Поиск

Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей
27.06.2015

Проект охватывает всю громадную территорию между Азовским и Каспийским морями протяжением около 650 км.
Общая схема геоморфологического деления области следующая.
Центром района является плоская водораздельная равнина, занятая системой больших манычских озер и лиманов (Гудило и др.), расположенных на отметках 24—26 м.
С севера к этой равнине спускаются отроги Ергенинских возвышенностей, создающих сал-манычский водораздел, причем склон этот довольно крут и вывод воды на него требует больших подъемов. С юга, значительно более полого, сюда спускаются отроги Ставропольского плато, представляя собой водораздел pp. Eгopлык и Калаус.
На запад от этой водораздельной равнины расстилается область западного Маныча, представляющая собой приазовско-черноморские степи.
Падение западного Маныча на протяжении 400 км всего 24 м, т. е. уклон равен 0,00006. Уклоны степей к Манычу с севера и юга вообще более значительны.
На восток расстилается область восточного Маныча, с падением к Каспию в 52 м на 250 км, т. е. с уклоном 0,0002. На север от восточного Маныча располагаются так называемые калмыцкие степи, а с юга к нему подходят равнинные приподнятые степи терской депрессии, составляющие здесь кумо-манычский водораздел.
При варианте питания из р. Терека в проект кроме того включается обширная область в 180 000 га Терско-кумского канала моздокских степей, водораздела pp. Кума-Терек.
Кроме перечисленных областей особо выделяются долины pp. Манычей и Дона.
Ниже мы охарактеризуем кратко нижеследующие районы: 1) Калмыцкую область, 2) водораздел Егорлык — Калаус (Ставропольское плато), 3) склоны сал-манычского водораздела и 4) пойму Дона.

Калмыцкая область

Проектный район ограничивается на юге Манычским каналом, на востоке — Каспийским морем, на западе — возвышенностями Ергеней и на севере — условной линией примерно в 150 км от судоходного канала. Это дает командную площадь порядка 2,6 млн. га.
Геоморфологически этот район слагается из двух главных элементов: 1) основного, представляющего собой волнистую равнину, сложенную осадками мелководного залива Каспия, и 2) на Бападе узкой полосы приергенинских шлейфов, сложенных делювием этих гор. Проектные предположения в первом варианте питания из р. Дона не выходят с командованием выше отметки 12, и потому весь район лежит в пределах Каспийской низменности. Во втором варианте, питания из Терека, отметка повышается до +25, поэтому командование захватывает в небольшой части и делювиальные шлейфы Ергеней.
Таким образом главным объектом орошения является территория Каспийской низменности.
Зональными почвенными типами области являются светло-каштановые почвы на севере и светлобурые почвы на юге. Как существенное обстоятельство можно отметить, что по механическому составу в низменной степи преобладают песчаные и супесчаные почвы и реже легкие суглинистые. Местами почвы подстилаются на той или иной глубине, иногда близко от поверхности, засоленной шоколадной глиной.
Пример суглинистого механического состава дается следующим анализом разреза близ поста Яшкула (табл. 182):
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Из этих цифр видно, что основной массой породы является фракция 0,25—0,05 мм, составляющая от 41 до 83%, количество же глины лежит между 13 и 34%.
Примером песчанистой светлобурой почвы служит следующий разрез № ИЗБ (табл. 183):
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Мы видим, что поверхностный горизонт здесь очень легкий и может развеваться ветром.
Местные пески, очень широко здесь развитые, состоят на 95% из частиц 0,25—0,05 мм и представлены кварцем.
Все местные легкие почвы обычно не солонцеваты и не засолены, В вышеприведенном разрезе мы видим, что в первых 1,5 м количество солей не поднимается выше 0,3%.
При близком положении подстилающей глины осолонение значительно возрастает. И. Щеглов замечает, что такие почвы без признаков солонцеватости «встречаются в низменной степи сравнительно редко и занимают преимущественно высокие ровные площади; гораздо большим распространением пользуются почвы в большей или меньшей степени солонцеватые, не говоря уже о солончаках и переходах к ним».
Примером такой солонцеватой почвы служит разрез № Б23. Его механический состав и содержание солей таковы (табл. 184) (сокращенно).
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Мы видим, что осолонение уже с глубины 23 см достигает величины 0,5%, а с 45 см — почти 1%. При этом преобладает хлор.
Почвы описанного характера залегают на повышенных элементах рельефа, обычно плоских широких увалах. Общим закономерным характером изменения почвенного покрова является то, что при движении на север почвы становятся все более и более глинистыми (каспийские шоколадные глины), солонцеватыми и комплексными, с включением солонцов, тогда как на юге комплексность уменьшается, но общая степень осолонения возрастает. В качестве примера варьирования степеней солонцеватости приведем следующие денные Курапова (табл. 185):
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Кроме повышенных элементов рельефа в низменной степи чрезвычайно широко развиты всякого рода понижения в виде ложбин, котловин, вдавлений и т. п.
Этим отрицательным элементам рельефа свойственны главным образом всякого рода солонцовые и солончаковые почвы.
Осолонение этих почв иллюстрируется следующими данными Щеглова (табл. 186 и 187):
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Мы видим, что в обоих резах осолонение значительно.
Практическая оценка конкретных земельных территорий в первом приближении всегда складывается из определения удельного веса этих двух компонентов, т. е. почв повышенных элементов рельефа, и, с другой стороны, солонцов и солончаков. В местных условиях широкого развития рыхлых песков должен быть учтен и этот компонент.
Территории, входящие в сферу командования проекта, по атому признаку комплексности, оказываются чрезвычайно пестрыми. Беря отдельные участки территории площадями порядка 3—5 тыс. га, можно сказать, что процент земель в них, непригодных к прямому с.-х. освоению, по-видимому, не опускается ниже 25, а в ряде случаев поднимается до 100%.
Итак на основании всех этих данных общее представление о территории проекта Калмыцкой области может быть формулировано следующим образом: очень плоская бессточная равнина, сложенная рыхлыми каспийскими осадками,
в основании которых лежит соленосная глина; поверхность испещрена котловинами выдувания, озерными впадинами и нагромождениями песка, только между которыми располагаются равнинные территории, покрытые преимущественно песчаными и супесчаными почвами и лишь в меньшей части суглинистыми, со значительным развитием солонцов и солончаков.
Такой район допускает лишь выборочное, оазисное, его использование.
В сельскохозяйственном отношении рыхлые песчаные и супесчаные почвы оказываются весьма бедными и в частности почти совершенно не содержат фосфора. Таким образом мы имеем здесь следующие основные с.-х. задачи: 1) создание прочной дернины для предохранения от развевания ветрами; 2) обогащение азотом и фосфором.
Обе задачи решаются широким развитием травосеяния и химизацией.
Что касается вероятных мелиоративных последствий орошения, то они определяются общими гидрогеологическими условиями, которые мы ниже кратко и опишем.
Схема геологического строения каспийских отложений Калмыцкой области показана на чертеже 117.
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Мы видим, что верхняя свита пород представлена главным образом глинами Хвалынского яруса (шоколадные глины). Они особенно развиты на севере и западе низкой степи Калмыцкой области. Tак называемые "черные земли" представляют собой толщу песков на шоколадной глине с близкими солеными (до 5 г хлора на литр) грунтовыми водами.
Средняя свитa представлена главным образом хазарскими песками. На юге и востоке низкой степи они часто выходят на поверхность земли и следовательно прямо смыкаются с верхними эоловыми песками.
Обе первых свиты подстилаются мощными глинами Бакинского яруса.
Первым постоянным горизонтом грунтовых вод являются хазарские пески. Уровень грунтовых вод различен: в понижениях он поднимается до 2—3 м, обычно же лежит на глубинах 8—12 м от поверхности. Соленость грунтовых вод также различна и колеблется от 0,5 до 40—50 г на литр. Преобладают воды средних степей засоления.
Источником питания грунтовых вод являются только отчасти атмосферные осадки, главным же образом поверхностный и подземный сток с Ергеней. Эта связь хазарского водоносного горизонта С ергенинским хорошо видна на чертеже 118, представляющем собой поперечник на широте озера Бармансак. Верхняя свита Ергеней содержит в себе мощный (до 30 м) пласт ледниковых песков, которые несут в себе обильную пресную воду, стекающую в хазарские пески.
Как видно из чертежа, в северной части степи хазарские воды имеют некоторый сток в Волгу, однако в нижней части как общее правило эти воды представляют собой замкнутые бессточные грунтовые бассейны.
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Это последнее обстоятельство является решающим в определении вероятных последствий орошения, а именно: фильтрационные воды, не имея бокового оттока, будут очень быстро поднимать уровень грунтовых вод, и следовательно могут создаться благоприятные условия для заболачивания и засоления.
Исходя из этого, нужно признать в качестве общего принципа, что орошение низменной части Калмыцкой области неизбежно должно быть связано с заботой искусственного регулирования уровня грунтовых вод. Как прямые методы решения этой последней задачи могут найти применение или дренаж или устранение фильтрации каналов (например бетонировка сети) и дождевание. Однако в местных условиях возможны и другие пути, могущие оказаться достаточно эффективными, а именно: а) выше мы уже отметили, что по хозяйственным и естественно-историческим условиям орошение здесь необходимо оазисное. С точки зрения почвенно-мелиоративной необходимо так подобрать размеры и форму отдельных орошаемых оазисов, чтобы фильтрационные воды их полностью успевали рассасываться и испариться окружающими неполивными территориями. Учитывая значительную фильтрационную способность местных грунтов, можно полагать, что данную задачу удастся решить, не нарушая обязательных требований крупного механизированного хозяйства;
б) необходимо возможно полно использовать на орошение поверхностный сток Ергеней; тогда эти воды уйдут на транспирацию, а не на питание грунтовых вод, и наконец 3) следует изучить вопрос о возможности каптажа и обращения на орошение ергенинских грунтовых вод, залегающих в песках. Такой каптаж, являясь источником орошения, одновременно может оказаться и наиболее мощным регулятором грунтовых вод низкой степи.
Междуречье Егорлык-Калаус

По общей схеме при подъеме воды до горизонтали в 150 м площадь возможного орошения равна 500 000 га.
Междуречье представляет собой северные склоны Ставропольского плато, в основном сложенные мощной толщей довольно однородных лессовидных суглинков. В качестве примера может служить разрез на водоразделе Кэлаус — Средняя Джалга: 0—20 м — средний лессовидный суглинок; 20—24 м — песчанистый лессовидный суглинок; 24—32 м — прослойки песка и глины; 32—40 м — песчанистый лессовидный суглинок водоносный; 40—50 м — песок.
Этот тип строения господствует во всем районе. Местные варианты сводятся к следующему: 1) в некоторых местах, ближе к Манычу (например у селения Большой Джалги), значительное развитие приобретают суглинки более тяжелые и засоленные; 2) большой район бурукшунских лиманов выложен аллювиально-пролювиальными суглинками; 3) на склонах в реке Большая Кугульта развита кора выветривания третичных отложений, прикрытая делювием лессовидных суглинков. Почвенный покров в схеме достаточно прост: юго-западная половина покрыта северокавказскими карбонатными суглинистыми черноземами, в области коры выветривания третичных пород по р. Кугульта они солонцеваты; северо-восточная половина в основном покрыта темнокаштановыми суглинками с отдельными массивами каштановых черноземов.
Солонцеватая комплексность вообще слабо выражена, но значительно усилена в области тяжелых засоленных суглинков (Джалга) и аллювиальных отложений (Бурукшун). Аналитически почвогрунты освещены к сожалению слабо, так как исследование ограничивалось толщей всего 65—100 см, однако по общим условиям строения района значительного развития осолонения грунтов ожидать здесь нет оснований. Грунтовые воды по балкам залегают на глубине 0—12 м, по склонам 8—35 м. По вершинам балок они пресны, ниже становятся более солеными.
Оценивая с мелиоративной точки зрения этот район в целом, можно сказать, что ого обширнейший плацдарм, на котором можно выбрать необходимое количество площадей вполне удовлетворительного качества, не угрожаемых с точки зрения возможных неблагоприятных последствий орошения.
Потребность в орошении здесь не резко выражена, так как количество осадков за год равно 372—488 мм, а за вегетационный период с 1 мая по 15 октября — 202—273 мм. Район издавна сильно распахан.
Напряженность климатических факторов, а следовательно и потребность в орошении существенно нарастают с юга на север по направлению к Манычам. Однако в этом же направлении изменяются в сторону ухудшения и почвенно гидрогеологические условия: рельеф становится более плоским и бессточным, в строении грунтов принимают участие древнекаспийские отложения, грунтовые воды в песках и супесях этой каспийской свиты поднимаются до 3—6 м и по составу становятся солеными и горько-солеными. Почвенный покров становится более комплексным (30% и более солонцов) и засоленным, а полоса, примыкающая непосредственно к Манычам и Гудило, занята целиком солончаками и солонцами.
Необходимо учитывать, что шлюзование канала лишает прибрежную и террасовую части естественного водоприемника для грунтовых под, создает их подпор, что будет способствовать заболачиванию и засолению.
Район северных склонов западного Маныча

Район представляет собой узкую полосу вдоль правого берега западного Маныча от Дона до озера Гудило, орошаемую только механическим подъемом. Площадь по общей схеме до 150 000 га.
Климатические показатели района такие: безморозный период 166—169 дней, количество осадков от 369 до 454 мм за год, а с мая по 15 октября — 199—273 мм. Таким образом это область с довольно значительным количеством осадков и не является остро нуждающейся в орошении для полевых культур.
Почвенный покроя представлен рядом вариантов, но все они относятся к типу черноземов или южных или приазовских. Площади их залегания обычно обладают хорошо выраженным рельефом и глубокими грунтовыми водами и следовательно не могут, по-видимому, представить какой-либо угрозы после орошения. Некоторые локальные территории несут солончаковые черноземы, по-видимому, с повышенным уровнем грунтовых вод, но они при проектировании могут быть либо исключены либо обращены под специальное использование.
Пойма р. Дона

Площадь поймы от Калача до Мелиховской составляет около 400 000 га и от, Мелиховской до Азовского моря около 150 000 га.
В своем настоящем состоянии пойма представляет собой главным образом сенокосные и пастбищные угодья, затопляемые разливами на 3—4 месяца. Ширина поймы обычно 5—6 км, но иногда до 12 км. Средний уклон почти 0,0001, но часто 0,00004, т. е. очень незначительный.
В поперечном направлении в пойме различаются три зоны: прирусловая, приподнятая супесчаная, 2) средняя глинистая, в пониженных местах заболоченная, и 3) приматериковая, или притеррасная, иногда имеющая притеррасную речку, заболоченная и засоленная.
Несмотря на общий плоский рельеф тем не менее подлинные равнины здесь очень редки — пойма характеризуется сильным развитием мезо- и микрорельефа. Осадков в пойме обычно более 400 мм и только в Персиановке и Мечетинской их меньше — 393—375 мм.
Почвенный покров в основной массе представлен так называемыми займищно-луговыми и в меньшей степени займищно-болотными почвами и солончаками. Механический состав этих почв обычно тяжел и характеризуется 80—90% частиц тоньше 0,01 мм. Наиболее существенной их характеристикой является однако степень осолонения.
Вообще говоря, поверхностное осолонение в пойме развито слабо и приурочено главным образом к притеррасной части. Количество и распределение солей в этой последней может характеризоваться следующим примером разреза № 202:
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Займищно-луговые почвы не осолонены с поверхности, но богаты солями на некоторой глубине.
Примером может служить следующий анализ:
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Встречающиеся здесь солонцы осолонены значительно больше, Примером является разрез № 6:
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Лугово-болотные почвы засолены значительно больше займищно-луговых. Примером является разрез № 72:
Почвенно-мелиоративные условия проекта орошения Манычей

Весьма характерным и существенным является то обстоятельство, Что гипсовый горизонт, лежащий в среднем на глубине 65 см, расположен выше карбонатного, залегающего на глубине 75, см. Это может служить указанием, что почвы живут под интенсивным воздействием грунтовых вод, но капиллярному току их сейчас противостоит нисходящий ток воды осадков и разливов, и потому соли концентрируются не на поверхности почвы, а на некоторой глубине. Это согласуется с современным положением грунтовых вод, в среднем залегающих на глубине около 2,5 м.
Общей закономерностью распределения солей по пойме является то, что в верхнем течении засоление меньше и оно по преимуществу сульфатное, тогда как к югу оно возрастает и становится более хлоридным.
Мелиоративное освоение такого рода поймы представляет, как мы уже говорили выше, значительные трудности. Положительными чертами данной поймы являются слабое развитие поверхностного осолонения и тяжелый механический состав, который понижает скорость капиллярного поднятия солей кверху. Однако более существенным здесь является то обстоятельство, что грунтовые воды высоки и грунты соленосны. В настоящее время эти соли не поднимаются к поверхности благодаря мощному действию паводковых вод, смывающих и вмывающих соли в глубину. Кроме того серьезной защитой от испарения с поверхности почвы является сплошной травяной покров. При осушении поймы и обращении ее под обычные полевые культуру действие обоих этих благоприятных факторов полностью исчезает, а с другой стороны, условий для понижения уровня грунтовых вод ниже предела капиллярного поднятия их не создается. Скорее даже наоборот, шлюзование Дона может затруднить естественный отток грунтовых вод. Таким образом могут создаться условия, вполне благоприятные для развития поверхностного засоления. При промывках же солончаков будут развиваться солонцовые процессы. Этот цикл превращений луговых почв мы наблюдаем сейчас в природе, а именно: территории повышенные, вышедшие из-под разливов, превращаются в солончаки. Еще более высокие площади, вышедшие не только из-под разливов, но и из-под влияния капиллярных токов грунтовых вод, выщелачиваются атмосферными осадками и превращаются в солонцы.
Все эти обстоятельства необходимо тщательно учесть при дальнейших изысканиях и проектировании и озаботиться как регулированием уровней грунтовых вод, так и уменьшением энергии капиллярного поднятия грунтовых вод, в частности с помощью покрытия поверхности травяным посевом.