Введение.Агрофизический научно-исследовательский институт на протяжении последних 10 лет проводит научные исследования по определению причин переувлажнения осушенных сельскохозяйственных угодий на опытно-производственных участках (ОПУ) мелиорации [1,2]. При этом ремонтно-эксплуатационные мероприятия, за объектами исследований, землепользователями мелиорированных осушенных участков не проводились. Объекты построены способом осушения полей закрытым трубчатым дренажом на территории Ленинградской и Новгородской областях. Основным признаком, определяющим необходимость проведения ремонта мелиорированного поля, является его переувлажнение или вторичное заболачивание [6,7]. Критерием такого состояния могут служить нарушенные сроки проведения полевых работ по причине слабой проходимости сельскохозяйственной техники по полям, изменение глубины залегания грунтовых вод и нарушения сроков их отвода из пахотного горизонта в соответствии с проектом, большая площадь вымочек и др. Причиной, примерно в 80% случаев, нарушений проектной работы осушительного трубчатого дренажа, на исследуемых участках, были разрушения устьевых сооружений коллекторов и одиночных дрен, что приводило к закупорке грунтом их трубчатой полости [3]. Также разрушение узлов соединения коллектора с колодцем по причине его вымораживания из грунта, а отсутствие крышек люков на колодцах приводит к засорению колодцев растительностью и отходами жизнедеятельности человека. Известны неоднократные случаи выхода из строя трубчатых коллекторов по причине попадания через поврежденный колодец в коллектор пластмассовой бутылки, приводящий к закупорке полости коллектора и выхода из строя осушенного трубчатым дренажом мелиорированного поля площадью несколько десятков га.Найти причину переувлажнения и место повреждения осушительной мелиоративной системы задача не простая. Требуется специальная инженерная подготовка и практический опыт поиска причин и способов их устранения [4,5]. В Агрофизическом институте было предложено направление исследовательских работ по поиску причин переувлажнения закрытого трубчатого дренажа дистанционными методами с помощью космических снимков и аэрофотосъемки беспилотными воздушными судами (БВС) с мультиспектральной камерой, а также способов восстановления его работоспособности.Материалы и методы.Работы по мониторингу и оценке состояния осушительных мелиоративных систем проводились авторами на опытных полях Меньковского филиала Агрофизического научно-исследовательского института (Ленинградская область, Гатчинский район, д. Меньково). Общая площадь хозяйства составляет 538 га., координаты центра хозяйства 59°25&#39; с. ш. 30°01&#39; в. д.Для проведения аэрофотосъемки мелиоративных объектов использовалось беспилотное воздушное судно (БВС) Геоскан-401 Агро (Рис. 1) c установленной на борту мультиспектральной цифровой камерами Micasense Rededge-MX. На борту БВС установлен геодезический Topcon B-111, а в качестве базовой станции используется GNSS-приемник Emlid Reach RS2.После аэрофотосъемки, все полученные снимки обрабатывались в программном обеспечении Agisoft Metashape, что позволяло получить высокоточный ортофотоплан и цифровую модель местности (Рисунок 2).Для работы с геоинформационными данными использовалось программное обеспечение с открытым кодом QGIS. Для восстановления работоспособности закрытой осушительной сети использовались рабочие органы, разработанные и изготовленные в Агрофизическом НИИ для гидродинамической промывки дрен и коллекторов, которые приводились в действие насосно-силовым оборудованием, смонтированным на транспортном средстве. Результаты и их обсуждение. Применение БВС для мониторинга осушительной сети позволяет производить картирование подземных элементов закрытого трубчатого дренажа с высокоточной привязкой к местности. По характерным индикационным признакам на ортофотоплане выявляются полосы, характеризующие дрены и закрытые коллекторы. Индикационными признаками является отличие растительности над дренами(коллекторами) от основного покрова, на рисунке 2 на цифровой модели местности наблюдается увеличение биомассы растений над дренами. В местах пересечения коллектора с открытой сетью отмечается точка устья (Рисунок 3). Рисунок 3 Нанесенная по данным аэрофотосъемки осушительная сеть и отмеченные звездочкой устья дренВ результате наземного обследования осушительной мелиоративной сети, согласно методическим рекомендациям разработанными специалистами Агрофизического института, был определен её значительный нормативный ее износ, но основные элементы работоспособны, и при своевременном выполнении работ по очистке и частичному восстановлению коллекторов можно продлить срок эффективной работы дренажа. В большинстве случаев устьевые части дрен и коллекторов нарушены в результате заиления и зарастания каналов, некачественного соединения устьевой трубы с коллектором, разрушения коллекторных трубок от промерзания на откосе канала, заиления и зарастания устьевой части коллекторов корнями растений. При зарастании устьев, их поиск весьма затруднителен, но установленный на борту БВС GNSS-приемник позволяет в конечном итоге получить ортофотоплан с сантиметровой точностью, т.е. точка отмеченная на плане может быть вынесена в натуру с точность ±5 см., что позволяет достаточно точно определить на местности расположение устья и провести его обследование.Оценить степень заиления по данным дистанционного зондирования не представляется возможным, поэтому для решения этой задачи использовалась телеинспекционная камера jProbe LXP 230-4000, которая позволяет с помощью видео-зонда оценить состояние коллектора/дрены на протяжении 40 метров. Пример получаемых изображений приведен на рисунке 4. Наиболее распространенный вид неисправности закрытой дренажной сети - заиление устьевой части коллекторов. Отложения образуются вследствие заиления и зарастания каналов, закупорке устьев грунтом, растительными остатками, а также при высоком уровне поднятия воды в каналах. В связи с закупоркой устьевой части и снижением расхода дренажного стока заиление распространяется по всей длине коллектора, при этом наибольший объем отложений располагается на расстоянии 10-20 м от устья. Несоблюдение сроков своевременной очистки и восстановления повреждений устьевой части, приводит к последующему выводу из строя всей дренажной системы.Для гидродинамической промывки устьевой части дренажной сети в Агрофизическом НИИ был создан универсальный мобильный комплекс, состоящий в основном из стандартных покупных изделий, смонтированный на легковой автомобильный двухосный прицеп (Рисунок 5). Краткие технические характеристики комплекса приведены в таблице 1.Таблица 1 Краткие технические характеристики мобильной гидродинамической установкиТип оборудованияприцеп к автомобилю (трактору)МЗСА 817737Ёмкость для водыПластиковый куб в обрешетке1 м3Нагнетательный насосмембранный Bertolini PA/S 830 VC40 бар, 76 л/минЗаборный насосцентробежный Honda WB 20 XT3,2 бар, 250 л/минПромывочный напорный рукавармированныйDN 12, 45 бар, 50 п. мЗаборный рукав DN 50, 4 п. м, 2 шт.Лебёдка ручнаягрузоподъемность4000 кгФорсунки к промывочному рукавуреактивная, фрезернаяПо 1 единицеТехнический эндоскопдля оценки состояния внутренней полости коллектора40 п. м.Механическое устройстводля разрушения грунтовых пробок в дрене6 м.п.Обслуживающийперсоналводитель, русловый ремонтер2 чел. В качестве рабочих органов использовались реактивная и фрезерная форсунки, разработанные и изготовленные специалистами Агрофизического института. Опытным путем были получены расходы нормы расходы воды с зависимости от диаметра промываемого коллектора и степени заиления. Замеры проводились при промывке устья на длину 20 метров.Таблица 2 Расход воды для промывки 20 метров дрены/коллектораДиаметр дрены/коллектора, ммСтепень заиления, %<3030-50>50500,1-0,20,2-0,40,4-0,6750,1-0,30,3-0,50,5-0,71000,3-0,50,5-0,80,8-2,0Выводы.Процессы деградации сельскохозяйственных земель представляют собой серьезную продукционную и экологическую проблему общества как результат нерационального природопользования. Одним из ключевых факторов этих процессов является неэффективное использование существующих дренажных систем. Применение аэрофотосъемки к оценке состояния дренажных систем сельскохозяйственных полей представляется перспективным и недорогим подходом, позволяющим быстро и эффективно локализовать причину деградации осушительной системы.Для восстановления работоспособности закрытого трубчатого дренажа возможно использование мобильной гидродинамической установки, которая позволяет с небольшими затратами воды промывать устья коллекторов.БлагодарностиРабота выполнена при поддержке Санкт-Петербургского научного фонда в соответствии с соглашением от 2 апреля 2022 г. № 02/2022 и со финансированием Российского научного фонда, грант № 22-26-20082.