Поиск

Почвенно-мелиоративные условия Заволжья
27.06.2015

Заволжье исстари считалось пшеничной житницей России. Одновременно это и область наиболее часто повторяющихся засух, приводящих к крупным народным бедствиям. Последний раз такое бедствие случилось в 1921 г., когда все Заволжье не дало урожая и не могло себя прокормить. Царская Россия предпринимала различные паллиативные меры оказания помощи населению в годы неурожаев, однако общая проблема борьбы с засухой и следовательно коренной ликвидации неурожаев и голодовок ей была не под силу и не ставилась как общая государственная задача.
Впервые Ленин, после засухи 1921 г., точно формулировал положение, что единственным методом действительной ликвидации недородов является общее восстановление производительных сил и притом только на основе крупной промышленности и электрификации. 23 мая 1932 г. ЦК ВКП(б) и СHK России постановили организовать в Заволжье устойчивую пшеничную базу с валовой продукцией в 50 млн. центнеров на поливных землях. Для решения этой задачи необходимо оросить около 4 млн. га новых земель. Таким образом крупная социальная проблема борьбы с засухой и недородами будет решена. Грандиозность этого предприятия с чисто технической точки зрения видна из того, что за счет этого нового орошения общий ирригационный фонд Союза удваивается.

Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Ниже мы охарактеризуем кратко общие почвенно-мелиоративные условия Заволжья.
Основной массив проектируемого орошения располагается по левому берегу Волги, примерно от широты Куйбышева и на юг до Каспия. В других вариантах схем орошение распространяется и несколько севернее Куйбышева в бассейны pp. Большой и Малый Кинель, а с другой стороны захватывает и площади правого берега, именно Калмыцкую область и бассейн р. Дона.
На громадном протяжении с севера на юг, от Куйбышева до Каспия в 650 км, залегают последовательно почвенные зоны: черноземная, каштановая, солонцовых комплексов и бурая. По условиям залегания здесь следует различать три основных области: 1) область сыртов, 2) область каспийской низменности и 3) область речных террас Волги и ее притоков.
Область сыртов

Областью сыртов называют возвышенную волнистую равнину, занимающую все пространство между Волгой на западе, возвышенностью общего сырта на востоке, р. Самаркой на севере и примерно широтой устья р. Еруслана на юге. Общее падение сыртовой равнины на запад к Волге и с севера на юг — примерно в пределах горизонталей от 170 до 40—30 м над уровнем моря.
Сырты сложены желто-бурыми, в общем однородными, неслоистыми глинами с углекислой известью, континентального, по-видимому связанного, с ледниковыми водами, происхождения. Они расчленяются по глубине на следующие слои, начиная сверху (Саваренский):
1) Желто-бурые глины, иногда рыхлого аллювиального характера. Мощность на водоразделах до 30 м.
2) Глины коричнево-бурые, мощностью до 20—25 м.
3) Глины красно-бурые, иногда переходящие книзу в пестрые и зеленовато-серые. Мощность 10—15 м.
4) Глинистые слоистые подсыртовые пески.
Механический состав сыртовых отложений вообще тяжелый, и количество частиц мельче 0,01 мм лежит в пределах 50—75 %. В юго-западной части (западнее меридиана Красного Кута) сырты опесчанены, и местами здесь на поверхность выходят пески.
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Сложение сыртовых глин всегда плотное, и фильтрационная способность их мала.
Сыртовые отложения вообще засолены как сульфатами, так и хлоридами. Поверхностные слои их однако выщелочены, причем это выщелачивание на севере достигает 2,5—3,0 м, тогда как на юге оно не превышает 1,0 м. В нижних слоях количество солей достигает 2,0%. Вообще несколько больше выщелочены западные опесчаненные сырты.
Основной постоянный горизонт грунтовых вод лежит в подсыртовых песках на глубинах до 55 м на севере и поднимается на юге до 15 м. Мощность водоносного горизонта 3—10 м, а уклон его с севера на юг около 0,0 004. Часто констатируется напор, достигающий 30 м высоты.
На севере водоносный горизонт (пески) поднимается до 60 м абсолютной высоты и прорезается pp. Иргиз и Камелик, которые таким образом дренируют его. Наоборот, на юге русла pp. Узеней и Epycлана лежат выше песчаной толщи и потому скорее питают ее водой.
Эти основные грунтовые воды обычно засолены, общее количество солей достигает 30—50 г на литр, а в составе солей преобладает хлор.
Весьма важной чертой местных грунтовых вод является их слабая горизонтальная подвижность, что видно из следующих наблюдений Ф. П. Сава ренского: в 1915 г. им были заложены три скважины к северо-западу от г. Новоузенска близ с. Лаптевки: одна на гребне узкого сырта, протягивающегося от водораздела к востоку в сторону долины Большого Узеня, на отметке 56,59 м, вторая у подножия склона этого сырта на отметке 43,43 м, и третья на середине балки (Сербинской), расширяющейся ниже с. Лаптевки в широкую лощину, сливающуюся с террасой Большого Узеня на отметке 44,88 м (черт. 120).
Все три скважины прошли толщу глин и на отметке 15—16 м встретили водоносный горизонт песков, воды которого обладали различным качеством и различной высотой напора, а именно:
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Как видно из этой таблицы, грунтовая вода под дном балки обладала значительным напором и дебитом и была совершенно пресной, тогда как под бугром — незначительным напором и дебитом и сильной минерализацией.
В силу малой водопроницаемости сыртовых глин для них характерно, по крайней мере для южной зоны, частое нахождение верховодки или хотя бы ясного избыточного увлажнения, так называемых «заплывов».
По условиям расчлененности поверхности и рельефу сыртовая область легко подразделяется на две части: 1) восточную и северную (севернее pp. Камелика и Иргиза), значительно расчлененную реками и балками и соответственно этому обладающую большими местными уклонами, и 2) западную и южную (бассейны pp. Узеней и Еруслана), характеризующуюся слабой расчлененностью и малыми местными уклонами. Для иллюстрации этого приведем краткую выдержку из работы ВНИИГиМа по районированию рельефов на территории Нижневолгопроекта (табл. 189).
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Из этой таблицы мы видим, что на юге количество площадей с малыми уклонами сильно вырастает, площади же со значительными уклонами исчезают совсем.
Почвенный покров северной части сыртовой области (включая бассейн р. Камелик) представлен черноземами — обыкновенными и южными. И те и другие обычно выщелочены от воднорастворимых солей на глубину 2,5—3,0 м. Залегая, как выше указано, в наиболее дренированной части сыртовой области, они, как правило, должны быть оценены как вполне надежный объект орошения, не угрожаемый в отношении возможности вторичного засоления.
На отдельных небольших территориях, приуроченных или к шлейфам склонов или к выходам коренных пород (татарский ярус), черноземы становятся иногда солонцеватыми и появляются даже солонцы. Эти площади будут отзывчивы к химизации (гипсование), и кроме того они менее выщелочены, часто создают угрозу подъема грунтовых вод и следовательно могут засолоняться.
Почвенный покров южной части сыртовой области представлен разными вариантами каштановых почв. Выщелоченность от воднорастворимых солей варьирует здесь от 2,5 м для темнокаштановых почв до 1 м для светлокаштановых. Для этих почв весьма характерно широкое развитие признаков солонцеватости, возрастающих от темнокаштановых к светлокаштановым разностям. Однако на водоразделах эта солонцеватость обычно не достигает таких степеней, чтобы серьезно понизить с.-х. и мелиоративную ценность почв. Наоборот, на шлейфах склонов общая солонцеватость почв часто значительно повышается, и появляется много типичных солонцов; почвенный покров приобретает здесь характер типичных солонцовых комплексов, и тогда с.-х. и мелиоративная ценность таких территорий сильно понижается. Грунтовые воды на шлейфах склонов обычно залегают на уровне 8—10 м от поверхности, и угроза дальнейшего поднятия их после орошения становится здесь реальной.
Каспийская низменность

Сыртовая область по направлению на юг, на отметках 40—30 м, переходит в Каспийскую низменность не крутым, но заметным склоном, который получил название сыртового уступа. Каспийская низменность занимает громадную территорию от сыртов вплоть до Каспийского моря и в общем представляет собой идеальную, совершенно бессточную равнину. На всем протяжении между Волгой и Уралом ни одна река, ни один водоток не рассекает этой равнины, С сыртов сюда стекают всего две речки, Большой и Малый Узени, но они при выходе на равнину скоро теряют свое русло и разливаются по обширным плоским впадинам.
Характерной и важной чертой устройства поверхности Каспийской низменности является громадное количество местных, очень мелких, плоских понижений, так называемых лиманов. Размеры лиманов очень различны — от единиц гектара и до сотен квадратных километров. Все лиманы являются местными приемниками поверхностного стока. Наиболее глубокие лиманы сохраняют иногда воду в своих центральных частях в течение всего года, однако громадное большинство их обычно обсыхает уже в средине лета.
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Геологически Каспийская низменность сложена следующей свитой каспийских отложений, начиная снизу:
1) Глины и пески бакинского яруса. Лежат непосредственно на акчагыльских слоях.
2) Пески и глины хазарского яруса.
3) Континентальные суглинки ательского яруса.
4) Глины и пески хвалынского яруса.
Выше осадков хвалынского яруса с морской фауной часто залегает еще следующая свита слоев с фауной пресноводной или совсем без фауны (начиная снизу):
1) Грязно-бурые и темносине-серые глины с пресноводной фауной.
2) Пески с пресноводной фауной.
3) Шоколадные сланцеватые глины.
4) Бурые лессовидные суглинки.
Вся эта последняя свита полупресноводных отложений в своем залегании часто прерывиста и неустойчива. Кроме самой низменности эти осадки проникают и далеко на север, в сыртовую область, по долинам рек, особенно Еруслана и Большого и Малого Узеней.
Общая схема строения низменности в связи со строением сыртов показана на чертеже 121 (Саваренский). В этой схеме нужно отметить два момента:
1) каспийские осадки налегают на сыртовые глины, т. е. отложились позднее их, и
2) подсыртовые водоносные пески непосредственно переходят в бакинские осадки.
Общая водоносность Каспийской низменности благодаря ее бессточности вообще больше, чем сыртовой области. Питание грунтовых вод осуществляется здесь не только за счет атмосферных осадков, но и за счет поверхноствого стока с сыртов. Первый горизонт грунтовых вод залегает здесь часто в хвалынских осадках на ательских суглинках. Второй, более постоянный, горизонт воды приурочен к хазарским пескам. Общая глубина грунтовых вод широко варьирует от 3—4 м и до 20—30 м от поверхности. Грунтовые воды практически бессточны и сильно засолены.
Весьма существенную гидрологическую роль в Каспийской низменности имеют лиманы. Являясь аккумуляторами поверхностного стока, они одновременно представляют собой области наибольшего питания грунтовых вод, более высокого их уровня, выщелачивания грунта и опреснения грунтовых вод. Эта роль лиманов очень ярко выявлена следующим исследованием Ф.П. Саваренского.
В бассейне лиманов «Липин», в 20 км к юго-востоку от сел. Александров-Гай, площадью до 5 км2 и глубиной 0,7 м, было заложено 4 скважины: одна в степи, в 128 м от края лимана, остальные в лимане на расстоянии 170, 490 и 980 м от первой. В каждой скважине исследована минерализация грунтовых вод на разных глубинах, и оказалось следующее:
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Как видно из этих данных, верховодка в степи сильно минерализована, тогда как в лимане она относительно пресная, и это опреснениe простирается до глубины 17 м от поверхности. Одновременно и дебит верховодки в лимане значительно больше, чем в степи.
Почвенный покров Каспийской низменности представлен следующими типами: 1) в лиманах залегают темноцветные луговые почвы, часто солонцеватые; 2) все межлиманные пространства заняты обычно ярко выраженным комплексом светлокаштановых почв, солонцеватых и солонцов.
Лиманные почвы наиболее выщелочены от воднорастворимых солей, в комплексе же сухой степи степень засоления резко возрастает по направлению от светлокаштановых почв к солонцам. Эта закономерность изменения степени засоления ясно видна из следующих цифр плотного остатка по горизонтам в отдельных типах почв района Новоузенска (табл. 191, из анализов Францесеона):
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

Для двухметровой толщи приведенные цифры нанесены на чертеже 122, на котором различия глубины залегания солей выступают особенно рельефно: оказывается, что лиманная почва промыта на всю шестиметровую толщу, в каштановой почве максимум солей в 2% лежит на глубине в 150 см, в солонцеватой почве на 115 см и в солонце всего на 35 см от поверхности.
Доля участия в почвенном покрове солонцовых почвенных разностей неодинакова для отдельных территорий, но часто поднимается до 50 и 75%. В силу этого все эти комплексы почв приходится квалифицировать не только как солонцовые, но и как резко засоленные в корнеобитаемой зоне.
Степень солонцеватости почв по морфологическим признакам варьирует очень сильно, но количественно, по содержанию поглощенного натрия, она к сожалению до сих пор освещена крайне слабо. По-видимому, солонцеватые почвы в большинстве случаев содержат 10—20% натрия от общей емкости, в солонцах же количество натрия редко поднимается выше 30%.
Почвенно-мелиоративные условия Заволжья

На основании всей суммы приведенных здесь характеристик территорию Каспийской низменности приходится оценивать как объект, неблагоприятный и в с.-х. и в мелиоративном отношениях, так как она одновременно и сразу требует и широкой химизации и промывок. А так как грунтовые воды здесь сравнительно не глубоки и совершенно бессточны, то очевидно, что осуществлять промывки придется на фоне дренажа, что и нужно предусматривать для Каспийской низменности как общее мероприятие, удорожающее орошение.
На основании этого в основном проекте орошения Заволжья вся Каспийская низменность сейчас исключена как объект орошения и последнее сосредоточивается в сыртовой области.
Установленная здесь мелиоративная оценка Каспийской низменности в основном вероятно правильна, однако необходимо все же отметить, что до настоящего времени ее территория остается очень слабо изученной. Мы представляем себе обычно всю эту громадную область как весьма однообразную и в почвенном и в гидрогеологическом отношениях. Вместе с тем уже первый приступ к более детальному исследованию, осуществленный Академией наук, показал, что геоморфологически Каспийская низменность представляется весьма разнообразной и сложной, отражая на своей поверхности воздействие многих древних потоков, стекавших с сыртов. Разнообразию геоморфологических условий несомненно будет отвечать разнообразие и почвенных и гидрогеологических условий. Следовательно можно ожидать, что подробные исследования помогут установить наличие здесь мелиоративных объектов весьма различной ценности. (Принцип оазисного орошения.) Учитывая же, что по климатическим условиям Каспийская низменность весьма остро нуждается в орошении, подробные исследования являются здесь необходимыми. С другой стороны, в мировой мелиоративной практике почти нет опыта орошения солонцовых комплексов, почему представляется весьма затруднительным теоретически взвесить те реальные трудности, которые здесь могут встретиться при мелиорации. С этой точки зрения было бы весьма желательно заложить в Каспийской низменности достаточно крупную опытно-хозяйственную ирригационную систему, на которой и можно было бы выяснить все элементы мелиоративного и с.-х. освоения этого рода территорий.
Область речных террас

Как Волга, так и большинство других рек Заволжья имеют значительно развитые древние аллювиальные террасы, которые также представляют собой ирригационный земельный фонд, но с рядом специфических черт.
Волга имеет три древних террасы, не считая современной пойменной. Первая из них, надпойменная, возвышается над меженью на 8—10 м. развита сравнительно слабо и иногда еще заливается паводками.
Наиболее развита вторая терраса, возвышающаяся над меженью на 20—25 м. Южнее впадения р. Еруслана она в общем сливается с Каспийской низменностью.
Сложена эта терраса преимущественно суглинками, однако с прослоями как песков, так и тяжелых глин шоколадного цвета.
Эта аллювиальная свита по сравнению с каспийскими осадками значительно менее соленосна, и соответственно атому почвенный покров ее характеризуется меньшим развитием солонцовых комплексов. Грунтовые воды здесь слабо обследованы, но в общем лежат на глубинах ниже 10 м. Они представляют собой одну скатерть с грунтовыми водами сыртовой области, питаются ими и потому в большинстве случаев минерализованы. Во время паводков на Волге они испытывают кратковременный подпор, а в остальное время стекают в Волгу.
Учитывая относительно благоприятные почвенно-гидрогеологические условия этой террасы, она в виде узкой полосы южнее г. Камышина и до Ахтубы введена сейчас в состав общего земельного фонда проекта орошения Заволжья.
Третья терраса Волги возвышается над меженью на 40 м и особенно мощно развита у Самарской луки, между pp. Мочей и Чагрой. Она сложена слоистой песчано-глинистой свитой с участием делювия сыртов. Грунтовые воды находятся на глубине 25—30 м и сравнительно опреснены (около 2 г на литр). Почвенный покров в основном представлен террасовыми черноземами.
Довольно значительный участок террасы сохранял следы своего бывшего аллювиального происхождения в виде заболоченной территории (Майтуга), вокруг которой расположены солончаки и солонцы. При развитии орошения на этой террасе и прилегающих сыртах здесь можно ожидать общего подъема грунтовых вод.
Кроме Волги значительное развитие древние террасы имеют на pp. Самарке, Иргизе, Большом и Малом Караманах и на Узенях. Почвенно-гидрогеологические условия этих террас вообще весьма пестры и существенно различаются не только на отдельных реках, но часто и в пределах одной реки, на различных ее участках. Эта пестрота часто связана с геологическим характером того водосбора, по которому данный участок реки проходит, и за счет выносов, с которого он формируется, В силу этого практическая мелиоративная оценка террас местных рек может быть лишь строго локальной, на основе индивидуальных детальных обследований. Такие обследования сейчас производятся в связи с задачей использования на орошение местного стока, для наших же целей достаточно отметить некоторые общие черты, характерные для террас и отличающие их от сортов,
В большинстве случаев террасы возвышаются над уровнями рек на 10 и 20 м, тем не менее дренированность их недостаточна. Объясняется это тем, что террасы сложены обычно суглинистой и глинистой аллювиальной толщей с недостаточным развитием грубозернистых дренирующих слоев.
Грунтовые воды залегают на уровнях от 5 до 20 м от поверхности и характеризуются слабой горизонтальной подвижностью. Следствием этого являются частая засоленность их и очень большая пестрота минерализации по отдельным точкам террасы.
Все речные террасы, как в прошлом так и в настоящем, являются зонами аккумуляции солей, сносимых с водоразделов, и потому как почвы, так и грунты террас обычно более засолены, чем на сыртах. Поскольку все же в настоящее время на террасах господствуют нисходящие токи воды, постольку здесь характерным является развитие не столько солончаков, сколько солонцов. В силу этого среди сыртовой области речные террасы как общее правило заметно выделяются именно своей большой комплексностью почвенного покрова и иногда даже преобладающим развитием солонцов.
Таким образом в целом почвенный покров речных террас всегда является более сложным и трудным объектом и с с.-х. и с мелиоративной точек зрения и требует к себе особо внимательного и индивидуального подхода на каждом участке.