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

Грунтовые воды поступают на пойму с прилегающих склонов и подпитываются паводковыми водами и водами озер и межгривных понижений. Положение уровня поймен­ ных грунтовых вод связано' с положением уровня воды в р.Оке.

Климатические условия поймы характеризуются дан­ ными Серпуховской метеорологической станции. Средняя продолжительность вегетационного периода 125 дней. Сум­ ма среднесуточных температур за вегетационный период равна 2274°С, среднегодовая сумма осадков 513 мм. В за­ сушливые годы осадков"выпадает около 430 мм (в среднем в мае 52 мм, в июне 60, в июле 75, в августе 62, в сентябре 39 мм). Средняя влажность воздуха колеблется в пределах 60—84% (максимальная — в сентябре, минимальная — до 25% — в июне). Недостаточное количество осадков при очень сухом воздухе привело к необходимости применять искусственное орошение для получения высоких урожаев овощей.

В формировании водно-питательного режима поймы участвуют паводковые воды р. Оки и ее притоков, выходы

подъемом, а в годы недружной весны — менее высокими пи­ ками и более продолжительным паводком. Весенние уровни в многоводные паводки поднимаются на 12-—13 м над быто­ вым уровнем и на 5—6 м в маловодные годы, в остальное время —'• на 0,5—0,6 м. Подъем наступает в начале апреля, пик — в конце первой декады апреля, спад проходит мед­ леннее подъема. Пойма затапливается паводковыми водами на глубину до 5—6 м. Весенние паводковые воды сходят с поймы до начала сельскохозяйственных работ (кроме отдель­ ных понижений, западин).

За 41 год наблюдений самый ранний срок начала разли­ ва р. Оки был 23 марта, .средний — 8 апреля, поздний —> 22 апреля. При больших разливах прирусловая часть за­ тапливается на 2—3 дня, ровная поверхность центральной и притеррасной части—на 18 дней, понижения — до ме­ сяца. Паводковые воды притоков проходят раньше схода

151

паводковых вод р. Оки. Разница в прохождении пика па­ водка 10—12. дней.

Осушительная сеть рассчитана на летне-осенние паводки 10%-ной обеспеченности.

Схема осушения поймы следующая. Делювиальные и грунтовые воды, поступающие со склонов, перехватываются нагорно-ловчими каналами, идущими вдоль склона; ус­ корение стока поверхностных вод осуществляется открыты­ ми каналами. Осушители выводятся в собиратели и маги­ стральные каналы. Вода из рек-притоков, превращенных регулированием в магистральные каналы, отводится по границе поймы. Водоприемником служит р. Ока. Осушите­ ли проложены только в выемке, являясь одновременно и оросителями для работы дождевальных машин ДДА-ЮОМ. Расстояние между ними равно 120 м (по размаху консолейдождевальной машины ДДА-ЮОМ). Осушители выведены в транспортирующие собиратели, которые во время полива работают как водосборно-сбросная сеть.

Вода для орошения из р. Оки и озер с помощью насос­ ных станций подается в закрытые напорные трубопроводы, а из них по распределителям с гидрантами через распре­ делительные колодцы в открытые оросители, которыми служат осушители. Вода из них отводится транспортирую­ щими собирателями. Открытая сеть расположена вдоль,

азакрытые трубопроводы—поперек поймы (рис. 33). Пойма р. Оки почти ежегодно затапливается паводковы­

ми водами на значительную глубину. Орошение проводят только в вегетационный период. В этих условиях применяют плавучие насосные станции, которые имеют следующие пре­ имущества перед стационарными: большая маневренность, позволяющая использовать их для полива нескольких оро­ шаемых участков; быстрота монтажа и демонтажа; совмест­ ное передвижение с трубопроводами; меньшая зависимость от колебаний уровня воды в реке; большая экономичность в эксплуатации.

Созданный в 1929 г. совхоз «Большевик» — хорошо орга­ низованное овощеводческое хозяйство, которое получает высокие урожаи овощей и картофеля при низкой себестои­ мости.

Однако, несмотря на осушение и орошение пойменных земель, в совхозе не достигнута еще равномерность, полу­ чения высоких урожаев по годам. Это, в частности, объясня­ ется тем, что выполненные мелиоративные мероприятия недостаточно гарантируют создание необходимого водного

152

режима на пойме. Осушительная система не обеспечивает своевременного отвода паводковых вод со всей территории, особенно из пониженных мест при затяжных паводках. В некоторые годы на пониженных продолжительно затапли­ ваемых участках наблюдается снижение урожайности и даже гибель овощных культур. Местами, особенно в при­ террасных частях поймы, грунтовые воды расположены близко к поверхности, создавая неблагоприятный водный режим для выращивания овощей.

Осушительные мероприятия не предусматривают лока­ лизации вредных последствий напорности грунтовых вод некоторых участков, которая резко сказывается во влажные годы.

Мезо- и микрорельеф поймы мешает правильному раз­ мещению культур, равномерному удобрению почвы и соз­ данию одинакового для данной культуры водного режима, но в проекте мелиоративных мероприятий и освоения поймы не были предусмотрены планировочные работы.

Расстояния между оросителями-осушителями (120 м) приняты для полива дождевальным агрегатом ДДА-ЮООМ, но они вынуждают проводить только рядовой посев культу­ ры, что не обеспечивает перекрестной обработки полей и за­ трудняет борьбу с сорняками.

Со временем, по-видимому, вместо открытой осушитель­ ной сети будет построена закрытая регулирующая сеть, чтобы обеспечить более эффективную работу сельскохозяй­ ственных машин и механизацию всех процессов сельско­ хозяйственного производства. Кроме того, необходимо с помощью обвалования регулировать весеннее затопление поймы и не допускать летне-паводкового, которое ведет к гибели овощных культур.

Совхоз своими силами проводит необходимые планиро­ вочные работы, но они часто не увязаны с существующей осушительной и оросительной сетью, а поэтому менее эф­ фективны и более дороги, чем те, которые можно было за­ проектировать до строительства всей системы.

Более совершенные осушительные и оросительные систе­ мы необходимо строить с обязательной планировкой рельефа и почвенного покрова пойм.

Мелиорация Костромской низины. Рассматриваемая часть этой низины находится в Костромской области и от­ носится к пониженно-равнинным поймам постоянного за­ топления. Общая площадь осушения составляет 11 007 га, из которых 2344 га (21%) осушается закрытой сетью.

Я54

щих книзу в мелко-, средне- и разнозернистые пески с гра- вийно-галечниковыми прослойками в основании. Общая мощность современных аллювиальных отложений 10-f-20 м.

Современные болотные отложения состоят из оторфованных средних и тяжелых иловатых суглинков и глин мощностью 4—6 м, подстилаемых тонкозернистыми илова­ тыми песками мощностью около 6 м. На некоторых участ­ ках залегает торф мощностью до 4 м, подстилаемый илова­ тыми суглинками, реже песками.

Гидрогеологические условия Костромской низины ха­ рактеризуются повсеместным распространением аллюви­ ального водоносного горизонта, приуроченного к современ­ ным и древнеаллювиальным мелко- и крупнозернистым пес­

Грунтовый поток дренирован pp. Волгой, Костромой, их притоками и многочисленными озерами. Годовая амплитуда колебаний уровня грунтовых вод от 2,4 до 4,1 м, а уровня воды р. Костромы 4,5 м.

В 1956—1957 гг. при создании водохранилища на р. Вол­ ге (НПУ—84,2 м) территория Костромской низины попала в зону затопления и подтопления. Общая площадь этих земель при отметке уровня воды в водохранилище 86 м со­ ставила 60,24 тыс. га (из них прямое затопление 62% и под­ топление 38%).

70\

60\

>

Рис. 34. Гидрогеологический профиль Костромской низменности:

156

Защита Костромской .низины осуществлена целым ком­ плексом инженерных мероприятий: три незатопляемых дам­ бы обвалования с придамбовым дренажем (Приволжская длиной 19,7 км; Идоломская — 23,3 км и в районе Трудовой Слободы); нагорный канал; регулирование р. Костромы и ее притоков; насосная станция для перекачки воды; две пло­ тины на р. Костроме и одна на р. Узоксе и др. (рис. 35).

Ширина дамб по гребню 3 м, высота изменяется от 3—4 до 11 м. Низовой откос у всех дамб равен 1 : 2,5 и закреплен дерном в клетку с засевом трав. Верховой откос до отмет­ ки 85,5 м у Приволжской дамбы и 86 м у Идоломской имеет откос 1 : 3 и сплошную одерновку на первой и гравий в плетневых клетках на второй дамбе. Ниже этих отметок откос уполаживается на Приволжской дамбе до 1:7, на Идоломской до 1 : 20 без закрепления. Верхняя часть от­ косов защищена от временного волнобоя при высоких уров­ нях воды в водохранилище полосой кустарника шириной 10 м.

Фильтрационные воды, поступающие через дамбы, и по­ верхностные воды с низового откоса отводятся дренажами в виде обратных фильтров и открытым придамбовым каналом.

Плотины на р. Костроме имеют заложение низового отг коса 1 : 2,5, верхового 1 : 3 и ниже отметок 85,5—86 от­ косы равны 1 : 7. Заложения верхового откоса плотины на р. Узоксе равны 1 : 3 и 1 : 20, низового откоса— 1 : 2,5 и 1 : 7. Ширина плотин по гребню такая же, как и дамб,— 3 м.

Одни дамбы не могли создать нормального водного ре­ жима на обвалованной Костромской низине, так как еще до постройки водохранилища значительная часть ее нуждалась в осушении.

На основании анализа природных условий выявлены основные причины заболачивания, земель низины: плоский рельеф с большим количеством западин, понижений, кот­ ловин, озер; маловодопроницаемые грунты большой мощ­ ности, мешающие поверхностному стоку; близкое на участ­ ках, сложенных песками, положение уровня грунтовых вод, доходящих до поверхности; поступление фильтрационных вод и подтопление обвалованной территории из-за высоких уровней в водохранилище и хорошо фильтрующих грунтов, слагающих низину; высокое стояние воды в водоприемни­ ках.

В зависимости от причин заболачивания и использова­ ния земель проведены те или иные мелиоративные мероприя-

157

тия. Сенокосы на наиболее пониженных местах поймы осу­ шают открытыми каналами, которые размещаются система­ тически на расстоянии 50—200 м или выборочно — по таль­ вегам. Участки, занятые полевыми, прнфермскими, овощ­ ными севооборотами и пастбищами, осушают системати­ ческим и выборочным дренажем (при понижении грунтовых вод) и открытыми каналами (при отводе поверхностных вод и ограждении от.притока со стороны). На глинах и тяжелых суглинках прокладывают закрытые собиратели с расстоя­ ниями 50 м друг от друга. На легких суглинках и супесях расстояние между дренами принято 35—40 м, на песках— 50 м.

Поступающие с водосбора поверхностные воды и речки перехватывают нагорным каналом, который проведен по восточной границе низины от Идоломской дамбы до р. Запрудни и впадает в водохранилище. С обвалованной тер­ ритории вода поступает в р. Кострому, а из нее насосной станцией перекачивается в водохранилище.

Насосная станция (блочного типа) оборудована тремя поворотно-лопастными насосами марки 40 ПРВ-60 и тремя электродвигателями марки ВДД 170/34-14. Производитель­ ность одного агрегата составляет 3300 л/с, мощность — 800 квт, напор— 12 м, число оборотов в минуту— 493.

Дренажный сток к насосным станциям условно принят равным 10% от среднего многолетнего поверхностного стока.

Русла pp. Костромы и Узоксы регулируют паводки. Объем слоя воды в русле между отметками 77 и 78,5 м со­ ставляет 7-10е м8 . При отметке 78,5 м территория освобож­ дается от полых вод _для проведения сельскохозяйственных работ.

Сток весеннего половодья с. обвалованной площади

низины является р. Кострома, левый приток р. Волги. Длина ее до регулирования составляла 27 км, ширина русла •—100—180 м, средняя глубина—7 м. Кроме р. Костромы, по низине протекают pp. Узокса, Воржа, Бродок, Крячев-

159

ка, Якша-Тесновка, Мерекая. Кострома перекрыта плоти­ нами в пределах защищаемой зоны и превращена в водоем, из которого вода насосной станцией перекачивается за дам­ бу в Горьковское водохранилище. Режим уровней р. Узоксы зависитот местного стока и режима работы насосной станции (рис. 36).

После проведения осушительных и культуртехнических мероприятий в сельскохозяйственное использование вво­ дится 10225 га заболоченных земель, в том числе севооборот­ ных 3200 га, постоянных сенокосов 5704, пастбищ 1306 и садов 9 га.

Обвалование предотвратило затопление поймы павод­ ковыми водами. Проводящая и регулирующая осушитель­ ная сети ускорили отвод поверхностных вод и понизили уро­ вень грунтовых вод.

На Костромской низине ведутся стационарные наблю­ дения за режимом грунтовых вод по створам с расстоянием между скважинами 300—600 м, около водоемов до 200 м и глубинной скважин 4—9,5 м.

Полевыми исследованиями, выполненными Н . А . Ро­ мановой на обвалованной Костромской низине в 1969 г., установлено интенсивное подпитывание грунтовых вод во­ дами напорного водоносного горизонта, дана количествен-

Рис. 36. Уровни воды:

/ — p. Волги (Горьковское водохранилище), 1962 г.; 2 — то же, 1951 г.; 3 — р. Костромы у насосной станции, 1962 г.

.160