Введение к работе
Актуальность проблемы. КПСС нацеливает тружеников промышленного комплекса на -резкое повышение эффективности сельскохозяйственного производства и достижение коренного улучшения снабжения населения продовольствием. При этом важное значение призвана сыграть мелиорация земель. В числе сложных народнохозяйственных задач,; стоящих перед гадрогеолого-мелкоративной наукой,- разработка. и осуществление мер по ускорению перехода на водосберегающую технологию орошения, бережливое использование земельных и водных ресурсов, реконструкция и повышение технического уровня гидромелиоративных систем. В ближайшие года должны произойти значительные позитивные изменения в орошаемом земледелии,во воем комллекое обоснования и реализации мелиорации в аридной зоне. Это имеет прямое отношение к одному из основных хлопководческих районов страны -Кура-Араксинской низменности(КАН) Аз.ССР, орошаемые земли которой подвержены засолению и нуждаются в коренной мелиорации.
На территории КАН орошается около 1,2 млн.га пашни.что составляет не более 5% общего фонда земель.орошаемых в аридной зоне.Во многих отношениях развития в этом регионе.достигнутые здось успехи и допущенные ошибки характерны для зоны в целом.Вполне представительны для аридной зоны и все те преобразования водно-солевого режима орошаемых земель,которые наблюдаются на территории КАН за последние 25-30 лет (при опережающем развитии ирригации и отстающем от нее строительстве кодлакторнс—дренажной сети).
В связи со строительством в послевоенный период ; - ; Минге-чаурского водохранилища резко улучшилось водообеспеченио территории КАН с увеличением водоподачи. Но в условиях отсутствия подземного и поверхностного стока из года в год происходили подъем уровня грунтовых зод,увеличение их минерализации, засоление почвогруятов зоны аэрации и снижение урожайности сельхозкультур.
Анализ фактических материалов показывает,что в зону аккумуля
ции речными артериями вносятся одни,а отводятся из региона другие
по химическому составу продукты.В пределах разведанной толщи от
майкопского до совреиенного возраста встречаются аналогичные по
химическому составу подземные вода и горные породы.Это свидетельст
вует о единстве источников их питания - напорных вод и процессов
диффузии.От интенсивности указанных процессов зависит эффективность
мелиорации. ."..'
Все это определяет большую актуальность решения отмеченных проблем.
Целью исследования является выявление причин преобразования гидрогеолого-мелиоративных условий, разработка научно обоснованных методов управления водно-солевым режимом почвогрунтов и грунтовых вод, схематизация и оценка гидрогеолого-мелиоративных условий для прогнозирования условий формирования гидрогеологических процессов. В этой связи решались следующие задачи:
-
Изучение палеогеографических,палеогидрогеологических условий, геоморфолого-литологических, климатических, ирригационно-хо-зяйственных факторов, определяющих гидрогеологические и почвеннс— мелиоративные условия.
-
Проведение массовых химических анализов горных пород,наносов и природных вод области денудации и аккумуляции для выявления источников формирования водно-солевых масс в зоне активного водо-и солеобмена.
-
Установление закономерности влияния водостоков на скорости денудации и аккумуляции осадков, источники и причины формирования запасов солей в различных условиях в зависимости от литологичоскс— го строения зоны интенсивного водообмена.
-
Количественные оценки режима грунтовых вод,элементов водно-солевого баланса, механизма.движения теплового, водно-солевого режимов почвогрунтов. зоны аэрации и грунтовых вод.
-
Разработка основы гидрогеологического районирования мекгор-ной впадины по условиям формирования элементов водно-солевого баланса и оценки мелиоративного состояния земельных ресурсов,прогнозирования гидрогеолого-мелиоративных условий.
-
Обоснование гидрогеологической основы для регулирования водно-солевого режима почвогрунтов и грунтовых вод,а также установление степени рациояалького использования водных и земельных ресурсов,
В основу работы положены материалы экспериментальных исследований элементов водно-солевого баланса, раздала грунтовых вод,выполненных автором в период 1952-1988 гг,,наблюдений за режимом подземных вод, проводимых производственным объединением "Азорбайджакгео-' логия", Азгипроводхозом и Гидрогеолого-мелиоративной экспедицией Минводхоза Аз .ССР. Материалы упомянутых организаций использовались после их обработки и обобщения. В качестве дополнительных привлечены данные. Управле;шя гидрометеослужбы As.ССР, а такие ряда отраслевых п академических научно-исследовательских институтов.
Методы исследования. Использовался комплекс методов,включающий: I. Анализ материалов по природным условиям,геологическому
строению, тектонике, палеогеографии, геоморфологии межгоряой равнины, определяющих условия формирования режима подземных вод и элементов водко-солевого баланса.
-
Гидродинамические, гидрогэохимические и балансовые методы определения условий формирования гидрогеологических процессов в том числе запасов подземных вод и солей различных состояний.
-
Региональные гидрогеологические исследования с организацией изучения на характерных (ключевых) участках элементов водно-солевого баланса, режима подземных вод и работы дренажных систем комплексным методом (гидрогеофизических, гидрогеохимических,изотопных и математического моделирования на ЭВМ).
-
Медельно-нагурную (лизиметры,опорные площадки) и натурную ^стационарные наблюдения) проверку корректности разработанных моделей и апробацию приемов оценки их параметров.
Научная новизна. В работе впервые разработаны и развиты основные положения научного гидрогеологического обоснования регулирования водно-солевого решила орошаемых и искусственно дренированных земель.
Выявлены закономерности формирования водно-солевых запасов в условиях межгорных впадин в зависимости от история геологического развития и юггенсивности тектонических движений в различных направлениях.
Разработаны научно обоснованные методы определения элементов водно-солевого баланса; природа формирования дренажного стока, суммарного испарения, конденсации водяных паров,роли энергетических ресурсов солнечного диска при формировании элементов водно—солевого баланса; распространения локальных данных экспериментального определения элементов водцо—солевого баланса на регион; критерии оценки гидрогеолого-мелиоративкого состояния земельных ресурсов; конструкции отдельных установок (лизиметры, конденсаторы, приборы для отбора почвенных растворов, послойного отбора подземных воді
Установлены взаимосвязи между засолением почвогрунтов и пе~ риоличностью климатических факторов.
Установлены взаимосвязи между режимом грунтовых вод и рожи-мообразующими факторами в условиях гидромелиорации,между элементами водно-солевого баланса, уравнения регрессии, позволяющие определить 'значение элементов водно-солевого баланса.
Научно обоснован прогноз изменения уровня грунтовых вод,минерализации грунтовых вод и засоления почвогрунтов,что позволяет выявить условия формирования -гидрогеологизэских процессов,установить очередность и виды мелиоративных мероприятий.
Результата наследований позволили углубить научное представление о роля гидрогеологических условий при водо-соленакоплении и их влиянии на мелиоративное состояние земельных ресурсов. Основные задтоаемые положения:
1. Природа формирования солевых запасов в осадочной толще и
еэ тесная пространствешіая связь о геологическим строением и палее— гидрогеологическими условиями.
-
аксномёрности формирования режима грунтовых вод под влиянием мелиорации; оценка методов и обоснование результатов экспериментального определения элементов водно-солевого режима; особенности и результаты построения гидрогеологических прогнозов,способы экстраполяции локальных экспериментальных данных в регионе.
-
Гидрогеологическое районирование для обоснования мелиорации.
-
Критерии оценки гидрогеологе—мелиоративного состояния земельных ресурсов it способы регулирования водно-солевого режима орошаемой территории.
-
Обоснование постановки дальнейших исследований для уточнений рекомендуемой гидрогеологической основы.
Практическая значимость работы:
I. Выявление закономерности формирования запасов солей в осадочной толщи, их природа к особенность формирования режима грунтовых вод в зоне пашни и результаты определения элементов водно-солового баланса позволяют оценивать -гидрогеолого-мелиоративное состояние орояаемых земель, направление гидрогеологических процессов.
2.5сїановлйні?ая природа1 формирования дренажного стока,районирование территория по солевым профилям являются основой целенаправленной оыонки и выбора мелиоративных мероприятий по регионам.
-
Установленные связи ывзду элементами водно-солевого баланса и уравнение регрессии гозволяют без дополнительных материальных затрат выявить значение каждого из них и прогнозировать гвдрогеолого-мелиоративное состояние земель.
-
Предлагаемые способы оценки изменений в гидрогеолого~«елис-ратиЕной обстановке под влиянием техногенных факторов обеспечивают выделение территорий с различными мелиоратквнши состояниями для принятия мер по их улучшению.
-
Проведенное гидрогеологическое районирование позволяет обо-сневать прпгмы мелиорации в их перспективе для плакирования разме-'z-зій'л производительных сил и водохозяйственных объектов в пределах
Реализация работа. Научно-теоретические, методичоокяа и практические результаты используются АзгЕпроводхозом-при составлении различных схем, ТЭО, ТЭ? и рабочих проектов реконструкции магистральных коллекторов; ПО "Азербайджангеология" - при разработке схемы развития и размещения мелиорации и водного хозяйства, и схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов в Азербайджанской ССР на период до 2005 г., в проектах проведения комплексной гидрогеологической и инженерно-геологичеокой съемки для целей мелиорации, изучения режима и баланса подземных зод куринской впадины;. Гвдрогволого-мелиоративной экспедицией МйиЗХ Аз.ССР - при разработке генеральной схемы размещения режимной сети наблюдательных скважин, гидрометрических постов и створов, водно-балансовых станций и участков, проектов ключевых водяо-балансозых и производственных участков, составлении Кадастра мелиоративного состояния земель за 1982-1987 гг.; Дагпшроводхозом ММиВХ ССОР - ери ооставлекии схемы Генплана реконструкции оросительной системы в зоне Самур-Дорбонт-ского канала; Дагестанской геолого-разведочной экспедицией Сезкав-казгеологии ШНГЕО РСФСР - при реконструкции региональной режикной сети на территории ДагАССР; Госагропромом Аз.ССР ~ при оценке критериев гкдрогеалого-мелиоративного состояния орошаемой тэрриорчи; ММиВХ СССР - при использовании коллекторнс—дренажной воды на ороае-ние и промывху; а также Институтом географии АН Аз ..ССР - при комплексной оценке состояния и охраны водных ресурсов, бассейна р.Куры; ВШИ ВОДТЕО (Бакинский филиал) - при разработке рекомендаций по рациональному использованию подземных вод республики;; АзербНШВП Ш и ВХ Аз.ССР - при выявлении водных ресурсов. Куринскога бассейна до 1990 г. и возможности использования КДВ, КДС на орошение и промывку; НИИЭ при Госплане Аз.ССР - при разработке основных направлений развития и размещения производительных сил Азербайджанской ССР на 1976-1990 гг.
Экономический потенциал выполненных исследований превышает 1,2 млн.руб. В настоящий момент экономический эффект от внедрения составил 590 тыс.руб. Внедрение результатов и расчет подтверждены документами.
Апробация. Отдельные положения и разделы диссертационной работы доложены на совещаниях, конференциях, семинарахі всесоюзное мелиоративное совещание по Закавказскому региону (БакуДЭбЭ г.); второе межведомственное совещание по мелиоративной гидрогеологии и инженерной геологии (Саратов,1972 г.); третье межведомственное совещание по вопросам прогнозирования инженерно-геологических л поч-
венно-молиоративных условий (Баку,1976 г.); третья научно-производственная конференция по проектированию, строительству и эксплуатации оросительных систем в Поволжье (Волгоград,1976 г.); четвертое межведомственное совещание по мелиоративной гидрогеологии,-инженерной геологии и мелиоративному почвоведению (Ашхабад,1980 г.); республиканская научно-исследовательская конференция по защите водных ресурсов от загрязнения и их рациональному использованию в народном хозяйстве (Баку,1980 г.); всесоюзное совещание "Проблемы и методы геосистемного мониторинга" (Пучино,1981 г.); всесоюзное совещание по методике инженерных изысканий для мелиоративного строительства в аридной зоне (Душанбе,1983 г.); пятое всесоюзное совещание по мелиоративной гидрогеологии, инженерной геологии.мелиоративному почвоведению (Новая Каховка,1984 г.); научно-технический семинар-совещание по теяе: "Геофизические методы в: гидрогеологии, инженерной геологии и гидротехнике" (Ереван,1985 г.); всесоюзное совещание по теме: "Борьба с вторичным засолением земель" (Баку, 1985 г.); всесоюзный семинар АН СССР по теме: "Использование подземных вод на орошение" (Баку,1986 г.); всесоюзный семинар All СССР по теме: "Изменение геологической среды при мелиорации земель" (Москва,1937 г.); воеооюзное научно-техническое совещание по теме: "Со-воршекствованне методов надзора за мелиоративным состоянием орошаемых земель и оценка влияния водной мелиорации на окружающую среду" (Ашхабад,1987 т.)', ежегодно рассматривались на ученом совете АзНИИГнМ (1958-1988 гг.), ка координационных совещаниях МВХ'СССР (1970-1988 гг.).
Публикация. Основные положения дисоертации опубликованы в 87 работах - в яурнолах, сборниках и трудах различных совещаний,конференций, Результаты исследований вошли в 47 научно-технических отчетов и 15 научных рекомендаций, составленных под руководством и при непосредственном участии автора.
Структура и объем,. Работа состоит из введения, 9 глав и заключения, включает 29 таблиц, 46 рисунков, список литературы состоит из 218 наименований (книга 1-296 с), в приложении 78 таблиц (книга 2-І 41 с.).'
Большую помощь автору-в обработке материалов, составления различных табличных и картографических обобщений оказали сотрудники лаборатории мелиоративной гидрогеологии АзНИИГиМ, которым выражаю своя благодарность.
Автор искренно признателен д,г.-м.н,,проф.С.Ш.Мирз8еву за постоянное внимание к работе, ценные советы и замечания в ходе всего
периода подготовки диссертации. Автор также благодарен к.т.н. ?.Г. Мамедову, д.т.н.,проф.А.К.Бехбудову,д.г.-м.н.,проф.Д.М.Кац,д.г,-м.н. ,проф.Г.Ю.Исра$илову,к.т.н.М.К.Рагимову,д.с.~х.н. ,проф. Г.М. 1усейнову,д.с.-х.н.К.Г.Теймурову,д.г.-м.н.С.А.Ализаде,к,г.-м.н. Ф.Ш.Алиэву.д.г.-м.н.Л.А.Красильщикову.А.Г.Алкеву.к.г.-м.н. А.И. Шабанову за помощь и ооветы при выполнении исследований.Автор считает своим приятным долгом вырааить благодарность коллективам института АзНШГиМ, ПО "Азербайджаягэология'', Азгипроводхо:іа,Гвдрс-геолого-мелиоративной экспедиции ШиВХ Аз.ССР за предоставленную возможность использовать их материалы.