ТЕМА 5. Гідротехнічні меліорації: реформування в сфері дренажу

1. Гідротехнічна меліорація у зоні перезволоження

Гідротехнічна меліорація – це комплекс заходів із поліпшення ґрунтового та водного режиму земель (зрошення, дренаж, осушення та двостороннє водорегулювання), що підвищує їхню продуктивність. За сучасних кліматичних викликів (посухи й повені) інтегровані системи управління вологістю ґрунту стають ключовими для стійкого землеробства. Так Л.Воротинцева та співавт. (2025) підкреслюють, що Україна має низький коефіцієнт водозабезпеченості і що війна – один із головних чинників ризиків для зрошувального сектору і сталого управління ґрунтами. Водночас 70% площ поливних земель постраждало внаслідок воєнних дій. Тому розвиток і реконструкція гідромеліоративних систем є наразі однією з пріоритетних задач аграрної політики.

2. Дренаж як складова гідротехнічних меліорацій

Дренаж  - це система інженерних та агромеліоративних заходів, спрямованих на регулювання водного режиму ґрунту шляхом відведення надлишкової води за межі кореневмісного шару або зниження рівня ґрунтових вод до оптимальної для вирощування сільськогосподарських культур глибини. У системі гідротехнічних меліорацій дренаж є важливим засобом регулювання водно-повітряного режиму ґрунту, запобігання перезволоженню, заболочуванню та вторинному засоленню.

Необхідність дренажу виникає насамперед на територіях, де природний відтік води є недостатнім. Причинами надлишкового зволоження можуть бути близьке залягання ґрунтових вод, низька водопроникність ґрунтів, плоский рельєф, надходження поверхневого стоку з прилеглих територій, фільтраційні втрати з каналів і водосховищ, а також надмірне зрошення. За таких умов у ґрунтовому профілі тривалий час утримується надлишкова вода, зменшується частка повітря в поровому просторі та погіршуються умови функціонування кореневої системи.

Основне завдання дренажу полягає не у максимальному осушенні території, а у регулюванні рівня та режиму ґрунтових вод відповідно до потреб ґрунту, рослин і конкретного виду землекористування. Надмірне осушення також може мати негативні наслідки — посилення мінералізації органічної речовини, зниження запасів доступної рослинам води, вітрову деградацію та підвищення потреби в зрошенні. Тому сучасні дренажні системи розглядають як елемент керованого водного режиму агроландшафту.

Класифікація дренажу

За способом відведення води розрізняють відкритий і закритий дренаж.

Відкритий дренаж здійснюється за допомогою відкритих каналів, канав і колекторів. Його перевагами є відносна простота будівництва, можливість візуального контролю та обслуговування. Водночас відкриті канали займають частину сільськогосподарської площі, ускладнюють рух техніки, можуть бути джерелом замулення та заростання і потребують постійного догляду.

Закритий дренаж передбачає відведення води через систему підземних дрен — трубчастих або безтрубних. Вода надходить у дренажні лінії через ґрунт і транспортується до колектора або водоприймача. Закритий дренаж дає змогу ефективніше використовувати земельну площу та забезпечує більш рівномірне регулювання водного режиму, однак потребує обґрунтованого проєктування, якісного виконання робіт і контролю технічного стану системи.

За характером регулювання водного режиму виділяють систематичний, вибірковий та локальний дренаж. Систематичний дренаж застосовують на значних площах із відносно однорідними умовами зволоження. Вибірковий передбачає розміщення дрен у найбільш проблемних місцях, а локальний використовується для відведення води з окремих ділянок, наприклад понижень рельєфу.

Важливим є також поділ дренажних систем за функціональним призначенням. Осушувальний дренаж застосовують для зниження надлишкового зволоження, тоді як протизасолювальний дренаж є складовою зрошувальних систем і забезпечує відведення інфільтраційних вод для запобігання підняттю рівня ґрунтових вод та накопиченню солей у кореневмісному шарі.

Основні елементи дренажної системи

Типова дренажна система включає дрени, колектори, водоприймальні та водовідвідні споруди. Дрени безпосередньо перехоплюють надлишкову воду в ґрунтовому профілі. Колектори об'єднують потоки з окремих дрен і транспортують їх до водоприймача. Водоприймачем може бути природний водотік, канал, водойма або інша гідротехнічна система.

Ефективність роботи дренажу визначається не лише конструкцією окремих елементів, а й узгодженістю всієї системи з природними умовами території. Під час проєктування враховують водно-фізичні властивості ґрунту, глибину та режим ґрунтових вод, рельєф, кількість атмосферних опадів, водопроникність ґрунтового профілю, особливості сільськогосподарського використання та вимоги вирощуваних культур.

Особливого значення дренаж набуває в зрошуваному землеробстві. Частина поливної води після інфільтрації проходить нижче кореневмісного шару й поповнює ґрунтові води. За недостатнього природного відтоку це може спричинити їх підняття. У посушливих регіонах за наявності солей у ґрунтоутворювальних породах або ґрунтових водах така ситуація створює ризик вторинного засолення. Тому ефективне зрошення на проблемних територіях повинно поєднуватися з контролем рівня ґрунтових вод і, за необхідності, функціонуванням дренажної системи.

Сучасний підхід передбачає перехід від простого «відведення надлишкової води» до керування водним режимом ґрунту. Для цього можуть використовуватися регульовані дренажні системи, які дають змогу змінювати рівень ґрунтових вод залежно від фази розвитку культури, погодних умов і потреби в накопиченні води. Поєднання дренажу зі зрошенням, моніторингом вологості ґрунту та рівня ґрунтових вод створює основу для більш раціонального використання водних ресурсів.

Таким чином, дренаж є не окремою інженерною спорудою, а складовою комплексної системи управління водним режимом ґрунту й агроландшафту. Його ефективність визначається відповідністю конструкції природним умовам території, режиму землекористування та взаємодії з іншими меліоративними заходами. У сучасному землеробстві дренаж має забезпечувати не максимальне осушення, а підтримання такого водно-повітряного режиму ґрунту, за якого зберігаються його продуктивність, екологічні функції та стійкість до деградаційних процесів.

3. Сучасний стан і проблеми дренажних систем

Нерівномірна вологозабезпеченість. Більше половини території України має неоптимальні умови вологозабезпечення, що погіршується зміною клімату. У зоні Степу та Лісостепу без зрошення раціональне землеробство неможливе, на Поліссі навпаки – без дренажу ґрунти перезволожуються Через це кліматичні зміни призводять до водного стресу– як посушливого, так і підтоплень.

Низьке використання потенціалу. В Україні існує 5,5 млн га меліорованих земель (3,3 млн га осушувальних), але фактично використовується лише ~20% площ зрошення та <10% дренажу. Існуючі системи недофінансовуються (особливо дренаж) і переважно утримуються за рахунок держбюджету, що робить їх уразливими.

Централізоване управління. До 2022 р. керування системами дренажу/зрошення було надмірно централізованим. За стратегією до 2030 р., їхнє оновлення гальмувалося слабкою інфраструктурою, низьким самофінансуванням та відсутністю нових інвестицій. Дослідники відзначають, що стан меліоративної інфраструктури нині критичний і потребує докорінної зміни підходу.

Агровиробничі потреби: Сучасне землеробство вирощує вологолюбні та ресурсозатратні культури (кукурудза, соя), що потребують гарантованого водопостачання. Воропай (2021) показав, що реконструкція дренажів має враховувати заплановані культури й вивести системи на режим ефективного водорегулювання протягом усього вегетаційного періоду.

Підвищення ефективності. Внаслідок впровадження дренажу й зрошення врожайність культур зростає в 2–3 рази порівняно з суховими умовами. Водночас розроблення стійких мереж зрошення та дренажу (зокрема – технологій точного поливу) дозволяє знизити водоспоживання без втрати врожайності. За розрахунками фахівців ІВПіМ НААН, саме впровадження таких систем є ефективним заходом адаптації агровиробництва до змін клімату.