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

ная оценка этого подпитывания. Рекомендуется понижение уровня напорного водоносного горизонта при интенсивном сельскохозяйственном использовании поймы.

Институт «Росгипроводхоз» провел исследования изме­ нений плодородия почв Костромской низины под влиянием ее обвалования и прекращения поемности до строительства водохранилища (1955 г.) и после строительства (1960 и 1964 гг.). Выявилась определенная тенденция ухудшения плодородия почв, не заливавшихся полыми водами в течение девяти лет; прекращение затопления поймы ухудшило агро­ химические свойства основных почвенных разностей.

глинистой почве содержание гумуса уменьшилось в 2,1, калия — в 2,8 раза; в дерновой глеевой глинистой почве гумуса стало в 3,1 раза меньше, фосфора— в 4—6,4 раза.

Как видно, при проектировании гидротехнических и гидромелиоративных мероприятий недостаточно полно ис­ пользовались научные достижения и строительный опыт по борьбе с затоплением и подтоплением. На объект сельско­ хозяйственного использования были перенесены методы борьбы с затоплением городов и промышленных предприя­ тий без учета почвенных особенностей. Не рассмотрены во­ просы сохранения поемности низины. Нагорный канал пе­ рехватывает весенние воды, которые раньше растекались по пойме и оставляли на ней питательные вещества.

Береговой дренаж на Костромской низине не примени­ ли, хотя гидрогеологические условия для него вполне бла­ гоприятны. Осушение низины мелкой открытой и закрытой сетью недостаточно эффективно в борьбе с заболачива­ нием поймы без берегового дренажа, особенно в придамбовой зоне. Нагорный канал перехватывает только поверх- •ностный сток, но гидрогеологические исследования пока­ зывают, что с водосбора поступают еще и грунтовые воды, для перехвата которых следует углубить этот канал.

Недостатком насосной станции на р. Костроме является установление трех одинаковых насосов большой произво­ дительности, а для откачки меженных расходов необходи­ мы насосы меньшей производительности во избежание срыва их работы при сокращении поступления к ним воды. При проектировании насосной станции не учитывались летние паводковые расходы, не производилась проверка на -них принятых агрегатов. Ширина по гребню дамб (3 м), где

обратная подача свежей воды из Волги зимой, а рыба из-за недостатка кислорода гибнет. В то же время здесь можно было бы получать значительное количество товарной рыбы ежегодно.

Не предусмотрено увлажнение пойменных земель в за­ сушливый период с использованием вод, откачиваемых на­ сосной станцией, вместо сброса их в водохранилище.

Дамбы обвалования подвергались размыву. Приволж­ ская дамба крепилась только на участках с шириной при­ брежной полосы менее 40 м, и поэтому в 1962 г. она сузи­ лась до 15—25 м, а на некоторых участках до 5—7 м. На Идоломской дамбе на всем протяжении подвергался пе­ реработке пологий песчаный откос, ширина которого за 1959—1963 гг. уменьшилась с 45—50 до 25—40 м. В местах

работы по защите Костромской низины являются большим техническим достижением. Они показали возможность за­ щиты от затопления населенных пунктов, объектов, зе­ мельных площадей и сохранения их в сельскохозяйственном производстве. Но необходимо более детально и объективно проанализировать экономическую сторону вопроса, разра­ ботав правильную методику определения эффективности проектируемых энергетических и защитных мероприятий.

Мелиорация поймы р. Немана. Пойма дельты р. Немана — пример широкого применения обвалования и механического водоподъема при мелиорации пойменных земель.

Неманская низменность расположена в северной части / Калининградской области и южной части Литовской ССР.

Вероятно, уже в X V I I I в. началось обвалование земель дельтовой части поймы р. Немана и значительно позднее, в основном после Великой Отечественной войны, в Литов­ ской ССР.

Климатические условия Калининградской области бла­ гоприятны для сельского хозяйства и характеризуются теплой малоснежной зимой, холодной ранней сухой весной, дождливым прохладным летом и теплой осенью. Продол­ жительность безморозного периода на почве 135—150 дней.

162

Средние многолетние даты перехода температуры воздуха через 5°С 10 апреля и 25 сентября, через 10° 2 мая и 2 сен­ тября. Сумма положительных температур больше 10°С составляет 2250°. Характерно высокое (650—700 мм) средне­ годовое количество осадков, из которых за вегетационный период выпадает 400 мм (наибольшее 1000, наименьшее 400 мм).

Высота снежного покрова достигает 4—5'см в теплые и 25—30 см в суровые зимы; бесснежный период составляет 190 дней.

Большое количество осадков летом и осенью, невысокие температуры, небольшие уклоны, слабая водопроницаемость почвы, высокие уровни грунтовых вод создают условия для избыточного увлажнения. В некоторые годы весной и в на­ чале лета требуется дополнительное увлажнение.

В геоморфологическом отношении Неманская низмен­ ность разделяется на три ступени (верхнюю, среднюю и ниж­ нюю), на юго-востоке к ней примыкает флювиогляциальная равнина.

Основные почвы низменности соответствуют выделенным геоморфологическим зонам. По направлению от р. Немана к заливу расположены дерново-луговые аллювиальные по­ чвы на водоносном песке или торфе, которые сменяются дер­ ново-луговыми аллювиальными оглеенными и глеевыми на том же основании, а вдоль залива— перегнойно-торфяные почвы на аллювиальном водоносном песке, южнее — дер­ новые окультуренные разной степени оподзоленности-. Пло­ дородные дерново-луговые, средне- и легкосуглинистые почвы на водоносном песке или торфе наиболее ценны для сельскохозяйственного использования. Крупные болотные массивы расположены на Неманской низменности, преоб­

ковском—12—13%. Прибрежная часть Курского залива сплошь занята болотами.

К заливу примыкает наиболее залесенная местность. Здесь распространены черноольховые и смешанные леса (ольха, береза, ель, ива) с разнообразным травяным покро­ вом. На заболоченных участках произрастает влаголюби­ вая растительность — камыши, тростники, стрелолист.

Четвертичные отложения состоят из валунных хряще­ ватых суглинков и супесей донной морены. К дочетвертичным относятся меловые отложения сеноманского пе­ риода.

Грунтовые воды расположены в аллювиальных, морских, озерно-морских отложениях песка, супесях, суглинках, нлах. Глубина грунтовых вод аллювиальных отложений достигает 5 м, современных болотных — 1 м, флювиогляциальных и древнеаллювиальных — 5 м.

Неман — одна из крупнейших рек Прибалтики (длина 937 км, ширина в межень 180—350 м, при высокой воде 1000—1500 м, водосборная площадь 98 200 км3 . В 48 км от устья от реки отделяется рукав р. Матросовки и в 12 км от впадения в залив — два рукава — pp. Армату и Скирвить, образуя несколько островов. Средняя величина подъема уровня весеннего половодья на р. Немане, в районе г. Советска, достигает 5 м, падая в дельте на рукавах до 2 м. Средняя величина весеннего паводка 0,5—0,8 м, наиболь­ шая — 1,5—2 м.

Затоплению территории способствовало низкое поло­ жение поймы. Для защиты ее от затопления ниже г. Советска вдоль левого берега реки построена дамба, к которой примыкает дамба обвалования р. Матросовки. Правобе­ режная пойма не обвалована и ежегодно затопляется. По­ сле обвалования прекратилось поступление вод Немана в рукава и водотоки. Вдоль Курского залива, на расстоянии нескольких километров от него, проведена дамба, ограж­ дающая пойму от притока вод залива и соединенная с дам­ бой, идущей вдоль р. Немана. Речки, протекающие по ог­

ной территории отводится с помощью насосных станций. Дамбы строились из местных грунтов: супесчаных, пес­

чаных, суглинистых, глинистых и минерализованных тор­ фяников. Ширина дамб по гребню равна 3,5 м, высота — 0,7—2,0 м; откосы дамб, выполненных из песчаных и су­ песчаных грунтов, равны: мокрый 1 : 2,5, сухой 1 : 2; дамб из глинистых и суглинистых грунтов соответственно 1 : 2 и 1 : 1,75. Дамбы одернованы: мокрый откос сплошной одерновкой, гребень и сухие откосы посевом трав. Мокрые от­ косы участков, подверженных господствующим ветрам, и дамб на реках с интенсивным движением судов закреплены

164

При выклинивании кривой депрессии заложен продольный дренаж из гончарных труб диаметром 20 см со щебеночной засыпкой и поперечными выводами через 200 м. Выводные и дренирующие линии сопрягаются через смотровые ко­ лодцы.

Строительство насосных станций началось в прошлом столетии и продолжается до сих пор. До 1945 г. осушалось 72 520 га обвалованных земель Неманской низменности с механическим водоподъемом 65 насосными станциями. Пло­ щадь осушения изменялась на 46 системах от 220 до 4940 га и на 14 мелких участках от 12 до ПО га. Общая мощность 65 станций составляла 4010 кВт, производительность —

.. 165

84,5 м3 /с. Насосные станции были низконапориыми ( # = 14-5,8 м), малой й средней производительности. Их удельная производительность по отдельным системам изменялась от 0,28 до 2,45 л/с на 1 га.

За время эксплуатации насосные станции претерпели значительные изменения. Раньше вода перекачивалась де­ ревянными колесами, затем вертикальными насосами, цен­ тробежными горизонтального действия и пропеллерными на­ сосами. Теперь существующие станции реконструируются и строятся новые с автоматическим управлением. Несколь- j ко маломощных станций заменяются одной с высокой про- ; изводительностью, а каналы объединяются дюкерами в одну систему.

Каждая насосная станция оборудована 1—3 агрегатами и обслуживает от 500 до 5000 га.

При длинных магистральных каналах и небольших ук­ лонах устраивают по две насосные станции. Все станции работают по заранее заданному режиму, который в зависимо­ сти от изменения условий во время эксплуатации корректи­ руется.

Неавтоматизированные насосные станции в межпавод­ ковый период работают только днем, и поэтому регулиро­ вание уровней воды в канале и, следовательно, грунтовых вод неравномерно. Автоматизированные насосные станции создают более равномерную работу сети и понижают уров­ ни грунтовых вод на полях, что повышает устойчивость каналов.

Осушительная сеть на обвалованных землях состоит из магистральных каналов (которые проходят по тальвегам бывших речек), проводящей сети 1-го и 2-го порядков и мелких каналов. С помощью одного-двух соединительных каналов или дюкеров магистральные каналы объединя­ ются в одну осушительную систему. Польдеры низких уровней с торфяными почвами осушают открытыми кана­ лами с расстояниями между ними 40—90 м, более повышен­ ные участки с минеральными почвами — открытой сетью и дренами. Площадь отдельных дренажных систем 0,5—> 3 га.

Расстояние между каналами на минеральных почвах составляет 70—140 м, на участках с профилированной по­ верхностью почвм — 200 м. Длина регулирующих каналов равна 100—1000 м, ширина по дну — 0,4—0,5, глубина на

168

налов равна 4—2,7 км, глубина — 1,5—3,5 м, ширина по дну — 0,8—2 м (откосы 1 : 1).

На осушительных системах имеются шлюзы и дюкеры. Шлюзы применяют при самотечном отводе воды и механиче­

ливый период. На затопляемых польдерах шлюзы откры­ вают в паводок, чтобы затопить польдер и предохранить дамбы от размыва при поступлении воды через гребень. При спаде воды в водоприемнике их закрывают, и насосные станции откачивают воду с польдера.

Дюкеры при обвалованных водоприемниках служат для уменьшения числа насосных станций. Дюкеры строят из бетона, кирпича или керамических и бетонных труб. Их прокладывают под водоприемником и дамбами и выводят воду к одной станции.

Восстановление и реконструкция осушительной сети были начаты после окончания Великой Отечественной вой­ ны. Многие насосные станции были разрушены, каналы за­ росли, заилились, часть земель оказалась затопленной и подтопленной. Кроме того, осушительные системы Неманской низменности, как и вообще в Калининградской об­ ласти, создавались за несколько столетий в условиях индивидуального сельского хозяйства и во многих случаях не могли удовлетворять требованиям крупного высокоме­ ханизированного социалистического сельского хозяйства. Небольшие по площади, неправильные по конфигурации вследствие беспорядочного строительства регулирующей сети межканальные участки мешали работе сельскохозяйст­ венных машин.

За последнее время отрегулированы многие водоприем­ ники, увеличены размеры каналов, местами открытая ча­ стая сеть заменена дренажем, построены гидротехничес­ кие и дорожные сооружения, усилены дамбы обвалования, реконструированы насосные станции, увеличены размеры полей (с 0,1—0,5 до 1,5—5 га).

Польдерные земли, используемые главным образом под травы, осваиваются коренными или поверхностными спо­ собами. При коренном улучшении закустаренные с низко­ качественнымитравостоями земли перепахивают, затем тяжелыми дисковыми боронами уничтожают дернину, се­ ют многолетние травы. Луга, очищенные от кустарника, с хорошим естественным травостоем улучшают внесением

167

Расстояния между дренами влияют на глубину грунто­ вых вод. Весной и осенью при расстояниях 20 и 40 м разница между уровнями бывает 15 см, при расстояниях между ка­ налами 30 и 60 м— 25 см, летом разница 10 и 20 см соответ­ ственно (табл. 27).

Т а б л и ц а 27

На притеррасной слаборазложившейся дельтовой пойме (участок «Зеленец») водный режим зависит от уровней воды в реке и грунтовых вод с коренного берега;

Северная Двина оказывает дренирующее влияние на уровень грунтовых вод в пойме зимой и летом и подпирает

moid.

Рис. 38. Динамика уровней грунтовых вод на участке «Зеленец»:

а *г-. открытые каналы; б — закрытые дрены, при. расстояниях; / = 60 м; 2 = БО ы; 3 = 40 м; 4 .— 30 м; 5 = 20 м.

169

Влажность почвы за вегетационный период 1959—1961 гг. в сухие и средние годы при закрытом дренаже равнялась 70—80%, при расстоянии между каналами 60 м — 7 7 — 84%, при расстоянии 30 м — 57—.62% от полной влагоемкости.

Урожайность многолетних и однолетних трав (сено) на участке «Зеленец» при закрытом дренаже с расстояниями 20 м составляла 44,3 ц/га, 30 м — 41,5, 40 м—39,8 ц/га; при открытых каналах с расстояниями 30 м — 45,8, 60 м—• 35,9 ц/га.

При осушении пойменных земель северных районов европейской части СССР А. В. Шуравнлин рекомендует для пропашных и зерновых культур расстояния между дре­ нами 10—20 м, между каналами 30—40 м; для пастбищ — расстояния между дренами 30 м и между каналами 40—50 м; для лугов — между дренами 40 м и между каналами 50— 70 м.

Высокие уровни грунтовых вод на пойме в вегетацион­ ный период 1961 г. говорят о том, что существующая систе­ ма не обеспечивает необходимого осушения.

Подпоры грунтовых вод высокими уровнями р. Север­ ной Двины требуют осушения с помощью механического во­ доподъема при интенсивном использовании поймы.

На рисунке 38 приведена динамика уровней грунтовых вод при разных расстояниях между каналами открытой сети и дренами. Во всех случаях с уменьшением расстояний между дренами и каналами грунтовые воды понижаются на большую глубину. Каналы с расстояниями 30 м больше понижают грунтовые воды, чем дрены с теми же расстоя­ ниями. Каналы с расстояниями 60 м не обеспечивают осу­ шения. Следовательно, в данных условиях в зависимости от использования можно рекомендовать открытые каналы или дрены с расстояниями 30 м,

170