Хлеб, рис, овощи и воды под землей Земля жаждет
Задумывались ли вы когда-нибудь, как много воды требуется, чтобы вырастить, например, овощи.
В огурцах содержится до 95% воды, в картофеле — 80%, а в арбузе даже 96%. Поэтому, чтобы вырастить овощи, фрукты и зерновые, требуется много воды, которую они получают из почвы.
Для производства 1 кг сухого зерна (пшеницы, ржи) необходимо от 730 до 760 кг воды. Один гектар капусты требует около 7500 — 8000 т воды в течение сезона, а кукурузы — 3200 т.
Вот поэтому в почвах должно быть достаточно воды, чтобы вырастить насущно необходимые для человечества растительные продукты.
Еще больше воды потребует животноводческое хозяйство. Небольшое стадо коров в 50 голов расходует ежедневно до 6000 л воды.
Весной 1975 г. население планеты Земля перешагнуло крупную цифру 4 млрд. Стремительный рост населения земного шара выдвигает перед людьми задачу непрерывного роста производства продовольствия. Одним из препятствий в развитии земледелия является нарушение благоприятного для сельскохозяйственных культур влажностного режима почв. В одних случаях грунтовые воды стоят высоко, атмосферных осадков много, а испарение малб, в результате почвы переувлажнены,
а нередко и заболочены. В этих районах, без сомнения, количество поступающей в почву воды превосходит испарение. Специалисты тогда говорят об избыточном увлажнении. Географически зона с такими почвами располагается севернее 58 — 60 параллели (севернее городов Рига, Калинин, Иваново).
В иных случаях грунтовые воды залегают глубоко, а количество атмосферных осадков малб. В подобных районах почвы недостаточно увлажнены. Влаги не хватает для роста растений. Эта зона «недостаточного увлажнения» располагается южнее 48 — 50 параллели (южнее городов Полтава, Саратов, Чкалов).
Большая часть степной территории СССР с наиболее плодородными почвами имеет недостаточное увлажнение. Примером может служить Украина. В этой цветущей республике более 1/3 сельскохозяйственных угодий требует орошения. Каждые 3 — 4 года выпадают засушливые годы, во время которых урожай резко сокращается.
Какой же выход из этого положения?
Как видно, необходимо организовать регулирование содержания влаги в почвах. Достигается это в районах с недостаточным увлажнением путем орошения, а там, где влаги много, — комбинированного осушения и орошения. Все мероприятия, повышающие плодородие почв, получили название мелиорации. В настоящее время на Земле мелиоративные территории занимают только 15% пахотной земли, но это оказывается достаточным, чтобы кормить более половины населения планеты.
В Советском Союзе в соответствии с решениями партии и правительства проводятся широкие мероприятия по расширению мелиорируемых земель. Создаются такие гигантские оросительные системы, как Каховская (УССР), которая должна оросить 1 260 тыс. га, Поволжская (500 тыс. га), Каршинская (900 тыс. га), и многие другие (рис. 50).
Согласно решениям XXV съезда КПСС, в десятой пятилетке предусматривается оросить и осушить весьма значительные территории. За все прошлое время на Украине и в Молдавии (до 1 сентября 1975 г.) было орошено 1 639 тыс. га, а в течение одной только десятой пятилетки должно прибавиться 745 тыс. га новых мелиорированных земель. В Средней Азии, где за всю историю была создана ирригация (орошение) на площади 6950 тыс. га (до сентября 1975 г.), за десятую пятилетку будет добавлено 1112 тыс. га. В Поволжье до 1875 г. было орошено 346 тыс. га, а в новой пятилетке будут созданы мелиоративные системы на площади 847 тыс. га.
Особое внимание уделяется Нечерноземью. Здесь на 1 нояб-. ря 1975 г. было осушено 2260 тыс. га, а в десятой пятилетке намечено дополнительно провести осушение на площади 1781 тыс. га. В Прибалтике, Белоруссии и Западной Украине за всю историю (до 1 ноября 1975 г.) осушено 750 тыс. га, а за одну десятую пятилетку намечено осушить 2422 тыс. га.
Рис. 50. Грандиозная Каховская оросительная система:
а — Каховское море, б — территория орошения — 1 млн га, в — главный Каховский канал длиной 130 км
Чтобы подать воду к высохшим землям, создаются уникальные каналы, такие, как Каракумский протяженностью 1400 км, Иртыш — Караганда — 450 км, Северо-Крымский — 405 км, Днепр — Донбасс — 262 км, Волго-Урал и многие другие.
Приходится исправлять несправедливость природного распределения воды. Мого воды на севере и мало на юге. Поэтому решено ряд северных рек повернуть вспять. Для этого предполагается переброска части стока северных рек Печоры и Вычегды в реку Каму (до 40 км3 воды в год), Иртыша, Тобола, Оби в бассейн Аральского моря (до 35 км3 воды) (рис. 51).
Вот таковы грандиозные планы, намеченные XXV съездом КПСС. В решениях съезда с особой силой подчеркивается необходимость строгого осуществления намеченной партией программы мелиорации земель. Советский Союз в настоящее время занимает третье место в мире по площади орошаемых земель (15 млн. га). Первое место прочно удерживает Индия, имеющая 39 млн. га, а на втором месте стоят США, обладающие площадью орошения в 21,5 млн. га, четвертое место принадлежит Индонезии с площадью орошения 6,8 млн. га.
Мелиоративное строительство теснейшим образом связано с гидрогеологическими особенностями орошаемых и осушаемых территорий. Львиная доля работы падает на плечи гидрогеологов. Они должны рассчитать, сколько воды на пути к полям потеряют каналы за счет ее инфильтрации в горные породы, слагающие стенки и дно. Такие потери могут составить 50 — 60%, поэтому крайне важно знать их величину. Ведь чем они больше, тем больше воды должно поступать в канал, чтобы обеспечить для полива необходимые количества. А от этого зависят размеры каналов и потребность в воде. Другая задача гидрогеологов — это изучение подземных вод орошаемой территории. Они должны установить, какая система водоупоров имеется в массиве, сколько водоносных горизонтов, уровень грунтовых вод и их химический состав. Сложной задачей, решаемой гидрогеологами, является изучение изменения уровня грунтовых вод по временам года.
Рис. 51. Так собираются забрать воду у Иртыша и Оби и направить часть ее в Среднюю Азию
Если не знать всего этого, могут возникнуть серьезные неприятности, ведь поливные воды, подаваемые на поля в больших количествах, начнут взаимодействовать с подземными водами. Это легко понять, если учесть, что в среднем на орошение одного гектара посева в течение года подается от 11 до 15 тыс. м3 воды. При чрезмерном поливе в грунтовые воды начинает поступать много дополнительной поливной воды. В результате изменяется их режим. Предусмотреть последствия крайне важно.
Особой заботой является выяснение путей отвода использованных при поливе вод или вод, оказавшихся излишними. Необходимо искать лучшие трассы для устройства дренажей и помогать гидротехникам в их расчетах. Много других задач приходится решать гидрогеологу. Отсюда следует вывод — без гидрогеологии создание мелиоративных систем невозможно.