4,3 млн. га в Среднем и Нижнем Заволжье. Основная цель - создание устойчивой зерновой базы с производством 300 млн. пудов пшеницы на поливных землях (урожайность ~ 20 ц/га).
Повсеместная коллективизация и новое землеустройство потребовали разработки новых конструкций и систем орошения, поэтому с 1930 по 1932 гг. строятся в основном крупные межхозяйственные оросительные каналы в Заволжье, на Северном Кавказе и в Сибири. Разрабатывается новая система орошения, отвечающая колхозному землепользованию и широкому внедрению механизации работ, и производится реконструкция существующих оросительных систем.
Второй пятилетний план (1933-1937 гг.) предусматривал широкое развитие орошения. За период с 1935 по 1937 гг. было введено около 600 тыс. га орошаемых земель. Такие высокие темпы развития орошения в России без достаточной подготовки не могли не сказаться на качестве работ и на мелиоративном состоянии орошаемых земель. Строительство оросительных систем зачастую производилось без изысканий и проектов, служба и правила эксплуатации оросительных систем, а также система земледелия на орошаемых землях практически отсутствовали. В связи с этим широкое развитие получили процессы подтопления и засоления орошаемых земель. Все эти недостатки были восприняты партией и правительством как вредительство, поэтому в 1933 и последующие годы в результате беспощадной «классовой борьбы» усилилось вмешательство политики в науку и репрессии ученых.
В 1933 г. на сессии АН СССР рассматривались вопросы регулирования уровня Каспийского моря в связи с планируемым развитием орошения в Заволжье. При этом самым серьезным образом рассматривались такие экзотические мероприятия как:
сокращение потерь воды на испарение отсечением заливов и мелководий моря;
переброска воды из Азовского моря по трассе р. Маныч;
переброска воды из р. Амударьи по Узбою (30 км3);
переброска из Дона в Волгу (15 км3);
переброска части стока Печеры, Сухоны, Онеги и других рек (50-90 км3).
В период с 1938 по 1941 гг. планами 3-й (предвоенной) пятилетки под лозунгами «догнать и перегнать индустриально развитые капиталистические страны по производству продуктов питания на душу населения». Постановлением 1938 г. была принята продовольственная программа «О мерах обеспечения устойчивого урожая в засушливых районах юго-востока страны», которая наряду с устройством прудов и лесных полезащитных полос, предусматривала орошение в Нижнем Поволжье и Оренбургской области, а также создание рисовых оросительных систем на Дальнем Востоке. В Постановлении СНК и ЦК ВКП(б) отмечалась необходимость организации надежной службы эксплуатации оросительных систем, разработки системы земледелия на орошаемых землях, упорядочение севооборотов и улучшение состояния оросительных систем. Выяснилось, что из общей площади орошаемых земель в РСФСР 959 тыс. га поливалось лишь 505 тыс. га (53%), более 50% оросительных систем представляли собой не инженерные системы, на орошение земель расходовалось воды 5000-6000 м3/га и выше. Мелиоративное состояние орошаемых земель на значительной части площади было неудовлетворительным (подтопление, засоление, эрозия).
В период войны 1941-1945 гг. техническое состояние оросительных систем и мелиоративное состояние орошаемых земель резко ухудшилось, часть орошаемых земель выбыла из оборота.
Период 1946-1965 гг.
В 1947 г. в решении Пленума ЦК ВКП(б) «О мерах подъема сельского хозяйства в послевоенный период» отмечалось, что ... «Наряду с проведением нового ирригационного строительства и расширением площади посева на поливных землях в республиках Средней Азии и Закавказья, обеспечить значительное развитие орошения в районах Средней России, Поволжья, Северного Кавказа, Крыма, Украины, Западной Сибири в целях создания участков гарантированного урожая зерновых, технических и других с\х культур».
В 1948 г. СМ СССР и ЦК ВКП(б) приняли постановление «О плане полезащитных насаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоемов для обеспечения высоких и устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах европейской части СССР». Этот план предусматривал преобразование природы в указанных зонах на громадной территории 120 млн. га и обеспечение независимости сельского хозяйства от стихийных сил природы и влияния засух.
Кроме этого, планировалось широкое развитие орошения в степных районах Украины и северного Крыма на площади 1,5 млн. га, в том числе 1,2 млн. га в Херсонской, Запорожской, Николаевской и Днепропетровской областях и 0,3 млн. га в Крыму. В результате всех этих работ площади орошения в РСФСР, Украине и Молдавии должны были достигнуть ~5 млн. га. Одновременно было принято решение о переходе на новую систему орошения в целях более полного использования орошаемых земель и улучшения механизации сельскохозяйственных работ.
В 1965 г. площади орошаемых земель в России составляли 1510 тыс. га, в том числе: на Северном Кавказе - 918 тыс. га; в Поволжье - 171 тыс. га; ЦЧО - 5 тыс. га; на Урале - 36 тыс. га; в Западной Сибири - 32 тыс. га в Восточной Сибири - 296 тыс. га.
Период 1966-1990 гг.
Особенно высокими темпами орошение земель развивалось, начиная с 1966 г. Решениями XXIII-XXVII съездов КПСС в период с 1966 по 1990 гг. планировалось увеличение площадей орошаемых земель до 10,2 млн. га, в том числе в России - 7,1 млн. га; Украине - 2,6 млн. га; Молдавии т 0,5 млн. га. Однако утвержденные планы ввода новых орошаемых земель, как и в Средней Азии, систематически не выполнялись (табл. 3.9).
Таблица 3.9 - Плановый и фактический ввод новых орошаемых земель в России, Украине и Молдавии, тыс. га
| Годы | PCФCP | Украина | Молдавия | |||
| план | факт | план | Факт | план | Факт | |
| 1938-1965 | - | - | - | |||
| 1966-1970 | ||||||
| 1971-1975 | ||||||
| 1976-1980 | ||||||
| 1981-1985 | ||||||
| 1986-1990 | -33 | |||||
| Сумма | ||||||
| 1990-2000 | -1600 | - | - | - | - | |
| 2001-2005 | -10 | - | - | - | ||
| Итого | - | - | - | - |
Как видим, даже в самые благополучные для мелиорации годы, дело обстояло далеко не лучшим образом; темпы ввода новых орошаемых земель значительно превышали возможности их освоения, качество строительство оставляло желать лучшего, низкое качество проектно-изыскательских работ и проектов во многих случаях вызывало необходимость изменения основных показателей уже во время строительства и др.
Приведенные данные показывают, что планы ввода новых орошаемых земель в период с 1938 по 1990 гг. выполнены в России всего на 56%, а в Украине и Молдавии с 1966 по 1990 г. - на 73 и 37%, соответственно. При этом в РСФСР в 2005 г. из общей площади орошаемых земель не поливалось 2116 тыс. га, или 2116: 4546 = 47 %. Основные причины такого положения - неисправность сети и недостаточное водообеспечение.
Первым и самым крупным просчетом при принятии программы широкого развития орошения в России было то, что орошение как мелиоративное мероприятие в послевоенный период трактовалось уже не как долгосрочное (прочное), а как коренное улучшение земель.
Понятие «коренные» большинством специалистов мелиорации и водного хозяйства было воспринято в буквальном смысле, что дало основание без достаточного анализа особенностей природных условий России широко использовать опыт орошения земель в Средней Азии.
Действительно, орошение земель в пустынной зоне коренным образом изменяет гидротермический и водный режимы.
где Орнт – оросительная норма нетто, мм;
Ос – атмосферные осадки, мм.
Но это совсем не означало, что так надо было поступать. Обобщение опыта орошения земель в Средней Азии полностью подтвердило это, оптимальная величина Ic составляла 0,9-1,2.
Анализ особенностей природных условий лесостепной, степной и сухостепной зон показал, что коренное изменение гидротермического режима, биологического и геологического круговоротов было совершенно неприемлемо.
Во-первых, гидротермический режим в лесостепных, степных и сухостепной зонах в природных условиях, в отличие от пустынной зоны, характеризуется меньшим диапазоном изменений. Отклонение величины Ic в ту или иную сторону от природных значений резко снижает плодородие почв и увеличивает геологический круговорот. В связи с этим, оптимальные значения Ic для лесостепной, степной и сухостепной составляют 1,1-1,5, что значительно выше по сравнению с пустынной зоной (0,9-1,2).
Во-вторых, рост и развитие сельскохозяйственных культур в лесостепной, степной и сухостепной зонах, в отличие от пустынной зоны, определяется не только влажностью корнеобитаемого слоя почвы, но в значительной степени дефицитом влажности приземного слоя воздуха (частые воздушные засухи и суховеи). Отсюда следует, что в задачу режима орошения и техники полива в этих зонах должно входить как увлажнение приземного слоя воздуха, так и корнеобитаемого слоя почвы. Эти особенности природных условий при обосновании режима орошения и техники полива сельскохозяйственных культур, как правило, не учитывались. Режим орошения, как и в Средней Азии, рассчитывался, исходя из условия полного удовлетворения сельскохозяйственных растений в воде без учета требований почвы и пределов регулирования гидротермического режима. При поливе дождеванием величины оросительных норм нетто увеличивались на 15-20%, то есть на величину испарения воды с поверхности капель.
Все это свидетельствовало о полном непонимании существа дела и шаблонном использовании опыта Средней Азии. Обеспеченность дефицита водного баланса при расчете режима орошения принималась без каких-либо обоснований такой же, как и в пустынной зоне (75%).
Величины оросительных норм нетто в зависимости от коэффициента увлажнения составляли 200-250 мм в лесостепной зоне и до 600-700 мм в сухостепной. Многочисленные публикации и предложения ученых о необходимости снижения оросительных норм нетто и оптимизации мелиоративных режимов орошаемых земель Минводхозом ССС в расчет не принимались. Применение высоких оросительных норм коренным образом изменяло процессы почвообразования, на орошаемых землях создавался совершенно не свойственный природным условиям гидротермический режим. Величины Ic при принятых оросительных нормах снижались до 0,75-0,90; образно говоря, почвы как бы перемещались в другие (более северные) зоны. Последствиями изменения гидротермического режима были: интенсивное снижение запасов гумуса (до 1-2 т/га в год); ухудшение водно-физических, физико-химических свойств и плодородия почв. Урожаи сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, как правило, не превышали 0,5-0,7 от проектной урожайности. Основной причиной низкой урожайности сельскохозяйственных культур на орошаемых землях было не комплексное регулирование основных факторов роста и развития растений. Интенсивное регулирование одного фактора (водного режима) и недостаточное регулирование пищевого, теплового и солевого режимов, как известно, не дает должного эффекта. Сложившееся положение сопровождалось снижением экологической значимости орошаемых земель, а значит и экологической устойчивости ландшафтов в целом.
Полив многолетних трав и других культур во многих случаях, особенно в Заволжье и Восточной Сибири, осуществлялся затоплением по полосам или с использованием искусственных лиманов (Кисловская оросительная система). С целью увеличения производительности поливных работ рекомендовался, так называемый, «бульдозерный полив».
Интенсивный промывной режим, создаваемый на орошаемых землях (>10 — 22% от суммы Ос + Ор), на большинстве орошаемых массивов вызывал подъем уровня и увеличение минерализации грунтовых вод, то есть трансформацию автоморфного режима в гидроморфный, необходимость строительства систематического дренажа и резкое усиление геологического круговорота.
И, несмотря на все это, отношение к мелиорации в том числе и к орошению земель до сих пор не изменилось; в Законе РФ «О мелиорации земель» понятие мелиорация трактуется по-прежнему как коренноеулучшение земель со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В соответствии с существующим положением, основой для разработки и строительства мелиоративных, водохозяйственных и других объектов являются бассейновые схемы комплексного использования и охраны водных, земельных и других природных ресурсов. Схемы должны рассматривать перспективу в 15 лет и каждые 5 лет уточняться. В СССР, да и сейчас в России не было и нет практически ни одной утвержденной в установленном порядке бассейновой схемы (исключение составляет схема р. Кубань, утвержденная в 1962 г.), то есть не было и нет никаких законных оснований для планирования водопотребления, в том числе и для орошения земель.
Надо сказать, что Минводхоз СССР регулярно разрабатывал и представлял проекты бассейновых схем, но, ни одна из них не была одобрена и утверждена из-за низкого уровня обоснования: в этих проектах не решались такие важные вопросы как согласование требований различных отраслей народного хозяйства, оптимизация структуры использования земельных угодий в пределах речных бассейнов, сохранение качества водных ресурсов, экологическая устойчивость речных систем, предупреждение наводнений и др. Иными словами, не было никаких долгосрочных прогнозов возможных изменений природных и социально-экономических условий, В этих схемах, как правило, рассматривались только вопросы вододеления между отраслями народного хозяйства. Да и трудно было ожидать хорошего качества разработки схем, когда отраслевые схемы развития были разработаны еще хуже. Доработками схем Минводхоз СССР не занимался, а использовал в своей практической работе не утвержденные в установленном порядке проекты схем. В результате появились такие экзотические проекты как перекрытие Керченского пролива и Днепро-Бугского лимана, каналов Ростов-Краснодар, Дунай-Днепр и другие, которые, естественно, отклонялись государственной экспертизой как не обоснованные.
Последствия такого положения в полной мере проявились к началу 1980-1990 гг. и включали:
загрязнение поверхностных вод основных речных систем страны. Воды основных рек: Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора характеризовались как загрязненные, воды рек Оки, Камы, Томи, Иртыша, Тобола, Миасса, Исети, Туры и их притоки - как «сильно загрязненные»;
увеличение частоты возникновения катастрофических наводнений и затопления населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов, особенно на реках, текущих с юга на север. Основной причиной этого является не глобальное потепление климата, а нарушение природной структуры земельных угодий речных бассейнов, а, следовательно, и изменение условий формирования речного стока. Отсутствие бассейновых схем и рекомендаций по оптимальной структуре земельных угодий и экологического каркаса речных бассейнов привели к бесконтрольной вырубке лесов, распашке территорий и застройке пойменных земель. Сплошные вырубки лесов в верхних течениях рек, которые продолжаются и в настоящее время, сопровождаются увеличением интенсивного таяния снега и максимальных паводковых расходов воды, а, следовательно, увеличением ледовых заторов и прорывов защитных дамб. Как уже отмечалось, снижение лесистости речного водозабора на 20% увеличивает максимальные паводковые расходы воды в 1,5-2 раза.
Таким образом, инженерная защита сельскохозяйственных угодий, населенных пунктов, промышленных и других объектов, рассчитанные на максимальные паводковые расходы 1 % -ной обеспеченности, не в состоянии обеспечить безопасность при постоянном увеличении этих расходов со временем. В этих условиях противопаводковые мероприятия, включающие, как правило, усиление защитных дамб и применения взрывных работ для ликвидации ледовых заторов, являются борьбой со следствиями, а не с причинами и должного эффекта не дают, не говоря уже об экологическом ущербе.
Однако этим не исчерпывается негативное последствие нерегулируемой хозяйственной деятельности в пределах речных бассейнов. В меженный период расходы рек резко снижаются в связи с уменьшением регулирующей роли лесов, что, в свою очередь, создает проблемы водному транспорту и приводит к срыву, так называемых, «зимних завозов», то есть ухудшению социально-экономических условий на северных территориях. В бассейновых схемах в обязательном порядке должны рассматриваться долгосрочные изменения гидрологического режима рек в увязке с характером и масштабами хозяйственной деятельности на речных водосборах.
Состав и методы проектно-изыскательских работ и обоснования системы мелиоративных мероприятий не учитывали особенности целостных природно-деятельностных систем и необходимости создания экологически устойчивых культурных ландшафтов. В процессе проектно-изыскательских работ на мелиоративных объектах просто фиксировались, существующие на данный момент времени, почвенные, гидрогеологические, гидрологические и др. условия. Причины, направленность и интенсивность деградационных процессов не изучались. Не исследовались причинно-следственные связи и зависимость динамики изменения природной среды от основных средообразующих факторов.
Иначе говоря, не использовался ландшафтный подход, рассматривающий природную и деятельностную системы как единое целое. Исследования должны были проводиться не на отдельно взятых территориях и не в отдельных хозяйствах, а охватывать ландшафты в целом, с учетом существующей хозяйственной деятельности. Только в этом случае можно было оценить основные свойства ландшафтов, соотношение и очередность реализации отдельных мелиоративных мероприятий. Отсутствие таких изысканий и долгосрочных прогнозов возможных последствий хозяйственной деятельности приводило к тому, что предусмотренные проектом мелиоративные мероприятия хотя и дополняли друг друга, но не были увязаны между собой и не представляли единую систему рационального природопользования.
В свое время еще В.В. Докучаев отмечал, что в основе систем ведения сельского хозяйства должна лежать оптимизация природных систем. Этот вывод был сделан им после анализа существующей структуры сельскохозяйственных угодий. Соотношение лугов, лесов и пашни в середине 80-х годов XIX века было крайне неблагоприятным (табл. 3.10).
Таблица 3.10 - Структура сельскохозяйственных угодий по Краснодарскому краю и РСФСР за 1887 и 2000 гг., %
| Области, края, республики | ||||||||
| леса | луга | пашня | Прочие угодья | леса | луга* | пашня | Прочие угодья | |
| Краснодарский край | 2,1 | 17,0 | 68,6 | 12,3 | 1,0 | 8,6 | 78,0 | 12,4 |
| Среднее по РСФСР | 16,7 | 15,5 | 56,8 | 11,0 | 11,2 | 10,2 | 68,3 | 10,3 |
*- кроме естественных лугов, сюда включены сенокосы и пастбища.
Приведенные в табл. 3.10 данные показывают, что соотношение лугов, сенокосов, пастбищ и пашни к 2000 году не только не улучшилось, но даже изменилось к худшему.
Каково же должно быть оптимальное соотношение интенсивно используемых (пашня), природных (леса, луга, болота и пр.) и полуприродных (сенокосы, пастбища) угодий? Для условий России оптимальное соотношение приведена в работах и составляет для разных почвенно-климатических зон от 0,1 в лесной зоне до 0,4 в степной зоне.
где Ап- площадь пашни, га; А0 - общая площадь ландшафтов, га.
Сопоставление оптимального соотношение с данными табл. 3.10 дает основание говорить о необходимости трансформации части пахотных земель, особенно в Северокавказском экономическом районе, в сенокосы и пастбища.
В первую очередь это касается пахотных земель с уклонами поверхности >2-5о. Это требование в настоящее время стало более актуальным и приобрело широкий смысл, поскольку речь идет о создании экологического каркаса ландшафта, то есть такой его структуры, которая обеспечивала бы экологическую стабильность ландшафта. К сожалению, эти вопросы при разработке проектов орошения до сих пор вообще не рассматривались. Снижение площадей пахотных земель и замена их сенокосами и пастбищами позволяет:
во-первых, снизить опасность развития процессов эрозии и дефляции, которым в настоящее время подвержены около 50 млн. га;
во-вторых, повысить экологическую устойчивость агроландшафтов в результате замены пашни с коэффициентом экологической значимости К1 = 0,14 на сенокосы и пастбища с К1 = 0,62. Очень важным является еще и то, что увеличение экологической устойчивости агроландшафтов позволит повысить устойчивость сельскохозяйственного производства.
Служба эксплуатации оросительных систем обеспечивала работоспособность оросительной и коллекторно-дренажной сетей и сооружений и своевременный полив сельскохозяйственных культур. Вопросы регулирования биологического и геологического круговоротов, сохранения плодородия почв и экологической устойчивости агроландшафтов не входили в ее обязанности.
Понимая необходимость регулярных наблюдений не только за техническим состоянием оросительной системы, но и за мелиоративным состоянием орошаемых земель, Минводхоз СССР в 1982 г. создал гидрогеологомелиоративную службу. В задачу этой службы на орошаемых землях входила оценка мелиоративного состояния угодий и технического состояния оросительных систем. По материалам наблюдений составлялись ежегодные отчеты по каждой оросительной системе (области, краю). Отмечая необходимость такой службы и большую ее роль в совершенствовании техники и технологии орошения, нельзя обойти вниманием ряд существенных недостатков, основными из которых являются:
отсутствие четких критериев состояния орошаемых земель (хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное) для различных почвенно-климатических зон;
отсутствие обратной связи. Состояние орошаемых земель и оросительных систем фиксировалось, но достаточных мер по его улучшению не принималось;
отсутствие в перечне таких важных показателей как структура сельскохозяйственных угодий, урожайность основных сельскохозяйственных культур, величины оросительных норм нетто и брутто, КПД системы каналов (трубопроводов) и техники полива, коэффициента использования воды (КИВ), объема и минерализации дренажного стока, водоприемника дренажных вод, состояния прилегающих земель.
Послевоенные годы в России, Украине и Молдавии были отмечены широким развитием мероприятий по преобразованию природы. В 1947 г. правительство СССР приняло постановление «О развитии орошения в районах Центрально-Черноземной области...», предусматривающее орошение земель к 1953 г. на площади 575 тыс. га.
Гипроводхозом ТЭО орошения земель в ЦЧО было разработано в 2-3 недели. В нем по существующим топографическим картам без каких-либо изысканий и расчетов были определены площади возможного орошения по отдельным областям. Никаких проектов отдельных орошаемых массивов разработано не было. Это обстоятельство, а также отсутствие опыта орошения земель и квалифицированных строительных организаций, сильно затрудняли реализацию постановления. В связи с этим, в 1949 г. было принято еще одно постановление, в котором были предусмотрены дополнительные меры по ускорению решения проблемы. Эти дополнительные меры свелись к тому, что в ЦЧО были командированы специалисты проектных институтов Средней Азии, которые на месте, используя только топографические съемки, разрабатывали рабочие чертежи каналов, плотин и других гидротехнических сооружений. Для разработки нормальных проектов не было ни времени, ни необходимых проектно-изыскательских материалов.
Для разработки рекомендаций по технике орошения и подготовки кадров поливальщиков были созданы зональные опытно-мелиоративные станции. Однако работы на этих станциях сводились к поливу небольших участков с применением временных оросителей (ложбин) и поливом по бороздам, а также дождеванием с использованием дождевальных установок КДУ и ДДА-100. Подготовкой кадров поливальщиков никто не занимался.
Орошение земель в ЦЧО базировалось на использовании местного стока и предусматривало строительство прудов, насосных станций, земляных каналов и трубопроводов. Плотины строились без капитальных водосбросных сооружений, в результате чего часть из них была разрушена в первые же годы эксплуатации. Насосные станции оборудовались устаревшими двигателями (локомотивы, в которых в качестве топлива использовалась солома, двигатели, работающие на сырой нефти и др.). Оросительные каналы в земляном русле длиной до 5-6 км, рассчитанные на расходы 200-400 л/с, в результате высоких фильтрационных потерь зачастую не могли довести воду до поливных участков. Для борьбы с фильтрационными потерями в каналах и временных оросителях применялись примитивные и дешевые приемы (осолонцевание, уплотнение и оглеение грунтов). Мероприятия эти были малоэффективны и недолговечны.
В целом, уже к 1950 г. работы по развитию орошения в ЦЧО были практически свернуты. К 1955 г. этому времени оросительные системы были уже полностью разрушены и их списывали десятками тысяч гектаров. К 1965 г. площади орошаемых земель составляли всего 5 тыс. га (вместо 575 тыс. га). Так бесславно закончилось это очень важное начинание.
Однако это прошло как-то незаметно, поскольку, начиная с 1948 г. все были увлечены грандиозным Сталинским планом преобразования природы. Этот план предусматривал к 1965 г. преобразование природы засушливых районов на территории, охватывающей более 120 млн. га. Намечалось создание крупных государственных лесных полос общей протяженностью 5320 км и площадью 118 тыс. га. Наряду с созданием государственных лесных полос предусматривалось создание полезащитных лесных насаждений на полях колхозов и совхозов на общей площади 5709 тыс. га и 44 тысячи прудов и водоемов. Площади орошаемых земель в Поволжье и на Северном Кавказе планировалось довести до 4-4,3 млн. га и площади обводнения - до 8,5-9 млн. га. Другим крупным плацдармом развития орошения и обводнения был юг Украины и Крым, где площади орошаемых земель предусматривалось довести до 1,5 млн. га, а площади обводнения - до 1,7 млн. га. Орошаемые земли на юге России, в Украине и Крыму планировалось использовать в первую очередь для выращивания пшеницы и хлопчатника?
Предусмотренные Сталинским планом мероприятия, по мнению А.Н. Костякова, могли усилить внутренний влагооборот, повысить естественную увлажненность рассматриваемой территории и создать прочную основу для борьбы с засухой.
Однако этот план, как и все предыдущие, не был выполнен в результате смены политического руководства страны. Руководство страны увлеклось другой идеей - освоением целины, которая позволяла, по их мнению, решить одним махом продовольственную проблему. Последствия распашки целины хорошо известны и описывать их нет надобности. В результате этой бредовой идеи решение действительно важной проблемы было заброшено. По состоянию на 1967 г. государственные лесные полосы были созданы на площади 89 тыс. га при плане 118 тыс. га, а лесные полезащитные насаждения - на 2 млн. га при плане 5,1 млн. га.
Широкое развитие орошения земель в Поволжье, несмотря на несколько принятых ранее решений и постановлений, началось только после 1965 г.
К сожалению, к этому времени были уже забыты результаты исследований Б.Б. Полынова, которые под его руководством проводились в Поволжье в 1930-1938 гг. в целях развития орошения земель. Исследования Б.Б. Полынова показали, что в результате регрессии Каспийского моря, общего снижения базиса эрозии и уровня грунтовых вод в Среднем и Нижнем Поволжье идет процесс постепенного остепнения почв. В связи с этим, орошение земель в этом регионе, по мнению Б.Б. Полынова, должно было только ускорить процесс остепнения, но ни в коем случае не следовало допускать трансформации автоморфного режима в гидроморфный. Однако развитие орошения земель пошло по другому пути. Коренное нарушение водного режима (величина Ic изменилась с 1,2-1,5 до 0,75-0,90) и несовершенство техники полива, даже при разреженном размещении орошаемых массивов, привели к подъему уровня грунтовых вод и трансформации автоморфного режима в гидроморфный на значительной части орошаемых земель. Таким образом, естественный процесс остепнения и регионального рассоления почв сменился процессом современного соленакопления. Потребовалось строительство систематического дренажа. Дело осложнилось тем, что создание материально-технической базы для строительства дренажа изначально не было предусмотрено, так как подъем уровня грунтовых вод при разреженном размещении орошения не ожидался. Долгосрочные прогнозы изменения гидрогеологических и геохимических условий при проектировании, к сожалению, отсутствовали.
Строительство систематического дренажа усилило геологический круговорот (вынос солей с орошаемых земель достигал 7-33 т/га в год) и загрязнение водных ресурсов, что, в свою очередь, потребовало разработки вопросов утилизации дренажного стока. После 1990 г. дальнейшее развитие орошения в Поволжье практически прекратилось, а существующие оросительные системы стали разрушаться.
3.4.6. Период 1990 – 2005 гг.
Период после 1990 г. характеризуется не только распадом СССР, но и распадом отрасли мелиорации и водного хозяйства России как таковой, поэтому представляет меньший интерес.
Площади орошаемых земель России за период с 1990 по 2005 гг. уменьшились с 6,16 до 4,55 млн. га, из которых в 2005 г. не поливалось более 2 млн. га. Наряду с этим резко уменьшился объем экспериментальных исследований в области орошения земель. В этих условиях, даже если допустить, что 1 га орошаемых земель по продуктивности эквивалентен 2 га богарных земель (урожайность 3 т/га), то потенциальная продукция имеющихся орошаемых земель составляет всего (4,55-2)*2*3 = 15,3 млн. т. Таким образом, потенциальная продукция орошаемого земледелия не превысит 6,9 % от продукции всех пахотных земель, что строго говоря, находится в пределах точности статистических данных по урожайности и никоим образом не отражается на стабильности сельского хозяйства страны. В то же время, потери продукции растениеводства вследствие уменьшения доз внесения минеральных удобрений составляют 40 млн. т в пересчете на зерно.
И, тем не менее, период с 1990 по 2005 гг. интересен с точки зрения развития теории и получения новых научных знаний в области природопользования, природообустройства и комплексных мелиорации.
Ухудшение состояния сельскохозяйственных угодий и, в первую очередь орошаемых земель, потребовало разработки общих методологических принципов обустройства природы, учитывающих жесткие экологические ограничения и экономию природных ресурсов, обеспечение воспроизводства возобновляемых ресурсов и создание устойчивых агроландшафтов. Поэтому было предложено объединить всю деятельность по использованию, охране и улучшению состояния природных систем в одно направление - «Природообустройство». Это новое направление существенно расширило сферу мелиорации как науки.
В то же время этот период не обошелся без событий, свидетельствующих о том, что опыт прошлых лет мало чему научил мелиораторов; снова повторяются те же ошибки и просчеты, которые были свойственны 50-м годам прошлого столетия.
Переживая развал мелиорации после 1990 г., многие мелиораторы с грустью вспоминают до перестроечный период, который называют «золотым веком мелиорации», и мечтают вернуться к прежней практике, исправив отдельные недостатки. При этом только немногие специалисты в полной мере представляют истинное положение дел тех лет и цену мнимого благополучия отрасли.