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

менной дельты и веками аккумулирующей воднорастворимые соли, приносимые той же самой рекой.

Некоторое различие в характере минерализации грунтов и грун­ товых вод обуславливается геоморфологическими и водохозяйст­ венными условиями, с которыми связана скорость горизонтального движения последних, характера засоления пород, находящихся на пути движения грунтовых вод, а в приморской части — взаимоот­ ношением с морскими водами. Грунтовые воды, залегающие околооросительных каналов и под орошаемыми площадями зачастую имеют минерализацию от 0,5 до 10 г/л плотного остатка; с удале­ нием от источника питания их минерализации увеличивается и до­ ходит до 90 г/л; наибольшая минерализация грунтовых вод отме­ чается в северной части современной дельты на неорошаемых пло­ щадях, тяготеющих к Аральскому морю. При этом степень минера­ лизации грунтовых вод, находится в зависимости от их подвижности и длины пути, по которому они протекают; причем чем менее под­ вижность и длиннее путь, тем выше минерализация.

Анализы материалов полевых наблюдений П. А. Летунова. (1958 г.) и других исследователей, проводившихся в низовьях реки Аму-Дарьи отмечают широкое распространение сульфато-хлорид- ных грунтовых вод по всей дельте реки, при общей минерализации

бессточных котловинах, являющихся приемниками местного стока грунтовых вод с соседних орошаемых участков.

Исходя из изложенного, мы считаем целесообразным минерали­ зацию грунтовых вод в современной дельте реки Аму-Дарьи, в за­ висимости от гидрогеологических и ирригационно-хозяйственных, а также природных условий, рассматривать в пределах следующих зон: 1) зона интенсивного гидростатического влияния крупных оросительных каналов («Кыз-Кеткен», «Кегейли», «Куваныш-Жар- ма», имени Ленина и др.); 2) зона поливных земель; 3) зона непо­ ливных, среди орошаемых земель.

а) Минерализация грунтовых вод вдоль оросительных каналов.

В современной дельте реки Аму-Дарьи грунтовые воды с минера­ лизацией 0,5—3 гіл по плотному остатку (пресные воды) форми­ руются вдоль самой реки, вдоль магистральных каналов «Кыз-Кет­ кен», «Кегейли», «Куваныш-Жарма», «Майжаіп» имени Ленина, «Шуманай» и других межхозяйственных оросительных каналов. А также они обнаруживаются и вдоль песчаных русел старых без­ жизненных протоков реки; причем ширина зеркала этих опреснен­ ных грунтовых вод колеблется в пределах примерно двух кило­ метров около действующих русел реки и 300—500 м вдоль маги­ стральных, межхозяйственных каналов и старых русел протоков реки Аму-Дарьи.

По типу засоления грунтовые воды в основном являются хлоридно-гидрока рбонатно-сульфатны ми, кальциево-натриевыми. С удалением от указанных каналов постепенно увеличивается ми­ нерализация грунтовых вод, нарушается прямая зависимость ре­ жима уровня последних от горизонтов воды канала, так как влия­ ние канала затушевывается испарением и притоком грунтовых вод со стороны орошаемых площадей.

Процесс рассоления грунтовых вод вдоль реки и оросительных каналов происходит под влиянием фильтрационного потока и мест­ ного распределения солей, которые замещают ранее минерализо­ ванные грунтовые воды пресными фильтрационными; причем легко­ растворимые соли почв, грунтов и грунтовых вод оттесняются на пустующие пониженные места к периферии оросительной системы, к концевой части поливных массивов и т. д.

Основными водовмещающими породами вдоль старых ороси­ тельных каналов, современной дельты реки, являются тяжелые суглинки и глины с подчиненными прослоями супесен и песков, имеющие слабую водопроницаемость, которые создают неблаго­ приятные условия для передвижения грунтовых вод. Поэтому опресняющее действие оросительных каналов на грунтовые воды сказывается только непосредственно под очагами фильтрации или в непосредственной близости от них на несколько сот метров. Для подтверждения сказанного в таблице 13 приводим данные о мине­ рализации грунтовых вод смотровых колодцев №№ 448, 449 и 450, расположенных перпендикулярно к каналу «Ленинабад» (рис. 2) па территории совхоза «Кегейли».

Из таблицы 13 видно, что подряд в течение трех лет минерали­ зация грунтовых вод в указанных смотровых колодцах после от­ крытия канала сразу начинает понижаться, причем грунтовые воды под каналом и соседними участками до конца вегетационного пе­ риода полностью рассолялись, а в смотровом колодце № 448, на­ ходящимся на 220 м от канала частично опреснялись. Это по-види­ мому было связано с ослаблением рассоляющего действия канала «Ленинабад» с удалением участка от него.

Как видно из таблицы 13, степень минерализации грунтовых вод в смотровом колодце № 450 по плотному остатку в течение наблю­ даемых 1961 и 1962 годов все время оставалась незначительной и

лизации грунтовых вод за этот период увеличивалась до 14,9 /л. В конце вегетационного периода степень минерализации грунтовых вод в колодце № 450 снизилась до 0,39 г/л, а в колодце № 448 — до 5,1 г/л.

Снижение минерализации грунтовых вод, на рассматриваемом участке во время вегетационного периода, произошло за счет влия­ ния фильтрационного потока канала «Ленинабад», радиус действия которого значительно превышал 220 м. После закрытия канала минерализация грунтовых вод во всех смотровых колодцах увели­

82

чилась за счет притока высокоминерализованных грунтовых вод с соседних участков.

В 1963 году грунтовые воды до открытия капала были сильно засолены по сравнению с остальными наблюдаемыми годами и сте­ пень минерализации в колодце № 450 превышала более 5 г/л, а в колодце № 448— 18,1 г/л. Но и в этом году за счет воздействия фильтрационного потока из канала грунтовые воды до конца веге­ тационного периода в достаточной степени рассолялись и их мине­ рализация в октябре была соответственно — 2,8 г/л и 7,9 г/л (таб­ лица 13).

Таблица 13

Действие канала „Ленинабад“ на рассоление грунтовых вод

витаются за счет фильтрационных вод из каналов, а после закры­ тия их бугры, образованные во время вегетационного периода, сни­ жаются; в результате чего появляется обратный уклон депрессионной кривой, дающей возможность питания грунтовых вод под кана­ лом за счет притока высокоминерализованных грунтовых вод с прилегающих к нему участков.

На территории современной дельты реки Аму-Дарьи под старо­ орошаемыми площадями минерализация грунтовых вод довольно пестрая и в верхнем их слое плотный остаток изменяется в преде­ лах 0,5— 10 г/л. Слабоминерализованные грунтовые воды просле­ живаются на орошаемых площадях, расположенных в виде узких полос вдоль крупных оросительных каналов, которые используют­ ся населением для целей водоснабжения. Причем на этом участке современной дельты реки формируются преимущественно пресные воды с плотным остатком 0,5—2 г/л. Например, в смотровом ко­ лодце 450, находящемся на расстоянии 20 м от канала «Ленинабад» (рис. 2) и, расположенном на орошаемой площади, минерализация грунтовых вод в течение трех лет (за исключением 1963 г.) коле­ балась в пределах 0,4—2,2 г/л (таблица 14).

84

По типу засоления эти воды меняются от гидрокарбонатных до хлоридно-еульфатных; по катионному составу — кальциево-натрие­ вые.

Это по-видимому происходит вследствие мощного опресняющего действия фильтрационных вод из оросительных каналов.

Таким образом, вдоль магистральных и межхозяйственных оро­ сительных каналов формируются зоны очень слабоминерализован­ ных грунтовых вод, которые влияют на опреснение почвы, располо­ женной над ними; причем эти земли являются наиболее плодород­ ными лугово-дерновыми почвами, дающими высокие и устойчивые урожаи всех сельскохозяйственных культур.

Однако в естественных условиях зона опреснения вдоль ороси­ тельных каналов может сформироваться лишь через несколько десятков лет, что затрудняет их освоение.

б. Минерализация грунтовых вод в зоне поливных земель. Минерализация грунтовых вод под орошаемой площадью в усло­ виях современной дельты реки Аму-Дарьи определяется размером влияния поверхностных вод и взаимоотношением условий суммар­ ного испарения и питания подземными водами.

Взаимоотношение пресных фильтрационных оросительных, и высокоминерализованных грунтовых вод носит совершенно свое­ образный характер, закономерно изменяющийся в зависимости от возраста оросительных систем и орошаемых полей.

Исследованиями В. С. Малыгина (1928, 1950), Б. В. Конькова и Е. Г. Петрова (1929 г.), М. М. Крылова (1936 г.) и других давно было установлено наслаивание пресных фильтрационных и инфильтрационных вод на минерализованные грунтовые воды, так назы­ ваемой «пресной подушкой». -

Полевыми исследованиями (Гринский, 1935; Морозов, 1954) также доказано, что при контакте пресные и минерализованные грунтовые воды достаточно длительное время сохраняют ясно выра­ женную самостоятельность.

Конечно при соприкосновении пресных и минерализованных грунтовых вод происходит процесс как диффузионного, так и гра­ витационного смешивания растворов в зоне контакта. Однако не­ прерывное питание пресных грунтовых вод и застойность минерали­ зованных поддерживают их обособленность в пространстве и во времени.

Пресные воды как бы плавают на минерализованных грунто­ вых водах, что создает совершенно особую мелиоративную обста­ новку в тех орошаемых массивах, где складываются подобные условия.

В изучаемой дельте реки Аму-Дарьи наиболее ярко выражено наслаивание пресных фильтрационных и инфильтрационных вод на минерализованные грунтовые воды вдоль оросительных каналов и

на староорошаемых землях.

Зеркальная поверхность минерализованных грунтовых вод на орошаемых участках под воздействием гидростатического давле-

85

лия просочившихся поверхностных вод изгибается вниз и основная их масса отжимается в стороны, в результате чего создается резко выраженная пестрота в минерализации грунтовых вод на орошае­ мых и неорошаемых площадях. По этой причине грунтовые воды под орошаемыми массивами постепенно становятся более прес­ ными, а на соседних, неорошаемых и пониженных участках они все более минерализуются.

Следовательно, несмотря на значительный расход на транспи­ рацию и испарение, грунтовые воды вдоль оросительных каналов и на орошаемых землях регулируются местным оттоком к пониже­ ниям среди орошаемых массивов, к периферии поливных карт и к пустующим землям между оросительными каналами. Эта законо мерность является основной для строительства коллекторно-дре­ нажной сети на массивах, где общий отток грунтовых вод очень сильно затруднен.

Следует отметить, что по мнению В. М. Легостаева (1952 г.) для нормального развития растений и ослабления засоления грунтов вода должна содержать в себе плотного остатка не более 9 г/л, а В. А. Ковда (1958 г.) считает, что грунтовые воды с минерализа­ цией до 10— 12 г/л участвуют в водном и минеральном питании растений.

По нашему мнению в условиях современной дельты реки АмуДарьи указанная степень минерализации грунтовых вод может быть допустима при наличии коллекторно-дренажной сети, которая способствует удержанию горизонта последних в пределах критиче­ ского уровня. На практике наблюдается, что при отсутствии мелиоративных сооружений и близком залегании уровня грунтовых врд к поверхности земли, орошаемая площадь за один вегетацион­ ный сезон засоляется в сильной степени от накопления легко­ растворимых солей за счет испарения грунтовых вод даже при их минерализации менее чем 5 г/л.

Пестрота химического состава грунтовых вод обусловлена лито­ логическим строением водовмещающих пород и местным оттоком. Поэтому слоистость аллювиальных отложений в современной дельте реки Аму-Дарьи вносит ряд особенностей не только в пере­ движение грунтовых вод в почвах, но и в процессе миграции солей в них. Гидрогеологическая бессточность дельты создает еще более благоприятные условия для накопления легкорастворимых солей в слоистых почвах и грунтовых водах.

Многолетние наблюдения за режимом и минерализацией грун­ товых вод в современной дельте реки Аму-Дарьи показали, что заметное действие вегетационных поливов, особенно промывных, на опреснение грунтовых вод отмечается на центре орошаемого уча­ стка. Причем с расширением поливной карты минерализации грун­ товых вод на орошаемых площадях интенсивно уменьшается. Для примера можно привести четырехлетние данные о минерализации грунтовых вод по смотровым колодцам №№ 16, 17, 3 и 430, распо-

т

Таблица 15

Минерализация грунтовых вод на орошаемых землях, находящихся в различных массивах современной дельты реки Аму-Дарьи

ложенным на орошаемых площадях совхозов: имени 40 лет Ок­ тября, «Чимбай» и «Кегейли» (таблица 15).

По нашему мнению, это явление связано- с тем, что в последние годы, особенно с 1961— 1962 гг. в современной дельте реки размер поливных карт значительно увеличился за счет замены существую­ щих мелких делянок крупными, в результате произошло усиление влияния гидростатического давления поливных вод на высокомиверализованные грунтовые воды и вытеснение последних в стороны

свободных земель.

В современной дельте реки Аму-Дарьи в 1963— 1964 гг. опрес­ нение грунтовых вод наблюдалось почти во всех смотровых колод­ цах, находящихся на территории орошаемых площадей. Поэтому следовало бы сделать вывод, что увеличение размеров полив­ ных карт способствует интенсивному опреснению грунтовых вод под орошаемыми площадями. Такой вывод был бы справедлив при наличии нормальной коллекторнодренажной сети, которая дает

81'

возможность отвести далеко за пределы орошаемых массивов вытесненные высокоминерализованные грунтовые воды с орошае­ мых полей.

Действие промывных поливов на опреснение грунтовых вод на­ правляется в стороны неорошаемых земель и в большинстве слу­ чаев грунтовые воды под свободными землями, прилегающими к орошаемым площадям, достаточно опресняются за счет этого дей­ ствия, причем степень их опреснения зависит от расстояния сосед­ них поливных карт или оросительных каналов.

Если поливные карты расположены близко друг от друга (50— 150 м) или рядом проходят оросительные каналы, то степень опрес­ нения грунтовых вод под свободными землями будет значительно выше и их концентрация приближается к степени минерализации грунтовых вод под орошаемым полем. Если же они расположены достаточно далеко друг от друга (500 м и более), то свободные земли становятся своеобразным водоприемником для высокомине­ рализованных грунтовых вод, вытесненных с орошаемых площа­ дей. В этом случае грунтовые воды, находящиеся под неорошае­ мыми землями, еще больше минерализуются и почвы, расположен­ ные над ними, значительно засоляются за счет накопления легко­ растворимых минеральных солей после испарения последних, ко­ торые поднимаются к поверхности земли или испаряющих зон, через капиллярные трубки грунта.

Для подтверждения сказанного приводим данные о минерали­ зации грунтовых вод в смотровом колодце № 428, расположенном

88

на территории совхоза «Кегейли» (таблица 16). Указанный коло­ дец находится с одной стороны на расстоянии 100 м от орошаемой площади и с другой стороны в 30 м от протока Бозкуль. Причем он построен в супесчаном грунте.

Как видно из таблицы, с 1961 года по 1964 год минерализация грунтовых вод по плотному остатку в колодце № 428 изменилась от 6,1 до 0,489 г/л. Такая концентрация минеральных солей полно­ стью совпадает со степенью минерализации грунтовых вод на оро­ шаемых землях.

Анализируя материалы полевых наблюдений по смотровому колодцу № 7, расположенному на территории Каракалпакского на­ учно-исследовательского института земледелия, находящегося с одной стороны на расстоянии 178 м от хлопкового поля и с другой стороны на расстоянии около 200 м от фруктового сада, мы наблю­ даем, что минерализация грунтовых вод в этом колодце была го­ раздо выше, чем в колодце № 428, причем с 1955 по 1961 годы кон­ центрация по плотному остатку в нем изменилась с 19 г/л до 34 г/л. Такое резкое изменение в минерализации зависело от раз­ мера оттока через него грунтовых вод в сторону местной впадины, расположенной на расстоянии 357 м от колодца № 7 и на 1,4 м ниже его. Этот отток был связан с величиной промывного полива

лись фруктовые сады и производились мероприятия по рассолению почвы. Эти мероприятия влияли не только на уменьшение солей в почве, но и на рассоление грунтовых вод. В результате чего с 1962 года началось опреснение грунтовых вод и в начале 1964 года их минерализация снизилась до 2,3 г/л (табл. 17).

Таблица 17

Изменение минерализации грунтовых вод по плотному остатку колодца № 7

(территория Каракалпакского научно-исследовательского института земледелия)

89

С 1962 года до последнего времени на рассматриваемом участ­ ке производились промывки большой нормой, которая влияла на подъем уровня грунтовых вод. По этой причине, если в январе 1958 года уровень грунтовых вод находился на глубине 2,19 м от поверхности земли, то в январе 1963 года он залегал на глубине 0,82 м, а в 'конце этого года на 0,65 м от поверхности земли, т. е. за 5 лет уровень грунтовых вод поднялся на 1,54 м. В конце же 1964 года уровень последних опять понизился и в декабре нахо­ дился на уровне 1,63 м. Следовательно, понижение уровня грунто­ вых вод за один год составляло около одного метра. Поэтому мы предполагаем, что увеличение минерализации грунтовых вод с ян­ варя по декабрь 1964 года на 12,5 г/л по плотному остатку являет­ ся результатом испарения грунтовых вод в течение этого года.

Таким образом, во всех смотровых колодцах, расположенных вблизи оросительных каналов и орошаемых полей современной дельты реки Аму-Дарьи, количество солей в грунтовой воде было около 1—6 г/л. В песчаном же русле старых протоков реки АмуДарьи минерализация грунтовых вод оказалась даже близкой к минерализации воды самой реки. В этом отношении фильтрацион­ ные воды из оросительных каналов и инфильтрационные воды с орошаемых полей оказывали опресняющее влияние на грунтовые воды, причем они воздействовали на образование пресных верхо­ водок, которые давят на основной слой высокоминерализованных грунтовых вод и обеспечивают движение соленых вод в стороны понижений внутри орошаемого контура, а на участках с местным оттоком грунтовых вод ионы хлора двигались с грунтовой водой быстрее, чем другие виды ионов, находящихся в них.

На орошаемых площадях минерализация грунтовых вод с глу­ биной заметно увеличивалась: на глубине 5— 10 м ее концентрация по плотному остатку составляла 0,6—2 г/л; на глубине 15—20 м— 2—4 г/л, а на глубине 20—30 м — 4—8 г/л; причем по типу засоле­ ния грунтовые воды являлись гидрокарбонатными и сульфато-хло- ридными.

в. Минерализация грунтовых вод в зоне неполивных среди оро­ шаемых земель. Как раньше было отмечено, что основными водо­ вмещающими породами в современной дельте реки Аму-Дарьи являются неорошаемые земли, расположенные среди орошаемых, состоящие из уплотненных супесей, мелкозернистых серых песков, средних и тяжелых суглинков послойно расположенных между со­ бой; причем эти земли имеют незначительные уклоны местности. Благодаря этому высокоминерализованные грунтовые воды, вы­ жимаемые сюда со стороны оросительных каналов и орошаемых полей под влиянием гидростатического давления, остаются почти без движения.

В связи с этим здесь основной расходной статьей баланса грун­

товых вод является испарение и транспирация дикорастущими ра­ стениями.

На неорошаемых площадях современной дельты реки минера­

90