книги из ГПНТБ / Марков Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны

озерно-болотные образования, состоящие из осоковых и древесно-осоков'ых торфов, приурочены к пониженным.эле­ ментам рельефа. Торфы подстилаются иловатыми суглин­ ками и глинами.

Почвы массива легкие, дерново-подзолистые, заболочен­ ные и болотные, торфянистые и торфяные. Почвообразующие породы — песчаные и супесчаные флювиогляциальные и аллювиальные отложения, бедные элементами питания растений.

Почвы пойм и террас рек торфяные и лугово-болотные. Причины заболачивания территории: высокие уровни грун­ товых вод водонасыщенной песчаной толщи (30 м); плоский рельеф, затрудняющий сток поверхностных и грунтовых вод; большое количество осадков, питающих грунтовые воды; небольшой уклон грунтовых вод (0,001—0,00018).

Основной тип водного питания поймы р. Пры — грунто­ вый (замкнутый бассейн).

По необходимости мелиоративных мероприятий земель-, ный фонд разделен на три группы: земли, нуждающиеся в осушении при любом сельскохозяйственном использова­ нии; нуждающиеся в осушении при использовании под пашню; не нуждающиеся в осушении.

В проектном задании, разработанном институтом «Росгипроводхоз», рассмотрено совместное осушение пойменных и внепойменных земель на площади 29 тыс. га. Осушение пойменных земель запроектировано в двух вариантах— с механическим водоподъемом и самотечное — с регулиро­ ванием р. Пры и ее притоков.

При механическом осушении предусмотрено построить 16 насосных станций, защитные валы длиной 86 км, линии электропередач протяженностью 80 км. При этом варианте можно осушить территорию 10,7 тыс. га, из которой 60% площади — закрытым дренажем и глубокими каналами.

При самотечном варианте требуется отрегулировать р. Пру на протяжении 38,1 км, ее приток Ялму длиной 23,6 км,, построить соединяющий обе реки канал (в обход озера) длиной 9,2 км, выполнить объем земляных работ, рав­ ный 8 млн. м3 ; переустроить мосты, построить сопрягающие сооружения, укрепить русла и т. д. При регулировании можно осушить территорию 10,8 тыс. га, из них 28% пло­ щади под пашню и пастбище и 72% под сенокосы.

Русло р. Пры рассчитано на пропуск предпосевного расхода 10%-ной обеспеченности при 30-дневном затоплении, равного 85 м3 /с, За расчетные расходы ее притоков.(pp. Ял-

120

Рис. 25. Уровни воды естественного и отрегулированного русла в створе

водомерного поста «Клепики» при обеспеченности:

/ — 10%, естественное русло; 2 — 25%, естественное русло; 3 — 10%, отрегулиро­ ванное русло, затопление 30 дней (85 к'/с); 4 — то же, затопление 20 дней (140ы3/с); 5 — 25%, отрегулированное (85 ы3/с); 6 — заложение устья коллектора.

ма, Чальцы, Совки) приняты летнепаводковые, так как они больше предпосевных (рис. 25).

При самотечном варианте общая стоимость осушения рав­ на 1684 руб/га, срок окупаемости затрат достигает 35 лет; при варианте с механическим водоподъемом соответствен­ но 1529 руб/га и 11 лет. К строительству принят вариант механического осушения поймы р. Пры. Нуждающиеся в осушении земли бассейна площадью 29 ООО га выделены в 24

ные земли (15 100 га) осушаются под полевые севообороты и пастбища дренажем с расстояниями 15 и 20 м; мощные торфя­ ники, залегающие на песках (2000 га), осушаются глубокими каналами с расстояниями 400 м; неглубокие торфяники, подстилаемые песчаными" грунтами, используются под се­

нокосы (11 900 га) и осушаются систематической сетью ка­ налов через 100 м,

121

Увлажнение сельскохозяйственных угодий предусмот­ рено шлюзованием магистральных каналов, подачей воды в осушительную сеть из обвалованных рек, механической

под пастбища — 7640 га. В результате повышения урожаев и комплексной механизации производственных процессов, ликвидации мелкоконтурности угодий, выпрямления гра­ ниц полей себестоимость продукции снизится в 2—3 раза. Удельный вес осушенных земель в 15 выделенных хо­ зяйствах составит от 2 до 71%.

Создаются условия для развития молочно-мясного жи­ вотноводства и овощеводства..

Несмотря на экономическую эффективность варианта осушения с механическим водоподъемом, он имеет следую­ щие недостатки: уменьшается осушаемая площадь на 1720 га; требуется строительство защитных валов, насосных стан­ ций, линий электропередач, значительно усложняющих эксплуатацию осушительной системы.

Мелиорация и освоение* Мещерской низменности и в частности бассейна р. Пры — одна из актуальных проблем, имеющих большое значение для развития сельскохозяйст­ венного производства, добычи торфа, рыборазведения, обес­ печения населения и промышленного производства водой.- ,

Вопросы мелиорации пойменных земель должны решать-, ся с учетом широкого применения увлажнительных мероприятий, особенно вследствие песчаных и торфяных грунтов.

Мелиорация поймы р. Яхромы. К мелиорируемым древнеозерным поймам грунтового напорного питания отно­ сится пойма р. Яхромы, правого притока р. Сестры, впадающей в р. Дубну. Яхрома тянется на 86 км, водо­ сборная площадь ее равна 143 700 га. Река начинается из ключей Клинско-Дмитровской гряды. Заболоченная пойма площадью 10,5 тыс. га простирается от г. Дмитрова до с. Рогачево. У д. Синьково она расширяется до 6—8 км, а затем сужается до 3—4 км.

Пойма р. Яхромы образовалась на месте обширного глубокого древнего озера, которое заилилось, заросло, заторфовалось, покрылось заболоченными лугами с сохра­ нившимися между ними озерами. Прилегающие к пойме склоны прорезаны оврагами и многочисленными прито­ ками р. Яхромы,

122

Геологическое строение и гидрогеологические условия поймы отличаются особой сложностью вследствие глубо­ кого положения долины, которая состоит из коренных и четвертичных образований. Наиболее древними коренными породами являются верхнекаменноугольные известняки с прослоями кремния, мергеля и глин, подстилающих юр­ ские отложения, состоящие в основном из черных и серых глин. На поверхности юрских отложений залегают флювиогляциальные, представленные глинами, песками с лин­ зами гравия и валунов. Их сменяют современные аллювиаль­ ные отложения поймы из песка, суглинка, иловатого осадка, болотной руды, ключевой' извести, торфа.

Значительную часть поймы занимают низинные осоковокочкарные, луговые, гипно-осоковые и ольховые болота. Торф подстилается современными и древнеаллювиальными отложениями. В прибрежной полосе и на пониженных уча­ стках поймы торфяники покрываются глинистыми, песча­ ными и супесчаными наносами паводковых вод. Мощность торфа равна 1—5 м, а в некоторых понижениях более 14 м. Кое-где под торфом залегают отложения ключевой и озерной извести.

В водном питании поймы участвуют несколько водонос­ ных горизонтов, приуроченных к коренным и четвертич­ ным отложениям. Наибольшее значение имеют воды напор­ ного аптского горизонта, который распространен по всему водосбору и отличается крайне разнообразными условиями залегания в высотном отношении. На пойме по направлению к реке пески апта замещены ледниковыми и древнеаллю­ виальными отложениями. Воды этого горизонта выходят наружу в нижней части склонов, поступают в торфяники поймы и выклиниваются в русле реки. Напор в скважинах имеет общее падение к руслу Яхромы. Древний аллювиаль­ ный водоносный горизонт водообилен и обладает большим напором. Питается выклинивающимися водами меловых от­ ложений' и инфильтрационными поверхностными водами в местах выхода аллювиальных отложений на поверхность. Современный аллювиальный водоносный горизонт приуро­ чен к песчаным, суглинистым отложениям и залежам торфа. Питается водами атмосферных осадков, делювиальными и паводковыми, а также выклинивающимися напорными. В пойменной части долины воды этого горизонта имеют свобод- -ный уровень, примерно повторяющий рельеф поверхности.

-. Для установления причин заболачивания Яхромской поймы С. А, Добров проводил геологические и гидрогеологи-

123

Рис. 26. Гидрогеологический профиль поймы р. Яхромы:

ческие исследования. Было заложено 14 скважин общей дли­ ной 389 м, глубиной от 17,36 до 37,48 м. По результатам исследований составлен геологический профиль долины и прилегающего водосбора. Это единственный профиль по за­ болоченным древнеозерным поймам с глубокими скважи­ нами. По этим данным нами составлен подробный гидрогео­ логический профиль с указанием уровней появления и уста­ новления воды (рис, 26).

Вода в скважине № 20 (у основания склона долины) фонтанировала на 4,27 м над поверхностью земли. В сква­ жине № 22 обнаружена исключительно большая (14 м) мощ­ ность торфа, заполняющего здесь углубление среднедревнеозерных глин. В скважине № 33 (около левого берега Яхромы) напор воды составил 25,55 м. Воды вскрыты в трех водоносных горизонтах.

В формировании водного режима поймы участвуют па­ водковые, делювиальные (склоновые), подземные напорные и безнапорные воды и воды атмосферных осадков. Причины заболачивания поймы следующие: продолжительное затоп­ ление ее паводковыми водами, высокое. стояние уровня грунтовых вод, вследствие этого развитие анаэробных про­ цессов и образование мощных залежей торфа. Главным фак­ тором, создающим заболачивание поймы, являются грунто- в'о-напорные воды.

Л24

Значительные уклоны поверхности поймы, слабопрони­ цаемые глинистые и суглинистые грунты Клинско-Дмит- ровской гряды, с которой стекает множество притоков р. Яхромы, способствовали быстрому стоку поверхностных вод. Высокие уровни грунтовых вод, почвенно-грунтовые воды, поступающие со склонов на пойму, и атмосферные осадки усиливают заболачивание поймы. По водному пита­ нию и почвенному покрову пойма р. Яхромы делится на несколько элементов. Притеррасная часть, покрытая осоково-гипновыми торфяниками, имеет основное водное питание грунтово-напорное; со склонов поступают делю­ виальные и грунтовые воды; занимает 11% площади поймы.

На центральной, равнинной, части, покрытой торфяноболотными почвами, грунтовые воды расположены близко к поверхности; площадь этой части поймы составляет 34%. Конусы выноса, пониженно-равнинная и прирусловая часть поймы древней и надпойменной террас состоят из дерновоглеевых, суглинистых и дерново-подзолистых почв. Избы­ точное увлажнение происходит за счет намывных, грунто­ вых, атмосферных вод. Эти почвы занимают 47% площади поймы. На повышенной части останцев древней размытой террасы с глубиной залегания грунтовых вод более метра и дерново-глеевыми, суглинистыми почвами на аллювиальных отложениях возможно временное избыточное увлажнение от застоя поверхностных вод.

Грунтово-напорные воды влияют не только на притер­ расную, но и на центральную часть поймы, поступая в тор­ фяную залежь через «воронки» и «окна» или капиллярно насыщая ее. При проектировании мелиоративных мероприя­ тий необходимо учитывать это обстоятельство.

Большую роль в формировании водного режима поймы и ее заболачивании играли воды самой Яхромы. До проведе­ ния мелиорации уровни в реке стояли близко к поверхности и подпирали грунтовые воды, весенние паводки в течение продолжительного времени затапливали пойму и часто не успевали сойти, как начинались летние и осенние паводки, иногда с несколькими подъемами, следовавшими один за другим. Кроме того, искусственные сооружения на реке (мельницы, гати, мосты, заколы для рыбной ловли) еще более усугубляли неудовлетворительный для сельскохозяйст­ венного производства водный режим поймы.

По гидрогеологическому строению,.. гидрогеологическим условиям, водному режиму Яхромская пойма является од­ ним из самых сложных мелиорируемых объектов.

123

В 1941 г. был составлен (Водстрой) проект комплексной водохозяйственной мелиорации долины р. Яхромы с целью ее интенсивного сельскохозяйственного использования под сенокосы, пастбища и овощные культуры. Проект преду­ сматривал мелиоративные мероприятия на пойме, транспорт­ ное и энергетическое использование реки, строительство нагорно-магистральных и магистральных каналов общей протяженностью до 100 км. Каналы предполагалось исполь­ зовать для увлажнения поймы с подачей воды из р. Яхромы. Шлюзованием осушительной сети проектировалось увлаж­ нить пойменные земли площадью до 5000 га. Для транспорт­ ного использования река регулировалась на протяжении 20 км отд. Давыдково до г. Дмитрова как подъездной путь к каналу им. Москвы. Запроектирован ряд мелких гидро­ электростанций общей мощностью 700 кВт.

Река Яхрома не удовлетворяла предъявляемым к водо­ приемникам требованиям. Летние паводки 25%-ной обес­ печенности заливали большие площади поймы (2617 га). Бытовые уровни подпирали многие каналы на 0,3—0,8 м. Весенние паводки носили затяжной характер. Поэтому в про­ екте предусматривалось регулирование русла реки с умень­ шением ее длины от 39,5 до 32,9 км, то есть на 16,5%. Вследствие этого менялись: средний гидравлический уклон (с 0,00016 до 0,00027); средняя бытовая скорость (с 0,008 до 0,30 м/с), предпосевная (с 0,40 до 0,75 м/с) и летнепаводковая скорости (с 0,52 до 0,85 м/с); снижался уровень воды при бытовом расходе (до 1,05 м), при предпосевном и летнепаводковом (до 0,75 м).

Нагорные каналы предназначались для перехвата делю­ виальных, грунтовых вод, речек и ручьев, текущих в Яхро­ му, и одновременно служили магистралями для располо­ женной выше их осушительной сети (в основном открытой). Закрытую сеть проектировали в виде дощатого, гончарного и кротового дренажа (рис. 27). Увлажнение поймы преду­ сматривалось дождеванием и шлюзованием.

К 1955 г. было осушено открытой сетью 94% и дренажем 6% площади. Выполненные работы по осушению поймы не обеспечили необходимого водного режима для овощных и кормовых культур, лугов й пастбищ.

Нагорно-магистральные каналы не перехватывали грун­ товых и грунтово-напорных вод, поступающих с водосбора на пойму, а без понижения ПЬР'.-метрического уровня влия­ ние мелкой осушительной сети на осушение поймы было не­ достаточным.

126

Магистральные каналы были рассчитаны на отвод летнепаводковых расходов 25%-ной обеспеченности, что приво­ дило к частому затоплению поймы, к гибели или значитель­ ному снижению урожайности возделываемых культур.

Частая сеть мелких открытых каналов, перерезавшая пойму в самых разнообразных направлениях, делала не­ возможной механизированную обработку пойменных земель.

Требовалась реконструкция осушительной системы. В 1960 г. Росгипроводхоз составил новое проектное за­

дание орошения и реконструкции осушительной сети в сов­ хозах Яхромской поймы.

Овощные участки осушаются закрытым дренажем, сено­ косы— открытыми каналами, минеральные грунты и торфя­

чарных дрен равен 5 см; размеры деревянных 7,2x7,4 см. При мощности торфа до 1,5 м трубки укладывали на грунт, при мощности торфа от 1,5 до 4 м — на деревянные стелла­ жи. Расстояния между дренами для участков приняты от 30 до 40 м. Крайние дрены у подножья склонов расположены на расстоянии 12—15 м.

Предусмотрено устройство глубоких (до 3 м) ловчих ка­ налов дополнительно к существующим на участках грунто- во-напорного питания. Глубина дрен на минеральных грун­ тах 0,9—1,3 м, на торфах 1,1—1,4 м, глубина коллекторов соответственно равна 1,6—1,7 м и 1,7—2,2 м. Устья коллек­ торов выведены на 30—40 см выше бытового уровня. Уклоны дрен составляют 0,003—0,002, коллекторов — 0,003— 0,001.

С 1955 по 1970 гг. отдел осушения ВНИИГиМ проводил наблюдения за динамикой уровня грунтовых вод в пойме р. Яхромы и на прирусловой, центральной и притеррас­ ной ее частях при осушении открытыми каналами и дре­ нажем.

На всех участках поймы осушение дренажем обеспечило более глубокое понижение уровня грунтовых вод (табл. 24).

Во все годы притеррасная часть осушена хуже остальных частей поймы. Однако следует иметь в виду, что эти данные не совсем сопоставимы, так как наблюдения проводились в разные годы, и открытая сеть уже предварительно осушила пойму перед дренажем.

Площадь орошения составляет 6700 га (нетто), в севообо­ ротах— 6423 га (брутто), из них на минеральных землях2953 га, на торфяных 3470 га, Для орошения можно исполь-

128

зовать воду р. Яхромы, нагорно-ловчих каналов и канала имени Москвы.

Ранее отрегулированный водоприемник, рассчитанный на отвод летних паводков 25%-ной обеспеченности, не удов­ летворяет предъявляемым к нему требованиям. Паводковое затопление не регулируется сооружениями. Не перехваты­ ваются напорные воды. Не осушена притеррасная часть поймы.

Мелиорация поймы р. Сестры. Пойма р. Сестры (левого притока р. Дубны) представляет собой озеровидное расши­ рение намывного делювиального питания. Длина реки равна 156 км, водосборная площадь 124 тыс. га (у устья р. Ях­ ромы).

Южная часть водосбора р. Сестры и ее притоков (Лутосни и Ямуги) холмистая, с глубокими депрессиями и узкими речными долинами, с преобладанием суглинистых почв, значительно распахана, слабо облесена и заболочена. В се­ верной части рельеф плоский, со слабо выраженными по­ нижениями и речными долинами, песчаными грунтами, боль­ шой облесенностью и заболоченностью.

Долина занимает древнюю лощину размыва, имеет хо­ рошо развитую пойму (ширина 3—5 км) с площадью 7000 га и средним уклоном 0,0005—0,0006. Древнеаллювиальные террасы не выражены, пойма примыкает к коренным бе­ регам, состоящим из ледниковых и флювиогляциальных образований.

5 Е. С. Марков