Засушливый климат

Почва в областях с засушливым климатом характеризуется повышенным содержанием щелочи (pH 8, 0 - 10, 5) за счет испарения с поверхностных слоев кальция, магния и углекислых солей. Как правило, в такой почве наблюдается недостаток микроэлементов (цинк, железо, медь), что отрицательно сказывается как на растениях, так и на людях. Тем не менее, если при анализе выявляется дефицит этих элементов, их можно поставлять растениям в виде жидких распыляемых удобрений, а в почву вносить за счет мульчирования и добавления компоста.

В засушливом климате почвенный гумус при наличии тепла и влаги может очень быстро разлагаться до уровня нитратов (в сухой и потрескавшейся почве), что зачастую вызывает гибель молодых растений. Мульчирование поверхности и наличие древесных корневых систем предупреждает развитие трещин и сглаживает эффект температурного воздействия на корни, находящиеся близко у поверхности.

На небольших огородных участках обычно производится маломасштабное почвоулучшение. В песчаные, не держащие влагу почвы можно добавить бентонит (мелкую вулканическую глину, не пропускающую воду). Наоборот, в случае если проблему представляет наличие большого количества глины, препятствующее нормальному впитыванию воды, ситуацию улучшит добавление в почву гипса, который позволит воде глубже проникать в землю. В местах, где почва засолена, целесообразно устраивать грядки на искусственных возвышенностях, чтобы соль выходила на поверхность в стороне от посадок.

2.6

ВОДА

Наличие водных ресурсов, доступных для использования на конкретном участке, во многом определяет планировку самого участка. Важными факторами в данном случае являются:

 количество и регулярность осадков;

 дренажные характеристики и способность почвы к удержанию влаги;

 почвенный покров (растительность, мульча) и животные (вид и количество голов скота);

 посадки (тип и требования к количеству влаги).

Несмотря на то что первый из приведенных факторов не подвержен изменениям, на остальные три распространяется возможность контроля.

При планировке участка в качестве первого шага необходимо предпринять поиск источников воды и определить места для ее сбора и хранения в будущем. При любой возможности необходимо использовать преимущества возвышенностей (или поднимать резервуары на опорах), для того чтобы вода транспортировалась за счет силы тяжести.

Использование видов, соответствующих местным условиям, приводит к существенному снижению потребностей в воде. К примеру, высаженные на сухих склонах маслина и миндаль, после того как деревья окончательно укоренились, не нуждаются в поливе (за исключением дождя).

Водоемы, предназначенные для разведения рыбы и специфических растений, обычно существенным образом отличаются по принципу своей планировки от водоемов, назначение которых состоит в обеспечении скота водой или же устроенных исключительно для ирригации. К примеру, для разведения рыбы гораздо больше подходит серия малых водоемов, нежели один большой пруд. Для рыбы годится глубина от 75 см до 2 м, тогда как при использовании водоемов в ирригационных целях глубина должна быть не менее 3 - 6 м, что важно при орошении больших площадей.

ВОДОСБОР И ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Воду можно накапливать, собирая дождевые воды (на поверхности и под землей) из выходов грунтовых вод на поверхность (родников), а также из постоянно текущих или пересыхающих рек. Для транспортировки воды в места, предназначенные для ее хранения, используются водоотводные канавы (с донным покрытием), трубы, проведенные от родников, и, кроме того, крыши строений или же любая другая поверхность, с которой можно собрать стекающую дождевую воду.

Рисунок 2.19 Транспортировка воды из основных потоков в запруды, а также сбор дождевой воды происходит за счет специальных канав, являющихся одним из самых важных компонентов подобных систем

Водоотводные каналы представляют собой канавы, у которых имеется незначительный перепад высоты по горизонтали, для того чтобы обеспечить перемещение водяной массы. Водоотводные канавы используются для транспортировки воды из лощин и источников к местам для хранения и использования (рис. 2.19 и 2.20), а также к валоканавам* и песчаным насыпям, где вода будет впитываться в почву. Как уже сказано, основное назначение водоотводных канав состоит в обеспечении перемещения воды. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы избыток воды в одной запруде легко мог перемещаться в другую посредством именно таких каналов.

Сбор дождевых вод может также осуществляться с помощью крыш, дорог, либо прямо на склонах, имеющих покрытие, где вода будет стекать непосредственно в резервуар.

ВАЛОКАНАВЫ

Проникновение воды в почву обычно обеспечивается за счет рыхления поверхности, а также путем устройства валоканав*. Последние представляют собой вырытые на одинаковую абсолютную глубину продолговатые выемки с насыпью, ширина и тип которых могут варьироваться в каждом конкретном случае. На небольших возделываемых участках со значительной крутизной склона это могут быть невысокие земляные гребни или кучи камней, выложенные поперек склона. На равнинных участках или же на незначительных по крутизне склонах глубина канав может быть достаточно существенной (рис. 2.21).

Рисунок 2.20 Временная запруда устраивается в нужном месте поперек водоотводной канавы. Один конец куска полиэтилена закрепляется на краях канавы, к другому концу крепится металлическая цепь, и он укладывается по дну. При переполнении запруды вода вытекает из нее и орошает почву находящуюся ниже по склону.

Подобно безотвальной вспашке и обычному рыхлению почвы, устройство валоканав преследует собой цель задержать влагу в более глубоких почвенных слоях. Вся попадающая в валоканавы вода задерживается там на несколько часов или даже дней и, постепенно впитываясь в землю, пополняет запас почвенных вод, питая корни деревьев и трав. Деревья — это один из особенно важных элементов при устройстве валоканав; их всегда нужно высаживать в непосредственной близости от валоканав, особенно если речь идет о сухом климате (для предотвращения выхода соли на поверхность).

Валоканавы сооружаются на горизонталях склона, и они не предназначены для транспортировки воды. Их функция состоит лишь в том, чтобы удерживать воду. Дно валоканав выстилается песком, гравием, может разрыхляться или же покрываться гипсом.

Делается это для того, чтобы вода лучше впитывалась в землю. Земля, которая была вынута, чтобы сделать углубление в грунте, насыпается в виде вала на край канавы, находящийся ниже по склону. На равнинных местах эта земля равномерно разбрасывается по поверхности неподалеку. В валоканавы может поступать стекающая с дорог и крыш дождевая вода, использованная для бытовых нужд вода (серая вода*), избыток воды из резервуаров. Вода может поступать также непосредственно по водоотводным каналам.

Рисунок 2.21 Валы-канавы устроенные по горизонталям, служат не для транспортировки, а для сбора дождевых вод, которые затем медленно впитываются в почву. Вал обычно засаживается деревьями и кустарниками.

Расстояние между отдельными валоканавами может составлять от 3 до 20 величин, равных ширине канавы (в зависимости от количества выпадающих осадков). Если принять среднюю ширину канавы за 1 - 2 м то расстояние между валоканавами будет составлять 3 - 18 м. Наименьший интервал в 3 м соответствует годовому количеству осадков 1270 мм (большое количество), наибольший интервал делается при количестве, равном примерно 250 мм и меньше (небольшое количество). В условиях влажного климата пространство между валоканавами полностью засаживается устойчивыми и мульчепроизводящими видами (дающими большое количество биомассы). В сухих условиях интервал может оставаться практически пустым, и его предназначение обычно состоит в обеспечении стока воды в канаву. В последнем случае основная масса растительности размещается на валах (рис. 2.22).

После того как пройдут первые дожди и вода впитается в землю на метр и более, можно приступать к посадке деревьев на валах или же пространстве между валоканавами. Посадка может длиться в течение двух дождливых сезонов. Для того чтобы деревья начали отбрасывать тень на валоканаву и на ее дне стал накапливаться гумусный слой в виде опавшей листвы, обычно требуется 3 - 10 лет. На начальном этапе, пока валоканава еще не засажена, впитывание воды в землю может протекать довольно медленно, но затем скорость этого процесса существенно увеличивается, благодаря накоплению гумуса и наличию корневых систем деревьев.

В сухом климате валоканавы используются для водосбора или для восстановления уровня почвенных вод, а также для замедления процессов эрозии. Во влажных условиях валоканавы обычно служат исключительно для предотвращения эрозии. Как в первом, так и во втором случае валоканавы являются одним из наиболее благоприятных мест для размещения растительности.

Рисунок 2.22 В условиях сухого климата расстояние между соседними валами-канавами должно быть больше нежели у аналогичных систем во влажном климате. Валы засаживаются устойчивыми к засухам древесными породами и кормовыми бобовыми культурами. Пространство между валами-канавами может быть засеяно зерновыми после того, как прошли дожди (почва подготавливается с помощью безотвальных методов вспашки).

РЕЗЕРВУАРЫ И ЗАПРУДЫ

Использование резервуаров и запруд является наиболее эффективным способом хранения воды. Резервуары изготавливаются из оцинкованного листового железа, бетона и железобетона, дерева или глины (покрытой изнутри водонепроницаемым слоем). Такие резервуары служат для сбора дождевой воды, стекающей с крыш, и других водонепроницаемых поверхностей (при необходимости сооружается илоулавливатель). Вода в резервуары может также подаваться из запруды.

Сопутствующие проблемы, возникающие в процессе эксплуатации резервуаров, обычно несложно решить. Если развелось много комаров, в резервуар запускается рыба Gambusia или какой-либо другой вид мел кой рыбы, поедающей личинки, либо резервуар просто закрывается сеткой или крышкой. Отверстие для поступающей воды закрывается сеткой, чтобы не пропускать листья и другой мусор, который может оказаться в воде, стекающей с крыши (рис. 2.23). Некоторые отмечают, что по краям и на дне резервуара скапливаются водоросли, но здесь ничего плохого нет, потому что этот бархатистый слой состоит из микроорганизмов, фильтрующих и очищающих воду. Более того, выходное отверстие резервуара должно быть не ниже 6 см от дна, чтобы не тревожить слой водорослей.

Рисунок 2.23 Приспособления, которые в начале дождя не допускают попадание воды, стекающей с крыши, в основной резервуар (вода с примесями грязи и растительных остатков). Обе из приведенных систем автоматически возвращаются в начальное состояние при опорожнении малых резервуаров (на рисунке обозначены как “бадья”)

Рисунок 2.25 Подковообразные запруды устраиваются на плоских участках хребтов

Рисунок 2.24 Седлообразные запруды используются для обеспечения водой природных экосистем, ирригации искусственных посадок, а также в целях обеспечения пожарной безопасности. Подобный тип запруд может быть устроен на гораздо большей высоте по сравнению с аналогичными системами для сбора дождевых вод.

Рисунок 2.26 Запруда на “ключевой точке”. Обычно объединена с системой для ирригации земель, расположенных ниже по склону. При устройстве серии запруд отпадает необходимость водосливного канала — избыток воды стекает в расположенные ниже запруды и в конце концов попадает в реку.

Обычно строится система, состоящая из нескольких запруд подобного типа.

Небольшие запруды и земляные резервуары используются, как правило, в двух случаях. В первом случае они функционируют в качестве поилок для животных, в том числе и диких (второстепенная функция). Во втором случае (основная функция) их роль заключается в сборе и хранении дождевой воды. В дальнейшем, во время сухих периодов, эту воду можно использовать для бытовых нужд или же для ирригации. Подобные сооружения должны быть самым тщательным образом спланированы с учетом таких факторов, как безопасность, наличие водосборных канав, тип ландшафта в целом, система выпускных каналов, а также размещение по отношению к точкам, которые потребляют воду (желательно, чтобы ток воды обеспечивался за счет силы земного притяжения).

Во влажном климате предпочтительно использовать открытые хранилища для воды. Для сухого климата эта конструкция нецелесообразна, так как существует опасность того, что за счет интенсивного испарения повысится концентрация растворенных солей.

Рисунок 2.27 Система разработанная П.А. Йоменом, построена на принципах так называемой “ключевой линии” и служит для обеспечения водой хозяйств расположенных в засушливых районах. Отличительной особенностью этой системы является простота устройства и низкий уровень затрат. В книге Йомена описывается комплексная организация водообеспечения для ферм, расположенных при возвышенностях, а также даются ценные рекомендации по размещению древесных посадок, дорог, восстановлению плодородного почвенного слоя и использованию безотвальных методов вспашки.

Рисунок 2.28 На склонах крутизной 8 градусов и менее целесообразно устройство запруд, у которых форма стенки плотины повторяет рисунок горизонталей склона.

Ниже перечисляются типы запруд, наиболее часто применяемые в условиях влажного климата:

Седлообразные запруды обычно располагаются на наибольшей высоте по сравнению с другими хранилищами. Местами для их размещения служат седловины или котловины. При их сооружении либо выкапывается искусственный котлован, либо, если запруда размещается в седловине, она отгораживается с одной или двух сторон плотинами (рис. 2.24). Седлообразные запруды используются для обеспечения водой скота и диких животных. Их дополнительное преимущество заключается в том, что вода из них может поступать под воздействием силы тяжести, так как эти запруды расположены в самых высоких точках рельефа.

Подковообразные запруды сооружаются на субплато или на плоских участках хребтов, обычно на линии водораздела ниже седлообразных запруд. Форма запруды напоминает подкову, поэтому она и получила такое название. Сооружение производится посредством выкапывания котлована или же благодаря устройству земляной насыпи соответствующей формы (рис. 2.25). Подковообразные запруды используются в тех же случаях, что и седлообразные.

Запруды на ключевой линии* размещаются в лощинах, по которым протекают мелкие, второстепенные реки. Эти запруды размещаются в наиболее высокорасположенных точках на склонах, где имеется возможность вести земляные работы (выше этой точки такие работы нецелесообразны из практических соображений). Такое место можно определить даже невооруженным глазом, остальные ключевые точки будут расположены на той же горизонтали (рис. 2.26). Подобный тип запруд используется в основном для хранения ирригационной воды. Вторая или третья серия запруд, идущая ниже первичной серии, может состоять из больших по размеру барьерных хранилищ. Водослив последней запруды в серии выводится вдоль горизонтали в основную лощину, и таким образом избыток воды питает собой реку (рис. 2.27).

Барьерные запруды сооружаются поперек русла постоянно текущих или пересыхающих рек. Их конструкция должна быть тщательно продумана, в частности, наличие достаточно большого по размеру водослива.

Контурные запруды сооружаются таким образом, чтобы стенка плотины повторяла рисунок горизонталей на склонах, уклон которых составляет 8 градусов и менее, или же просто на достаточно плоских участках. Форма стены может быть как выпуклой, так и вогнутой, в зависимости от существующей горизонтали. Барьерные запруды используются в ирригационных целях, для аквакультуры*, а в сухом климате как резервуары, заполняемые во время весеннего половодья (рис. 2.28).

СИСТЕМЫ
ВОДОУЛАВЛИВАНИЯ
И ХРАНЕНИЯ ВОДЫ
В ЗАСУШЛИВОМ КЛИМАТЕ

Практически в любом месте на Земле, где господствует засушливый климат, наблюдается чрезмерное использование под земных вод. Города и фермы пребывают в полной зависимости от этого ненадежного источника и поэтому находятся под постоянной угрозой отсутствия воды. Очень печально отмечать тот факт, что драгоценные водные ресурсы, вместо того чтобы быть использованными для выращивания древесных культур и обеспечения водой лесов, тратятся на производство однолетних, идущих затем на экспорт, зерновых или бобовых культур.

Тонкий слой стекающей дождевой воды, обычно появляющийся после того, как выпало около 1 - 2 см осадков, может быть эффективно собран посредством водоулавливающих канав, проведенных поперек склона, после чего вода отводится в хранилища. Такие канавы могут быть сооружены из глины, камня или бетона. С хранилищем они могут соединяться посредством труб, или же вода непосредственно поступает в специально сооруженные котловины, используемые для выращивания культур. Необходимо помнить, что площадь водосбора должна в 20 раз превышать размер используемой под посадки впадины, которую он питает (воды, собранной на площади в 8 - 10 га достаточно для питания 0, 4 га древесных или сезонных культур).

В таких местах наиболее целесообразно использовать аборигенные и устойчивые древесные виды, хотя, если выпадает достаточное количество осадков, можно вырастить неплохой урожай зерновых, арбузов или овощных культур.

Когда дождевые воды подвергаются концентрации при помощи канав, всегда нужно помнить о необходимости отвода излишков дождевой воды, иначе возникнет риск образования оврагов и лощин. Если почвенные условия позволяют, необходимо соорудить огороженный и засаженный злаковыми травами водоотвод, который будет эффективно противостоять эрозии. Подобный водоотвод, но только тщательно выложенный из камня, может быть сооружен на крутом или террасированном склоне.

В любом месте с засушливым климатом предварительное изучение динамики движения дождевых вод, движения песка, а также установление скорости проникновения воды в почву даст ответ на вопрос о том, каким образом видоизменить участок и сделать его пригодным для возделывания. Места, которые не подвергаются эксплуатации и свободны от доступа животных, обгладывающих деревья, могут быть засажены инжиром, шелковицей, акациями и фисташкой, которые хорошо противостоят засухе и даже будут со временем разрастаться.

2.7