Файл: Сарыкулов Д.С. Водохозяйственное строительство.pdf

В связи с тем, что вертикальный дренаж не является прямым средством рассоления, а только создает условия, при которых комплексом мелиоративных и агротехниче­ ских мероприятий возможно получить необратимый про­ цесс рассоления земель, нельзя судить о мелиоративной эффективности скважин вертикального дренажа сразу после ввода их в действие.

Процесс мелиоративного улучшения орошаемых зе­ мель является результатом воздействия ряда факторов, а именно: природных, инженерно-мелиоративных, агро­ мелиоративных. Недоучет хотя бы одного параметра мо­ жет явиться причиной получения низкой эффективности мелиоративных мероприятий. При этом трудно устано­ вить, какая доля в увеличении урожайности и снижении себестоимости приходится на долю гидротехнических ме­ лиораций.

Эффективность дренажа следует определять мелио­ ративными показателями, ими при освоении засоленных земель и выборе типа дренажа могут быть т е м п ы р а с ­ с о л е н и я и д р е н а ж н ы й м о д у л ь . То есть при выборе вариантов дренажных систем, кроме определен­ ных удельных затрат на строительство и эксплуатацию на один гектар, срока окупаемости дополнительных капита­ ловложений, необходимо учитывать и такие стоимостные показатели, которые определяются, исходя из условий обеспечения одинакового дренажного модуля и темпов рассоления.

Для оценки мелиоративной эффективности вертикаль­ ного дренажа можно рассмотреть опыт его применения в совхозе «Пахтаарал» Чимкентской области.

На территории этого хозяйства, имеющего общую площадь 13 тыс. га, функционируют в настоящее время 72 скважины вертикального дренажа. До введения в дей­ ствие этих скважин на сильно засоленные земли на че­ тыре отделения совхоза приходилось 31,1% общей пло­ щади сельхозугодий, тип засоления — сульфатный. Грун­ товые воды залегали на глубине 1,3—3,1 м, минерализа­ ция их колебалась в значительных пределах — от пресных (1 г/л) до сильно соленых (40—50 г/л). Водно-солевой

U 1 .

После сдачи в эксплуатацию 59 скважин вертикаль­ ного дренажа в 1964—1967 гг. на площади 7300 га мелио­ ративные условия стали менятьЪя в лучшую сторону: каждая скважина обеспечивала понижение уровня грун­ товых вод на 3—4 см в сутки на площади около 150 га при радиусе действия скважин 700 м. Введенные в экс­ плуатацию скважины дали возможность путем регулиро­ вания откачек поддерживать уровень воды на глубине 2.5— 3,5 м, не допуская в то же время пересушивания поч­ вы. В предпромывной период уровень грунтовой воды по­ нижался на большую глубину, что позволило увеличить промывные нормы на 50% и усилить эффект опреснения. Минерализация грунтовых вод понизилась с 40—50 до 20—30 г/л. По данным института САНИИРИ, на землях 1 очереди в этом совхозе водный баланс сложился отри­ цательным (т. е. отток равен 1,8—3,5 тыс. м3), при этом ежегодный вынос солей из почвенного слоя — 6,8— 18,7 т/га.

При систематической работе скважин вертикального дренажа отток грунтовых вод можно довести до 5—6 тыс. м3 га в год. При такой дренированное™ вполне возможно рассолить верхний (1,5—2 м) слой почвы на 2—3 года и обеспечить условия получения высоких урожаев на зна­ чительных площадях.

Все мероприятия по рассолению земель с помощью вертикальных дрен предусматриваются для многих оро­ сительных систем республики. Так, для Каратальской оросительной системы составлены проекты переустройст­ ва дренажной сети по всему массиву, по которым будет осуществлено строительство постоянного дренажа для обеспечения промывки засоленных земель и понижения уровня грунтовых вод. В качестве постоянного дренажа намечается углубление картовых сбросов до глубины

1.5— 2 м.

На землях с очень тяжелыми мелиоративными условиями для усиления процесса промывки предусмат­ ривается строительство временных рассолительных дре­ нажей. Для обеспечения отвода дренажно-сбросных вод предусматривается углубление внутрихозяйственных, межхозяйственных и магистральных коллекторов. Часть массива дренируется с устройством вертикального дре­ нажа. Общая площадь, охватываемая вертикальным дренажем, составляет 6,5 тыс. га земель. Глубина сква-

18

жим вертикального дренажа колеблется в пределах 30— 100 м. Они расположены на расстоянии 150—200 м одна от другой.

В настоящее время на осваиваемых массивах рес­ публики проводятся, мероприятия по выявлению за ­ соленности земель с целью их рассоления и дальнейше­ го использования. На территории республики имеется 12 опытно-балансовых участков в Чимкентской, Кзыл-Ор- динской, Джамбулскоп, Алма-Атинской и Талды-Кур­ ганской областях.

Для получения полноценных данных по обоснованию эффективности мелиоративного строительства необходи­ ма целенаправленная постановка водно-балансовых и ре­ жимно-балансовых работ на мелиорируемых землях, начиная со стадии региональных и строительных изыска- -ний и включая эксплуатацию объекта. .

ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ

УСТРОЙСТВА

Коэффициент полезного действия старых ороситель­ ных систем колеблется в пределах 0,30—0,40. При еже­ годных заборах 12 млрд, м3 воды на орошение для поли­ ва используются лишь 4 млрд. м3. Большая часть заби­

грунтовых вод и ухудшают мелиоративное состояние зе­ мель. Величина потерь воды на фильтрацию зависит от многих факторов. Только при периодической работе канала потери воды на фильтрацию составляют 65—85% от общих потерь, так как высохшее русло интенсивно впитывает воду.

Потери воды в системах распределяются следующим образом: в магистральных каналах — около 10%, в межхозяйственных распределителях — 25 и во внутри­ хозяйственной сети — 65%.

Потери во внутрихозяйственных каналах колеблются в зависимости от расхода в них воды, составляющего от

80 до 300 л/сек. (табл. 2).

Главным мероприятием в борьбе с потерями воды яв-

19

ляется правильная разработка вариантов оросительной системы. Большую роль играет рациональный выбор трассы канала с наименьшей протяженностью. Немало­ важно применение закрытых систем орошения, дождева­ ния, меньшего числа оросительных каналов, несущих транзитные расходы. На современных оросительных сис­ темах применяются искусственные антифильтрационные одежды, резко повышающие КПД систем: бетонные и же­ лезобетонные облицовки, экраны и т. д.

Простейшим приемом борьбы с потерями ороситель­ ной воды в мелкой сети является у п л о т н е н и е д н а о р о с и т е л е й и участковых распределителей катками. Уплотнение считается завершенным, если объемный вес грунта доведен для легких суглинков до 1,6—1,7 т/м3, для средних — до 1,5—1,6 и для глинистых грунтов — до

1,45—1,5 т/м3.

Для тщательного глубокого уплотнения применяют ударно-механическую трамбовку, благодаря чему фильт­ рация из каналов сокращается в 16—20 раз.

Другим видом борьбы с фильтрацией является коль - м а т а ц и я, применяемая на песчаных каналах. Ее про­ изводят следующим образом. Заготавливают глинистый раствор-пульпу в специальных котлованах. Из котлована готовый раствор перегоняют насосами в головной канал. Добиться равномерного осаждения частиц по всей длине канала трудно. Для большей надежности кольматаж про­ водят несколько раз. Кольматация уменьшает потери во­ ды в 5—10 раз.

Хорошей мерой борьбы с фильтрацией в каналах яв­ ляется с о л о н ц е в а н и е , заключающееся в преобразо­ вании структуры грунта при внесении солей натрия. В ре-

20

зультате обменной реакции грунт приобретает сеойство солонцов и становится малопроницаемым. Фильтрация при солонцевании уменьшается в 5 раз. Солонцевание производят для всех грунтов, кроме песчаных и карбо­ натных.

Распространен метод борьбы с фильтрацией — с о ­ з д а н и е в о д о н е п р о н и ц а е м ы х о д е ж д : гли­ няных, каменных, бетонных и железобетонных. Наиболее эффективно, хотя и трудоемко, мощение камнем. Камен­ ные мощения бывают в виде одиночной мостовой толщи­ ной 15—20 см, двойной мостовой, уложенных на гравий­ но-песчаную заготовку и др. Для усиления антифильтрацнонных мероприятий каменное мощение обрабатывают кольматацией, цементной штукатуркой.

При устройстве бетонной облицовки повышается КПД сети. Для магистральных каналов толщина бетонной об­ лицовки— 10—20 см. Монолитные облицовки выполня­ ются на месте с устройством температурных швов. Чтобы увеличить водонепроницаемость бетонных облицовок, применяют цементную штукатурку слоем 2—5 см.

Эффективно в борьбе с фильтрацией из каналов уст­

тельстве широко внедряются типовые сборные железобе­ тонные конструкции: железобетонные плиты, г-образные блоки, железобетонные лотки прямоугольного и парабо­ лического сечения, напорные и безнапорные железобе­ тонные трубы разного диаметра. Крупные оросительные каналы с облицовкой из сборного железобетона, постро­ енные в Алма-Атинской области, имеют КПД в преде­ лах 0,8—0,95. Эти каналы отличаются большой пропуск­ ной способностью, долговечностью и удобны в эксплуа­ тации.

С развитием химической промышленности появилась возможность широко внедрять в ирригационное строи­ тельство изделия из синтетических материалов. Особенно распространены сейчас пленки, листовые материалы из пластмассы и гибкие полиэтиленовые трубопроводы. Ис­ пытания устройства экрана из полимерной пленки на ка­ нале показали хорошие результаты. В Казахстане пласт­ массовые покрытия выпускает Гурьевский пластмассовый завод.

21

КАПИТАЛЬНАЯ (СТРОИТЕЛЬНАЯ) ПЛАНИРОВКА

Планировка орошаемых земель при ирригационном строительстве имеет огромное значение.

Как известно, всякая поверхность орошаемого поля имеет небольшие, а иногда и значительные неровности, затрудняющие полив, создающие неравномерность увлажнения почвы, снижающие коэффициент земельного использования, вызывающие перерасход оросительной воды. Для устранения этих недостатков поверхность оро­ шаемого поля должна быть спланирована, т. е. выровнена путем перемещения почвогрунта с повышенных мест в пониженные.

Особенно важна планировка при мелиорации засолен­ ных земель (качество их промывки целиком зависит от того, насколько спланирована поверхность), а также при поверхностном поливе (капитальная планировка и вырав­ нивание земель позволяют поднять КПД на 5— 10%, про­ изводительность труда — до 20—30%).

В планировочные работы входят: проектирование, под­ готовка поверхности (очистка), перенос проекта в на­ туру, рыхление и перемещение почвогрунта, окончатель­ ная отделка поверхности поля, прием выполненной рабо­ ты и проверка качества спланированной поверхности.

Проектированием планировки решаются такие зада­ чи, как выбор проектной поверхности и установление ве­ личин срезок и насыпей почвогрунтов, наметка их конту­ ров, выяснение наиболее рациональных перемещений земляных масс с повышенных мест в пониженные, опре­ деление объемов, дальности перемещения грунта и стои­ мости планировочных работ, установление состава зем­ леройных механизмов для проведения планировки, выявление участков, требующих окультуривания и до­ полнительного удобрения в процессе освоения. При про­ ектировании рисовых севооборотов определяются и средние отметки чеков, на основании которых устанав­ ливаются командные горизонты в оросительной сети.

Выбор проектной поверхности обусловливается при­ нятым способом полива, рельефом местности и конфигу­ рацией поля, а также техНико-экономическими показате­ лями (объем земляных работ, дальность перемещения грунта и т. д.). Для наземного способа полива необходи-

22