Поиск

Мелиорация поймы р. Яхромы
17.08.2015

К мелиорируемым древнеозерным поймам грунтового напорного питания относится пойма р. Яхромы, правого притока р. Сестры, впадающей в р. Дубну. Яхрома тянется на 86 км, водосборная площадь ее равна 143 700 га. Река начинается из ключей Клинско-Дмитровской гряды. Заболоченная пойма площадью 10,5 тыс. га простирается от г. Дмитрова до с, Рогачево. У д. Синьково она расширяется до 6—8 км, а затем сужается до 3—4 км.
Пойма р. Яхромы образовалась на месте обширного глубокого древнего озера, которое заилилось, заросло, заторфовалось, покрылось заболоченными лугами с сохранившимися между ними озерами. Прилегающие к пойме склоны прорезаны оврагами и многочисленными, притоками р. Яхромы.
Геологическое строение и гидрогеологические условия поймы отличаются особой сложностью вследствие глубокого положения долины, которая состоит из коренных и четвертичных образований. Наиболее древними коренными породами являются верхнекаменноугольные известняки с прослоями кремния, мергеля и глин, подстилающих юрские отложения, состоящие в основном из черных и серых глин. На поверхности юрских отложений залегают флювиогляциальные, представленные глинами, песками с линзами гравия и валунов. Их сменяют современные аллювиальные отложения поймы из песка, суглинка, иловатого осадка, болотной руды, ключевой извести, торфа.
Значительную часть поймы занимают низинные осоково-кочкарные, луговые, гипно-осоковые и ольховые болота. Торф подстилается современными и древнеаллювиальными отложениями. В прибрежной полосе и на пониженных участках поймы торфяники покрываются глинистыми, песчаными и супесчаными наносами паводковых вод. Мощность торфа равна 1—5 м, а в некоторых понижениях более 14 м. Кое-где под торфом залегают отложения ключевой и озерной извести.
В водном питании поймы участвуют несколько водоносных горизонтов, приуроченных к коренным и четвертичным отложениям. Наибольшее значение имеют воды напорного аптского горизонта, который распространен по всему водосбору и отличается крайне разнообразными условиями залегания в высотном отношении. На пойме по направлению к реке пески апта замещены ледниковыми и древнеаллювиальными отложениями. Воды этого горизонта выходят наружу в нижней части склонов, поступают в торфяники поймы и выклиниваются в русле реки. Напор в скважинах имеет общее падение к руслу Яхромы. Древний аллювиальный водоносный горизонт водообилен и обладает большим напором. Питается выклинивающимися водами меловых отложений и инфильтрационными поверхностными водами в местах выхода аллювиальных отложений на поверхность. Современный аллювиальный водоносный горизонт приурочен к песчаным, суглинистым отложениям и залежам торфа, Питается водами атмосферных осадков, делювиальными и паводковыми, а также выклинивающимися напорными. В пойменной части долины воды этого горизонта имеют свободный уровень, примерно повторяющий рельеф поверхности.
Для установления причин заболачивания Яхромской поймы С.A. Добров проводил геологические и гидрогеологические исследования. Было заложено 14 скважин общей длиной 389 м, глубиной от 17,36 до 37,48 м. По результатам исследований составлен геологический профиль долины и прилегающего водосбора. Это единственный профиль по заболоченным древнеозерным поймам с глубокими скважинами. По этим данным нами составлен подробный гидрогеологический профиль с указанием уровней появления и установления воды (рис. 26).

Мелиорация поймы р. Яхромы

Вода в скважине № 20 (у основания склона долины) фонтанировала на 4,27 м над поверхностью земли. В скважине №22 обнаружена исключительно большая (14 м) мощность торфа, заполняющего здесь углубление среднедревнеозерных глин. В скважине № 33 (около левого берега Яхромы) напор воды составил 25,55 м. Воды вскрыты в трех водоносных горизонтах.
В формировании водного режима поймы участвуют паводковые, делювиальные (склоновые), подземные напорные и безнапорные воды и воды атмосферных осадков. Причины заболачивания поймы следующие: продолжительное затопление ее паводковыми водами, высокое стояние уровня грунтовых вод, вследствие этого развитие анаэробных процессов и образование мощных залежей торфа. Главным фактором, создающим заболачивание поймы, являются грунтово-напорные воды.
Значительные уклоны поверхности поймы, слабопроницаемые глинистые и суглинистые грунты Клинско-Дмитровской гряды, с которой стекает множество притоков р. Яхромы, способствовали быстрому стоку поверхностных вод. Высокие уровни грунтовых вод, почвенно-грунтовые воды, поступающие со склонов на пойму, и атмосферные осадки усиливают заболачивание поймы. По водному питанию и почвенному покрову пойма р. Яхромы делится на несколько элементов. Притеррасная часть, покрытая осоково-гипновыми торфяниками, имеет основное водное питание грунтово-напорное; со склонов поступают делювиальные и грунтовые воды; занимает 11% площади поймы.
На центральной, равнинной, части, покрытой торфяноболотными почвами, грунтовые воды расположены близко к поверхности; площадь этой части поймы составляет 34%. Конусы выноса, пониженно-равнинная и прирусловая часть поймы древней и надпойменной террас состоят из дерново-глеевых, суглинистых и дерново-подзолистых почв. Избыточное увлажнение происходит за счет намывных, грунтовых, атмосферных вод. Эти почвы занимают 47% площади поймы. На повышенной части останцев древней размытой террасы с глубиной залегания грунтовых вод более метра и дерново-глеевыми, суглинистыми почвами на аллювиальных отложениях возможно временное избыточное увлажнение от застоя поверхностных вод.
Грунтово-напорные воды влияют не только на притеррасную, но и на центральную часть поймы, поступая в торфяную залежь через «воронки» и «окна» или капиллярно насыщая ее. При проектировании мелиоративных мероприятий необходимо учитывать это обстоятельство.
Большую роль в формировании водного режима поймы и ее заболачивании играли воды самой Яхромы. До проведения мелиорации уровни в реке стояли близко к поверхности и подпирали грунтовые воды, весенние паводки в течение продолжительного времени затапливали пойму и часто не успевали сойти, как начинались летние и осенние паводки, иногда с несколькими подъемами, следовавшими один за другим. Кроме того, искусственные сооружения на реке (мельницы, гати, мосты, заколы для рыбной ловли) еще более усугубляли неудовлетворительный для сельскохозяйственного производства водный режим поймы.
По гидрогеологическому строению, гидрогеологическим условиям, водному режиму Яхромская пойма является одним из самых сложных мелиорируемых объектов.
В 1941 г. был составлен (Водстрой) проект комплексной водохозяйственной мелиорации долины р. Яхромы с целью ее интенсивного сельскохозяйственного использования под сенокосы, пастбища и овощные культуры. Проект предусматривал мелиоративные мероприятия на пойме, транспортное и энергетическое использование реки, строительство нагорно-магистральных и магистральных каналов общей протяженностью до 100 км. Каналы предполагалось использовать для увлажнения поймы с подачей воды из р. Яхромы. Шлюзованием осушительной сети проектировалось увлажнить пойменные земли площадью до 5000 га. Для транспортного использования река регулировалась на протяжении 20 км от д. Давыдково до г. Дмитрова как подъездной путь к каналу им. Москвы. Запроектирован ряд мелких гидроэлектростанций общей мощностью 700 кВт.
Река Яхрома не удовлетворяла предъявляемым к водоприемникам требованиям. Летние паводки 25%-ной обеспеченности заливали большие площади поймы (2617 га). Бытовые уровни подпирали многие каналы на 0,3—0,8 м. Весенние паводки носили затяжной характер. Поэтому в проекте предусматривалось регулирование русла реки с уменьшением ее длины от 39,5 до 32,9 км, то есть на 16,5%. Вследствие этого менялись: средний гидравлический уклон (с 0,00016 до 0,00027); средняя бытовая скорость (с 0,008 до 0,30 м/с), предпосевная (с 0,40 до 0,75 м/с) и летнепаводковая скорости (с 0,52 до 0,85 м/с); снижался уровень воды при бытовом расходе (до 1,05 м), при предпосевном и летнепаводковом (до 0,75 м).
Нагорные каналы предназначались для перехвата делювиальных, грунтовых вод, речек и ручьев, текущих в Яхрому, и одновременно служили магистралями для расположенной выше их осушительной сети (в основном открытой). Закрытую сеть проектировали в виде дощатого, гончарного и кротового дренажа (рис. 27). Увлажнение поймы предусматривалось дождеванием и шлюзованием.
Мелиорация поймы р. Яхромы

К 1955 г. было осушено открытой сетью 94% и дренажем 6% площади. Выполненные работы по осушению поймы не обеспечили необходимого водного режима для овощных и кормовых культур, лугов и пастбищ.
Нагорно-магистральные каналы не перехватывали грунтовых и грунтово-напорных вод, поступающих с водосбора на пойму, а без понижения пьезометрического уровня влияние мелкой осушительной сети на осушение поймы было недостаточным.
Магистральные каналы были рассчитаны на отвод летнепаводковых расходов 25%-ной обеспеченности, что приводило к частому затоплению поймы, к гибели или значительному снижению урожайности возделываемых культур.
Частая сеть мелких открытых каналов, перерезавшая пойму в самых разнообразных направлениях, делала невозможной механизированную обработку пойменных земель.
Требовалась реконструкция осушительной системы.
В 1960 г. Росгипроводхоз составил новое проектное задание орошения и реконструкции осушительной сети в совхозах Яхромской поймы.
Овощные участки осушаются закрытым дренажем, сенокосы — открытыми каналами, минеральные грунты и торфяники мощностью до 4 м — гончарным дренажем, торфяники мощностью более 4 м — деревянным. Диаметр гончарных дрен равен 5 см; размеры деревянных 7,2х7,4 см. При мощности торфа до 1,5 м трубки укладывали на грунт, при мощности торфа от 1,5 до 4 м — на деревянные стеллажи. Расстояния между дренами для участков приняты от 30 до 40 м. Крайние дрены у подножья склонов расположены на расстоянии 12—15 м.
Предусмотрено устройство глубоких (до 3 м) ловчих каналов дополнительно к существующим на участках грунтово-напорного питания. Глубина дрен на минеральных грунтах 0,9—1,3 м, на торфах 1,1—1,4 м, глубина коллекторов соответственно равна 1,6—1,7 м и 1,7—2,2 м. Устья коллекторов выведены на 30—40 см выше бытового уровня. Уклоны дрен составляют 0,003—0,002, коллекторов — 0,003—0,001.
С 1955 по 1970 гг. отдел осушения ВНИИГиМ проводил наблюдения за динамикой уровня грунтовых вод в пойме р. Яхромы и на прирусловой, центральной и притеррасной ее частях при осушении открытыми каналами и дренажем.
На всех участках поймы осушение дренажем обеспечило более глубокое понижение уровня грунтовых вод (табл. 24).
Мелиорация поймы р. Яхромы

Во все годы притеррасная часть осушена хуже остальных частей поймы. Однако следует иметь в виду, что эти данные не совсем сопоставимы, так как наблюдения проводились в разные годы, и открытая сеть уже предварительно осушила пойму перед дренажем.
Площадь орошения составляет 6700 га (нетто), в севооборотах — 6423 га (брутто), из них на минеральных землях 2953 га, на торфяных 3470 га. Для орошения можно использовать воду р. Яхромы, нагорно-ловчих каналов и канала имени Москвы.
Ранее отрегулированный водоприемник, рассчитанный на отвод летних паводков 25%-ной обеспеченности, не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Паводковое затопление не регулируется сооружениями. He перехватываются напорные воды. He осушена притеррасная часть поймы.