Меліоративно-гідрогеологічне районування територій зрошення

Меліоративно-гідрогеологічне районування територій існу­ючого і перспективного зрошення є одним із засобів меліоративно-гідрогеологічної оцінки територій. Воно, насамперед, є районуван­ням гідрогеологічного процесу, уявлення про який складається з аналізу ознак, що характеризують режим, баланс та умови залягання ґрунтових вод.

У 1936 році М. О. Шмідт запропонував гідрогеологічне районування зрошуваних земель для меліоративних цілей. В основу цього районування він поклав глибину залягання ґрунтових вод, що в ряді випадків є основ­ним фактором для визначення меліоративного стану площ зро­шення.

Вивчаючи умови зрошення на території Середньої Азії, М. О. Шмідт всі площі зрошення поділив на чотири гідрогеолого-меліоративні категорії.

Перша категорія—площі з постійно глибоким заляган­ням дзеркала ґрунтових вод (більш як 3—4 м).

Друга категорія — площі з постійно неглибоким заляган­ням дзеркала ґрунтових вод (менш як 3—4 м).

Третя категорія — площі із змінною глибиною залягання дзеркала ґрунтових вод у багаторічному чи сезонному розрізі. Тут* залежно від пори року рівень ґрунтових вод може залягати на глибині меншій або більшій як 3—4 м.

Четверта категорія земель залежно ві^д^розчленування рельєфу характеризується різними глибинами залягання ґрун­тових вод, але ці глибини постійні за часом.

Поділ території в межах кожної меліоративно-гідрогеологічної категорії проводиться на основі принципів загального гідрогеоло­гічного районування.

Схема меліоративно-гідрогеологічного районування за М. О. Шмід­том не зосереджує уваги на різній ролі ґрунтових вод, що в одних випадках виступають як фактор тільки надмірного зволоження земель, а в інших—як фактор їх засолення. Недоліком цієї схеми є те, що в ній головна увага зосереджена на динаміці режиму ґрунтових вод і не розкритий органічний зв'язок, що існує між водним і сольовим балансами ґрунтових вод.

Районування за В. А. Гейнцом. В. А. Гейнц, врахувавши недоліки схеми М. О. Шмідта, у 1950 р. запропонував нову схему меліоративно-гідрогеологічного районування, в основу якого по­клав характер водно-сольового балансу ґрунтових вод.

З його точки зору, користуючись термінологією Г. М. Каменського (1947 р.), грунтові води на територіях, що потребують меліоративно-гідрогеологічної оцінки, можна поділити на два ге­нетичних типи: грунтові води вилуговування, що знаходяться в умовах досить інтенсивного розвитку процесів інфільтрації і підземного стоку, та грунтові води континентального засолення, що формуються в умовах посушливих степових і пустинних рівнин під впливом інтенсивного випаровування і процесів взаємо­дії із засоленими грунтами.

Виділені генетичні типи ґрунтових вод В. А. Гейнц бере першу ознаку районування зрошуваних і окремо незрошуваніших земель.

У межах цих генетичних типів виділяються (з деякими поправ­ками) меліоративно-гідрогеологічні категорії М. О. Шмідта.

Для виділення меліоративно-гідрогеологічних районів нижчого порядку (в межах меліоративно-гідрогеологічної категорії) вико­ристовують ознаки, характерні для того чи іншого генетичного типу. Зокрема, для ґрунтових вод континентального засолення такими ознаками можуть бути умови тривалого (вікового) відтоку ґрунтових вод і міграції хлоридів, умови місцевого стоку ґрунто­вих вод, особливості їх мінералізації, режиму рівнів і т. д.

У межах поширення ґрунтових вод вилуговування ознаками для. розподілу меліоративно-гідрогеологічних категорій можуть бути особливості живлення і стану ґрунтових вод.

Запропоновані В. А. Гейнцом принципи меліоративно-гідрогео­логічного районування враховують не тільки глибину залягання ґрунтових вод, а й умови їх формування та характер водно-сольо­вого балансу, що в значній мірі відрізняє його схему від схеми, запропонованої М. О. Шмідтом. Разом з тим у схемі В. А. Гейн-ца передбачене районування території зрошення з урахуванням геоморфологічної обстановки, яка визначає гідрогеологічні особ­ливості, динаміку водного балансу зрошуваних і цілинних земель.

Н. В. Роговська у 1956 р. за­пропонувала схему інженерно-геологічного районування масивів зрошення. За цією схемою іригаційний масив розчленовується на райони, які різняться якістю земель та умовами зрошення, але в ній немає характеристик основних складових гідрогеологіч­ного процесу — режиму ґрунтових вод і водно-сольового балансу межах виділених районів і підрайонів.

Районування за Д. М. Кацом. Існуючим вимогам районування зрошуваних земель на сучасному етапі розвитку гідромеліоратив­них робіт найбільш відповідає схема, запропонована Д. М. Кацом у 1967 р. і розвинута у 1968 р.

Районуючи зрошувані землі, Д. М. Кац приділяє увагу ана­лізу режиму ґрунтових вод. Як класифікаційні він використовує ландшафтно-кліматичні й геоструктурні ознаки в поєднанні з кіль­кісними характеристиками живлення, циркуляції і розвантаження ґрунтових вод.

Усі території зрошення Д. М. Кац поділяє на дві провінції.

Перша провінція (широтно-зональних ґрунтових вод матери­кових платформ) охоплює існуючі й перспективні масиви зрошува­них земель в межах прогинів і западин платформ. Четвертинні відклади тут мають невелику потужність. У цих відкладах поши­рені здебільшого безнапірні води інфільтраційного живлення.

Друга провінція (широтно- і вертикально-зональних ґрунто­вих вод передгірних і міжгірних прогинів і западин) охоплює основні масиви зрошуваних земель, розташовані на конусах виносу, на алювіальних терасах та на передгірних пролювіальних рівнинні. Четвертинні відклади, різноманітні за складом, досягають тут значної потужності (становлять сотні метрів), живлення грунтових вод відбувається за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і поверхневих вод, а також припливу підземних вод з боку гірських масивів.

За кліматичними показниками автор у межах кожної провінції виділяє три підпровінції: степу, напівпустинь і пустинь.

Підпровінція степу характеризується тим, що випа­ровування тут у 1, 28—3 рази перевищує кількість опадів. Помітне інфільтраційне живлення ґрунтових вод у суглинистих породах відбувається при глибині їх залягання до 3—4 м.

У межах підпровінції напівпустинь випаровування переви­щує кількість опадів у 3—4 рази. Помітна" інфільтрація атмосфер­них опадів на рівень ґрунтових вод у суглинистих породах спосте­рігається на глибині до 2 м.

Підпровінція пустинь характеризується тим, що випаровування у 4, 5—15 разів перевищує кількість опадів. Інфіль­трація опадів на рівень ґрунтових вод у суглинистих породах тут невелика і спостерігається в основному при глибині до 1 м.

У свою чергу підпровінції залежно від ступеня дренування земель у природних умовах поділяються на зони.

1. Інтенсивно дренована зона характерна для дуже розчленованих передгірних рівнин і давніх алювіальних терас, верхніх частин конусів виносу тощо. Підземний відтік ста­новить 7000—1000 м^г/га за рік.

2. Дренована зона властива для середніх і низьких алювіальних терас, складених гальковими відкладами в міжгір­них западинах і передгірних прогинах. Грунтові води мають уклони 0, 003—0, 004. Швидкість фільтрації 200—300 мм/добу, підземний відтік становить 5000—3000 м³/га за рік.

3. Слабодренована зона характерна для середніх і низьких алювіальних терас, верхніх частин субаеральних дельт та інших територій, складених тонкоуламковими породами, підстеленими гальковими та піщано-гальковими відкладами. Уклон ґрунтових вод 0, 0008—0, 003, швидкість фільтрації 20—100 мм/добу, підземний відтік 3000—1500 ж^гІга за рік.

4. Надто слабодренована зона характерна для широких алювіальних терас, вододільних рівнин, нерозчленованих алювіально-пролювіальних рівнин, конусів виносу рік і міжконус-ппх низин, складених тонкоуламковими відкладами, підстеленими піщаними і піщано-глинистими породами. Уклон ґрунтових вод 0, 0002—0, 0008, швидкість фільтрації 5—25 мм/добу, підземний відтік становить 1500—300 м²1га за рік.

Безстічна зона властива сучасним і давнім примор­ським дельтам, приморським низинам, замкнутим зниженням рельєфу та іншим районам з практично нерозчленованим рельєфом. Уклон ґрунтових вод 0, 0002—0, 0003, швидкість фільтрації 5 ммідобу, підземний відтік менше 500 м³/га за рік.

Кожна з виділених зон характеризується величиною відтоку ґрунтових вод по пласту або в пласт, що залягає нижче і має кращі фільтраційні властивості.

У схемі гідрогеологічного районування Д. М. Кац врахував і такий показник, як характер зв'язку між ґрунтовими водами і напірним водоносним горизонтом, що залягає нижче. За цим показником виділені області і підобласті.

Можливі такі взаємозв'язки між ґрунтовими й напірними водами: а) рівень ґрунтових вод вищий від рівня напірних; б) рівні практично збігаються; в) рівень ґрунтових вод вищий від рівня напірних при поливах і атмосферних опадах (у будь-який інший час — нижчий); г) рівень напірних вод постійно вищий від рівня ґрунтових вод.

Гідрогеологічні райони і підрайони виділені за геологічними розрізами залежно від характеру чергування пластів різної водо­проникності і взаємодії водоносних горизонтів.

Питання для самоконтролю

1. За рахунок яких чинників відбувається зміна рівня іригаційно-грунтових вод?

2. Чим відрізняються іригаційно-грунтові води від грунтових?

3. Охарактеризуйте негативні явища, пов'язані з нагромадженням іригаційно-грунтових вод.

1. Як впливають канали зрошувачі на мінералізацію і гідро­хімічний режим іригаційно-грунтових вод?
2. Охарактеризуйте типи формування режиму грунтових вод: інфільтраційно-випарний; інфільтраційно-стоковий; стоковий і перехідний, або змішаний.

6.Охарактеризуйте типи с езонних режимів грунтових вод: гідрологічний, кліматичний, іригаційно-кліматичний, ірига­ційний.

7. Які існують взаємозв'язки між ґрунтовими й напірними водами?

1. Що таке критичний рівень ґрунтових вод?

9. Охарактеризуйте поділ території зрошення за Д. М. Кацом на провінції: широтно-зональних ґрунтових вод матери­кових платформ та широтно- і вертикально-зональних ґрунто­вих вод передгірних і міжгірних прогинів і западин.