Поиск

Засоление при осушении
26.06.2015

При осуществлении осушительных мелиораций на некоторых специальных, но все же обширных географически объектах также развивается вторичное засоление и следовательно эффект мелиорации оказывается не положительном, а отрицательным.
Такими специальными объектами являются, с одной стороны, некоторые заболоченные солончаковатые территории лесостепной зоны и с другой — большинство речных пойм степной полосы России.
Типичным случаем заболоченных и осолоненных территорий лесостепи является так называемая Барабинская степь Западной Сибири.
Крупные осушительные работы здесь были начаты еще в 80-х годах прошлого столетия экспедицией Жилинского. Однако в ряде случаев осушение привело к отрицательным результатам. А.И. Xаинский, проводивший почвенные исследования в Барабе в 1912/13 г., так описывает это явление (А.И. Хаинский. Почвы Барабы): «Обширные мероприятия по осушению болот Барабы во многих случаях вызвали превращение высохших болот в солончаки. Почвы же лесных лугов с осушением в свою очередь стали засоляться, процесс засоления в гривных почвах усиливается еще благодаря интенсивному уничтожению лесов. Неоднократно встречались и такие явления, когда лес стал погибать в силу засоления местности)).
В настоящее время в Барабе проектируется осушение на площади порядка 1 000 000 га, и потому мы опишем условия Барабы подробнее (по материалам проекта осушения).
Географическое положение Барабы определяется координатами: 75-й и 83-й меридианы (около 560 км длины) и 54 и 57° широты (около 390 км ширины). Общая площадь около 12,5 млн. га. Сибирская магистраль рассекает массив вдоль почти посередине, смещаясь немного на юг.
Орографически Бараба представляет собой Обь-Иртышский водораздел. В ледниковый период этот массив представлял собой, по-видимому, единый массив, но в настоящее время в нем нужно различать по крайней мере три области: 1) северо-западную — плоскую, но все нее обслуженную гидрографической сетью р. Иртыша (бассейны pp. Омь и Тара), 2) небольшой восточный массив, сравнительно крутых склонов р. Оби, и наконец 3) всю южную половину Барабы, являющуюся замкнутым внутренним бассейном озера Чаны. В качестве четвертого подрайона нужно выделить поймы рек.
Геологически формирование Барабы шло под воздействием двух ледников: северного материкового и южного—горного, Алтайского. Первый главным образом подпирал сток с Алтая, и осадки последнего заполняли междуречье. Орографическое отчленение северной части Барабы от южной произошло, по-видимому, в недавнее время после последнего оледенения в связи с устранением подпора и понижением базиса эрозии Иртыша и Оби.
Несмотря на это расчленение общей чертой всей Барабы являются чрезвычайно малые уклоны и общая слабость как поверхностного, так и внутреннего (подземного) стока. Характер уклонов иллюстрируется следующими примерными цифрами: участок ж. д. Омск — Татарск на протяжении около 130 км лежит в пределах отметок 105—110 м, что дает уклоны порядка 0,0008. Участок ж. д. Татарск — Славгород на протяжении около 300 км лежит в пределах отметок 107—111 м, что дает уклоны порядка 0,0003. Весь этот юго-западный район не имеет стока в р. Иртыш, так как отгорожен от него барьером с высотными отметками порядка 115—139 м.
Исключением из этой общей характеристики Барабы является лишь небольшой восточный район, примыкающий к Оби и обладающий более значительными уклонами к этой реке. Здесь выражены и террасы р. Оби, из которых третья возвышается над меженным уровнем на 30—40 м, а вторая — на 10—15 м.
Внутренний рельеф Барабы оригинален: на севере он вообще плоский, а на северо-востоке для него характерно широкое развитие плоских блюдец до 100 м в диаметре, иногда сплошь занимающих как водоразделы, так и склоны. Для юго-западной части Барабы особенно характерен так называемый гривный рельеф. Эти гривы представляют собой плоские повышения, вытянутые с северо-востока на юго-запад. Принимают, что этот рельеф создан деятельностью ледниковых вод. Гривы сложены более легким материалом (40—60% частиц тоньше 0,01 мм), а межгривные понижения — более тяжелым (до 84% глины).
Описанные гидрографические и орографические условия Барабы способствуют чрезвычайно широкому развитию здесь заболачивания. Это первая основная черта Барабы.
Второй оригинальной и важнейшей практической чертой Барабы является общая, широко распространенная засоленность ее поверхностных толщ — почв, грунтов и грунтовых вод. В связи с указанными выше особенностями оро- и гидрографии отдельных частей Барабы эта засоленность оказывается наибольшей на юге и юго-западе и наименьшей в северной и особенно северо-восточной части.
Вопрос о происхождении солей Барабы не может считаться в настоящее время окончательно решенным. До недавнего времени большинство исследователей усматривало источник солей в морских соленосных осадках, якобы близко подстилающих поверхность Барабы. За такие морские осадки считали плотные серые и синие глины, засоленные и залегающие в восточном районе Барабы на глубине 10—30 м, в центральной Барабе на 8—15 м и на юге на 3—5 м. В межгривных понижениях эти глины часто подходят почти к поверхности земли. К этим глинам обычно приурочены и соленые грунтовые воды.
В настоящее время взгляд на эти отложения как на морские энергично и, по-видимому, с серьезными основаниями оспаривается и они трактуются как чисто континентальные. Основанием к этому служит нахождение большого количества остатков наземных животных во всей толще пластов, простирающихся на глубину до 300—400 м от поверхности. По Православлеву, схема осадков Барабы имеет следующий вид:
1. Кровля из бурых лессовидных суглинков и неправильно слоистых супесей. Есть погребенные почвы. Типично наземные образования мощностью 30—40 м и более. Лессовидный характер до 2 м. В механическом составе 36—56% частиц тоньше 0,01 мм. Ниже залегают плотные желто-бурые или серозеленые глины, являющиеся ложем верховодки. Таких слоев глины несколько (перемежаются с песками), они горизонтальны.
2. Толща рыхлых неправильно и перекрестно-слоистых песков болотно-речного тина 30—40 м.
3. Синевато- и зеленовато-серые глины, пресноводные, с растительностью болот. Мощность более 150—170 м от уреза р. Оби.
Только ниже этой свиты, по Кучину, на глубине 300—400 м залегают уже подлинно морские глины.
В соответствии с этим вся Бараба (также и Кулунда) представляется в настоящее время выполненной континентальными, именно ледниковыми, озерными и флювио-глациальными отложениями. Свита эта формировалась в течение ряда оледенений и межледниковых эпох. Предполагают, что некоторые из последних (межледниковых периодов) обладали жарким пустынным климатом, и в это время особенно энергично накапливались простые соли как результат пустынного выветривания. Кроме того в Барабинско-Кулундинскую котловину сносились и аккумулировались все соли с Алтая.
Подтверждение континентального происхождения осадков Барабы усматривается также в солевом составе грунтовых вод, не отвечающем составу морской воды.
В Барабе различают четыре основных типа вод:
1) воды со значительным содержанием углекислых солей кальция и магния при незначительном содержании хлора и серной кислоты;
2) воды, богатые щелочными бикарбонатами (содой) с незначительным содержанием кальция и магния;
3) галоидные воды с 4—14 г хлора на литр;
4) галоидно-сульфатные воды с 6 г хлора и 6 г серной кислоты на литр.
Особенно два первые типа вод являются показателями континентального источника осолонения их.
Наибольшая пестрота состава засоления грунтовых вод присуща верхней 30-метровой толще пород.
Общая степень засоления закономерно изменяется таким образом, что на севере и северо-востоке воды становятся более пресными, тогда как на юго-западе 30—40% скважин дают соленую воду.
Почвы Барабы. На протяжении Барабы с севера на юг мы имеем очень широкую амплитуду климатов и растительности. Так на юге количество осадков измеряется 250—300 мм, а растительность здесь чисто степная. На севере количество осадков поднимается до 500 мм, а в растительном покрове господствуют лес и мхи. Средняя полоса Барабы представляет собой типичную лесостепь с березовыми колками. Существенно отметить большую амплитуду колебаний количества годовых осадков, достигающую 100 мм и более.
Соответственно этим изменениям основных почвообразователей, почвы Барабы охватывают собой большой ряд их, начинающийся черноземами на юге и к северу переходящий через подзолистые почвы к типичным сфагновым болотам.
Специфической чертой почвенного покрова Барабы, определяющейся ее оригинальной гидрогеологической обстановкой, является частое совмещение заболачивания и одновременно засоления. Нa юге засоление выступает прямо на поверхности почвы (солончаковые болота), по мере же движения на север и северо-восток заболоченные пространства хотя и опресняются сверху, тем не менее содержат те или иные соли в своих глубоких горизонтах. В этом смысле Бараба справедливо квалифицируется как переходная солончаково-болотная зона.
Характерной особенностью Барабы является также широкое развитие солонцовых почв. Количество поглощенного натрия в них поднимается иногда до 50% от емкости поглощения. Наличие солонцовых почв указывает, во-первых, на то, что в составе солей Барабы преобладает натрий, а во-вторых, что здесь осуществляется процесс выщелачивания солей. Это явление естественного выщелачивания сейчас, по-видимому, нельзя рассматривать как явление общего промывания и обессоления Барабы, а лишь как выражение периодических колебаний уровня грунтовых вод, то осолоняющих поверхность почвы при своем подъеме, то вновь опускающихся и тем создающих условия для промывки почв. Конкретно динамика грунтовых вод в местных условиях пока не изучалась.

Засоление при осушении

Основной хозяйственной задачей для Барабы является в настоящее время осушение заболоченных пространств. Однако в данных условиях, ввиду засоленности грунтов и грунтовых вод, постоянно возникает опасность засоления осушенных территорий. Эти вопросы вторичного засоления являются критическими для Барабы. Учитывая это, ниже мы охарактеризуем лишь заболоченные и засоленные почвы, не останавливаясь на черноземах и подзолистых почвах, представляющих собой обычные пахотные угодья, не требующие в общем мелиоративных воздействий.
Заболоченные почвы подразделяются на: 1) иловато-болотные и 2) торфяноболотные. Первые расположены преимущественно на юге, вторые — на севере.
Среди иловато-болотных много болотно-солончаковых почв, поднимающихся на западе севернее железной дороги.
Торфяно-болотные почвы подразделяются на: 1) осоково-гипновые и 2) сфагновые. Первые распространены главным образом на Иртышском склоне, вторые— на Обском (северо-восток).
Безусловное господство в пределах Барабы принадлежит осоково-гипновым болотам, сфагновые же имеют место лишь спорадически.
Мощность торфяного слоя вообще сильно варьирует, но для центральной Барабы обычно не превышает 1 м и часто спускается до 10—20 см. На севере и для сфагновых болот мощность торфа вообще больше, но практически почти не освещена.
Территориально почвы заболоченные, но не засоленные и в своих подпочвенных слоях покa не могут быть выделены.
Засоленные болота характеризуются по зонам — южной, центральной и северной.
Южная зона. Для почв этой зоны даны аналитические характеристики для районов Каргатского, Индерского и займищ Кундринского и Суминского. Характер засоления виден из таблицы 30, дающей результаты водных вытяжек (сокращенно).
Из этих анализов выясняется следующее:
1) степень осолонения варьирует очень сильно, от десятых долей процента почти до 10%; 2) везде есть хлориды и сульфаты натрия, а местами и нормальная сода; 3) в первом метре преобладают натровые соли, ниже же — кальциевые; 4) на микроповышениях засоление особенно сильно, так как они подтягивают к себе соли, как фитили.
Центральная вона. Эта зона, располагающаяся вдоль железной дороги, охарактеризована аналитически слабее. Ее данные приводятся в таблице 31.
Засоление при осушении

Из таблицы следует, что еще и в этой зоне местами наблюдаются очень сильное осолонение (свыше 3%), сода и подтягивание солей к поверхности почвы.
Северная зона. Освещена наиболее слабо. По северо-западной части района (Муромский и Кыштынский) данных пет совсем. Для более восточной части имеются некоторые данные по засолению грунтовых вод. Нa вкус эти воды, лежащие на глубине 1—2 м, квалифицируются как пресные, однако они всегда содержат в себе хлор в количестве максимум 350 мг на литр и минимум 20 мг на литр. Преобладают количества 30—50 мг на литр. Характеристики других элементов состава нет. Анализ почв Выонского совхоза дает величина осолонения для толщи от 30 до 130 см в пределах 0,03—0,09 плотного остатка при отсутствии хлора и серной кислоты.
На основании всех этих материалов выявляются следующие общие закономерности:
1) осолонение почв заметно убывает по направлению с юго-запада на северо-восток, причем выше широты р. Оми солончаков нет; 2) качественный состав засоления изменяется в том же направлении: на юге преобладают натровые солончаки, а по направлению на север они сменяются сначала смешанными, а затем кальциевыми (карбонатными).
Карбонатные солончаки являются вообще наименее вредными и в чистоv виде даже совсем безвредными для луговой и полевой растительности, но здесь они, по имеющимся немногим анализам, всегда содержат небольшие количеств (тысячные и сотые доли процента) хлора, с чем необходимо считаться.
Мелиоративное деление почв. С точки зрения осушительных мелиораций все заболоченные почвы следует разбить на три группы: 1) заболоченные и не засоленные на значительную глубину, не угрожающую вторичным засолением после осушки; 2) заболоченные, не засоленные в поверхностных горизонтах, но после осушки дающие вторичное засоление; 3) заболоченные и за соленные с поверхности уже сейчас.
Наличие в Барабе второй группы земель подтверждается существующей практикой осушения. Здесь многократно отмечены случаи порчи почвы в силу вторичного засоления после осушки. К сожалению приходится однако констатировать, что все эти случаи отмечены обычно лишь качественно, объективное же изучение их настолько слабо, что на основе его пока нельзя сделать никаких практических мелиоративных выводов об условиях, которые необходимо создать, чтобы предупредить появление этих неблагоприятных последствий.
Почти единственной попыткой зарегистрировать это явление аналитически является наблюдение в займищах Кундринском и Суминском. Здесь сделаны три пары разрезов, в которых один расположен у канавы (в условиях наибольшей осушки), а другой — вдали от канавы.
Результаты анализа дали следующие результаты (табл. 32).
Из этих данных мы видим, что наиболее ярко осолонение у канавы проявилось в разрезах № 223—226 и именно с 0,24 до 0,49% плотного остатка или с 0,03 до 0,08% минерального остатка. Значительно слабее оно выявлено в паре разрезов № 215—217 (от 0,40 до 0,47% плотного остатка и от 0,06 до 0,08 минерального остатка) и полностью отсутствует в паре № 213—216.
К сожалению в имеющихся материалах нет никаких пояснений ни относительно условий залегания и осушения наблюденных точек, ни возраста их. Поэтому практическая оценка таких данных пока невозможна.
Вывод же нужно сделать только один: необходимо теперь же организовать широкое и подробное обследование всех осушительных систем, на которых замечены явления вторичного засоления.
В отношении третьей группы почв (засоленных) очевидно, что простое осушение их только ухудшит условия роста растений, так как повысит концентрацию солей в почвенном растворе. Следовательно здесь должны быть дополнительные мероприятия по промывке. А так как местное засоление часто натровое, то промывки должны предусматривать и химизацию.
Итак следовательно соответственно трем группам почв в Барабе могут иметь место три типа мелиораций: 1) осушение, 2) осушение с предупредительными мероприятиями против вторичного засоления и 3) осушение, соединенное с промывкой и химизацией.
Вообще говоря, все три типа мелиораций осуществимы, однако трудности их существенно возрастают от первой к третьей. Поэтому практические возможности определяются здесь хозяйственными заданиями и возможными к вложению капитальными затратами. Схемой реконструкции Барабы предусматривается вообще развитие трех отраслей сельского хозяйства: животноводства, зерна и технических культур.
Засоление при осушении

Однако первоочередной задачей и безусловно доминирующей являются животноводство и следовательно создание лугов и пастбищ. На пятилетку намечено получение с помощью мелиорации 577 600 га этих угодий.
Tpaвяные угодья ботаники разделяют на пять типов:
1) болота с очень высокой урожайностью грубых малопитательных трав;
2) сырые солончаковые луга высокой урожайности и лучшего качества;
3) сухие солончаковые луга средней урожайности и лучшего качества;
4) сильно засоленные солончаки с солянками и другой несъедобной растительностью; низкие по урожайности и качеству;
5) корковые солонцы с редкой и низкой растительностью; низкая урожайность и довольно хорошее качество.
С хозяйственной точки зрения нужны угодья № 2 и 3 и в крайнем случае № 1. Недопустимы № 4 и 5.
Оценивая эти требования с мелиоративный точки зрения, нужно полагать, что они не позволяют делать сюда особо крупных капитальных вложений, и следовательно мелиорации должны быть возможно простыми.
С этой точки зрения остается бесспорной только мелиорация первого типа, т. е. только осушение на совершенно промытых болотах.
Мелиорация 3-го типа, т. е. осушение с последующей промывкой и химизацией, по-видимому, должна быть совсем отстранена как чрезвычайно сложная, дорогая и далеко не проработанная еще технически.
Помимо коренной мелиорации таких засоленных болот исследователями намечается более экстенсивный путь их использования, состоящий в следующем: осушительные системы должны быть так шлюзованы, чтобы обеспечить развитие трав в условиях обычного избыточного увлажнения, а затем воду с болота сбрасывать лишь в период уборки.
Нам кажется, что такой вариант мелиорации мыслим, но практики этого рода как будто нет, и потому следует рекомендовать его экспериментальную проверку.
Практически вероятно наиболее актуально стоит вопрос о мелиорациях 2-го типа, т. е. на почвах сейчас неосолоненных с поверхности, но представляющих угрозу засолонению после осушения.
Причина вторичного засолонения заключается в наличии близких соленых горизонтов почвы на небольшой глубине от поверхности и в соленых грунтовых водах. В бытовом состоянии такое болото длительный период времени находится под водой, которая и защищает поверхность почвы от испарения и следовательно капиллярного подъема солей. При обычной осушке поверхностные воды быстро сбрасываются, поверхность почвы обнажается, но грунтовые воды остаются так близко к поверхности, что питают ее капиллярно солями.
Исходя из такого понимания процессов, нужно признать, что действительно рациональным методом осушения в данных условиях был бы достаточно глубокий дренаж, который понизил бы в достаточной мере уровень грунтовой воды, а с другой стороны, обусловливая фильтрацию избыточных вод через толщу почвы, содействовал бы усилению промывки ее от солей. Таким образом здесь принципиально следовало бы итти путем регулирования не поверхностного стока, а стока внутреннего. С этой точки зрения здесь особенно заманчивыми представлялись бы калифорнийские колодцы, с помощью которых легко можно сильно понизить грунтовые воды, обеспечив этим самым хорошую и быструю промывку почв естественными осадками.
Метод шлюзования здесь также осуществим и притом легче, чем в случае втором, по конечно он и здесь подлежит экспериментальному изучению.
Итак следовательно мы видим, что осушение заболоченных территорий, одновременно и засоленных, требует гораздо более сложного к себе подхода, чем простой отвод воды.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *