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

была рассчитана: а) на максимальный расход, представляющий

Почвы участка являются легко суглинистым механическим со­ ставом с отложением супесей в верхнем метровом горизонте и су­ глинков в нижнем горизонте.

Основная задача исследований заключалась в изучении органи­ зации эксплуатации коллекторно-дренажной сети; определении из­ менения ее технического состояния в процессе эксплуатации; выяв­ ление недостатков, допущенных при проектировании и строитель­ стве коллекторно-дренажной сети; экономической оценки этих ме­ лиоративных сооружений по отводу поверхностных сбросных и грун­ товых вод; установление их общей мелиоративной эффективности по регулированию водно-солевого режима почво-грунтов и т. д.

На опытном участке работали 5 мелких оросителей общей дли­ ной 2,7 км, 5 участковых дреносбросов длиной 3 ад и один дренособиратель длиной -1,95 км. Следовательно, удельная протяжен­ ность коллекторно-дренажной сети на опытном участке составляла белее 48 м/га. На этих сооружениях были установлены 5 гидромет­ рических постов по оросителям, 5 постов по участковым дреносбросам и один пост на дренособирателе. По указанным гидромет­ рическим постам проводились наблюдения за объемами поступаю­ щей воды на рисовые поля и отвода с этих полей участковыми дре­ нами, а также определялась минерализация сбросных и дренажных вод. Измерение поступления и отвода воды осуществлялось заме­ ром скоростей течения поплавковым способом через каждые 5 дней со снятием поперечных сечений на каждом гидрометрическом створе.

Динамика режима и минерализации грунтовых вод анализиро­ валась по материалам полевых наблюдений, собранных из 30 смот­ ровых скважин, построенных на опытном участке Каракалпакской гидрогеологической станцией. Для определения изменения степени засоленности грунтов после передачи в эксплуатацию коллекторно­ дренажной сети были взяты пробы почвы в 1,4 м слоя до и после

орошения, а для определения минерализации дренажных вод пробы

m

взяли в начале, середине и в конце каждого участкового дреносброса.

Изменение технического состояния коллекторно-дренажной сети в процессе эксплуатации определялось сопоставлением полученных материалов при полевых наблюдениях с проектными данными, раз­ работанными институтом «Узгипроводхоз», Амударьинским дельто­ вым управлением оросительных систем и другими проектными уч­

почво-грунтов в среднем составляет 45% от их общих объемов. При­ чем почвы могут удержать в себе воды до 30% объема почво-грун­ тов, которые принято называть предельно-полевой влагоемкостью. Следовательно водоотдача почво-грунтов составляет 15% от общих их объемов.

Если исходить из этого положения, то на подъем уровня грунто­ вых вод под площадью, занятой рисовыми посевами должно расхо­

ушли на пополнение дефицита влажности почвы до предельно-поле­ вой влагоемкости.

Следует отметить, что мы не включаем в расчет фильтрацион­ ные потери из оросительных каналов: сброс воды из них в низины внутри орошаемого массива; атмосферные осадки, выпадавшие в вегетационный период; испарение с поверхности почвы и транспи­ рацию дикорастущими растениями на пустующих площадях среди орошаемых земель и т. д. Конечно, все перечисленные фактора без­ условно влияют на режим грунтовых вод, но несмотря на это, поле­

172

вые наблюдения и наши предварительные расчеты показывают, насколько велико влияние вегетационных поливов затоплением ри­ совых площадей на режим грунтовых вод.

Установлено, что после пуска воды в чеки рисовых полей уро­ вень грунтовых вод поднимался вверх со средней скоростью 7 см в сутки и в июле месяце горизонты последних располагались почти на поверхности земли. А после прекращения подача воды в канал

см

раза медленнее первоначального подъема. В результате чего, хотя на опытном участке работала широко развитая коллекторно-сброс­ ная сеть с удельной протяженностью 48 м/га, через два года после посева риса опытный участок заболотился до такой степени, что рисоводы совхоза были вынуждены сеять на этом участке суходоль­ ные сельскохозяйственные культуры.

Для анализа влияния затопления рисового поля на рассоление почвогрунтов приводим данные, включенные в таблицу 36.

Из приведенных в таблице данных видно, что исходное содержа­ ние солей до освоения опытного участка в верхнем 40 см слое грунта было 0,98% плотного остатка и 0,054% хлора, а в 140 см слое со­ ставило соответственно 0,76% и 0,166%.

За счет полива риса с затоплением в течение двух лет из ука­ занных слоев грунта соли вымывались в глубокие слои почвы и от­ водились дренажной и сбросной водой за пределы орошаемого

дренажными водами (всего 63,4 т/га).

173

174

а) глубина заложения дрен. Глубина заложения дрен опреде­ ляется, іпрежде всего, величиной критической глубины грунтовых вод, которая в свою очередь зависит от капиллярных свойств грунта, климатических условий, минерализации грунтовых вод и других почвенно-геоморфологических факторов.

В общем случае для условий континентального климата и су­ глинисто-глинистых грунтов с точностью ±15 см. В. А. Ковда пред­ лагает определять критическую глубину грунтовых вод по формуле Н кр = 170+ 8 t° см, где f — среднегодовая температура воздуха, ко­ торая в условиях современной дельты реки Аму-Дарьи составляет

10— 12° С.

По мнению В. М. Легостаева при определенных естественно-ис­ торических и хозяйственных условиях местности, критическая глу­ бина грунтовых вод должна обеспечивать: 1) своевременное про­ ведение агротехнических мероприятий; 2) солевой режим почвы должен благоприятствовать нормальному росту и созреванию сель­ скохозяйственных культур в вегетационный период; 3) получение максимальных урожаев при наименьших затратах воды, труда и средств на послѳполивные обработки, строительство и эксплуата­ цию гидромелиоративных систем.

Если в среднем за вегетационный период минерализация грунтовых вод по плотному остатку составляла р- г/д, а коли­ чество хлора в них Р % , то содержание хлора в весовых еди­

/

ности почвы можно определить следующей эмпирической зави­ симостью

а количество солей (N), оставляемое испаряющейся грунтовой

прекращается испарение;

я— показатель степени, зависящий от среды ( 1 < я < 3 ) ; обычно я = 2.

Полевые опыты, проведенные на Федченковской опытно-ме­ лиоративной станции Ферганской области (Г. В. Еременко, дис­ сертационная работа 1964 г.), показывают, что преобладающая

176

часть солей, выносимых испаряющейся грунтовой водой, накап­ ливается в верхнем метровом слое почвы. Поэтому можно считать, что количество солей, установленное по уравнению (24) целиком накапливается в метровом слое почвы.

Если принять допустимый прирост солей хлора в метровом слое почвы в Д% ,то этот прирост в весовых единицах на один га площади составит

где if — объёмный вес почвы-грунта.

Тогда совместное решение уравнений (24) и (25) может дать следующую формулу для расчета критической глубины грун­ товых вод:

критические глубины грунтовых вод для среднесуглинистых грунтов (таблица 37), которые применимы для современной

Ф. М. Рахимбаев (1965 г.) при определении критической глубины грунтовых вод в условиях Хорезмской области Узбек­ ской С С Р , соседней с современной дельтой реки Аму-Дарьи, исходил из расчета расхода последних на испарение и вынос легкорастворимых солей в метровый слой почвы, причем допу­ стимое содержание солей хлора к севу в указанном слое он принимал в процентах 0,015 — 0,02% к сухому весу грунта. Его анализ многочисленных полевых данных по накоплению солей хлора в метровом слое почвы показал, что в течение одного

вегетационного периода может превысить 0,015% даже при минерализации грунтовых вод 1—3 г/л, если уровень их нахо­ дится на глубинах 1 — 1,5 м\ а при минерализации 10 г/л эта же степень засоления наступает при глубине 2,8 м (таблица 38),

Таблица 38

Критические глубины грунтовых вод в вегетационный период хлопчатника при различном исходном содержании хлора в метровом слое почвы для Хорезмской области

Опытным путем установлено, что величины расхода грун­ товых вод на испарение определяются не высотой капиллярного

Поэтому в тяжелых грунтах критическая глубина грунтовых вод с малой минерализацией бывает значительно меньше, чем высота капиллярного их поднятия. Если же грунтовые воды высокоминерализованы, то критическая их глубина должна быть не меньшей, чем высота капиллярного поднятия.

Кроме того, на величину критической глубины грунтовых ңод влияют рассоляющие промывные и поливные токи воды, направленные в противоположную сторону восходящего капил­ лярного тока грунтовых вод, рыхление и затенение поверхности почвы, способствующие снижению энергии испарения капилляр­ ной воды, поднимаемой вверх с горизонта минерализованных грунтовых вод. Это доказывает, что критическая глубина грун­ товых вод зависит не только от водно-физических свойств почво-грунтов и грунтовых вод, но и от деятельности человека, применяемый им при агротехнике на орошаемых и дренируемых

178

землях. Поэтому Б. В. Федоров считал, что критической глу­ биной является тот уровень грунтовых вод, при котором про­ цессы засоления и рассоления почвы уравновешиваются. При залегании уровня грунтовых вод ниже критической глубины в почве преобладают нисходящие солевые токи, в результате которых корнеобитаемые слои почвы постепенно рассоляются.

Слоистое строение почво-грунтов современной дельты реки Аму-Дарьи, состоящих из суглинков с различными прослоями песков и супесей, изменяет высоту и скорость капиллярного поднятия грунтовых вод, которые в свою очередь воздействуют на изменение их критической глубины по сравнению с крити­ ческой глубиной однородных суглинистых грунтов.

В целях использования естественных запасов почвенной вла­ ги для сельскохозяйственных культур следует отдельно рас­ сматривать вопрос о критической глубине при пресных и при минерализованных грунтовых водах. Так, на массивах с близким залеганием уровня пресных грунтовых вод критическая глубина определяется из условий недопущения переувлажнения пахот­ ного слоя почвы и сохранения в нем влажности достаточной для нормального развития растений. На массивах же с нали­ чием минерализованных грунтовых вод критическая глубина определяется из условия недопущения их испарения. При этом учитывается механический состав грунтов, степень минерали­ зации грунтовых вод и принимаются во внимание способы искусственного опреснения верхних горизонтов грунтовых вод и т. д.

Следовательно, при разработке проектов коллекторно-дре­ нажной сети необходимо учитывать гидрогеологические усло­ вия и химический состав грунтовых вод дренируемых участков и исходя из этих конкретных данных, определять проектные уровни критических глубин грунтовых вод, которые не допу­ стят вторичного засоления земель с посевами сельхозкультур, пагубно отражающегося на их урожайности.

Известно, что обычно дрены рассоляют корнеобитаемые толщи грунтов, находящихся выше их дна, опреснение же грунтов и уменьшение минерализации грунтовых вод ниже дна дрен происходит лишь в том случае, если расходуются большие количества воды для промывных поливов и глубоко залегают водоупоры над которыми лежат грунты с хорошей фильтра­ ционной способностью.

На засоленных орошаемых массивах глубокая дренажная сеть обеспечивает расположение капиллярной каймы ниже кор­ необитаемого слоя грунтов и гарантирует предупреждение вторичного засоления их, причем глубокая дренажная сеть улучшает водоотдачу, а следовательно и солеотдачу верхнего профиля грунтов и повышает эффективность промывных поли­ вов. Поэтому в современной дельте реки Аму-Дарьи дно дрен необходимо располагать ниже критической глубины грунтовых

вод на 0,3 — 0,5 м, чтобы создавать свободную емкость для размещения колебания грунтовых вод в вегетационный период

ине допускать подъема их в зону испарения почвенной влаги.

Визучаемой дельте реки Аму-Дарьи при уровне грунтовых вод на глубине около 3 м от поверхности земли расход их на испарение и транспирацию практически прекращается. Следо­ вательно, можно считать, что эта глубина грунтовых вод явля­ ется критической. Но к сожалению, водно-физические свойства почвы, имеющие низкий коэффициент фильтрации и водоотдачи,

атакже слоистое строение грунтов, сильно затрудняют осуще­ ствление строительства открытой дренажной сети, обеспечива­ ющий необходимую норму осушения, а строительство закры­ того дренажа на больших массивах в данное время практически

не проверено.

Практика сельскохозяйственного производства показывает, что в условиях современной дельты реки Аму-Дарьи устойчи­ вые пресные грунтовые воды, при глубине залегания 1—2 м от дневной поверхности, оказывают благоприятное влияние на плодородие орошаемых земель и создают наилучшие условия для развития поливного сельского хозяйства. Неблагоприятной является глубина залегания их менее 1 м, при которой разви­ ваются процессы заболачивания почв.

Автор этой работы, проводя полевые исследования, в тече­ ние ряда лет наблюдая за режимом и минерализацией грунто­ вых вод (в бездренажных условиях) в современной дельте реки Аму-Дарьи, пришел к следующему выводу: 1) грунтовые воды на всех староорошаемых площадях, занятых культурными расте­

испарения грунтовых вод в пахотном слое почвы накапливается

сельскохозяйственных работ, а наоборот, увлажняют почву перед посевом, способствуют прорастанию семян культурных растений; 2) Грунтовые воды с минерализацией 3—5 г/л доста­ точно хорошо усваиваются растительностью, почему при близ­ ком залегании их от дневной поверхности они будут увлажнять активный слой почвы, что позволит значительно сократить число поливов и уменьшить оросительную норму до 1,5 — 2 тыс. м3/га, против 3 — 3,5 тыс м3/га существующих. Это подтвержда­ ется тем, что на каирных (пойменных) почвах реки Аму-Дарьи земледельцы получают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур без вегетационных поливов.

180