Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
отсутствие возможности выбирать "лучшие" геологические условия на мелиорируемых территориях.
В Российской Федерации около 6 млн га орошаемых (в основном Поволжье, Северный Кавказ, низовья Дона) и более 5 млн га осушаемых земель. Из-за недостатков проектирования, низкого качества строительства и культуры эксплуатации мелиоративных систем значительная часть земель находится в неудовлетворительном состоянии. Так, около 60% сельскохозяйственных угодий расположено на эродированных и эрозионно-опасных землях.
Площади вовлеченных в мелиорацию земель нередко соизмеримы с площадью крупных геологических регионов. При этом наибольшие изменения геологической среды проявляются на особенно крупных орошаемых массивах земель в южных районах России, в равнинно-степных условиях Средней Азии (особенно в Узбекистане и Казахстане), на юге Украины, в Крыму. А среди них наиболее сильные эволюционные преобразования геологической среды отмечаются в староорошаемых районах, таких, как бассейн Амударьи и Аральского моря, где вслед за изменением гидрогеологических и мелиоративных условий изменился и микроклимат территории, и основные ландшафтные компоненты — почвы, растительность, животный мир.
При мелиоративном освоении территорий происходят три основные группы изменений геологической среды, которые необходимо иметь в виду при планировании и создании системы мониторинга:
1) изменения, связанные с регулированием и перераспределением речного стока для гидромелиорации;
2) изменения, связанные с ведением собственно орошаемого земледелия;
3) изменения, сопутствующие гидромелиорации и связанные с ней косвенно.
К первой группе относятся изменения геологической среды, обусловленные: осушением естественных водоемов; затоплением и подтоплением территорий; переработкой берегов при создании водохранилищ; аккумуляцией ирригационных осадков; изменением гидростатического напора в породах; развитием явлений подпора подземных вод. Эта группа факторов вызывает наиболее существенные изменения геологической среды. И здесь уместно упомянуть проблему переброски ряда сибирских рек в засушливые районы Средней Азии, которая активно дебатировалась на разных уровнях в 70-80-е годы.
Со второй группой связаны изменения геологической среды, обусловленные собственно орошаемым земледелием и его последствиями: изменением водно-солевого баланса пород зоны аэрации; изменением режима и запасов подземных вод под орошаемыми полями; подтоплением и заболачиванием территорий; вторичным засолением почв
и грунтов» Все эти отрицательные явления часто вызваны неправильной организацией мелиоративной системы или ее неправильной эксплуатацией, нарушением технологий. При орошении за счет потерь на инфильтрацию возрастает дополнительное питание грунтовых вод. С оросительной водой в грунтовые воды часто поступает значительная масса солей, их концентрация может существенно возрастать и при растворении солей, содержащихся в породах зоны аэрации. При подъеме грунтовых вод в районах с низкой естественной дре-нированностыо до глубин 3-4 м и менее резко возрастает их расход на испарение и транспирацию растениями, что при недостаточности естественного и искусственного дренажа приводит к засолению почв и грунтов и соленакоплению в грунтовых водах. Выделение засоленных и незасоленных грунтов проводится по СНиП 2.02.01-83.
В аридной зоне основная проблема орошения - - борьба с вторичным засолением почв. Вторичное засоление почв и пород зоны аэрации развивается, когда в условиях плохого дренажа за счет орошения уровень подземных вод поднимается до глубин 2-3 м от поверхности. Интенсивное испарение капиллярной воды и ее расход на транспирацию растениями вызывает выпадение солей из порового раствора на поверхности минеральных частиц и почвенной органики. Кристаллизующиеся соли закупоривают поровое пространство почв и грунтов, снижают их фильтрационную способность и капиллярную водопро-водимость, цементируя контакты между частицами, они существенно видоизменяют микро- и макростроение грунтов и почв, что в итоге сказывается на комплексе их физических, физико-химических и физико-механических свойств. Вторичное засоление резко ухудшает естественную дренированность почв и массивов, это в свою очередь вызывает развитие на них процессов заболачивания и подтопления. Несмотря на то, что явление вторичного засоления достаточно хорошо изучено, тем не менее пока отсутствуют основы научного прогнозирования и целенаправленного управления этим процессом. В силу этого существенно возрастает значение мониторинга геологической среды в районах развития вторичного засоления почв и грунтов.
Общий сельскохозяйственный водозабор на территории России составляет около 40 км3/год, при этом на орошение расходуется 32 км3/год. Из них 40% вод оказываются возвратными. Часть этой воды, например, с рисовых полей, относится к категории загрязненных сточных вод.
Наблюдательная сеть мониторинга в районах орошения и прилегающих к ним территориях также имеет свои особенности. Для оценки естественного режима создается сеть контроля фоновых значений параметров геологической среды за пределами мелиорируемых участков, но на сходных по условиям территориях. Основная наблюдательная сеть размещается непосредственно на орошаемых
