Файл: Ахмедов, Х. А. Осушительные мелиорации учебник для гидромелиоративных факультетов технических и сельскохозяйственных вузов.pdf

Рис. 1. Схема гидрогеологических зон орошаемых территорий Средней Азии:

дифференцированного установления мелиоративных мероприя­ тий в каждом конкретном случае.

§ 4. Развитие осушительных мелиораций в СССР

Еще в глубокой древности земледельцы заметили, что вода засоляет земли, снижая их плодородие, и вода же избавляет их от вредных действий солей. Люди научились отводить отрабо­ танные промывные воды искусственной коллекторно-дренажной сетью (заканами, заурами). Однако в старину обычно применя­ ли густую, но мелкую дренажную сеть. Позднее (1929—1931 гг.), когда убедились, что необходимо не только удалять соли из промываемой толщи, но и не допускать восстановления засоле­ ния почв после промывок, стали устраивать более глубокую дренажную сеть, которая показала высокую эффективность.

Многолетними опытами различных исследователей доказа­ но, что глубокая дренажная сеть обеспечивает более активный отвод солей из промываемой толщи почво-грунтов и позволяет понижать уровень грунтовых вод до необходимой (заданной) глубины.

Следует отметить, что развитие теории дренажа в 30-е годы сдерживалось отдельными ошибочными высказываниями. Мне­ ния о якобы совершенной бесполезности и экономической вред­ ности искусственного дренажа как средства борьбы с вторич­

ным засолением почв придерживался акад. В. Р. Вильямс. Он считал, что искусственный дренаж не может изолировать вод­ ный режим пахотного слоя от водного режима подпочвенной толщи по всей плоскости раздела. Поэтому дренаж не в состоя­ нии бороться с капиллярными восходящими токами солевых растворов.

Оценивая работу дренажа, В. Р. Вильямс не принял во вни­ мание, что при дренировании орошаемых земель происходит постепенная замена солевых почвенных растворов пресными водами. В противовес дренажу он переоценил значение оструктуривания пахотного горизонта травосмесью, считая, что при этом восходящее капиллярное движение солевых растворов бу­ дет прекращено полностью (Н. А. Беседнов, 1958).

А. Н. Костяков, развивавший теорию дренажа, придавал ему исключительно большое значение в оздоровлении мелиоративно неблагополучных земель.

За последние; годы дренажное строительство в нашей стра­ не приняло широкий размах. На территории Средней Азии и Закавказья построены тысячи километров дрен и коллекторов. Общая длина осушительных каналов в СССР составляет более 900 тыс. км, в том числе закрытых дрен — около 400 тыс. км.

§ 5. Развитие мелиораций в зарубежных странах

Из зарубежных стран наибольшими площадями орошаемых земель располагают Индия, Египет, Китайская Народная Рес­ публика, США. Дренаж, как инженерное мероприятие, на оро­ шаемых землях получил признание за рубежом в конце XIX— начале XX в.

В США искусственный дренаж наиболее широко распро­ странен в западных штатах, где расположены основные засо­ ленные массивы. Большая часть земель здесь имеет слабый отток грунтовых вод. Климат засушлив: суммарное испарение в год достигает 1500 мм при годовом количестве атмосферных осадков 75—125 мм (Ч. Р. Мейергофер, 1954). Минерализация речных вод колеблется в пределах 0,1—4,3 г/л. Следовательно, источником засоления орошаемых земель, наряду с содержани­ ем различных солей в почве, является также оросительная вода,

20

ного эффекта. Хорошие результаты получены после устройства вертикального дренажа, который не только понижает уровень грунтовых вод, но и позволяет использовать эти воды для оро­ шения. Дренажные колодцы в течение года непрерывно рабо­ тают 180 дней, благодаря чему уровень грунтовых вод удержи­ вается ниже критической глубины.

Поучителен пример Имперской долины в низовьях реки Ко­ лорадо, где орошается около 420 тыс. га земель. После построй­ ки оросительного канала произошел резкий подъем уровня грунтовых вод и началось засоление земель. Повсеместно при­ ступили к строительству открытого и закрытого горизонтального дренажа. Вертикальный дренаж не дал эффекта из-за неподхо­ дящих геологических условий (мощные аллювиальные отло­ жения).

Дренажные системы проектировали на расход 63 л/сек на 1 км, дренажные трубы диаметром 10, 15, 20 см укладывали на глубине 3—3,7■м.

вало повышению урожайности и росту валовой продукции сель­

многим меньше, чем удобрений (1,27 млн. г). Кроме гипса, для улучшения плодородия почвы используют также известь, серу,

ций полезен при наличии в почве избыточного количества соды. Обычно химической мелиорации подвергается верхний слой почвы толщиной от 10 до 45 см в зависимости от возделывае­

мой культуры.

На небольших участках проводить агрохимические анализы невыгодно, поэтому норму внесения гипса устанавливают при­ близительно (7,5—12,5 т/га). Три четверти химических добавок перемешивают с почвой, остальную часть высыпают на поверх­ ность мелиорируемого поля. Затем почву промывают (примерно 1250 мг воды на каждую тонну внесенного, гипса). Химические мелиорации, разумеется будут неэффективными там, где коэф­ фициент фильтрации почвы велик.

Э л е к т р о м е л и о р а ц и я . За последние годы ученые об­ наружили, что обработка почв постоянным электрическим током

21

в Монтаце (США), эа<;оленная болотная почва, не дававшая в течение Ш лет никакого урожая, после обработки ее постоян­ ным электрическим током через 50 дней покрылась густыми всходами трав, в том числе донника. За короткое время содер­ жание натрия в дренажной воде исследуемого района возросло с 1,6 до 37 г/л.

По сообщению Почвенного института им. В. В. Докучаева, в СССР начаты экспериментальные исследования по мелиора­ ции заселенных почв с помощью электроэнергии. Но пока еще не выработаны рекомендации по применению этого метода. Их можно будет разработать, если будут установлены:

1)оптимальная продолжительность периода поддержания массива под электрическим током в зависимости от типа и сте­ пени засоления почвы; оптимальное количество электроэнергии, необходимой для рассоления почвы;

2)оптимальное напряжение электрического тока, пропуска­ емого через заболоченный, засоленный массив;

3)техника безопасности, требуемая в период рассоления

почвы массива электрическим током;

4)схема распределения электрического тока и расположе­ ния электропроводов (оптимальное расстояние между электро­ проводками, глубина их заложения и т. д.);

5)экономика электромелиорации (стоимость оборудования, увеличение концентрации дренажного стока, общего дебита его, урожайности сельскохозяйственных культур, стоимость элек­

тромелиорации 1 га, срок окупаемости капиталовложений и др.).

§ 6. Причины заболачивания и засоления орошаемых земель

Когда земля имеет плохое мелиоративное состояние — забо­ лочена, Засолена, к ней нужно подходить так, как врач подхо­ дит к больному. Чтобы избежать рецидива (повторения болез­ ни), прежде всего нужно установить причину, вызвавшую забо­ левание.

Выбирая способы осушения, предварительно устанавливают основные причины заболачивания и засоления орошаемых зе­ мель. Когда эти причины станут известными, намечают меро­ приятия, осуществление которых может устранить вредное действие избыточных вод и солей. Основные причины периоди­ ческих или длительных застоев поверхностных вод на данной площади следующие:

1) очень медленный и недостаточный сток или даже отсут­ ствие стока атмосферных осадков (дождевые и талые воды). Причины застоя: малые уклоны, замкнутые понижения — кот­ ловины, густой растительный покров, способный задержать воды, болотные кочки;

22

2)затопление земель поверхностными водами, поступающи­ ми с вышележащих водосборов или фильтрационными снизу. Такой процесс заболачивания происходит во время паводков или при подпоре воды на реках, в каналах или наполнении водохранилищ;

3)в третьей гидрогеологической зоне основным фактором

засоления почвы является капиллярный подъем грунтовых вод и интенсивное испарение из почвы.

По источникам питания подземных вод территорию Средней Азии разбивают (В. М. Легостаев, 1959) на три основные при­ родные области:

1) область межгорных равнин: Ферганская долина, Голод­ ная степь, верхняя часть Зеравшанской долины, Вахшская до­ лина, долина р. Чу и другие более мелкие долины;

2)область равнин, прилегающих одной своей стороной к горам: Бухарская и часть Кашкадарьинской областей, Прикопетдагская равнина, Прикаратауская равнина, районы, приле­ гающие к Киргизскому хребту и др.;

3)область равнин с питанием грунтовых вод от протекаю­ щих здесь рек: Кызылкум, Каракумы и др.

Существует определенная закономерность в распределении типов засоления почв и грунтовых вод. Соли угольной кислоты

(карбонаты) труднорастворимы и легче остальных выпадают из раствора, отлагаясь ближе всего к источникам выноса солей.

чала хлоридно-сульфатный, а затем сульфатно-хлоридйый типы засоления почв. В бассейне Амударьи в зоне рассеивания бли­ же к реке формируется карбонатный тип засоления, далее суль­ фатный и на окраине — хлоридный. В местах перехода одного основного типа засоления в другой встречаются смешанные ти­ пы засоления почв.

По вертикальному разрезу почво-грунтов и грунтовых вод в естественном состоянии также сохраняется аналогичная зако­ номерность. Менее минерализованные грунтовые воды обычно размещаются в тех слоях, в которых они передвигаются с наибольшей скоростью от основного источника питания в гори­ зонтальном направлении. Наибольшее засоление грунтовых вод наблюдается, как правило, там, где скорости передвижения их в горизонтальном направлении наименьшие, а расход воды на испарение и транспирацию наибольший.

Хлориды наиболее легко растворимы в воде и располагают- » ся в верхних слоях почвы и грунтового потока. Эти соли и наибо­ лее токсичны. В бассейне Сырдарьи, вследствие сложности

23