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

конструкции и положение дренажных устройств в плане. Также устанавливается режим грунтовых вод, типы их водного питания, процессы соленакопления и водно-солевые балансы и т. п.

Поэтому, прежде чем приступить к проектированию коллектор­ но-дренажной сети, по материалам полевых исследований состав­ ляются карты но агроклиматическим, теологическим, геоморфоло­ гическим, литологическим условиям; по залеганиям и минерализа­ ции грунтовых вод; гидроизогипсам, фильтрационным свойствам грунтов и глубинам залегания кровли песчано-галечниковых отло­ жений и по типам засоления почв и грунтов. Исходя из этих ма­ териалов и научных обобщений, решается вопрос о потребности территории в искусственном дренаже, его глубине и междренных расстояниях, которые связаны с мелиоративной іи экономической эффективностью коллекторно-дренажной сети.

Решение вопроса о необходимости и нормах (м/га) коллектор­ но-дренажной сети осуществляется путем анализа динамики ба­ ланса грунтовых вод орошаемой территории, который, в свою оче­ редь, зависит от водозабора в оросительной системе; его режима; коэффициента полезного действия системы; коэффициента земель­ ного использования; распределения сельскохозяйственных куль­ тур по посевным площадям и др.

Следует отметить, что при решении этого вопроса для таких массивов, как современная дельта реки Аму-Дарьи, где внутриго­ довой ход изменения водных запасов связан в основном с водопо­ дачей в оросительные системы и с суммарным испарением, прежде всего нужно установить допустимый ход колебания средней высо­ ты зеркала грунтовых вод в ібездрѳнажных условиях.

Среди многочисленных естественных факторов важнейшее зна­ чение для решения вопросов об интенсивности дренажной сети имеют фильтрационные свойства грунтов. Поэтому, при проекти­ ровании дренажа, должны в первую очередь учитываться необхо­ димость использования в качестве дренируемых горизонтов грун­ товой толщи с наибольшей фильтрационной способностью. При этом весьма важно знать имеются ли и как расположены песчаногалечниковые горизонты и за счет каких вод будет формироваться дренажный сток. Знание и надлежащий учет перечисленных ос­ новных естественных и искусственных факторов позволяет пра­ вильно выбрать способ дренирования (горизонтальный или верти­ кальный) и установить рациональное размещение и интенсивность коллекторно-дренажной сети.

Таким образом, основными вопросами проектирования коллек­ торно-дренажной сети являются: определение способа дренирова­ ния исследуемых массивов; установление расчетного количества подлежащих отводу дренажных вод с одного гектара орошаемых площадей и продолжительности их отвода; определение глубины и расстояния между дренами, которые должны в данных условиях обеспечить отвод заданного количества дренажных вод в пазначен-

141

ный срок и снизить горизонт грунтовых вод на необходимый уро­ вень; установление схемы, типа, конструкции дренажных устройстз и расположения их в плане и т. д.

§ 1. СОСТОЯНИЕ МЕСТНОСТИ

Как мы раньше отметили, территория современной дельты реки Аму-Дарьи представляет собой слабо покатую равнину аллюви­ альных отложений, врезанную в коренные третичные и меловые породы, толщина которых колеблется в пределах от 40—50 м на территории Тахтакупырского района до 80— 100 м на территорий Кегейлийского и Чим байского районов. В основном это генетиче­ ски однородная аллювиальная равнина имеет уклон поверхности около 0,0001 к Аральскому морю. „

Общая схема литолого-геоморфологичеокого строения террито­ рии современной дельты реки Аму-Дарьи представляет: 1) район древних и современных русловых отложений, характеризующийся песчаными наносами и обеспеченными условиями местного оттока грунтовых вод; 2) район прирусловых медленно-проточных отло­ жений, характеризующийся разнороднослоистым преимущественно глинисто-песчаными наносами и недостаточными условиями мест­ ного оттока грунтовых вод; 3) район застойных озерных отложе­

зернистыми песками серого цвета. Эти пески залегают с поверхно­ сти или покрыты супесями мощностью от 0,9 до 3 м. Суглинки и

глины встречаются в виде линз и прослоек небольшой мощности. В отличие от других генетических типов, прирусловые отложения

отличаются пестротой литологического состава, непостоянством разреза в вертикальном и горизонтальном направлениях. Эти от­ ложения представлены переслаивающимися суглинками, супеся­ ми, песками, реже глинами. Переслаивание пород в разрезе этого комплекса обычно происходит весьма неравномерно. Мощность чередующихся пластов различных по механическому составу по­

род колеблется от 0,2—0,3 до 2—3 м. Мощность слоистого комп­ лекса прирусловых отложений 10—15 м. Озерные отложения вы­

деляются отдельными небольшими пятнами на фоне отложений

142

лексами; на площади 780 тыс. га, или 55% — озерными отложе­

Таким образом, дельтовые отложения в основном представля­ ют собой слоистый комплекс супесей, суглинков, глин и мелкозер­ нистых песков. Процессы формирования дельты обусловили чрез­ вычайную пестроту литологического строения 'грунтов, характеривующегооя 'быстрой сменой слоев разного механического состава, наблюдающейся как в горизонтальном, так и вертикальном на­ правлениях. Эти же процессы вызвали мягко выраженную волни­ стость мезорельефа, состоящую в целой системе пологих вилооб­ разных повышений вдоль действовавших русел и в заключенных между ними чашеобразных понижений, обычно вытянутых по на­ правлению отмерших протоков. Разница высотных отметок меж­ ду днищами понижений и гребнями водоразделов составляет от 0,5—1 м до 2—3 м. Эти особенности мезорельефа и литологии создают местные различия в условиях стока поверхностных и грунтовых вод.

§2. СОСТОЯНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В1958 году раооматривались схемы переустройства орошения по оросительной системе Кыз-Кеткен на правом и имени Ленина на левом берегу реки Аму-Дарьи, которые обеспечивают водой по­ севные площади современной дельты реки.

Основная цель переустройства оросительных систем в изучае­ мой дельте реки является обеспечение полной ликвидации процес­ сов засоления на орошаемых землях и освоение под сельскохозяй­ ственные культуры пустующих внутрихозяйственных засоленных перелогов, после рассоления их с помощью промывных поливов на фоне развитой и исправно работающей коллекторно-дренажной се­ ти; максимальная механизация сельскохозяйственных процессов; внедрение севооборотов; резкое сокращение удельной протяженно­ сти постоянно действующих оросительных каналов; строгое огра­ ничение подачи воды хозяйствам в соответствии с планами водо­ пользования. Последнее мероприятие требует строительства инже­ нерных регулирующих сооружений в головах всех распределите­ лей, оснащение их водомерными устройствами.

Считалось, что улучшение мелиоративного состояния орошае­ мых земель в современной дельте реки Аму-Дарьи зависит от пре­ одоления процессов интенсивного развития засоления и заболачи­ вания почв, являющихся следствием чрезмерно высокого питания грунтовых -вод оросительными каналами. Чтобы ослабить отрица­ тельное влияние орошения на мелиоративное состояние земель изучаемого массива намечались мероприятия: регулирование во­ дозаборов в головах оросительных каналов; сокращение до опти-

1 43

Дарье.

2. Площади перспективы по сельхозкультурам распределяются следующим

мальных размеров оросительных норм сельскохозяйственных куль­ тур; рациональное переустройство всех элементов оросительной сети; снижение уровня высокоминерализованных грунтовых вод до критической глубины; рассоление уже засоленных земель и регу­ лирование солевого режима орошаемых площадей с систематиче­ ским применением профилактических промывных поливов и т. д.

Для улучшения 'мелиоративного состояния орошаемых земель на период первой очереди орошения, в схеме переустройства оро­ сительной системы Кызкеткен предусматривалось устройство четы­ рех главных магистральных коллекторов: КС— 1, КС—2, КС—-3 и КС—4, отводящих в Аральское море избыточные поверхностные сбросные и дренажные воды с территории Кегейлийокого, Чиімбайского и Тахтакупырского административных районов. А по Ленин­ ской оросительной системе — коллекторной сети ХК С и ККС, от­ водящих сбросные и дренажные воды с территории Ходжейлийского, Шуманайского, Леігинабадского и Кунградокого админи­ стративных районов.

При составлении проекта коллекторно-дренажной сети в совре­ менной дельте реки Аму-Дарьи предполагалось, что в период пер­ вой очереди освоения земель сохранится разбросанность (пятни­ стость) орошаемых площадей. Вследствие чего не потребуется по­ строения глубокого постоянного дренажа, так как естественный отток от орошаемых полей в сторону смежных, неорошаемых зе­ мель будет достаточен для поддержания уровня грунтовых вод на необходимой глубине при условии применения соответствующих агротехничеаких мероприятий и рационального режима водополь­ зования и водопотребления.

144

Во вторую очередь, с увеличением орошаемой площади до сплошного освоения всех плодородных земель в контуре командо­ вания Кызкеткенской и Ленинской оросительной системы, с дове­ дением коэффициента земельного использования до 0,85, потребу­ ется глубокий постоянный дренаж на всех площадях с близким залеганием уровня грунтовых вод. Таким образом коллекторно­ дренажные сети в период первой очереди освоения земель, в сов­ ременной дельте реки Аму-Дарьи, предназначены для отвода за пределы орошаемой зоны в основном излишних, поверхностных, сбросных и некоторых количеств грунтовых вод. С дальнейшим развитием орошения на изучаемой территории они будут прини­ мать и отводить основные количества дренажных вод.

В современной дельте реки Аму-Дарьи трассы почти всех ма­ гистральных коллекторов проложены по руслам старых протоков (узяков) по наиболее пониженным отметкам (озерам) и в боль­ шинстве случаев совмещаются с проектными границами оовхозов. Для примера опишем трассу коллектора К С — 1, являющегося ха­ рактерным для всех магистральных коллекторов, расположенных на территории изучаемой дельты реки.

заполняющиеся паводковыми водами реки Аму-Дарьи и сбросны­ ми водами оросительных каналов, входящих в Кызкеткенекую оро­ сительную систему. Глубина озер по трассе КС— 1 колеблется от 1,5 до 6 м. После пересечения Бозкульских озер трасса выходит на целинный участок с длиной 0,5 км, а затем на протяжении 11 км идет по естественному руслу сухого протока Кызыл-Озяк, соеди­ няющего с руслом старого протока Тас-Жармыса, впадающего в сухое озеро Кок-Су. Далее трасса коллектора КС— 1, проходя ча­ стично по целине и частично по существующим руслам старых протоков реки Аму-Дарьи, на 114 километре впадает в Аральское

море.

С морфологической точки зрения, полоса трассы всех магист­ ральных коллекторов представляет собой равнину с густой сетью блуждающих протоков реки Аму-Дарьи, с озерами, заболоченны­ ми понижениями и бугристо-грядовыми скоплениями песков, высо­ та которых доходит до нескольких метров.

Участки магистральных коллекторов, пересекающие или прохо­ дящие вдоль старых русел протоков реки Аму-Дарьи, сложены преимущественно серыми слюдистыми мелкозернистыми песками, частично перекрытыми маломощными слоями (1,1— 1,5 м) супесей и суглинков, лежащих в виде прослоек и линз, которые напоминают грунты озерного происхождения.

Кроме того, в современной дельте реки Аму-Дарьи уже строят­ ся многочисленные межхозяйственные коллекторы, которые соеди­ няют магистральные трассы с внутрихозяйственными коллекто­ рами.

Общая схема проектируемых межхозяйственных коллекторов отвечает следующим требованиям:

1) в период первой очереди развития орошения система межхо'зяйственных коллекторов должна обеспечить отвод в маги­ стральные коллекторы всего избытка поверхностных сбросных и грунтовых вод, имеющихся в зоне влияния этих коллекторов;

2) плановое положение всех межхозяйственных коллекторов должно быть увязано со схемой раізмещения оросительных кана­ лов после их реконструкции, причем эти коллекторы расположены в соответствии с плановым начертанием межхозяйственной ороси­ тельной сети и с рельефными условиями и по возможности, увяза­ ны с границами отдельных землепользователей, кроме того проек­ тирование межхозяйственных коллекторов в плане выполнено так, чтобы выход к ним имели все внутрихозяйственные коллекторы.

Для увязки расчетных горизонтов магистральных коллекторов и впадающих в них межхозяйственных коллекторов-сбросов, а также в целях назначения оптимальной глубины их в специфиче­ ских геологических условиях оплывающих грунтов современной дельты реки Аму-Дарьи все межхозяйственные коллекторы запро­ ектированы не только в плане, но и в продольном профиле.

Проектирование в продольном профиле коллекторов-сбросов определялось четырьмя основными факторами: 1) назначением во­ доотводящей сети, 2) литологическими условиями, 3) бесподпорным сопряжением с водоприемником и 4) рельефом местности или уклонами поверхности земли. На первом этапе развития орошения мелиоративные требования сводились к отводу излишних поверх­ ностных вод за пределы орошаемых земель и на основании этого определялось заглубление коллекторной сети.

В условиях равнинной местности современной дельты реки Аму-Дарьи, при незначительной высотной разнице между пониже­ ниями и повышениями мезорельефа, это требование обеспечива­ лось трассированием межхозяйственных коллекторов по низким точкам местности. Горизонты же воды назначались с таким расче­ там, чтобы обеспечить бесподпорный прием впадающих в них кол­ лекторов.

Нормы осушения определялись институтом «Средазгипроводхлопок» и «Узгипроводхоз» следующим образом: а) на первое ап­ реля, с целью обеспечения благоприятных условий посевных ра­ бот, горизонт грунтовых вод должен опускаться на 1,5 м от поверх­ ности земли с допуском кратковременного подъема в этот период до 1 м; б) на первое июня, начальный период наиболее интенсивно­ го испарения, уровень грунтовых вод не должен превышать кри­ тической глубины. Эти нормы осушения были заложены в основу составления проекта гидромелиоративных мероприятий.

146

В ’проекте расчет коллекторно-сбросной сети и величины месяч­ ных модулей дренажного стока произведены по методу А. П. Ва­ вилова, основанному на определении водного баланса по уравне­ ниям:

Расход коллекторов вычислялся раздельно для каждой внут­ рихозяйственной, межхозяйственной и магистральной сети. Их расходы в каждом отдельном случае рассчитываются сообразно местным естественно-историческим и организационно-хозяйст­ венным условиям. Если принимать все это в расчет, то рас­ ход в данном случае внутрихозяйственного коллектора должен

стоков по времени, т. е. по месяцам. Однако в каждом районе или хозяйстве эти элементы являются различными, как по ве­ личине, так и по времени, поэтому подход к расчету расходов коллекторов не может быть стандартным. Например, количе­ ство атмосферных осадков, выпадающих в современной дельте реки Аму-Дарьи, по данным за многолетний период, опреде­ ляется в пределах 85 — 100 мм в год и на величину стока и расхода коллекторно-дренажной сети оно никакого значения не оказывает. Поэтому в расчётный расход коллекторов зна­ чение дос не вводится. Кроме того, в данное время промывные

поливы в изучаемой дельте реки проводятся, в основном, в весенний период и почему проектом также предусмотрено, что не менее 50% орошаемых земель будут промываться весной (март — апрель месяцы) большими промывными нормами. Сле­ довательно, максимальный дренажный сток приходится на

апрель — май месяцы, поэтому расчетный расход коллекторов определялся для этого периода.

Таким образом, с учетом всего вышеизложенного, уравне­ ние расчетного расхода внутрихозяйственного коллектора при­ нимается:

Расчетные же расходы межхозяйственных коллекторов опре­ деляются как сумма расходов внутрихозяйственных коллекто­ ров, вливающихся в них с обеих сторон:

В такой же последовательности определяются и расчетные расходы магистральных коллекторов.

Расчетные расходы коллекторов, проектируемых на терри­ тории современной дельты реки Лму-Дарьи, разделяются на нормальный (рабочий) расход и катастрофический расход.

Нормальный расход Q H -представляет собой дренажные и

излишние поверхностные воды с полей орошения и их концевых сбросов внутрихозяйственной оросительной сети. Для хлопко­ во-люцернового комплекса этот расход принят в соответствии с неудовлетворительным техническим состоянием оросительной системы дельты в размере 20% от оросительного расхода и

ствия оросительной системы (0,58) и для площади орошения нетто в зоне влияния данного коллектора-сброса. Для расче­ та этого расхода рекомендуется уравнение:

Проточный расход с площадей под рисом принят также в 20% от оросительного расхода, но он был вычислен по осред­ ненной за весь вегетационный период (1.Ѵ — 10.IX) ординате гидромодуля (нетто) qv ,- причем количество рисовых посевов

принято в размере 62% от всей севооборотной площади хозяй­ ства. Для его расчета рекомендуется уравнение:

Все вышеуказанные расчетные величины были заимствованы из схемы переустройства и развития орошения систем КызКеткен и имени Ленина.

Катастрофический расход Q KaT рассчитывается добавлением

к нормальному расходу концевого сбросного или аварийного расхода из межхозяйственных распределителей. Этот расход

148

является случайным, временным расходом и при его пропуске допускается наполнение коллектора-сброса до самых бровок.

Расчетные расходы проектируемых магистральных коллек­ торов в современной дельте реки Аму-Дарьи и всех впада­

почвенно-мелиоративным отделом института «Узгипроводхоз» на основании полевых исследований, лабораторных и камераль­

около 10% от ординаты гидромодуля брутто, учитывающего эксплуатационные потери и поверхностный сброс.

Врисосеющих районах комплексный дренажно-сбросный

1.Принимает грунтовые воды, находящиеся выше крити­ ческой глубины.

2.Собирать оросительные воды, сбрасываемое на террито­ рии орошаемых массивов в период вегетационных и промывных

поливов.

3. Выполняет роль дополнительного источника орошения; при разработке методов определения их удельной протяжен­ ности на староорошаемых землях встречаются известные труд­ ности, которые сильно осложняют теоретическое обоснование их. Поэтому для определения потребной удельной протяжен­ ности коллекторно-дренажной сети использовался более про­ стой прием расчета, состоящий из определения районного по­ нижения уровня грунтовых вод в каждый месяц года после устройства дренажа, вычерчивания кривых свободной поверх­ ности грунтовых вод на характерных участках между расчет­ ной орошаемой площадью и окружающей ее территорией не­ орошаемых земель, связанных с подсчетом расхода подземного потока на 1 км пограничной полосы и последующим расчетом притока или оттока грунтовых вод на один га дренируемой территории.

149

Исходя из изложенного приема расчета в современной дельте реки Аму-Дарьи проектировалась потребная удельная протяжен­ ность коллекторно-дренажной сети, результаты расчета при раз­ личных коэффициентах земельного использования включены в сле­ дующую таблицу 33,

Таблица 33

Рост поливных площадей в перспективе, с созданием 'благопри­ ятных условий произрастания сельскохозяйственных культур, гари сохранении заданных проектных параметров дренажной сети, воз­ можно при соблюдении следующих основных моментов: 1) умень­ шение фильтрационных потерь из оросительной сети за счет по­ вышения коэффициента полезного действия; 2) уменьшение норм невегетационных промывных поливов в связи с рассолением верхней толщи почво-ігрунтов; 3) перенесение части, а в дальнейшем всей нормы промывных поливов с весны на осень.

Таким образом, в проекте строительства коллекторно-дренаж­ ной сети современной дельты реки Аму-Дарьи учтены основные моменты естественно-природных условий дельты, способствующие повышению экономической эффективности и технического состоя­ ния гидромелиоративных сооружений.

По нашему мнению к недостаткам можно отнести то, что ма­ гистральные коллекторы КС— 1, КС—2, КС-—3, К С —4 и другие вливаются в Аральское море и через них отводятся все пресные сбросные и маломинерализованные дренажные воды, вполне при­ годные для развития народного хозяйства республики. Эти воды, попадая в Аральское море, теряют свое хозяйственное значение.

Если бы их сбросить в естественные низины, расположенные за пределы орошаемых массивов, то в них разводилась бы рыба, он­ датра и птица, а также создались бы условия для прорастания

150