книги из ГПНТБ / Нурманов, А. Н. Мелиорация засоленных земель в современной дельте реки Аму-Дарьи

лизация грунтовых вод по плотному остатку характеризуется ве­ личинами, равными 10—70 г/л и более. По типу засоления суль­ фатно-натриевые с повышенным содержанием магния. Причем наиболее высокой минерализованностью отличаются грунтовые воды старых перелогов и залежей, расположенных среди орошае­ мых земель.

При близком залегании уровня грунтовых вод (2—2,5 м) на не поливных землях среди орошаемых современной дельты реки в течение лета и осени, а также, при сухой зиме, к весне происходит значительное сезонное засоление. в верхнем полуметровом слое; причем в пахотном слое (0—20 см) к концу вегетационного перио­ да содержание солей плотного остатка доходило до 4,7%, а легко­ растворимых солей увеличилось до 3,0% от веса сухой почвы (таблица 29 на стр. 133). По этой причине мощные агро-ирригаци- онные горизонты указанной дельты повсеместно являются в той или иной мере засоленными, а внутридельтовые пустующие земли,, а также древнерусловые и древнеозерные впадины и особенно пе­ риферические части дельты заняты массивами солончаков и солон­ чаковых почв.

Особенно сильное засоление наблюдается в концевых частях оросительных систем. Здесь на «залежах» образуются «вторичные» солончаки, которые часто содержат с поверхности до 35—40% со­ лей, а на глубине 50—70 см — 2—3%.

При вертикальном водообмене между верхними и нижними слоями грунтовых вод, грунтов и почв в неорошаемых землях наи­ большая концентрация солей будет всегда приурачиваться к верх­ ним слоям, т. е. к той части их, откуда идет расход на транспира­ цию, испарение или на то и другое вместе.

Следует отметить, что минерализация грунтовых вод на непо­ ливных землях, среди орошаемых полей, увеличивается в стороны Аральского моря и местных впадин внутри оросительных систем.

Так, из данных химических анализов грунтовых вод Хорезм­ ской гидрогеологической станции за 1953 и 1956 годы видно, что в смотровом колодце № 334, расположенном на расстоянии 3 км южнее Аральского моря, минерализация грунтовых вод в 1953 го­ ду составляла 95,7 г/л по плотному остатку, тогда как наибольшая концентрация солей в грунтовых водах в смотровых колодцах, на­ ходящихся выше указанного колодца составляла не более 70 г/л.

Интересно подчеркнуть, что за период с 1953 года до 1961 года, минерализация грунтовых вод в колодце № 334 уменьшилась до 79,5 г/л, т. е. на 16,2 г/л, по сравнению с 1953 годом. Мы предпола­ гаем, что такое уменьшение минерализации могло произойти за счет притока более пресных грунтовых вод со стороны Аральского моря, концентрация солей которого составляла 13,8 г/л.

Такое суждение о влиянии опресняющего действия Аральского моря на грунтовые воды близкорасположенных к нему земель объ­ ясняется тем, что с 1941 по 1958 годы уровень воды Аральского моря поднялся на 1,3 м за счет притока Амударьинских вод, в

91

Г Л А В А Vf

ИСПАРЕНИЕ

Вопросы изучения закономерностей испарения имеют большое практическое значение при проектировании поливных режимов, оп­ ределении водного баланса, при расчете коллекторно-дренажной сети и т. д.

В настоящее время имеется большая литература по результа­ там изучения характера и величины испарения и рекомендации методики исследования его. Но тем не менее, ввиду сложности и пестроты природных явлений, непосредственно участвующих в этом процессе, данный вопрос остается еще далеко не изученным, так как испарение протекает под влиянием совокупности многочи­ сленных природных факторов, большинство которых не может быть зафиксировано современными измерительными приборами.

Известно, что процесс испарения зависит от температуры и влажности воздуха, инсоляции (освещение поверхностей прямыми солнечными лучами), влажности почвы и хода поливов, величины осадков, скорости ветра, гидрогеологических условий и физиче­ ских свойств почвы, рельефа и характера почвенного покрова, агротехнических приемов, уровня грунтовых вод и т. д. Между указанными факторами и испарением пока не установлено коли­ чественных соотношений.

Принимая во внимание, что в современной дельте реки АмуДарьи испарение составляет главную расходную часть водного баланса, мы считали нужным обобщить более достоверные экспе­ диционные данные, собранные во время полевых исследований на территории изучаемой дельты реки, и на основании этих данных сделать соответствующие выводы о величине испарения, а затем использовать их при составлении водного баланса, при .определе­ нии критических глубин грунтовых вод и при проектировании гид­ ромелиоративных и других мероприятий, имеющих целью повыше­ ние урожайности сельскохозяйственных культур.

При анализе полевых материалов мы различаем следующие виды испарений: 1) испарение с водной поверхности; 2) испа-

93

рение с поверхности почвы; 3) испарение из зон аэрации; 4) испарение с горизонта грунтовых вод; 5) испарение с расти­

усиливается с уменьшением барометрического давления. Также установлено, что главным фактором испарения является раз­ ность упругости пара на поверхности испаряющейся жидкости

*с водной поверхности и метеорологическими факторами. Пре­ дельное количество воды, которое может испариться, при определенных метеорологических условиях, в литературе названо испаряемостью. Для расчета испаряемости рекомен­

94

ряемостью, которая по величине может превышать испаряе­ мость с водной поверхности.

В результате многовекового орошения в низовьях реки Аму-Дарьи в данное время расположились хорошо освоенные поливные земли, которые по своей водообеспеченности и сло­ жившемуся водному режиму могут быть приравненные к зоне достаточного увлажнения; причем почти все площади, охва­ ченные ирригационной сетью и массивы с близкими залега­

ной влажностью воздуха; причем, минимум относительной влажности приходится обычно на самый жаркий летний месяц и совпадает с максимумом температуры или дефицита влаж­ ности воздуха. А максимум относительной влажности прихо­ дится на зимние месяцы соответствующий минимуму темпе­ ратуры или дефицита влажности воздуха. В связи с этим для расчета величины испарения с поверхности оголенной

вия влагонасыщения воздуха по всему орошаемому району

9 5

■96

засоляются и требуют проведения промывных поливов, являю­

щихся необходимым мероприятием в условиях современной дельты реки Аму-Дарьи.

Испарение с почвенной поверхности, занятой травостоем, будет отличаться от испарения с оголенной поверхности по­ явлением транспирации и некоторым уменьшением испаряе­ мости с поверхности почвы, вследствие затенения ее поверх­ ности.

Для выявления хода испарения с затененной поверхности почвы И. А. Енгулатовым (1958) были обработаны материалы полевых исследований М . В. Зуева (диссертационная работа) и на основании этих обработанных данных он рекомендовал уравнение

(6)

где Е — испаряемость с затененной поверхности почвы в

рый образуется в результате внутрипочвенного испарения,

а влияние последних не одинаково в различные стадии процес-; са испарения.

Процесс испарения из почвы может происходить при по­ стоянной или падающей скорости. Испарение при постоянной скорости может быть в том случае, если подток капиллярной воды из внутренних почвенных слоев к испаряющей поверх­ ности превышает величину отвода водяных паров атмосфер­ ным воздухом через указанную поверхность.. В этом случае испарение идет исключительно с поверхности почвы.

Поскольку влажная почва поглотает больше солнечной энер-‘ гии, чем водоем, то при одинаковом периоде и той же погоде почва испаряет воды больше по сравнению с открытой водной поверх­ ностью; причем, чем выше капиллярная проницаемость данной

почвы и больше в ней запас свободной воды, тем длительнее пери­ од постоянной скорости испарения.

Если же подток капиллярной воды снизу к испаряющей поверх­ ности меньше, чем величина отвода водяных паров с этой поверх­ ности, то скорость испарения снижается, влажность почвы умень­ шается и испаряющая поверхность опускается вглубь почвы.

Известно, что внутрипочвенное пространство, не насыщенное до полной влагоемкости, всегда содержит водяные пары, которые чаще всего находятся в состоянии движения и фазовых превраще­ ний (испарения и конденсации); причем содержащиеся в почве па­ ры выше максимальной гигроскопичности имеют максимальную упругость, т. е. обладают давлением, которое соответствует насы­ щенным парам воздуха, находящимся в почвенном пространстве.

Поскольку в низовьях реки Аму-Дарьи уровень грунтовых вод залегает близко к поверхности земли, то практически можно ис­ ключить возможность пересыхания почвы ниже максимальной ги­ гроскопичности и можно полагать, что водяные пары находятся в почве в состоянии максимальной упругости. Это условие создает возможность по данной температуре почвы определять давление и удельное содержание паров на любой глубине от поверхности земли. Давление насыщенного пара в почвенном пространстве должно быть меньше, чем давление над плоской поверхностью; од­ нако опыт показывает, что разница между ними не такая большая, поэтому ее можно пренебречь.

Трудность расчета давления насыщенных паров во внутрипочвенном пространстве заключается в том, что при расчете необходи­ мо знать послойную температуру почво-грунтов до уровня грунто­ вых вод.

Распределение среднемесячной температуры по зимнему и лет­ нему периодам на различных глубинах почвы в современной дель­ те реки Аму-Дарьи показано на рисунке № 12, из которого видно, что на поверхности земли в июле она достигала 36° С, а на глуби­

видно, что влияние температуры в течение года распространилось

странился с глубины почвы к поверхности земли; причем самая низкая ее величина была на глубине 0,2 от поверхности и состав­ ляла более 4° С ниже нуля.

Известно, что при распространении температуры вглубь почвы амплитуда ее суточных колебаний становится меньше и меньше и

98

2) амплитуда колебания температур с глубиной убывает; 3) пери­ од колебания на различных глубинах почти не изменяется.

Из анализа распространения температуры вглубь почвы видно, что в низовьях реки Аму-Дарьи в период с начала апреля по пер­ вую половину сентября, совпадающий с периодом положительного радиационного баланса, тепловой поток направлен в почве от по­ верхности почвы в более глубокие слои. Вторая половина сентября занимает промежуточное положение, а начиная с октября насту­ пает выхолаживание почвы с поверхности и тепловой поток на­ правлен из более глубоких слоев к дневной поверхности почвы. Та­ кой характер движения тепловых потоков в верхних слоях почвы может иметь некоторое значение для засоленных почв, вызывая явление термодиффузии солей в почвенных растворах. Это явле­ ние вытекает из того, что значительный перенос влаги в почвах осуществляется под влиянием температурных градиентов. А воз­ никновение этих градиентов создает градиенты поверхностного на­ тяжения, увеличивая последние в холодных слоях почвы. Под их

ес

100