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

кие величины испарения с поверхности грунтовых вод осуществ­ ляется только с понижением 'их уровня.

Количество испаряющейся воды резко возрастает с близким за­ леганием последних к поверхности земли, вследствие этого соли накапливаются в верхних слоях почвы и образуют солончаки, что приводит к ухудшению мелиоративного состояния орошаемых зе­ мель.

Следовательно, ‘изложенные данные доказывают насколько огромна величина вертикального водообмена в современной дельте реки Аму-Дарьи, происходящего за счет градиента теплового пе­ реноса в почвах и грунтах, а величина последних изменяется в широких пределах и зависит от вида почвы, влажности и толщины изучаемого слоя. Поэтому одной из неотложных задач является установление закономерности распределения тепла по глубине почвы н процесса вертикального движения влаги под воздействием теплового градиента.

$ 2. СОЛЕВОЙ БАЛАНС

Солевой баланс в современной дельте реки Аму-Дарьи обуслав­ ливается целым рядом связанных между собой факторов, главны­ ми из которых являются: климат, геоморфология, водно-физиче­ ские свойства почв, режим грунтовых вод, естественная дреиироваішость территории, режим ирригационно-хозяйственных воздей­ ствий на данную территорию.

Значение взаимодействия перечисленных факторов в природнохозяйственной обстановке вскрывает закономерности передвиже­ ния солей в почвенно-грунтовых толщах, согласно которых наме­ чается солевой баланс, являющийся наиболее надежной основой проектирования мелиоративных работ орошаемых земель.

Так, в зависимости от различных глубин залегания уровня грунтовых вод и их минерализации, активности капиллярных яв­ лений связанных с пористостью и дефицитом влажности почвы, от количества солей, содержащихся в почво-грунтах, от величины ат­ мосферных осадков и режима орошения сельскохозяйственных культур, от соотношения восходящих и нисходящих капиллярных токов воды, а также от величины испарения и транспирации про­ цессы солевого баланса в почво-грунтах будут качественно и коли­ чественно протекать весьма разнообразію.

Поэтому регулирование солевого режима почв в размерах без­ вредных для сельскохозяйственных культур должно быть осно­ вано на достоверных данных динамики элементов солевого баланса в конкретных климатических, водохозяйственных и почвенно-гид­ рогеологических условиях.

Длительный опыт возделывания земель показал, что в совре­ менной дельте реки Аму-Дарьи основным источником пополнения запасов солей на орошаемых и неорошаемых землях, при очень слабом горизонтальном движении поверхностных и грунтовых вод,

являются соли, принесенные оросительной водой в течение много­ вековой человеческой деятельности. Величина и распределение этих солей по сезонам года и в многолетний период орошения тес­ но связано с балансом поверхностных и грунтовых вод. Поэтому результаты изучения водного баланса оросительных систем совре­ менной дельты реки позволяют уточнить поступление солей с оро­ сительной водой и их распределение между поливаемой площадью и неполивными землями внутри оросительных систем.

Установлено, что в условиях современной дельты реки в зимний и ранне-весенний период во влажной почве обычно наблюдается рассоление почвенной толщи и даже происходит некоторый сброс солей ів грунтовые воды. В летнее же время, с воздействием капил­ лярных сил, солевые растворы, подтягиваясь к верхним горизон­ там грунтов и испаряясь, оставляют соли в пахотном слое почвы, причем концентрация солей в этом слое непрерывно увеличивает­ ся к осени.

При выоокоминерализованной грунтовой воде и тяжелом меха­ ническом составе почво-трунтов, имеющих достаточную влажность, сезонная динамика солей распространяется лишь в верхнем 0,2— 0,3 м слое и не оказывает существенного влияния па нижележащий слой и грунтовые воды.

Совсем иначе обстоит сезонное изменение динамики солей на неорошаемых землях среди орошаемой площади. Боковой приток и вертикальный подъем минерализованных грунтовых вод под не­ орошаемыми землями, происходящий за счет передачи гидродина­ мического давления грунтовых вод от орошаемой площади и оро­ сительной системы осуществляется в течение всего периода откры­ тия оросительных каналов и, в результате испарения последних, непременно накапливается в верхнем полуметровом горизонте почвы (таблица 29).

Из таблицы 29 видно, что самая большая степень засоления почв по вертикали до грунтовых вод на неполивных землях среди орошаемых площадей совхоза «Кегейли» в пахотном слое почвы (4,7%). Затем по глубине слоя накопление солей постепенно уменьшается и на глубине 1,4 м степень засоления принимает са­ мую минимальную величину (0,60%). Дальше этой глубины кон­ центрация солей по плотному остатку и IIС СУ3 остается неизмен­ ной, а по СУ и SO "4 опять постепенно увеличивается.

Исходя из этих данных и других материалов полевых исследо­ ваний, проведенных в современной дельте реки Аму-Дарьи, можно придти к выводу, что природные и водохозяйственные воздействия на сезонное изменение запасов солей по вертикали грунтов проис­ ходят до глубины 1,5 м от поверхности земли. А дальше этой глу­ бины степень засоления грунтов увеличивается за счет накопления легкорастворимых и интенсивно подвижных солей. Поэтому мы предполагаем, что это явление может быть связано с проведением ежегодных промывочных поливов при отсутствии коллекторно-дре­ нажной сети.

132

Таким образам, при определенных природных и водохозяйствен­ ных условиях, решение задачи солевого баланса является обоб­ щающим этапом мелиорации засоленных земель, осуществление которых дает возможность расширения посевных площадей за счет неорошаемых земель среди орошаемых полей, без увеличения про­ пускной способности, существующих оросительных каналов, и дает повышение урожайности культурных растений, способствующих снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции.

Следует отметить, что в современной дельте реки Аму-Дарьи интенсивный процесс засоления почвы свидетельствует о слабом подземном оттоке минерализованных грунтовых вод, близко за­ легающих к поверхности земли. Причем длительное капиллярное увлажнение почвы и интенсивные восходящие токи почвенных растворов обуславливают увеличейие концентрации солей в почве и эти явления распространяются на значительной территории дель­ ты. Успех освоения таких засоленных земель в почвенно-гидрогео­ логических условиях реки Аму-Дарьи требует осуществления за­ дачи регулирования водного и солевого режима почв путем приме­ нения комплекса гидротехнических и агротехнических мероприя­ тий по мелиорации изучаемой дельты.

Теперь переходим к расчету солевого баланса дельты реки Аму-Дарьи, зависящего от режима поверхностных и грунтовых вод орошаемых районов и основанного на данных динамики элементов солевого раствора в конкретных климатических, водохозяйственных и почвенно-гидрогеологических условиях.

К числу таких элементов солевого баланса на единице оро* шаемой площади относятся: поступление солей на поля оро-

133

шения с оросительной водой за расчетный период S; приток минеральных солей с грунтовыми водами на орошаемой пло­ щади из за пределов территории (^-); вынос минеральных солей с грунтовыми водами за пределы данной территории (а); вынос минеральных солей с грунтовыми водами к неорошаемым зем­ лям среди орошаемых площадей (;*); капиллярное поступление солей с поверхности грунтовых вод в почвенно-грунтовую толщу и накопление их за расчетный период в зоне аэрации в процессе испарения и транспирации (У).

Следовательно, уравнение изменения запасов солей в зоне аэрации к единице площади орошаемых земель (Дт) имеет вид:

ниями и урожаем сельскохозяйственных культур мы пренебре­ гаем, так как практическое значение этих элементов солевого баланса здесь сравнительно небольшое.

Поскольку разработка солевого баланса имеет важное зна­ чение для определения эффективности искусственного дренажа, зависящего, главным образом, от критического уровня грунто­ вых вод, который для низовьев реки Аму-Дарьи был рекомен­ дован до глубины трех метров, то расчет солевого режима мы произведем для этой глубины, включая ту или иную мощность при залегании уровня последних выше критической глубины.

В этом случае содержание солей в расчетном слое слагает­ ся из количества их заключенного в зоне аэрации (Sâ3p) и в слое грунтовых вод (Srp); причем их значение определяется из

я —пористость водоносного грунта в долях единицы.

По приведенным выражениям мы рассчитали количество солей в начале промывного и вегетационного полива, а также в конце его в зоне аэрации и грунтовых вод (указанных в таблице 30, в трехметровом слое на участках хлопчатника, люцерны, а также на неорэшземых землях среди орошаемых полей совхоза „Кегейли* Кегейлинского района Каракалпакской

АССР), результаты расчетов которых приводятся в табли­

це 31.

т

135

При вычислении количества солей в зоне аэрации вышеука­ занных участков мы пользовались классификацией СоюзНИХИ по оценке засоленности почвы, приводимой в следующей таб­ лице:

Причем имели ввиду, что по причине высокого залегания минерализованных грунтовых вод все орошаемые площади сов­ ременной дельты реки Аму-Дарьи (кроме люцерны) перед ве­ сенними промывными поливами в основном засоляются до сте­ пени средней засоленности и плотный остаток солей в зоне аэрации поднимается до 1,2% к весу сухой почвы; после ве­ сеннего промывного полива концентрация солей в указанной зоне уменьшается до 0,6% и земля опресняется до слабой засоленности, которая пригодна для производства сева сельско­ хозяйственных культур. Затем в связи с интенсивностью испа­ рения почвенной влаги, в конце вегетационного периода оро­ шаемые земли опять засоляются до средней засоленности и выше, концентрация солей увеличивается с глубины поверхности земли (таблица 29).

Из таблицы 31 видно, что грунтовые воды под орошаемыми землями и зоны аэрации после промывных поливов опресняются. Это происходит за счет действия просочившихся через грунт пресных вод и выдавливания их над минерализованными грун­ товыми водами, которые вытесняют последние к соседним неорошаемым землям. Поэтому минерализация грунтовых вод и количество солей под неорошаемыми землями ежегодно уве­ личиваются, причем вследствие воздействия природных факто­ ров эти соли постепенно накопляются в зоне аэрации указанных земель.

В связи с интенсивным испарением, при бессточных грунто­ вых вод и отсутствии искусственного их дренирования, мине­ рализация последних и засоленность зоны аэрации орошаемых земель в конце вегетационного периода принимают величины, которые имелись перед промывными поливами. В результате

136

чего ежегодные мелиоративные мероприятия в современной дельте реки Аму-Дарьи, осуществляемые при огромных затра­ тах средств и материальных ценностей, имеют значение лишь для одного сезона, т. е. для получения дружных всходов посеян­ ных сельскохозяйственных культур.

Для составления солевого баланса на единице орошаемой площади современной дельты реки Аму-Дарьи за каждый отчет­ ный год мы пользовались уравнением (14), причем из-за от­ сутствия притока и оттока минеральных грунтовых вод за пре­ делы орошаемой территории элементы р и а из уравнения (14) были исключены. В этом случае уравнение солевого баланса для изучаемой дельты, где отсутствуют гидромелиоративные сооружения, имет вид:

современной дельты реки Аму-Дарьи является вода самой реки, поэтому величины притока и оттока минеральных солей были согласованы с приходом и расходом поверхностных амударьинских вод к единице орошаемой площади.

В таблице 26 показано, что в 1960 году водоподача на тер­ ритории Чимбайского района составляла 23 тыс. м2/га и с этими водами на указанную территорию поступили 11,5 тніга мине­ ральных солей, которые распределились: 1) на орошаемой пло­

Чимбайского района со стоком головного водозабора ороси­ тельных каналов (таблица 27) и их накопление орошаемыми и неорошаемыми участками приводятся в таблице 32.

Из указанной таблицы видно, что 47—53% минеральных солей, поступивших с водой реки Аму-Дарьи, накопляются в зоне аэрации почвы; 20—23% — в почвенной влаге; 25—27% — в искусственных озерах, создаваемых внутри орошаемых земель за счет сброса из­ быточных вод из оросительных каналов, только около 2—3% из всех минеральных солей, поступивших с амударьинской водой на территории Чимбайского района, попадает в грунтовые воды, а около 1% уходит с оттоком грунтовых вод за пределы орошаемо­ го массива.

137

1 3 8

Г Л А В А VIII

ПРОБЛЕМА КОЛЛЕКТОРНО-ДРЕНАЖНОЙ СЕТИ

В современной дельте реки Аму-Дарьи, »виду незначительных приростов посевной площади, пятнистого орошения и низкого ко­

вод не вызывало острой необходимости в строительстве коллектор­ но-дренажной сети, а обошлось действием так называемого сухого дренажа.

Дальнейшее расширение посевной площади технических и зер­ новых культур, т. е. повышение коэффициента земельного исполь­ зования выше указанного предела было невозможно без актив­ ного регулирования водносолевого баланса путем отведения зна­ чительных запасов солей за пределы орошаемого массива дренажными сооружениями.

В связи с этим началось проектирование многочисленных ма­ гистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных коллектор­ ных сетей на территории современной дельты реки Аму-Дарьи и почти во всех местах приступили к их строительству.

Известно, что проектирование коллекторно-дренажной сети должно базироваться на изучении климатических, геологических, геоморфологических, литологических, гидрогеологических условий современной дельты реки Аму-Дарьи, а также оно должно основы­ ваться на изучении распространения и глубины залегания водо­ упорных горизонтов, мощности песчано-галечниковых отложений и зоны сплошного капиллярного насыщения, водоподъемных свойств почво-трунтовых толщ, водоотдачи грунтов, критического залега­ ния минерализованных грунтовых вод, степени исходного засоле­ ния грунтов и грунтовых вод по профилю, которые взаимодействуя между собой образуют водно-солевые процессы, происходящие в почвах и грунтах.

Исходя из этих данных устанавливаются способы дренирования территории, методы гидравлических расчетов коллекторно-дренаж­ ной сети, схемы и глубины их залегания, междренные расстояния,

1 4 0