книги из ГПНТБ / Марков Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны
.pdfПлощадь земель пойменного расширения составляет 30 696 га. Около 80% площади поймы занимают торфяные, торфяно-глеевые и торфянисто-глеевые почвы, 18% пло щади — супесчаные и суглинистые избыточно увлажненные почвы и 2% — реки, каналы, озера.
На пойме выделяются четыре типа торфяников: низин ные (90%), переходные (3%), смешанные (3%) и верховые (4%). Преобладающая степень разложения торфа 3&—45%. Средняя зольность торфа на пойме 14,8% (от 1,2 до 44,8%)Г При изысканиях на Дубнинской пойме не было заложено
глубоких |
скважин, поэтому |
описание ее геологического |
строения |
и гидрологических |
условий дается по глубоким |
скважинам на прилегающем |
водосборе. |
|
Современные аллювиальные образования состоят из мелкозернистых темно-серых, серовато-сиппх и зеленова тых песков мощностью более 1 м. Выше них расположены иловатые суглинки, в некоторых местах опесчаненные, мощностью от 1 до 2 м или торф мощностью до 8 м^ Коэф
фициент фильтрации песков |
0,002—0,008 см/с. В северо |
западной и северо-восточной |
частях массива и по берегам |
р. Сулоти торф подстилается |
супесями. Под торфом глин |
почти нет, суглинки широко распространены по всей пойме в виде небольших линз. В глубоких древних впадинах распространены мергелистые образования мощностью 3—• 5 м и сапропель. Гидрогеологические условия поймы не изучены.
Исследования режима уровней воды р. Дубны начались в 1889 г. (экспедиция И. В. Бушмакина) с целью создания в бассейне Верхней Волги, в частности в поймах pp. Дубны и Яхромы, водохранилищ для улучшения судоходства на Волге.
По длине реки уровенный режим изменяется неодинако во. На верхнем участке воды весеннего паводка проходят с несколькими пиками, бытовой уровень устанавливается во второй половине мая, летне-осенние уровни в некоторые годы близки к уровням весеннего половодья. На среднем участке пойменного расширения в 1934—1962 гг. макси мальные уровни проходили от 5 апреля до 2 мая, достигая 3,5—5 м над меженью. Затопление* поймы у с. Нушполы продолжалось от 3 до 49 дней (в среднем 30 дней). Пойма освобождалась от .воды в конце мая — июне, а при совпа дении с летними дождевыми паводками — в середине июля. Затопление начиналось 28 марта — 26 апреля, кончалось 17 апреля — 10 июня.
80
В периоды половодья водная поверхность пойменного расширения почти не имеет уклона.
Летне-осенние дождевые паводки проходят с макси мальными уровнями в сентябре — октябре. За 29 лет наблюдений у с. Нушполы .только 9 паводков превысили 100 см и наивысший паводок 1953 г. составил 250 см. Летний паводок 1953 г. по высоте равнялся весеннему, а по про должительности и объему превзошел его. Этот уровень соответствует примерно максимальному уровню 1%-ной обеспеченности. Средняя продолжительность паводкового затопления составляет 30 дней, а во время очень высоких паводков— 1,5—2 месяца.
Бытовые уровни устанавливаются в конце июня — июле. Во время дождей в сентябре — октябре продолжительность их сокращается. Уклон реки по бытовым уровням от Замостья до Сущево очень маленький—.0,0001.
Сток р. Дубны изучен слабо, систематически -расходы реки не измеряли, наблюдения проводили в разное время на разных створах. Средний годовой модуль стока р. Дубны равен 6,5 л/с с 1 км2 . Максимальные расходы весеннего
половодья за 29-летний |
период наблюдений (с 1934 по |
1962 г.) составляют на |
водомерном посту у с. Нушполы |
99,2_ м3 /с. Максимальные |
расходы дождевых паводков зна |
чительно изменяются на пойменном расширении. Так, максимальный расход дождевого паводка 10%-ной обеспе ченности составил в 1960 г. в верховье (ус. Константиново) 66,5 мп /с, а ниже (у с. Нушполы) только 31,6 м3 /с, продолжи тельность паводка увеличилась с 17 до 49 дней.
Для осушения поймы к 1932 г. были выполнены сле дующие работы: отрегулировано русло р. Дубны на про тяжении 57,5 км; отрегулированы притоки: р. Нушполка на протяжении 4 км, а р. Сулоть на протяжении 8 км; прорыт Веле-Дубнинский канал длиной 7,9 км для переброски вод р. Вели ниже по течению р. Дубны; прорыта регули рующая сеть длиной 16,3 км и проводящая длиной 21,2 км; построены дороги (3,8 км) и 12 мостов. В 1938 г. была
-отрегулирована р. Кубжа на протяжении 3,2 км. В пред военные годы в. районе Константинове была осушена пойма открытой сетью на площади около 1000 га.
Ранее выполненные работы по регулированию р. Дубны и устьевых частей ее притоков, строительство открытой мелкой осушительной сети на части пойменных земель значительно изменили водный режим поймы, сократив продолжительность весеннего и летне-осеннего паводкового
•81
затопления и понизив глубину стояния грунтовых вод в вегетационный период.
Изменение водного режима поймы привело к смене расти тельности. Улучшились пастбища для скота. Непрохо димые болота превратились в доступные для передвижения. Отдельные участки поймы р. Дубны стали пригодны для выращивания зерновых и овощных культур. Так, поданным отчета Овсянниковского опорного пункта, на опытном участке осушенного болота в 1934—1936 гг. были получены урожаи (ц/га) яровых зерновых культур: ячменя50,5, овса 17,8, проса 15,5, гороха 11, гречихи 12; корнеплодов: сахарной свеклы 155, кормовой свеклы 184, моркови сто ловой 114, моркови кормовой 93, брюквы кормовой 376,
турнепса |
379, капусты «Слава» 250; трав: тимофеевки |
96, |
овсяницы |
луговой 55, клевера белого 80, лисохвоста |
115, |
полевицы |
белой 67. |
|
Однако работы по дальнейшему более интенсивному осушению и освоению поймы р, Дубны были прерваны Великой Отечественной войной.
Русло реки на многих участках заросло, заилилось, покрылось корягами и топляками, уровни воды поднялись. В результате 64% площади поймы покрыто мелколесьем, 20% занято сенокосами и пастбищами с травостоем низкого качества, 16% территории, покрытой болотами, вообще не используется. Культуртехническое состояние поймы не удовлетворительное.
При осушении поймы р. Дубны недостаточно исполь зовался накопленный к тому времени отечественной осу шительной мелиорацией опыт и мало учитывались природ ные условия. В водном питании поймы значительную роль играют поступающие с водосбора грунтовые и делювиальные склоновые воды, но они не перехватывались нагорными и ловчими каналами. Тальвеговая сеть не применялась. Поэтому даже после осушения поймы значительная часть ее территории быстро пришла в прежнее состояние и не использовалась.
Опыт осушения поймы р. Дубны показал, что такие земли нужно интенсивно использовать под искусственные сенокосы и пастбища, овощные и кормовые культуры. Осушение следует проводить совместно с культуртехничес-
кими |
и агротехническими |
мероприятиями, увлажнением |
|
в вегетационный период, особенно во время засухи. |
|||
На опытном .участке у д. Овсянниково |
(кроме регулиро |
||
вания |
реки) была прорыта |
сеть мелких |
открытых осуши- |
82
тельных каналов на расстоянии 100, 175, 60, 50 м друг от друга.
На рисунке 8 приведен поперечный разрез поймы и на- . несены уровни грунтовых вод на пойме с января по октябрь (кроме марта) 1937 г. Грунтовые воды в течение всего вре мени наблюдений тесно связаны с уровнями воды в реке, на положение которых влияет микрорельеф поймы и испарение. В августе, сентябре, октябре наблюдались самые низкие уровни грунтовых вод, значительно превышающие глубину осушительных каналов. Причем эти уровни понижаются почти параллельно друг другу (кроме участка, расположен ного нарасстоянии до 70 м от русла реки). Следовательно, отрегулированный водоприемник является определяющим фактором в положении грунтовых вод на этом участке поймы. •
Ввиду того что пойма осушалась под улучшенные естест венные сенокосы и пастбища и эксплуатация осушительной системы за прошедшие после ее постройки годы находилась в неудовлетворительном состоянии, для современного ис пользования поймы необходимо осуществить более интен сивные гидромелиоративные мероприятия. Эти мероприятия должны обеспечить своевременный отвод весенних павод ковых вод с поймы, не допускать летнепаводкового затоп ления, понизить грунтовые воды на необходимую глубину во время вегетации культур и производства сельскохозяйст венных работ и увлажнить почву в засушливые периоды.
В настоящее время осуществляется проект института
«Росгипроводхоз» осушения |
путем регулирования русла |
р. Дубны на протяжении 55,5 |
км и ее притоков в пределах |
поймы, перехвата склоновых, делювиальных вод нагорными каналами, ускорения поверхностного стока, оттока инфильтрационных вод и понижения уровня грунтовых вод открытой и закрытой регулирующей сетью.
Расчет русла реки произведен на летне-осенний расход 25%-ной обеспеченности для использования осушаемой территории под луга и на бытовые расходы 10%-ной обеспе ченности. Предполагается сократить продолжительность весеннепаводкового затопления 10%-ной обеспеченности с 42 до 26 дней.
После регулирования реки пропускная способность ее русла на расстоянии 11,8 км ниже осушаемого массива возрастает с 30 до 100 м3 /с. Расстояние между регулирую щими каналами определено исходя из принятой глубины понижения грунтовых вод 0,4 м через 25 дней после спада
83
Рис. 8. Среднемесячные уровни грунтовых вод на опытном поле в пойме р. Дубны у д. Овсянниково:
/ — январь; 2 — февраль; 3 — апрель; 4 — май; 5 — июнь; 6 =- июль; 7 .— август; 8 — сентябрь; 9 —• октябрь-
половодья. На торфяных и минеральных грунтах с глуби ной до водоупора 3 м расстояние равно 150 м, на торфяниках и минеральных грунтах с глубиной до водоупора от 4 до 10 м расстояние равно 200 м. Глубины регулирующих ка налов приняты 1,5—2 м с учетом осадки торфа, минималь ные уклоны 0,0005; расстояния между проводящими кана лами 800—1000 м, глубины их 2—2,5 м с учетом осадки торфа, минимальные уклоны 0,0003. Форма проводящих 1-г регулирующих каналов трапецеидальная с шириной по дну соответственно 1 и 0,6 м. Вынутый из каналов грунт разравнивается в кавальеры слоем 30—35 см для проводя щих и слоем 10—15 см для' регулирующих каналов.
Под руководством автора были возобновлены наблюдения за грунтовыми водами на Дубненской пойме и уровнями воды в реке на Сущевском, и Нушпольском водомерных постах и оборудованы новые водомерные посты у сел Константиново и Замостье. Уровни замеряли круглый год.
Кроме наблюдений за грунтовыми водами и уровнями воды в реке изучались вопросы размерзания грунтов на пойме и вне поймы, динамика влажности на Нушпольском и Сущевском створах, атмосферные осадки и др.
Наблюдения за грунтовыми водами и уровнями воды в р. Дубне имели особое значение не только для данной, но и для других пойм, так как влияние отрегулированного водоприемника на осушение прилегающих земель является спорным и не всегда учитывается.
С у щ е в с к и й гидрогеологический створ' проходит по правому и левому участкам поймы р. Дубны (длина его 1430 м). В течение 1947—1951 гг. наблюдения на створе проводили круглый год (кроме паводков) с замерами уров ней каждую пятидневку, а с 1952 г-, уровни замеряли только летом. На рисунке 9, г изображено геологическое строение поймы в зоне створа 4, оборудованного семью колод цами.
На рисунке 10 изображены изменения уровней воды в реке, грунтовых вод и атмосферных осадков. Ежегодно пой-
-ма затопляется весенними паводковыми водами в течение продолжительного времени, особенно левобережная часть. Кроме весенних паводки наблюдаются в августе, октябре, ноябре, достигая в некоторые годы не меньших уровней, чем весенние. Такое положение с затоплением поймы говорит о неудовлетворительном состоянии водоприемника при освоении поймы даже под луга и необходимости проведе ния регулирования реки.
85
Наблюдения за грунтовыми водами на створе, приведен ные к абсолютным отметкам уровней, изображены в виде гидроизоплет, которые характеризуют изменение уровней грунтовых вод по поперечникам в зоне наблюдения по време ни. По оси абсцисс отложены расстояния между колодцами, по оси ординат— время наблюдений. Каждый замер уровня грунтовых вод в колодце в.абсолютных отметках выписы вается в точке пересечения ординаты, идущей по направ-
г
ШШ1 ' Ш 2 - Е З З
Рис. 9. Гидрогеологические створы на пойме р. Дубны:
а — у с. Константинове; б — у д. Замостье; о — у с. Нушполье; в = у д. Сущево; / ее суглинки; 2 = песок; 3 — торф.
лению |
от колодца, |
с абсциссой, |
соответствующей дате |
||
наблюдения. По интерполяции |
проводятся |
изоплеты—• |
|||
линии, |
соединяющие |
равные уровни. |
|
|
|
На |
рисунке 10 изображены изоплеты |
по |
Сущевскому |
||
створу |
за 1950—1951 гг. Характер нзоплет |
за все годы |
|||
наблюдений одинаков. Это особенно ярко |
видно по изо- |
||||
плетам |
1950—1951 |
гг., соответствующим |
круглогодовым |
||
наблюдениям. Плавность изменений в характере изоплет нарушается только в периоды паводков или во время выпа дения значительных количеств осадков (июль 1951 г.) или продолжительных дождей. Наибольшие изменения в характере изоплет наблюдаются в левобережной части и менее значительные в правобережной. Наиболее заметные колебания около водоприемника, с удалением от него они затухают. • "
Уровни грунтовых вод в правобережной части располо жены близко к поверхности (примерно на 0,2—0,6 м на раз ных участках) и значительно ниже (на 0,6—1,4 м) в лево бережной; с удалением от реки осушительное действие ее уменьшается. Здесь -оказывает влияние более плоский рельеф левобережной части поймы.
На Сущевском створе проводились трехлетние наблю дения за влажностью почвы в вегетационный период и за процессом размерзания почвы на пойменном и внепойменном участках.
Решающую роль в осушении поймы в районе Сущевского створа должно сыграть регулирование р. Дубны, которое сократит весеннее паводковое затопление и избавит пойму от летне-весенних паводков. Для осушения притеррасной части необходимо прорыть нагорно-ловчий канал и, возможно, дополнительно глубокий канал или сеть, так как при зна чительном уклоне местности осушительное действие реки и ловчего канала для интенсивного освоения земель под овощные, кормовые.культуры и пастбища может оказаться недостаточным.
Н у ш п о л ь с к и й гидрогеологический створ (дли-
-ной 1300. м) расположен около с. Нушполы. Наблюдения проводятся с 1946 г. на правобережной и левобережной частях поймы по 10 колодцам (5 колодцев на каждой сто роне поймы).
На рисунке 9, в представлено геологическое строение поймы в районе створа. Пойма состоит из торфа, а около русла из суглинка, подстилаемых иловатым песком с про слойками суглинка.
87
1950 г
Рис. 10. Режим грунтовых вод
На рисунке 11 показаны поперечное сечение поймы с расстояниями между колодцами, отметками поверхности земли, отметками верха и доньев колодцев и результаты
наблюдений на водомерном посту за |
уровнями |
воды в |
р. Дубне и грунтовыми водами с 1950 |
по 1951 гг. |
|
Наблюдения за грунтовыми водами в 1950—1951 гг. |
||
проводили с замерами уровней каждую пятидневку |
(кроме |
|
паводков). По результатам замеров составлены гидроизоплеты. График изменения уровня воды в реке изображен на том же рисунке. В этой части поймы уровни грунтовых
вод подвержены более резким колебаниям, чем |
в районе |
д. Сущево. В июле, августе, сентябре вследствие |
испарения |
W5I г
на пойме р. Дубны у д. Сущево.
грунтовые воды расположены обычно наиболее глубоко, а в октябре^— ноябре они поднимаются. В 1950 и 1951 гг.
уже в августе |
произошел |
резкий |
подъем |
грунтовых |
вод |
. с затоплением |
поймы. |
|
|
|
|
Растянутое весеннее затопление, частые и длительные |
|||||
летние и осенние паводки, |
высокие |
уровни |
грунтовых |
вод |
|
в послепаводковый период, их медленный спад летом, про должающийся до середины или конца июня, и раннее на чало осеннего подъема грунтовых вод доказывают неудов летворительность водного режима поймы для интенсивного использования. Следовательно, в первую очередь надо отре гулировать русло реки для сокращения продолжительности
89
