5. Гидрогеологические и почвенно-мелиоративные изыскания на системах. Мониторинг мелиоративного состояния земель.

Трудно переоценить значение гидрогеологических исследований в рамках мелиоратив­ного мониторинга, включающего контроль и прогнозирование режима подземных и поверхностных вод, почвообразовательных и инженерно-геологических процессов на освоенных орошаемых и осушенных землях. Один из основных результатов монито­ринга - планирование и последующее осуществление мероприя­тий по охране окружающей среды.

По сравнению с другими группами водопользователей гидротехнические сельскохозяйственные мелиорации в наибольшей мере определяются гидрогеологическими условиями и одновременно преобра­зуют изначальные параметры этих условия, тем самым обуславливается детальное гидрогеолого-мелиоративного прогнозирование и обоснование проводимых мероприятий. В этом аспекте основным научным содержанием мелиоративной гидро­геологии являются:

• разработка теории формирования подземных вод в естест­венных условиях и при мелиорации земель в различных природ­ных зонах страны как научной основы для прогнозирования и регулирования режима этих вод, их использования и охраны окружающей среды;

• совершенствование существующих и разработка новых мето­дов мелиоративно-гидрогеологических изысканий, использую­щих современные достижения фундаментальных наук, для гид рогеологического обоснования проектов новых и реконструкции действующих гидромелиоративных систем;

• совершенствование методов гидрогеологических прогнозов;

• совершенствование методов гидрогеолого-мелиоративного контроля на орошаемых и осушенных землях.

В соответствии с этим содержанием в мелиоративной гидро­геологии целесообразно выделить два раздела:

1) региональная мелиоративная гидрогеология, изучающая гидрогеологические условия мелиорируемых земель и закономерности их измене пия под влиянием мелиорации;

2) специальная мелиоративная гидрогеология, разрабатывающая методы гидрогеолого-мелиоративных исследований и прогнозов в связи с проектированием новых, а также с реконструкцией и эксплуатацией действую­щих гидромелиоративных систем.

Для мелиоративной гидрогеологии характерны следующие методы исследований:

• полевые гидрогеологические, направленные на решение во­просов, определяемых характером проектируемых мелиорации (включая натурные наблюдения за влиянием действующих оро­сительных, обводнительных, дренажных, осушителыю-увлажнн-тельпых и других систем на режим и баланс подземных вод). Их особенность — сочетание региональных исследований с де­тальными, проводимыми на ключевых участках;

• изучение процессов влаго- и солепереноса в условиях, ими­тирующих орошение и осушение, или на орошаемых и осушен­ных землях для оценки гидрогеологических параметров, ин-фильтрационного питания грунтовых вод и решения других задач;

• региональное и локальное прогнозирование режима уровня и химического состава подземных и дренажных вод, осуществ­ляемое в процессе проектирования гидромелиоративных систем (выполняется методами математического моделирования гео­фильтрации и др.)

Мониторинг подземных водных объектов ведется на базе опорной государственной сети наблюдений за режимом подземных вод системы Министерства природных ресурсов Российской Федерации, сети наблюдений за режимом подземных вод других федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, организаций, пользующихся подземными водами либо оказывающих на них влияние.

Наблюдения проводят на скважинах, которые в зависимости от характера решаемых задач подразделяют на следующие группы - государственная региональная сеть наблюдательных режимных скважин; опорная сеть наблюдательных скважин мелиора­тивной службы; внутрихозяйственная наблюдательная сеть; по­стоянная и временная наблюдательная сеть разных ведомств для решения специальных задач.

Государственная региональная сеть гидрогеологических партий предназначена для изучения региональных закономерностей режима грунтовых и подземных вод в основных гидрогеологических районах для решения геологических задач. При проектирова­нии этой сети все задачи необходимо увязывать с потребностью водохозяйственных комплексов и хозяйств-водопользователей, входящих в их состав. Основные режимные створы скважин должны быть ориенти­рованы поперек осваиваемых долин рек.

Скважины опорной сети по территории размещают с плотностью, достаточной для изучения режима подземных вод каждого севооборотного массива. При однородных почвенно-гидрогеоло­гических условиях предусматривают одну скважину в среднем на площади 200...300 га. Расстояния между створами и скважинами зависят от сложности гидрогеологических условий и составляют соответственно 2...5 и 0,2...2 км. Для проведения гидрогеологического обследования территории вблизи опорных скважин закладывают как отдельные, так и кусты дополнительных скважин.

Для изучения характеристик режима уровня и минерализа­ции грунтовых вод на орошаемых полях с неглубоким залега­нием УГВ прокладывают временную внутрихозяйственную сеть наблюдательных скважин, обеспечивающую составление карт глубин залегания и минерализации грунтовых вод в масштабах 1:50000 или 1:25000 в начале, середине и конце вегетационного периода. Целесообраз­ность строительства постоянной внутрихозяйственной сети наблюдательных скважин в комплексе с опорной сетью подтверждают технико-экономическим расчетом.

Наблюдения за уровнем почвенно-грунтовых вод проводят весной и осенью ежедневно, летом - один раз в пять дней, в дождливые периоды или после выпадения сильных осадков - еже­дневно. В зимний период наблюдения за почвенно-грунтовыми во­дами проводят один раз в пять - десять дней. В скважинах глубину уровня почвенно-грунтовых вод изме­ряют рулеткой со свистком-хлопушкой, обычной водомерной рей­кой или рейкой с автоматическим указателем.

Определение характеристик динамики колебания грунтовых необходимо взаимоувязывать с особенностями формирования естественных режимов, подразделяющихся на климатические, гидрологические, подземного притока и смешанные. Кроме того, важной характеристикой, подлежащей контролю, является минерализация грунтовых вод, которая напрямую влияет на мелиоративное состояние земель ВХК.

Мониторинг мелиоративного состояния земель, прежде всего, направлен на выявление основных причин процесса засоления орошаемых земель: высокое зале­гание или подъем уровня минерализованных грунтовых вод, пос­ледующий капиллярный подъем их и испарение с поверхности почвы; использование для полива сельскохозяйственных культур вод повышенной минерализации (более 0,5...0,8 г/л для почв сухостепной и степной зон, более 1,5...2 для почв пустынной зоны, более 2 г/л для почв Нечерноземной зоны); несвоевремен­ное проведение агротехнических мероприятий, ведущее к обесструктуриванию почвы.

Для поддержания орошаемых земель в хорошем мелиоратив­ном состоянии наряду с другими факторами необходимы изуче­ние и анализ элементов водного баланса грунтовых вод, что позволяет количественно оценить приходные и расходные элементы водного баланса грунтовых вод. По балансу устанавливают допустимый объем подачи воды, который не вызовет подъема уровня грунтовых вод. Для оценки динамики засоленности почв один раз в 3...5 лет проводят солевую съемку участков орошаемой территории.

Больше половины пахотных земель приходится на черноземные и темно-каштановые почвы степной зоны, подверженные периоди­ческим засухам. Пахотные земли, расположенные в лесной зоне, на дерново-подзолистых почвах часто переувлажнены и обладают зна­чительной кислотностью. Многие сероземные, бурые и каштановые почвы пустынь засолены. Часть почв подвержена эрозии, часть зе­мель находится в недостаточном культуртехническом состоянии — заняты кустарниками, валунами, кочками, с неровным рельефом полей и др. Значительное количество лесных площадей расположе­но в районах с расчлененным рельефом. Все это требует мер по улучшению земельных ресурсов и в первую очередь борьбе с эро­зией почв.

Наряду с засолением важным показателем мелиоративного состояния земель с большими уклонами и сложным рельефом является степень эродированности. Эрозией почвы называют ее разрушение под действием теку­щей воды и ветровой нагрузки. Основными причинами водной эрозии в естественных условиях является водные потоки и ветер.

Под эрозией почв понимается разрушение и снос почв и рыхлых пород под влиянием потоков воды и ветра. Различают два вида эрозии почв: водную и ветровую (дефляция). При водной эрозии происходит поверхностный сток, отделение частиц почвы или по­роды и перенос их водным потоком или струями, зачастую с обра­зованием размывов или оврагов. Водная эрозия сопровождается частичной или полной аккуму­ляцией продуктов смыва и размыва на путях стока, часто у подножия склонов. Ветровая эрозия вызывает вынос частиц почвы и перемещение их под влиянием сильных ветров.

Мониторинг мелиоративного состояния земель осуществляется соответствующими почвенно-мелиоративными службами. В настоящее время гидрогеологические и почвенно-мелиоративные службы в РФ представлена гидрогеолого-мелиоративными партиями, а в некоторых областях и автономных республиках и мелиоративными группами службы межрайонных (районных) управлений эксплуа­тации и производственных ремонтно-эксплуатационных объедине­ний по мелиорации и водному хозяйству.

Гидрогеолого-мелиоративные службы включают в себя штат специалистов, прежде всего – инженеров гидротехников, гидрологов, гидрогеологов, экологов, а также необходимое оборудование и приборы для проведения исследования и измерений, сбора и анализа полученных данных. На гидромелиоративных системах основную площадь обслуживают соответствующие службы эксплуатационной организации, которые обеспечивают наблюдения и контроль над мелиоративным состоянием орошаемых и осушаемых земель.

Задачи наблюдений за режимом подземных вод на территориях ВХК следующие:

• организация и проведение наблюдений за мелиора­тивным состоянием осушенных и орошаемых земель с целью сохранения и повышения их продуктивности, оценка и прогнозы ожидаемых изменений мелиоративной и природ­ной обстановки земель;

• установление характера и динамики сезонных, годовых, многолетних изменений уровня, минерализации, химического состава и температуры грунтовых вод и нижезалегающих напорных подземных вод (если они гидравлически связаны с грунтовыми водами), закономерностей формирования подземных вод, как научной основы управления их режимом, использованием и охраной;

• установление влияния грунтовых вод на водный и солевой режимы и продуктивность орошаемых земель, контроль загрязнения водных источников;

• определение гидродинамических параметров (коэффициентов фильтрации, проводимости, водоотдачи, инфильтрации, испарения и др.) для проведения прогнозных гидрогеолого-мелиоративных расчетов;

• составление баланса грунтовых вод с целью количественной оценки режимообразующих факторов;

• оценка эффектив­ности действия и работоспособности отдельных элементов открытых и закрытых осушительных систем и систем в целом, повсе­дневно проверка их состояние и выявление неисправностей;

• прогнозы режима подземных вод, в том числе ежегодный прогноз вегетационного уровня грунтовых вод и его колебаний под влиянием орошения в течение вегетационного для разработки конкретных технических и эксплуатационных мероприятий как по его снижению, так и поддержанию на оптимальной глубине;

• оценка достоверности гидрогеологических прогнозов мелиоративных расчетов, определение причин расхождения расчетных и фактически наблюдаемых данных с целью совершенствования методов расчета;

• решение различных задач по практической реализации технических и эксплуатационных мероприятий на орошаемых землях водопользователей. Перио­дическая информация органов сельского и водного хозяйства о мелиоративном состоянии орошаемых и осушаемых земель и выдача предложений по регулированию водного режима;

• составление кадастра мелиоративного состояния; оценка принятых для дан­ных условий норм проектирования систем и на­копление материалов для их уточнения.

Для решения указанных задач служба выполняет комплекс наблюдений за уровнем, химическим составом, минерализацией и температурой грунтовых и подстилающих их напорных вод (при наличии их связи) орошаемых территорий прилегающих к ним неорошаемых земель.

Гидрогеологические и почвенно-мелиоративные данные в купе с результатами, полученными в ходе гидрометеорологических, гидрологических, фенологических изысканий образуют достаточно обширный массив. К данным исследований окружающей среды прибавляются результаты геодезических измерений, производственных исследований технологической надежности сооружений, измерений количества потребляемых ресурсов, а также экономические показатели анализа хозяйственной деятельности и многие другие. Для того, чтобы использовать эту информацию в производственных целях, необходимо их систематизирование в рамках единой базы данных водохозяйственной системы.

Список используемой литературы

1. Даишев Т.Д. и др. Справочник по эксплуатации мелиоративных систем Нечерноземной зоны РСФСР. –Л.: Агропромиздат. Ленингр.отделение,1987 г.- 263 с.

2. Кац Д.М., Пашковский И.С. Мелиоративная гидрогеология: Учебники и учебные пособия для вузов. М.: Агропромиздат.1988 г.- 256 с.

3. Натальчук М.Ф., Ольгаренко В.И., Сурин В.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем: Учебники и учебные пособия для вузов.- М.:Колос, 1995.-320 с.

4. Недрига В.П. и др. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика:- М.:Стройиздат,1983.-543 с.

5. Соколов А.А., Шикломанов И.А. Межзональное перераспределение водных ресурсов. –Ленинград: Гидрометиздат, 1980 г.-375 с.

6. Харченко С.И. Гидрология орошаемых земель. –Ленинград: Гидрометиздат, 1975 г.-473 с.

7. Шаров И.А. Эксплуатация гидрмелиоративных систем. М.:Колос,1967.-384 с.

8. Шаумян В.А. Основы эксплуатации оросительных и осушительных систем. М.:Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1956 г.-461 с.

4.	Планирование и оптимизация системного водораспределения
	Оглавление	Страница	Кол-во знаков	Слов	Лит
4.1.	Создание банка данных для инженерно-экономических расчетов на эксплуатируемых объектах.	66	10970	1300	7
4.2.	Методы прогнозирования параметров внешней среды при составлении текущих и перспективных водохозяйственных балансов. Плановое водопользование.	69	13184	1500	10
4.3.	Принципы планирования системного водораспределения.	74	10700	1450
4.4.	Методы реализации планового водопользования и регулирования режима водоподачи.	77
4.5.	Себестоимость водоподачи. Критерии эффективности работы водохозяйственной системы.	80
4.6.	Повышение технологической эффективности и предотвращение ущерба при реализации эксплуатационных мероприятий.	82	14570	1600
		85
		Ср	12038	1340