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

ния воды с водоудерживающими породами при их слоистом сложении; вследствие которых падение уровня грунтовых вод происходит различной величиной по каждому литологическому профилю.

Причем режим грунтовых вод в борту понижения или в его

вод со склонов и бортов понижения частично покрывается подземным притоком при наличии оттока, способствующего опреснению их, а в понижении при отсутствии оттока грунто­ вых вод, расход воды на испарение и транспирацию полностью покрывается за счет подземного притока высокоминерализо­ ванных грунтовых вод, которые вызывают интенсивное засо­ ление почвы.

При этом необходимо отметить, что в условиях современ­ ной дельты Аму-Дарьи под подземным притоком следует по­ нимать поступление воды в понижения не горизонтальным путем, а гидростатическим, которому способствует передача гидродинамического давления в сторону понижения.

При наблюдении колебания уровня грунтовых вод в смот­ ровых колодцах в изучаемой дельте Аму-Дарьи установлено, что путем передачи гидродинамического давления изменения

зоне влияния указанного канала. Это положение является

период наблюдений направление движения грунтовых вод наблюдается от канала; 2) до открытия воды в каналах гидро-

61

изогипсы замыкаются в понижении рельефа, что говорит о бес-

вод, но несмотря на это, гидроизогипсы стремятся замкнуться;

грунтовых вод осуществляется за счет гидростатического давления и разности гипсометрических отметок залегания

орошаемых массивов и вдоль каналов. Следовательно, подъем

на всех повышениях, гидравлически связанных со смежными низинами, всегда существует естественный отток грунтовых вод, вызывающий понижение уровня последних на орошаемых площадях и повышение их на соседних неорошаемых землях; причем чем меньше фактически орошаемая площадь данной оросительной системы по отношению ко всей площади си­ стемы (КЗИ), тем сильнее сказывается на режиме грунтовых вод действие естественного оттока подземных вод в сторону неорошаемых земель, так как быстрее происходит снижение уровня грунтовых вод под орошаемым массивом за счет не­ которого повышения уровня последних -на соседних неоро­ шаемых переложных и целинных землях. Однако, при этом происходит быстрое засоление этих соседних земель и больше минерализуются грунтовые воды под ними вследствие поступ­ ления на них соленых грунтовых вод, а также вследствие значительно более интенсивного испарения с бесструктурных почв перелогов и целинных земель и слабой транспирации дикой растительностью.

С уменьшением площади неорошаемых земель среди оро­ шаемых, значение естественного оттока грунтовых вод падает, но при этом вырастает значение транспирации, так называе­ мым биологическим дренажем, так как увеличение площади покрытой культурной растительностью повышает расход грунтовых вод через транспирацию. Увеличение КЗИ не

62

всегда сопровождается повышением уровня грунтовых вод, особенно в условиях правильной эксплуатации системы и строгого нормированного водопользования.

Следовательно, естественный отток грунтовых вод яв­ ляется основным фактором, на котором базируются все ме­ лиоративные мероприятия в районах, подверженных засолению

рость передачи гидростатического давления от источника питания, которая определяется отношением расстояния влия­ ния каналов к времени затраченному на затухание этого влияния.

Так как скорость передачи гидростатического давления зависит от степени свободной породности а, определяемой отношением объема пустот между частицами пород к общему объему, занимаемому грунтом и от водопроницаемости почвы, выражаемой через коэффициент фильтрации (k), который из­ меняется для различных грунтов очень сильно.

Считается, что одним из важнейших качественных показа­

лоченных и орошения засушливых земель, а также для оценки фильтрационных свойств грунтов, используемых в ороситель­ ных и дренажных сооружениях.

Коэффициент k имеет более или менее постоянное значение для данной породы и поэтому наиболее точно выражает ее водо­

фильтрации V при том же гидравлическом градиенте: k =

ДЯ

где I = —— , т. е. гидравлический градиент представляет со­

63

k — Отсюда следовало бы сделать вывод, что скорость

фильтрации равна частному от деления объема фильтрую­ щейся воды на площадь всего сечения s. фильтрующей породы при t = 1 сек. Но скорость течения воды в порах выражается через скорость фильтрации деленной на величину порозности грунта:

На практике в условиях Кызкеткенской оросительной си­ стемы современной дельты реки Аму-Дарьи к = 0,23 м/сутки.

Величина промежутка времени между моментом накопле­ ния канала и подъема уровня грунтовых вод в наблюдаемом смотровом колодце, расположенном в зоне влияния данного канала, складывается из времени, потребного на образование гидравлической связи воды канала с грунтовыми водами под ним, и времени, потребного на передачу гидростатического давления к смотровому колодцу.

Для определения времени, потребного на образование гид­ равлической связи поверхностных вод с грунтовыми под ка­ налом, Н . Н. Фаворин (1959 г.) рекомендует пользоваться следующим уравнением:

h

6 4

Время, потребное на передачу гидростатического давления воды канала Ленинабад (после смыкания ее с грунтовыми водами) к смотровому колодцу № 448 (рис. 2), расположен­ ного на расстоянии 200 м от него, мы подсчитали по уравне­ нию инженера Шипенко:

Таким образом по расчету потребное время между момен­ том наполнения канала Ленинабад и подъем уровня грунто­ вых вод в смотровом колодце № 448 составит

Т = t + tl = 2,9 суток + 0,5 суток — 3,4 суток.

Фактически затраченное время с момента наполнения ка­ нала и подъема уровня грунтовых вод в указанном смотро­ вом колодце составляло около 4 суток. Следовательно, ско­ рость распространения гидродинамического давления в изучае­ мом массиве достигала в среднем 60 м в сутки с момента наполнения воды в канале и 400 м в сутки после смыкания фильтрационных потерь с грунтовыми водами.

Дальнейшее наблюдение за колебанием уровня грунтовых вод в современной дельте реки Аму-Дарьи показало, что такая ско­ рость передачи гидродинамического давления воды может быть лишь в начальный период работы канала. После того, как грунто­ вые воды вблизи оросительных каналов и под орошаемым полем приблизятся к поверхности земли, а зона капиллярной каймы непосредственно примыкает к слою почвенного покрова, скорость передачи гидродинамического давления резко возрастает и спо­ собствует быстрому повышению уровня грунтовых вод на окру­ жающей территории.

Известно, что в процессе орошения наибольшей величины подъема грунтовых вод достигает под серединой орошаемого мас­

сива, постепенно уменьшаясь к его окраинам. Соседние неорошае­ мые участки также испытывают подъем уровня грунтовых вод, ко­ торый во времени несколько запаздывает по сравнению с измене­ нием уровня на самом орошаемом массиве, что создает на каждый момент времени сложную форму кривой депрессии грунтового потока; причем их размеры весьма различны и зависят от размеров посевных площадей, состава их пород, интенсивности и продолжи­ тельности промывных поливов.

Например, годовая амплитуда колебания уровня грунтовых вод на орошаемых участках Чимбайского и Халкабадского массива, достигает до 2 м (рис. 6, колодец № 16 на территории совхоза имени 40-летия Октября). Но несмотря на это влияние бугров грунтовых вод орошаемых полей распространяется в сторону не­ орошаемых земель на расстоянии 200—250 м от границы поли­ ваемых участков в легких суглинистых и супесчаных породах, а в средних суглинистых и глинистых грунтах его влияние распро-

Рис. 6. График многолетних наблюдений уровня грунтовых вод на колодце № 16.

страняется еще меньше — на расстоянии '50— 150 м\ при этом уклоны депрессионных кривых вблизи орошаемого участка дости­ гают 0,004—0,007, а дальше становятся более пологими.

Таким образом, прослеживая изменение потока грунтовых вод во всех направлениях его движения, можно выявить участки, где расход или увеличивается в направлении потока, или уменьшается, или характеризуется известной стабильностью. В соответствии с этим четко ограничиваются области усиленного питания грунтовых

66

вод, в которых процессы инфильтрации преобладают над процес­ сами испарения, области рассеивания подземного стока, происхо­ дящего в результате преобладания процессов испарения грунтовых вод над инфильтрацией и области относительной стабилизации расхода грунтовых вод по пути движения.

В первом случае грунтовые воды опресняются и почвы над ними рассоляются, во-втором случае, наоборот, грунтовые воды мине­ рализуются и почвы засоляются, в третьем случае в изложенном факторе не происходит никаких изменений.

Совершенно очевидно, что каждая выделенная область будет отличаться различным соотношением элементов баланса, которые нуждаются в применении особых мелиоративных мероприятий.

Наблюдается картина, когда под влиянием инфильтрации оро­ шаемых вод и фильтрации из оросительных каналов уровни грунто­ вых вод под посевной площадью и соседними с ней неорошаемыми землями испытывают непрерывный подъем. Достигнув своего максимума в конце весенних промывных поливов, уровень послед­ них начинает постепенно снижаться и в некоторых случаях, на­ пример, при узком междуречье и хорошей водопроницаемости грунтов, к началу открытия оросительных каналов следующего года их уровень возвращается к своему исходному положению (рис. 7, колодец № 3).

Однако наблюдались и другие явления, когда грунтовые воды в течение указанного периода не успевали снизиться до своего первоначального уровня (рис. 8, колодец 17). В таком случае в

Рис. 7. График многолетних наблюдений уровня грунтовых вод на колодце № 3.

следующий год весенние промывные поливы начинались в усло­ виях более высокого стояния грунтовых вод. В результате чего под массивом орошаемых полей начал формироваться бугор грунтовых вод, достигающий поверхности земли, который приводил к нулю эффективность промывных поливов и способствовал вторичному засолению почвы за счет оставшихся минеральных солей после испарения высокоминерализованных грунтовых вод.

СМ

----------------Много лет . - ............. Ш 1 г. ------------ 1962z. ------------- 19 6 3г _______ ___ ід64 г

б) Зона нового орошения. К землям нового орошения в преде­ лах современной дельты реки Аму-Дарьи относятся площади Шуманайского массива, расположенные на левом берегу реки, обеспе­ чиваемые водой Шуманайского канала и небольшая территория восточной части Тахтакупырского массива, орошаемой каналом Куваныш-Жарма на правом берегу реки Аму-Дарьи.

Причем новоорошаемые массивы размещены среди неорошае­ мых земель и сложены переслаивающимися комплексами суглин­ ков, супесей и песков, реже с прослойками глин.

Сезонный режим грунтовых вод Шуманайского массива харак­ теризуется по колодцам №№ 179, 181, 184, 235, 238 и 241.

68

грунтовых вод в последующие годы возможно связано с растека­

нием грунтовых вод по мере образования бугра их под орошаемым массивом.

Дальнейшее повышение уровня грунтовых вод Шуманайского массива характеризуется конкретными данными полевых наблю­ дений Хорезмской гидрогеологической станции (таблица 12).

Таблица 12

Среднегодовые уровни залегания грунтовых вод под поверхностью земли за период 1954— 1961 годы

площадь— 16,5 тыс. га.

Приведенные данные среднегодовых уровней грунтовых вод за указанный период наблюдений свидетельствуют о непрекращаю­ щемся подъеме зеркала грунтовых вод; причем на неорошаемых участках в значительном удалении от орошаемых земель, уровни

и 235).

Из таблицы видно, что на участках, где уровни грунтовых вод достигли критической глубины (колодец № 181), их режим пол­ ностью подчиняется режиму орошения, изменению горизонтов воды в канале и климатическим факторам, вследствие чего в их режимах происходят суточные и сезонные изменения, которые очень сильно нарушают регулирование уровня грунтовых вод.

Сезонный режим грунтовых вод Тахтакупырского массива ха­ рактеризуется колодцами №№ 262, 364, 365, 370, 372, 373, 384 и 385, размещенными на орошаемых и неорошаемых участках. Этот массив является плоской такырной равниной между отдельными участками песков.

Установлено, что в зависимости от водохозяйственных условий, режима орошения и рельефа местности в описываемом массиве произошло приращение уровня грунтовых вод на различные вели­ чины; причем в течение шести лет на Тахтакупырском новоорошае­

69

мом массиве уровень грунтовых вод с глубины 15 м повысился до глубины 8—9 м, т. е. среднегодовая скорость подъема уровня составляла более одного метра.

Так, в колодце № 370, расположенном в 5 и от озера Каракульсай и находящегося на новоорошаемом участке Тахтакупырского массива, после его освоения с 1955 года по 1959 год уровень

м

вод на новоорошаемом Тахтакупырском массиве также находится в зависимости от особенностей питания их и условий циркуляции, определяемой литологическим строением водоносного грунта. Сезонные колебания зеркала грунтовых вод на этом участке харак­ теризуются неуклонным подъемом их уровня, обусловленного уси­ ленным подземным притоком со стороны оросительных каналов и внутрихозяйственных озер, образованных за счет сбросных вод с орошаемых полей.

Таким образом, наблюдением установлено, что на землях но­ вого орошения режим грунтовых вод имеет неустановившийся характер. Здесь ежегодно происходит непрерывный подъем их уровня, величина которого меняется в зависимости от количества подаваемой воды на орошение, глубины залегания зеркала грун­ товых вод и микрорельефа местности.

Режим грунтовых вод на этих участках в большинстве слу­ чаев еще не достиг критической глубины, с точки зрения засоления почв и не приобрел ритмичности, свойственной режиму грунтовых вод на староорошаемых землях.

Следует также отметить, что ирригационным типом режима грунтовых вод на новоорошаемом массиве характеризуются уча­ стки со сравнительно благоприятными условиями местного оттока грунтовых вод. Эти участки распространены в виде вытянутых по­ лос вдоль крупных каналов и в границах новоорошаемых земель по руслам староречий. В пределах описываемых участков грунто­ вые воды получают питание за счет фильтрационных вод из ороси­ тельных каналов, подземного стока со стороны реки Аму-Дарьи и за счет инфильтрационных вод с новоорошаемых земель.

Грунтовые воды залегают здесь на различных глубинах в пре­

от горизонтов воды в оросительных каналах и почти одновремен­ но повторяет колебания их.

Анализ и обобщение многолетних полевых материалов пока­ зывает, что заболачивание и засоление новоорошаемых площа­ дей происходит за счет подъема уровня грунтовых вод, причем при глубоком залегании уровня последних главными факторами заболачивания и засоления орошаемых земель являются;

70