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

t — время в сутках, необходимое для понижения уровня грунтовых вод на величину (6, — Л2),

Іір — длина дрены, м,

h — действующий напор, м ,

В — расстояние между дренами, м,

b — ширина зеркала воды в открытой дрене, ж, А' — коэффициент фильтрации грунтов, м/сут,

L — ширина дренируемой территории, м, «в— дренируемая площадь, га

В современной дельте реки Аму-Дарьи (для спелости почвы) после весенних промывных поливов в течение месяца необхо­ димо снизить уровень грунтовых вод до глубины метрового слоя от поверхности земли.

При В = 100 м, 6 = 1 , 0 м по уравнению А. Н . Костикова получаем: 9 = 0,61 лісек с 1 п. м; Q = 1830 мъ/га в месяц и

коллекторно-дренажной сети, определяемой произведением дли­

пакского научно-исследовательского института земледелия про­ водил наблюдение за мелиоративной эффективностью дренаж­ ной сети на рисовом поле совхоза „Майжап“ Чимбайского района Каракалпакской А С С Р .

С 29 апреля по 2 сентября 1967 года (всего 127 дней)

лись на испарение, транспирацию и на пополнение запаса поч­

ний для вычисления модуля дренажного стока не только в период промывных поливов на хлопковых ’ севооборотах, но и для полива рисового севооборота с длительным его затоплением.

191

§ 7. Научное направление дальнейших исследований

Предполагаемое увеличение объема водохозяйственного строительства на площадях современной дельты реки Аму-Дарьи, развитие хлопководства, рисоводства, семенного люцерновод­ ства выдвигают в порядок дня задачи по расслоению засолен­ ных и осушению заболоченных земель, обводнение лугов и пастбищ*задачи комплексного использования поверхностных и грунтовых вод и т. д. и требуют увеличения научно-исследо­ вательских работ для изучения почвенно-мелиоративных и гидро­ геологических условий рассматриваемого массива, агротехни­ ческих водохозяйственных условий современной дельты реки Аму-Дарьи.

Как было указано выше, в ближайшей и более отдаленной перспективе рассматриваемый район явится районом больших водохозяйственных работ, успешное решение которых будет зависеть от того, настолько детально будут освещены и выяс­ нены все вопросы, влияющие на целесообразный выбор схем будущих оросительных и водоотводящих систем, выбор кон­ струкций гидротехнических сооружений, выбор тина и кон­ струкций дренажа и т.д.

Научное направление дальнейших исследований в современной дельте реки Аму-Дарьи должно идти по пути изучения следующих вопросов: ,

1.Климатические условия современной дельты — сезонное, го­ довое и многолетнее изменение количества атмосферных -осадков; изменение температуры и влажности воздуха; роза ветров и скоро­ сти ветра; испарение с водных поверхностей и с поверхности почвы оголенной и -с растительностью; транспирация дикой и культурной растительностью; длина безморозного периода, сумма эффектив­ ных температур воздуха и т. д.

2.Гидрологические факторы — изменение водоемкости источни­ ками орошения, изучение наносов (фракционный состав наносов и динамика наносов как внутри одного года, так и в многолетнем разрезе), зимний режим реки, ледостав, заторы и т. д.

3.Гидрогеологические факторы — динамика уровня грунтовых вод иод орошаемыми массивами и вне орошаемых массивов, выяс­ нение связи между режимом грунтовых вод, минерализация грун­

товых вод и зависимость минерализации от орошения, изучение ве­ личины водохозяйственного подпитывания грунтовых вод, изучение гидравлической связи между поверхностными и грунтовыми во­ дами.

Влияние перечисленных факторов по-разному сказывается на мелиоративный режим орошаемых и неорошаемых земель, находя­ щихся в различных климатических и гидрогеологических условиях.

4. Ирригационно-хозяйственные факторы — потери воды на фильтрацию из магистральных, межхозяйственных и внутрихозяй­ ственных распределительных каналов, не имеющих антифильтра-.

192

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Современная дельта реки Аму-Дарьи является приморской равниной, аккумулирующей большое количество жидкого и твердо­ го стока и в том числе минеральных солей. Она сложена толщей аллювиальных отложений, представленных чередующимися про­ слойками от глин до мелкозернистого песка, способных увеличи­ вать влагоемкость почвы до влагоемкости суглинков, которые изза высокой пылеватости и засоленности приобретают свойства плывунности грунтов, обуславливающих их низкую водоотдачу, ко­ торая и определяет мелиоративное состояние изучаемой дельты.

2.Для нормального роста и получения высокого урожая сель­ скохозяйственных культур в современной дельте реки Аму-Дарьи необходимо всемерно уменьшить отрицательное влияние на сель­ ское хозяйство засоления и заболачивания земель, происходящих

за счет подъема уровня высокоминерализоваиных грунтовых вод, которые регулируются применением комплекса эксплуатационных, гидромелиоративных, агротехнических, лесомелиоративных и орга­ низационно-хозяйственных мероприятий, требующих правильного учета природных и ирригационных условий дельты.

Основным недостатком сельского хозяйства дельты Аму-Дарьи является неорганизованность и разобщенность орошаемых полей и связанное с этим большое число мелких участков, которые вызы­ вают бесполезные прогоны воды по холостым частям каналов; уве­ личивают потери ее на фильтрацию, испарение и сброс; препят­ ствуют введению правильных севооборотов; крайне затрудняют ме­ ханизацию сельскохозяйственных работ и снижают ее эффектив­ ность; вызывают большие потери времени на холостые переезды механизмов и переходы рабочих от одного поля к другому; ослаб­ ляют контроль за выполнением работ и препятствуют ликвидации хуторского расселения колхозников и рабочих совхозов.

Из-за раздробленности посевных площадей на отдельные мел­ кие участки в совремеггной дельте реки Аму-Дарьи образовалась чрезвычайно большая протяженность оросительных каналов, имею­ щих многочисленные точки водозабора, не оснащенные необходи­ мыми гидротехническими сооружениями, вследствие чего стало не­

194

возможным организовать правильное регулирование подачи воды на орошаемые поля. Устранение этих недостатков должно стать основным мероприятием в деле ликвидации засоления и заболачи­ вания посевных площадей.

3. После Октябрьской революции в современной дельте реки Аму-Дарьи осуществляется реконструкция ряда оросительных си­ стем, которая позволила ликвидировать многоголовье каналов из реки Аму-Дарьи и создало устойчивый водозабор, дающий возмож­ ность перевести системы на самотечное орошение, обеспечивающее дальнейшее развитие сельского хозяйства; но в проектах рекон­ струкции оросительных систем не предусматривались достаточные мероприятия, предотвращающие возможное засоление и забола­ чивание земель в связи с переходом на самотечное орошение. Из-за недостаточной водной дисциплины водопользователей и эксплуата­ ционной службы оросительных систем сельское хозяйство забирает воды на 60—70% больше фактической потребности в ней. Кроме того, из-за незначительных уклонов местности, самотечное ороше­ ние привело к созданию командных 'горизонтов на каналах с по­ мощью устройства подпорных сооружений; это способствовало уве­ личению потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов до 60% от суммарного водозабора и вызывало интенсивный подъем уровня грунтовых вод, в результате чего произошло ухудшение ме­ лиоративного состояния орошаемых площадей в изучаемой дельте. Поэтому необходимо провести противофильтрационные мероприя­ тия на каналах для уменьшения фильтрационных потерь и повыше­ ния коэффициента полезного действия.

4. В современной дельте реки Аму-Дарьи оросительные системы играют исключительно важную роль в формировании режима грун­ товых вод, поэтому главным фактором в регулировании режима последних и недопущении засоления и заболачивания орошаемых земель является правильная эксплуатация оросительных каналов и рациональное использование водных ресурсов, в основе которых лежат: а) научно обоснованное нормирование водопользования а соответствии с потребностью сельскохозяйственных культур, осу­ ществляемое установлением конкретной нормы промывных и веге­ тационных поливов с учетом геологических, гидрогеологических и агротехнических особенностей массива; б) максимальное сокра­ щение периодов работы оросительных каналов и полное закрытие их в нерабочее время, способствующих уменьшению поступления излишней воды на территорию орошаемых массивов; в) круглосу­ точное использование воды для полива, приводящее к увеличению коэффициента использования воды (КИВ); г) проведение промыв­ ных поливов в осеннее время, до наступления устойчивых отрица­ тельных температур воздуха, дающих наибольший эффект в рассо­ лении почв; д) применение искусственной кольматации русла кана­ лов, уменьшающей потери воды на фильтрацию в несколько раз и не требующей расхода средств и материалов.

Из опыта эксплуатации системы канала Кыз-Кеткен установле­ но, что более 80% потерь воды на фильтрацию происходит из внут­ рихозяйственных распределительных и оросительных каналов, ра­ ботающих периодически и имеющих большую протяженность; в та­ ких каналах экономически целесообразно применение кольматации для уменьшения потерь.

5. Закономерности формирования режима грунтовых вод в сов­ ременной дельте реки Аму-Дарьи связаны со сложным микрорелье­ фом местности, условиями источника питания, испарением, мест­ ным оттоком через слоистые отложения и глубиной залегания, по­ этому здесь мы их рассматриваем во взаимодействии с различными естественными и искусственными факторами, в конкретных геоло­ гических, литолого-геоморфологических, гидрогеологических, био­ логических, климатических и водохозяйственных условиях изучае­ мой дельты. Причем главные усилия направить на то, чтобы каж­ дый из указанных факторов решался,комплексно с учетом всех природных и хозяйственных условий, конечной целью которых яв­ ляется рекомендация теоретических и практических предложений, для управления режимом грунтовых вод, обеспечивающих повыше­ ние урожайности сельскохозяйственных культур.

Результаты проведенных работ и расчетов показывают, что ос­ новным источником питания грунтовых вод в современной дельте реки Аму-Дарьи являются фильтрационные воды из реки, ороси­ тельных каналов, внутрихозяйственных водоемов, образованных за счет сбросных вод и поливных вод на орошаемых площадях. Поэто­ му их режим все время находится в тесном взаимодействии с ре­ жимом поверхностных вод, вследствие чего, в зависимости от ис­ точников питания, грунтовые воды формировались в виде гидроло­ гического, ирригационного и полупустынного типов, резко отличаю­ щихся друг от друга по уровню залегания, амплитудой колебания и концентрацией минеральных солей.

Гидрологический тип режима грунтовых вод формируется в реч­ ных долинах, ширина полосы которых достигает около двух с по­ ловиной километров от уреза воды с каждого берега реки. Их воз­ действие на режим грунтовых вод дальше не может распростра­ няться, так как транспирационные расходы тугайных растений зна­ чительно превосходят размеры инфильтрационных вод реки. На режим грунтовых вод четко отражаются изменения горизонтов во­ ды в реке, высокое залегание их уровня наблюдается в период лет­ него паводка в июле — августе и при зимних заторах — в феврале месяце, а наиболее низкие уровни грунтовых вод отмечаются в ве­ сенние и осенние месяцы, когда горизонт воды реки занимает са­ мое низкое положение в году. Годовая амплитуда колебания уров­ ня грунтовых вод вблизи берега реки составляет 1,5—2 л , а в на­ иболее удаленных участках от реки — 0,05—0,25 м.

Ирригационный тип режима грунтовых вод распространяется в пределах орошаемых и неорошаемых, среди поливных земель. По характеру, изменения уровня последних амплитуды колебания и

1 96

химическому составу, здесь выделяется два подтипа: 1) с замед­ ленным местным оттоком грунтовых вод и 2) с сравнительно хо­ рошо выраженным местным оттоком. Замедленный местный отток грунтовых вод находится между староречьями реки Аму-Дарьи, грунты которых образовались из глинистых и суглинистых отложе­ ний реки. В таких отложениях существуют отдельные очаги грун­ товых вод, отделенных друг от друга прослойками тлин или суг­ линков, которые крайне затрудняют передачу к соседним участкам гидростатического давления фильтрующихся вод из оросительных каналов и с орошаемых полей. Сезонные колебания их уровня ха­ рактеризовались: высоким .положением зеркала грунтовых вод в апреле и мае месяцах, т. е. в период массовых весенних промывных поливов; низким положением в декабре и январе, т. е. после пре­ кращения пуска воды в оросительные каналы и на орошаемые по­ ля. Годовая амплитуда колебания уровня последних доходила до 2,5 м. Зона влияния оросительных каналов указанных участков, в зависимости от расходов и горизонтов воды, распространяется в пределах 150—600 м. Основным источником питания грунтовых вод здесь является фильтрация из каналов и инфильтрация орошаемых полей, а расходом их являются испарение и транапирация расти­ тельным покровом и очень слабый подземный отток в стороны не­ орошаемых земель. Поэтому при отсутствии коллекторно-дренажной сети мелиоративное состояние посевных площадей быстро ухудша­ ется за счет накопления лепкорастворимых минеральных солей в пахотном слое почвы после испарения и транспирации почвенной влаги, поднимаемой с горизонта грунтовых вод под влиянием ка­ пиллярных сил грунтов.

Сравнительно благоприятными условиями местного оттока грун­ товых вод характеризуются участки, приуроченные к староречьям реки Аму-Дарьи, грунт которых в основном слагается из песчаных и супесчаных отложений, обладающих хорошими водопроницае­ мыми свойствами. В таких участках подъем уровня грунтовых вод в основном происходит за счет притока подземных вод со стороны оросительных каналов и от орошаемых полей. Поэтому наблюдает­ ся, что в створах скважин, построенных перпендикулярно к ороси­ тельным каналам и расположенных на неорошаемых землях, пик подъема грунтовых вод распространяется постепенно с опозданием на какой-то промежуток времени и размер амплитуды колебания их убывает с удалением скважины от источников питания. Напри­ мер, в створе окважины, построенных на неорошаемом участке и расположенном перпендикулярно к каналу Майжап был обнару­ жен подъем уровня грунтовых вод в различное время и е убываю­ щим размером амплитуды колебания. Так, в скважине, располо­ женной близко к каналу, пик последних наблюдался в мае; в сква­

несколько ниже, чем в предыдущей; еще через месяц подъем уров­ ня грунтовых вод был обнаружен в скважине, отдаленной от ка­ нала на 400 м, но с пиком еще меньшей высоты и т. д. Мелиора­

197

тивное состояние орошаемых земель на таких участках бывает бла­ гоприятным и сезонное засоление почвы здесь не происходит. Но подобные земли в современной дельте реки Аму-Дарьи имеются ь незначительном количестве.

6. Главным источником накопления солей в грунтах и грунто­ вых водах в современной дельте реки Аму-Дарьи являются мине­ ральные соли, приносимые самой рекой в течение многовекового ее протекания. Причем эти соли составляют более 19% нт твердого сто­ ка реки, которые при упаривании воды сравнительно быстро перехо­ дят ів осадок. Наблюдениями установлено, что в оросительные си­

зависят от условий проточности последних. Более благоприятный отток грунтовых вод в изучаемой дельте наблюдается на участках староречий, грунты которых состоят из песчаных, супесчаных и лег­ косуглинистых отложений, а более слабый местный отток грунто­ вых вод от оросительных каналов и от орошаемых полей в сторо­ ны неорошаемых земель устойчиво поддерживают невысокую их минерализацию вблизи каналов и повышенную минерализацию грунтовых вод в удалении от каналов. Причем степень подвижно­ сти грунтовых вод определяется взаимным расположением ороси­ тельных каналов. Вдоль постоянно действующих каналов создают­

ся зоны опресненных грунтовых вод с минерализацией 3—8 г/л, а

где накопляются минеральные соли за счет постепенного испаре­ ния грунтовых вод. Поэтому места застоя последних представляют собой очаги накопления высокоминерализованных рассолов и ши­ рокого развития солончаков и солончаковых почв.

Грунтовые воды между староречьями реки Аму-Дарьи, грунты которых состоят из среднесуглинистых и глинистых отложений, яв­ ляются почти бессточными. Поэтому их режим в основном зависит от объема промывных и вегетационных поливов и суммарного ис­ парения. В результате чего степень засоленности почв и минера­ лизация грунтовых вод здесь бывает значительно выше, чем на ос­

тальных участках.

7. По климатическим условиям современная дельта реки АмуДарьи характеризуется резко выраженной континентальностью; мощной солнечной радиацией, способной превращать в пар более чем метровый слой воды; весьма малыми атмосферными осадка­ ми, не оказывающими существенного влияния на режим грунто­ вых вод.

198

В зависимости от времени года климатические факторы вызы­ вают то понижение, то подъем уровня последних с соответствую­ щим изменением их минерализации. Установлено, что влияние сол­ нечной энергии на режим и минерализацию грунтовых вод доходит до глубины 3-м от поверхности почвы и составляет значительную величину. Общий среднегодовой расход воды на испарение и транс­ пирацию с территории изучаемой дельты реки составляет около 14 тьгс. мг/га. Причем е апреля по сентябрь месяц расходуется около 80% от годовой суммы испарения и транспирации.

8. Изучение водного и солевого баланса современной дельты ре­ ки Аму-Дарьи, который определяется поступлением поверхностных и оттоком грунтовых вод, дало возможность уточнить количествен­ ную характеристику отдельных составляющих элементов расчета и установить критическую глубину последних на основе минерализа,- ции и суммарного испарения, зависящих от природных, геоморфо­ логических, гидрогеологических, водохозяйственных и других усло­ вий дельты.

Расчет показывает, что основной приходной частью водного и солевого баланса грунтовых вод являются потери поверхностных вод на фильтрацию из оросительных каналов и с орошаемых по­ лей (15 тыс. мг/га), а основной их расходной частью — испарение и транспирация (14 тыс. м3/га). Фактически же головной водозабор оросительных каналов превышает 28 тыс. м3/га, что более чем в два раза больше нормы. Такой ненормальный водозабор происходит из-за отсутствия регулирующих сооружений в голове распредели­ телей; большого расхода поливных вод на фильтрацию от ежегод­ ного нарушения «ольматации русел оросительных каналов при очистке их от осаждавшихся наносов, потерь на испарение— от переувлажнения почвы, за счет подъема капиллярной каймы грун­ товых вод до поверхности земли.

В результате неправильного использования водных ресурсов, орошаемые массивы современной дельты реки Аму-Дарьи в данное время заболочены и засолены, и нуждаются в коренной мелиора­ ции на фоне коллекторно-дренажной сети протяженностью 100—

120м/га.

9.По естественно-геоморфологическим условиям, опреснения

почв и грунтовых вод в современной дельте реки Аму-Дарьи можно достичь только проведением промывных поливов большой нормой на фоне широко развитых мелиоративных систем.

10. Как это показано выше, в современной дельте реки АмуДарьи не обеспечен подземный сток. Поэтому почвы засолены и грунтовые воды минерализованы. Слабо изучены физические коэф­ фициенты почво-грунтов, особенности литологического строения и т. п., что создает трудности решения опросов освоения свободных земель, планируемых в схеме комплексного межхозяйственного землеустройства.

Увеличение объема водохозяйственного строительства на оро­ шаемых землях изучаемой дельты, развитие хлопководства, рисо­

199