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

ся сельским хозяйством, в этой работе мы намерены коснуться баланса поверхностных и грунтовых вод и сделать соответст­ вующие выводы применительно к условиям современной дельты реки Аму-Дарьи.

Правильная оценка эффективности любого водохозяйствен­ ного мероприятия невозможна без знания условий правильного ведения сельского хозяйства, способствующих минимальному водозабору и, следовательно, максимальному значению КПД оросительной системы.

Установление оптимальных норм водозабора, обеспечиваю­ щих максимальную урожайность сельхозкультур при минималь­

Для удобства анализа баланса поверхностных и грунтовых вод разделим: 1) водный баланс или баланс поверхностных вод; 2) баланс грунтовых вод.

а. Водный баланс оросительной системы. Приходными элементами водного баланса оросительных систем современной дельты реки Аму-Дарьи являются: 1) водные ресурсы или водо­ забор в голове оросительных систем (Q); 2) атмосферные осадки, выпадающие на орошаемой территории (Я); 3) конден­ сация кодных паров в почве (К).

влаги при минимальной влажности; 6) потери воды на инфиль­ трацию с орошаемых полей в грунтовые воды (Ж); 7) вода, оставшаяся в русле каналов после их закрытия (Q0с).

Отсюда уравнение водного баланса замкнутой оросительной

Необходимо отме-тить, что атмосферные осадки (Я) и кон­ денсация водяных паров в почве (К) в период открытия оро­ сительной системы являются очень незначительными по срав­

111

тельную систему, расходуется на испарение, транспирацию, пополнение запасов почвенной влаги, на фильтрацию из ороси­ тельных каналов и инфильтрацию с орошаемых полей в грун­ товые воды, на сброс воды внутри оросительных систем и на мертвый запас, оставшийся в русле оросительных каналов.

Очевидно, что для благополучного мелиоративного состоя­ ния орошаемых земель необходимо, чтобы приходные и расход­ ные элементы водного баланса взаимно компенсировались, т. е. не происходило сезонного и годового накопления грунтовых вод. Это возможно достигнуть, в основном, строгим нормиро­

каналов. Причем эти потери зависят от строения грунта, гори­ зонта воды в канале и на орошаемых полях, продолжитель­ ности действия канала. Их регулирование возможно при помо­ щи важнейших эксплуатационных и технических мероприятий: переходом на новую систему орошения, перерывами в работе каналов в осенне-зимний период на достаточно продолжитель­ ные сроки, наиболее полным в течение суток использованием каналов для орошения, недопущением подпоров на каналах, применением соответствующих противофильтрационных уст­

мами. В зависимости от этих элементов должны определяться нормы и сроки поливов. При насыщении почвы влагой до пре­ дельной влагоемкости, всякое дальнейшее поступление воды в почву влечет просачивание ее в подстилающие грунты и они идут на питание грунтовых вод.

В современной дельте реки Аму-Дарьи уровень грунтовых вод на орошаемых массивах залегает близко к поверхности

112

земли, поэтому разница в запасе почвенной влаги между мини­ мальной и максимальной естественной влажностью в годовом масштабе имеет величины порядка 1300—1500 м3!га в метровом слое почвы.

На основе вышеприведенного уравнения производим расчет водного баланса на опытном участке отдела орошения и мелио­ рации Каракалпакского научно-исследовательского института

в русле оросительных каналов после их закрытия, составляет

перед каждым вегетационным поливом и после них. Приходной статьей водного баланса принималось коли­

чество воды, поданное на орошаемые поля для промывного

полива и вегетационных поливов, а также в виде атмосферных осадков, выпадающих в исследуемый период. Расходной же

профильтровавшейся с посевной площади в грунтовые воды. Результаты анализов приведены в таблице 22.

Как видно из таблицы 22, почвенная влажность в начале и конце вегетационного периода почти не изменялась и состав­ ляла, примерно, 81% от предельно-полевой влагоемкости. Поэтому из 3,6 тыс. м31га воды, поданной для промывки на поля орошения, 2,9 тыс. м31га просачивалось вниз из метро­ вого слоя почвы и часть из них пошла на пополнение запаса грунтовых вод. Из количества воды, выведенной на посевные площади во время вегетационного периода, почти не инфильтровалось вниз метрового слоя, а расходовалось на увеличе­ ние влажности почвы до предельной полевой влагоемкости.

Из таблицы 22 также видно, что расходная часть водного баланса участка за промывной и вегетационный период (8,3 тыс. м31га) больше на 1,8 тыс. м31га его приходной части (6,5 тыс. м3/га). Если сравнить количество воды, просочившейся в грун­ товые воды (2,9 тыс. м3/га), с расходом на испарение и транс­ пирацию с поверхности последних (4,7 тыс. м3/га), то мы уви­ дим, что 1,8 тыс. м31га воды расходовалось за счет испарения

итранспирации из грунтовых вод.

б. Баланс грунтовых вод. Результаты многолетних иссле­ дований показывают, что главной причиной неблагоприятного мелиоративного состояния орошаемых земель современной

учитывались водохозяйственные и гидрогеологические условия дельты, не обращалось внимания на количественные характе­ ристики прихода и расхода грунтовых вод; следовательно, не учитывались главные элементы, составляющие баланс пос­

ледних.

На самом деле изучение количественных характеристик основных элементов приходной и расходной части баланса грунтовых вод сделало бы возможным: установление крити­ ческого режима грунтовых вод; определение элементов солевого баланса зоны аэрации исследуемого участка, определение по­ терь воды на фильтрацию из каналов оросительной системы и инфильтрацию с орошаемых полей; изучение динамики влаги в почво-грунтах зоны аэрации в различных водохозяйственных условиях; определение потерь воды на испарение с почвы и транспирацию растительным покровом при различной глубине залегания грунтовых вод, определение размеров притока и оттока последних и т. д.

116

Кратко рассмотрим значение каждою из элементов баланса грунтовых вод, возможность и необходимость изменения их величины в зависимости от природных и хозяйственных ус­

ловий.

Как указывалось выше, в 1964 году головной водозабор за сезон работы Кызкеткенской оросительной системы составлял для рисовых полей 79 тыс. мг!га, а для остальных орошаемых сельхозкультур — 20,5 тыс. м3/га; в среднем 34,6 тыс. м3/га (таблица 1), из которых фильтрационные потери воды из ма­ гистрального, межхозяйственных, внутрихозяйственных и бри­ гадных каналов составляли, примерно, 20 тыс. м?Іга (59% от головного водозабора).

Если учесть, что коэффициент земельного использования Кызкеткенской оросительной системы равен 0,15, то из филь­ трационных потерь воды на долю фактически поливаемых пло­ щадей можно отнести величину: 20000 м3/га-0,15 = 3000 мъІга. Следовательно, только от фильтрационных потерь воды из оросительных каналов изучаемой системы уровень грунтовых вод на оро'шаемых почвах, насыщенных до предельной влагоем­

щийся от 0,1 для тяжелых суглинков н глин до 0,3 для легких суглинков, супесей и других плотных грунтов. Для низовьев реки Аму-Дарьи о = 0,12; ш — размер единицы площади орошае­ мых земель.

При составлении баланса грунтовых вод необходимо учесть, что современная дельта реки Аму-Дарьи представляет собой впадину, сложенную породами, образующими бассейн подзем­ ных вод. В таких условиях приток и отток последних зависят от гидрогеологических условий района, климатических и водо­ хозяйственных факторов баланса, причем гидрогеологические факторы определяют ту часть приходных и расходных статей, которая непосредственно участвует в формировании режима грунтовых вод. Иначе говоря, определяют степень влияния основных факторов на режим грунтовых вод. Поэтому при изучении баланса последних нами учитывалось влияние основ­ ных факторов на режим грунтовых вод в различных типичных гидрогеологических условиях орошаемых массивов современ­ ной дельты реки.

Анализ исследований многих авторов (М. М. Крылов, Н. Н. Фаворин, Д . М. Кац и др.), проводивших наблюдения за режимом грунтовых вод в изучаемой дельте показывает, что горизонтальный приток и отток грунтовых вод в годовом цикле почти балансируются между собою. Поэтому при изучении

117

режима грунтовых вод в современной дельте реки в годовом цикле можно пренебречь значением их притока и оттока

Следовательно, исходя из вышеизложенного, надо особо подчеркнуть, что из числа факторов, влияющих на баланс грунтовых вод, главным является фильтрация воды из ороси­ тельной системы. Но оросительные каналы на территории изучаемой части дельты работают не круглый год, а лишь в вегетационный период, поэтому грунтовые воды на орошаемых землях современной дельты реки Аму-Дарьи в определенный промежуток времени представляют собой неровную волнистую поверхность, создаваемую неравномерным поступлением филь­ трационных вод из оросительных каналов.

Таким образом, непрерывный и очень быстрый подъем уров* ня грунтовых вод за счет передачи гидродинамического давле* ния (напора) в направлении от орошаемых площадей с повьг шенным уровнем грунтовых вод к орошаемым и неорошаемым землям с более низким положением уровня последних обус­ ловлен, главным образом, фильтрацией воды из оросительных каналов. Причем установлено, что подъем уровня грунтовых вод интенсивно происходит (весной с открытием каналов, или после чистки их) под действием гидродинамического давления столба фильтрующейся из канала воды лишь после того как она войдет через зону капиллярной каймы в соприкосновение с грунтовыми водами. Отсюда можно предполагать, что баланс грунтовых вод в значительной мере подчиняется режиму по­ верхностного стока и орошения. В связи с этим в современной дельте реки Аму-Дарьи встает вопрос о необходимости осу­ ществления таких мероприятий, которые обеспечили бы регу­ лирование режима грунтовых вод в целях максимальной борьбы против процессов заболачивания и засоления почв.

Известно, что растения в процессе роста и развития по­ требляют громадное количество воды, которая расходуется на транспирацию и испарение. Так, за весь вегетационный период

на хлопчатник затрачивается около 7300—8800 м3/га воды. Исходя из этих представлений, оросительная норма куль­

турных растений устанавливается по суммарной величине испа­ рения и транспирации и дефицита влажности почвы, который следует дополнить до предельной полевой влагоемкости.

В современной дельте реки Аму-Дарьи, из-за высокого за­ легания уровня грунтовых вод, оросительная норма хлопчат­

тате чего уровень грунтовых вод, достигший наивысшего положения в мае месяце после промывных поливов, постепенно

118

вых вод; воды, затраченной на пополнение запаса влаги в почве орошаемых полей (Wn мм) до полной полевой влагоемкости

для рисового поля или предельно-полевой влагоемкости для остальных полей в слое грунта, находящемся над уровнем грунтовых вод, и дефицита влажности ( W& мм) в зоне аэрации;

в водоприемники, находящиеся за пределами орошаемого мас­ сива, или в сторону соседних неорошаемых земель путем боко­ вого растекания (Q0T мм).

Исходя из этих основных элементов, воздействующих на изменение уровня грунтовых вод, рекомендуется следующее уравнение для расчета баланса грунтовых вод:

уДЯ = М + S + Р — (Еи Ет) + (Wn — WA) - V + ( Q n- Q J , (9)

где 9 — водоотдача или недостаток насыщения грунта, т. е. количество воды, которое отдает единица объема грунта при понижении уровня грунтовых вод, или поглощает единица объе­ ма грунта при их повышении. Ее можно вычислить по формуле

119

Это объясняется, в основном, интенсивной транспирацией рас­ тительного покрова и высокими среднемесячными температу­ рами воздуха, когда расход влаги недостаточно компенсирует­ ся капиллярным притоком даже при очень близких залегания грунтовых вод.

Опытным путем Хорезмской гидрогеологической станции доказано, что весенний и осенний периоды почвы современной дельты реки Аму-Дарьи находится в состоянии почти полного капиллярного насыщения навею толщу — до уровня грунтовых вод (25—33%). Эти запасы влаги в весенний период на неоро­ шаемых землях обуславливаются подпитыванием за счет ка­ пиллярного подъема грунтовых вод снизу и атмосферного увлажнения (осадками и накоплением росы) верхних горизонтов грунта.

По мере увеличения температуры и дефицита влажности воздуха, а также увеличения испарения и транспирации, запасы

1 20