Содержание к диссертации
Введение
1. Место, условия и методика проведения исследований 13
1.1. Почвенно-гидрологичеекая характеристика водо сборов верховьев рек Ясельда и Нарев 13
1.2. Методика изучения химического состава вод. 30
2. Осушительные мелиорации и химический состав природных вод 35
2.1. Химический состав склоновых вод 36
2.2. Роль осушения болот в йорлировании химического состава грунтовых вод 45
2.2.1. Химический состав инажльтрационных вод 45
2.2.2. Химический состав напорных вод 51
2.2.3. Химический состав грунтовых вод 57
2.3. Влияние осушения на химический состав речных вод 70
2.4. Содержание органического вещества в речных и дренажных водах 88
3. Влияние сельскохозяйственного использования торфяных почв на химический состав природных вод 94
3.1. Влияние удобрений на химический состав склоновых и инфильтрационных вод 95
3.2. Химический состав грунтовых вод освоенных болот 107
3.3. Роль освоения и их дальнейшего сельскохозяйст венного использования в увеличении минерали зации речных вод 119
4. Вшюс растворенных веществ водами мелиоративных систем 128
4.1. Влияние осушения и сельскохозяйственного использования торфяных почв на вынос растворенных веществ 133
4.2. Методические основы прогноза изменения химического состава природных вод под влиянием мелиорации 144
4.3. Мероприятия по предотвращению загрязнения природных вод и уменьшению выноса растворенных веществ 158
Основные выводы 169
- Методика изучения химического состава вод.
- Влияние осушения на химический состав речных вод
- Химический состав грунтовых вод освоенных болот
- Методические основы прогноза изменения химического состава природных вод под влиянием мелиорации
Введение к работе
Актуальность темы. Современная аграрная политика партии, основы которой заложены мартовским (1965г.) Пленумом ЦК КПСС, развиты рядом последующих Пленумов ЦК КПСС и ХХІУ -ХХУІ съездами партии, направлена на всестороннюю интенсификацию сельскохозяйственного производства. Исторические решения майского (1982г.) Пленума ЦК КПСС, который одобрил "Продовольственную программу СССР на период до 1990 года", подтвердили неизменность курса на интенсивное развитие всех отраслей агропромышленного комплекса. Важными звеньями этой программы является дальнейшее развитие мелиорации земель и широкое развитие химизации сельского хозяйства. Площади орошаемых земель в СССР намечено довести в 1985 году до 20,8 млн.гектаров и в 1990 году до 23...25 млн.га и осушенных земель соответственно до 15,5 и 18...19 мл.га,в Белоруссии за десятилетие предусматривается осушить переувлажненные и заболоченные земли на площади. 950...970 тыс.га. Поставки сельскому хозяйству минеральных удобрений в 1985 году составят 26,5 млн.т, и в 1990 году -30...32 млн.т. ( в пересчете на стопроцентное содержание питательных веществ).
В условиях Белорусского Полесья коренному мелиоративному преобразованию подвергаются речные бассейны, что приводит к изменению сложившегося равновесия природных комплексов. Одним из элементов таких комплексов являются природные воды, которые под влиянием антропогенных воздействий в наибольшей степени подвержены качественным изменениям. Характер этих изменений представляет собой сложный и многообразный процесс, для управления которым необходимы сведения о закономерностях формирования химического состава вод различного генезиса. Предотвращение природных вод от загрязнения представляет собой важную народохозяйственную проблему, которую необходимо решать еще на стадии проектирования мелиоративной сети.
7 В связи с этим признается принципиально важным установление доли участия основных мелиорирующих факторов гумидной зоны (осушение и сельскохозяйственное использование) в процессах изменения химического состава вод мелиорируемых территорий, что приобретает научную и практическую значимость в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства.
Диссертация является результатом части научно-исследовательской работы, выполненной по плановой теме БелНИИМиВХ: " Изучение особенностей формирования элементов водного баланса, режима подземных вод, плодородия почв, микроклимата и гидрохимического режима мелиоративного объекта "Верховье р.Ясельды" и прилегающих к нему территорий".
Цель работы- изучить закономерности формирования и разработать методы оценки изменения гидрохимического режима мелиорированных водосборов, происходящих под влиянием осушения болот и их сельскохозяйственного использования.
Задачи исследований:
оценить влияние осушения заболоченных водосборов на химический состав склоновых, инфильтрационных, грунтовых, дренажных и речных вод;
установить роль сельскохозяйственного использования мелиорированных торфяных почв в изменении макрокомпонентного состава природных вод;
определить количественные и качественные характеристики выноса воднорастворимых веществ водами мелиорированных водосборов.
Методика исследований. Для решения поставленных задач выполнялись теоретические, полевые, лизиметрические и лабораторные исследования на водосборах-аналогах в условиях северо-запада Белорусского Полесья. Работы выполнялись в 1977...1983 годах при непосредственном участии и под руководством автора.В полевых
8 условиях определялись количестве шше характеристики гидрологического режима речных бассейнов, ставились полевые опыты с минеральными удобрениями. Химический анализ вод выполнялся в лаборатории гидрохимии и животноводческих стоков Белорусского НИИ мелиорации и водного хозяйства согласно соответствующих ГОСТов. Кроме данных автора использовались новейшие достижения Советской мелиоративной науки и труды ее основоположников, материалы режимных наблюдений Пру-жанской гидролого-гидрогеологической мелиоративной лаборатории.Полученные результаты представлены в виде таблиц, графиков, математических зависимостей. Все вышеизложенное дает основание считать, что материалы исследований достаточно репрезентативны, объективны и являются типичными для рассматриваемого региона, а выводы из них вполне обоснованы.
Исходя из экспериментальных и теоретических разработок, выполненных автором настоящей диссертационной работы, на защиту выносится следующее:
Механизм формирования химического состава вод поверхностного стока в период снеготаяния.
Закономерности формирования гидрохимического режима заболоченных и мелиорированных речных водосборов, количественные и качественные стороны его изменений, происшедшие под влиянием осушения и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель.
Количественная и качественная оценка выноса растворенных веществ речными и дренажными водами в зависимости от длительности сельскохозяйственного использования и степени мелиорированности речных водосборов.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые для мелиорированных водосборов изучаемого региона:
- раскрыт механизм формирования химического состава склоно-
9 вых вод и дана его связь с климатическими и гидрологическими факторами;
выделена роль осушения и сельскохозяйственного использования в изменении химического состава грунтовых вод, показана их взаимосвязь во времени;
показан гидрохимический режим макрокомпонентов в грунтовых и речных водах в разрезе гидрологических фаз, его изменение в зависимости от степени мелиорированное бассейна и длительности сельскохозяйственного использования осушенных земель;
разработаны научно-методические основы прогноза химического состава природных вод в условиях мелиорации болот, выноса растворенных веществ с учетом гидрохимических и гидрологических факторов.
Практическая значимость. Приведенные фоновые характеристики химического состава природных вод сельскохозяйственных угодий и методы расчета концентраций минеральных веществ, поступающих в водные объекты поверхностным и дренажным стоком с мелиорированных земель, необходимы для разработки раздела "Охрана водных ресурсов" при технико-экономическом обосновании и составлении технических проектов или реконструкции существующих мелиоративных систем.
Апробация работы проведена автором в докладах и получила одобрение на II научно-производственных конференциях в Калинине (1981, 1982), Шнеке (1982), Іельчицах,БССР (1982), Дот-нуве (1982), Горках, БССР (1982), Бресте (1983,1984), Вильнюсе (1983), Перш (1983), Шнеке (1983).
Реализация работы . Результаты исследований использованы при разработке "Утководства по определению расчетных концентраций минеральных, органических веществ и пестицидов в дренажном и поверхностном стоке с мелиорируемых земель" ВТР-П-30-8І,
10 M., 1981. Приказом министра мелиорации и водного хозяйства СССР й 276 от 22.06.81 г. "Руководство..." введено для составления раздела "Охрана водных ресурсов" в проектах мелиорации земель на территории СССР, кроме хлопковой зоны. Расчетный экономический эффект от внедрения "Руководства..." в организациях Всесоюзного объединения "Союзводпроект" составляет 1,2 млн.руов год на площади 1,5млн. га. Внедрение разработок в XI пятилетке в проекты мелиорации земель автором проведено по Белгипроводхозу на площади 92 тыс.га с экономическим эффектом 549 тыс.руб. (приложение 13 ), до Ленгипро-водхозу соответственно 209 тыс.га и 184 тыс.руб. (приложение 14 ).
Материалы исследований опубликованы в 2 рекомендациях и 10 научных работах.
Публикации . Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Обогащение ионом калия почвеныо-грунтовых вод освоенных торфяных болот. -Тезисы докладов научно-технической конференции по физико-химии торфа. Результаты исследований в области физико-химии торфа и их использование в народном хозяйстве. Калинин, I981,с.184-185 (в соавторстве).
Интенсификация мелиоративного земледелия Брестской области и охрана окружающей среды. -Тезисы докладов. Пути повышения продуктивности мелиорированных почв Брестской области. Шнек, 1981, с. 61-64 (в соавторстве).
Формирование химического состава инфилътращгонных вод (на бел.яз.). -Вести Академии наук БССР, серия сельскохозяйственных наук, Шнек, 1982, №3, с.52-56 (в соавторстве).
Руководство по определению расчетных концентраций минеральных, органических веществ и пестицидов в дренажном и поверхностном стоке с мелиорируемых земель, ВТР-П-30-8І, Москва, 1982, 40с.
(в соавторстве).
Рекомендации по интенсификации мелиоративного земледелия Лельчицкого района, Лельчицы, 1982,20. с. (в соавторстве).
Химический состав вод поверхностного стока заболоченных водосборов (на бел.яз.). -Вести Академии наук БССР, серия сельскохозяйственных наук, 1983, Ш, с.14-19 (в соавторстве).
Основные мероприятия по охране природных вод в антропогенных ландшафтах. -В сб.: Водные ресурсы Белоруссии и их охрана. Мн. Изд-во БГУ, 1982, с.31-42 (в соавторстве).
Влияние интенсификации сельского хозяйства на качество вод. -Тез. докл. X Республиканской гидрометеорологической конференции. Исследования гидрометеорологического режима (влияние антропогенного воздействия на окружающую среду), Вильнюс, 1983, с.64 (в соавторстве ).
Изменение химического состава речных вод под влиянием осушения болот и его прогноз. -Тез. докл. Всесоюзной конференции, Проблема мелиоративной географии, Ленинград, 1983, с.70-71.
Качество природных вод и интенсификация сельского хозяйства. - Мн., Бел НИИНТИ, 1983,40, с.(в соавторстве).
Влияние осушения и освоения на качество почвенно-грунто-вых вод. - В сб.: Вопросы эксплуатации осушительно-увлажнительных систем. Мн., 1983, с.157-165 (в соавторстве).
Вынос растворенных веществ водами мелиоративной сети (на бел.яз.), -Вести Академии наук БССР, Сер. с.-х. наук, 1983, №4, с.24-28 (в соавторстве).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов и предложений производству, библиографии (24 0 наименований), приложения и справок о внедрении результатов и исследований. Общее количество страниц -24 0 , из них основного машинописного текста
12 13 5 , таблиц 21 , рисунков 16 , 14 приложений на 4 4 страницах.
ІЗ Глава І МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Изучение влияния осушения болот и их сельскохозяйственного использования на химический состав вод мелиоративной сети проводилось в 1977...1983 г.г. в северо-западной части Белорусского Полесья на водосборах верховьев рек Ясельда и Нарев (Пружанский р-н, Брестской области и Свислочский р-н, Гродненской области). Основная часть болот, расположенных в водосборе реки Ясельда, осушена (степень мелиорированности в различных замыкающих створах составляет 20...55$) водосбор верховья реки Нарев не подвержен мелиоративному преобразованию и служит аналогом при проведении исследований. І.І. Почвенно-гидрологическая характеристика водосборов верховьев рек Ясельда и Нарев Река Нарев - крупный правый приток реки Западный Буг. Свое начало она берет из низинного водораздельного болота "Дики" (схема). В период работы Западной экспедиции под руководством генерала И.Й.Жилинского (1873...1898 г.г.) системой каналов исток реки Нарев был соединен с истоком Ясельды, что в свою очередь привело к тому, что четко выраженного водораздела между этими реками не стало. К настоящему времени мелиоративная сеть, созданная Западной экспедицией, существует лишь в архивных документах и практического
значения не имеет. В замыкающем створе Нарев-Борки водосборная пло-
р щадь составляет 300 км , большая часть которой располагается в пределах Беловежской пущи. В гидрологическом отношении р.Нарев изучена слабо. Лишь с 1974 года Госкомгидрометом в створе Немерка начались проводиться гидрометеорологические наблюдения. Примерно в это же время (1970) в связи с развитием мелиоративных работ в бассейне реки Ясельды, Бел НИИМ и ВХ развернул исследования по изучению вли-
MhVJOd
J-ті
iqtfoa этъэй - f
НЇҐОЯ ЗННСЕоіІВН -
Ftfoa эшолнМл -
Riroff aiqHiooHXdgaou - м
инмвьД эшооншлзроЗлз ~
;podu udopio одоэк
азот и v тазов га еэчясшге еоаозооїґое хнкздшоои
15 яния гидротехнических мелиорации на природные комплексы. В этих исследованиях водосбору р.Нарев отводилась роль реперного. С 1976 года комплексные исследования проводит Пружанская гидролого-гидрогеологическая мелиоративная лаборатория Белорусского НИИ мелиорации и водного хозяйства в составе которых автором выполнялась их гидрохимическая часть.
Река Ясельда в естественном состоянии брала свое начало из об-ширного (площадью свыше 100 км ) низинного болота "Дикое", которое является водоразделом двух морей: река Ясельда относится к бассейну Черного моря, река Нарев - к бассейну Балтийского моря. Как уже отмечалось, водораздел между ними выражен слабо, в период весеннего снеготаяния водораздельное болото превращается в сплошное водное пространство без четко выраженного направления стока. По своим физик о-географическим характеристикам водосбор р.Ясельда является полным аналогом бассейна реки Нарев. В центральной и восточной части болота "Дикое" и урочище "Хоревское" в 1971 году начаты осушительные работы на площади около 20 тыс.га, которые были в основном завершены к 1975 году. Сравнение гидрологических особенностей р.Ясельда до начала осушительных работ и р.Нарев указывают на их идентичность. В питании рек преобладало атмосферное, доля напорных вод в суммарном стоке не превышала 10...15%. Особенности гидрологического режима в значительной мере обуславливались характером погодных условий. В связи с этим в отдельные годы в естественных условиях характерно высокое половодье, относительно низкая межень и периодические летне-осенние паводки.
Изучение гидрохимического режима мелиорированного водосбора проводилось в замыкающих створах р.Ясельда-Трухановичи, река Ясель-да-Суммарный, магистральный канал Я-2 (Схема). В результате мелиоративного переустройства водосборов существенно изменился их гид-
рологический режим. На осушенной территории произошло увеличение глубины залегания грунтовых вод. Если на неосушенном болоте они находились в большинстве случаев выше дневной поверхности, то на осушенном УГВ в среднем за годы исследований составили НО см (Рис. 2 ). Под влиянием осушения болот произошла трансформация речного стока /ЮЗ /. Одной из причин, порождающих этот процесс, является улучшение условий дренирования после создания мелиоративной сети, а также увеличение аккумулирующей емкости за счет создания зоны аэрации.
Гидрологический режим изучаемых водосборов во многом определяется климатическими условиями региона. Годы исследований характеризовались колебаниями обеспеченности годовых сумм осадков в пределах 5...65%. Распределение их в течение года оказалось неравномерным. Наиболее увлажненными оказались летние месяцы, однако ввиду интенсивного водопотребления культур в это время фильтрационные процессы на мелиорированном водосборе были выражены слабо. Наибольшее количество зимних осадков, формирующих гидрохимический режим поверхностного стока, имело место в 1979 году.
Температура воздуха в среднем за годы исследований оказалась близкой к многолетней. Однако в отдельные годы она колебалась в достаточно широких пределах. Наиболее холодным оказался 1980 год, когда среднегодовая температура воздуха составила 5,2С. В годовом ходе самым холодным месяцем оказался январь (-5,7С). Наиболее суровой была зима 1979 года, что при большом количестве атмосферных осадков способствовало бурному развитию поверхностного стока на водосборах.
Важными факторами, формирующими гидрохимический режим вод различного генезиса, является рельеф местности, геологическое строение, почвенный и растительный покров, сельскохозяйственное
МЕСЯЧНЫЕ СУММЫ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ, мм
ДИНАМІКА ГРУНТОВЫХ ВОД НЕОСУШЕННОГО БОЛОТА, см
Рис.2. Режим уровней грунтовых вод болотных массивов.
использование мелиорированных и прилегающих территорий.
Формы современного рельефа образованы аккумулятивно-эрозионной деятельностью ледников валдайского и московского оледенений. В целом поверхность представляет собой равнину, перемежающуюся невысокими холмами, золовыми грядами, изрезанную широкими ложбинагли стока и долинами ручьев. По этому признаку регион является типичным для низменности Белорусского Полесья, которая отнесена к своеобразной геоморфологической зоне БССР /63/. Общим для обоих водосборов по характеру рельефа можно выделить северную, центральную и южную зону. Центральная часть бассейнов занимает наиболее пониженные элементы рельефа и представляет собой обширные понижения, плоские равнины, которые в абсолютном большинстве заполнены болотными образованиями. Северная и южная части сложены водно-ледниковыми и конечно-моренными отложениями различного механического состава. Они представляют собой чередующиеся ложбинообразные понижения с небольшими повышениями. Превышения минеральных берегов над поверхностью болотных массивов колеблются в пределах 2...20 м, при средних значениях 3,5 м.
Геологическое строение на территории Нарево-Ясельдинского района характеризуется разнообразием генетических типов. Б основном здесь преобладают отложения, связанные с непосредственной деятельностью ледника: это моренные образования, осадки водно-ледниковых потоков и застойных бассейнов талых ледниковых вод.
Отложения современного отдела представлены озерно-болотными и аллювиальными образованиями. 0зерно-болотные в основном сложены низинными торфами различного ботанического состава со средней степенью разложения; аллювиальные - выступают в виде островов среди торфяных отложений и представлены песком различной зернистости с
включением гравия и гальки.
Воды, заключенные в отложениях современного отдела и времени
отступления московского оледенения, гидравлически связаны между собой и образуют первый от поверхности водоносный горизонт. Второй водоносный горизонт образует нерасчлененный комплекс водноледнико-вых, аллювиальных и озерно-болотных отложений времени отступления московского оледенения. Мощность его колеблется от 5 до 21 м. Первый и второй водоносные горизонты через опесчаненные участки московский морены и ее "окна" в поймах рек имеют хорошую гидравлическую связь.
Почвообразующие породы на территории водосборов имеют водно-ледниковое (связные и рыхлые пески, речные рыхлые супеси), моренные (супеси и суглинки) и озерно-болотное происхождение.
Строение почвообразующих пород одно и двухчленное; пески на песках, супеси на песках, супеси и пески на суглинках. Почвенный покров представлен дерново-подзолистыми (автоморфными и заболачиваемыми) , дерновыми заболачиваемыми и торфяно-болотными почвенными разностями. Такое сочетание типов почв является наиболее характерным в целом для Белорусского Полесья / 149 /.
Дерново-подзолистые почвы получили свое развитие на повышенных элементах рельефа. По механическому составу они представлены рыхлыми и связными песками (реже супесями), подстилаемые воднолед-никовыми песками или опесчаненным моренным суглинком с прослойкой песка на контакте. В период обильного весеннего увлажнения они глубоко промываются, о чем свидетельствует сильно растянутые генетические горизонты в их профиле. Морфологическое строение их можно проследить на примере описанного разреза В 2182, заложеннного в 3400 м на юго-восток от д.Клепачи. Рельеф широковолнистый, небольшое понижение. Пашня.
20 Ад 0...28 см. Пахотный горизонт светло-серого цвета, влажный, бесструктурный, корни растений, слабоуплотненный водноледниковый песок, переход ровный. Ar>Bj 28...65 см. Подзолисто-иллювиальный горизонт темножелто-го цвета с белесыми пятнами, влажный, слабоуплотненный, корни растений, рыхлый, мелкозернистый водноледниковый песок, переход хорошо выражен. В20 65...117 см. Иллювиальный горизонт светло-желтого цвета, влажный, ржаво-охристые пятна, рыхлый, бесструктурный, мелкозернистый водноледниковый песок, переход постепенный. С0 117...160 см. Сизо-желтого цвета, сырой, ржаво-охристые
пятна оглеения, уплотненный, мелкозернистый песок. Характерным морфологическим признаком описанных почв является отсутствие хорошо выраженного подзолистого горизонта (А2). 0 наличии в них процесса подзолообразования свидетельствуют белесые пятна, простирающиеся на большую глубину. В результате этого почвы имеют вид глубокооподзоленных. В случае подстилания дерново-подзолистых почв моренным суглинком (разрез I, Балансовый участок I) иллювиальный горизонт представляет собой уплотненный опесчаненныи моренный суглинок с включениями валунов красно-бурой окраски. Часто на контакте с мореной имеют место признаки оглеения. Механический состав дерно-оподзолистых почв характеризуется следующими фракциями (табл. I.I.): содержание физической глины в пахотном горизонте не превышает 6,2%, а мелкозернистый песок составляет 29,6%.
Результаты определения гранулометрического состава 17 образцов пахотного горизонта дерново-подзолистых почв показали, что наибольшее распространение на водосборах получили рыхлые пески. Мо-
Таблица I.I. Механический состав дерново-подзолистых почв
(р.2182)
Индекс!Глубина от- \Размер фракций (мм), %!Содержание
ф !бора образ- j , ! Физической
горизонта,цов> т* и - Ш-0,5!0,5-!0,25- 0,05- !глины
1 ! ! !0.2510,05 І0.0І ! < 0.01 мм
1,2 6,6 50,8 29,6 5,6- 6,2
0,5 1,9 55,4 36,4 3,4 2,4
1,1 2,1 41,7 47,1 3,1 4,9
1,7 2,6 39,4 50,9 3,7 1,7
ренные суглинки по механическому составу относятся к легким (физической глины 20,2...23,9%) встречаются также рыхлые и связные супеси.
Агрохимические свойства характеризуются кислой реакцией среды, небольшжл содержанием гумуса и плохой обеспеченностью подвижными формами фосфора и калия (табл. 1.2.). Таблица 1.2. Агрохимические свойства дерново-подзолистых почв
(р.2182)
—————————————— — t ' I'M
Индекс ! Глубина от-!рН !Гу- }мг-экв на ЮОг почвы! мл на Ю0г
-по*оп-шро!6РБ1 образ-!в \гшп j ' \ почвы
горизонта,^ 0/ ,KCL ,M|c |н | s ! Е! Vru\ ,0 \Р0
Ап 2...12 4,9 1,2 2,7 2,5 5,2 48,1 1,8 6,6
AgBj 40...50 4,2 0,2 2,8 1,0 3,8 26,3 2,9 9,4
В2о 100...ПО 5,1 - 0,5 1,3 1,8 77,3 1,8 10,9
С0 120...130 5,7 - 0,7 3,8 4,5 84,4 2,4 25,5
Дерново-подзолистые почвы обладают невысоким естественным плодородием. На водосборах они в значительной мере покрыты лесами.
Дерново-подзолистые заболачиваемые почвы занимают относительно пониженные элементы рельефа, нижние части склонов, бессточные котловины. Игл свойственно интенсивное образование железистых,же-
22 лезисто-марганцевых и других конкреций часто довольно крзшных, концентрически слоистых. Для них характерно наличие охристых пятен, ржавых прожилок по ходам корней, сизая окраска верхней части подстилающей породы. По степени проявления заболачивания на водосборах выделены дерново-подзолистые с признаками временного избыточного увлажнения, глееватые и глеевые почвы, относящиеся по механическому составу к песчаным (связные пески) и супесчаным (рыхлые супеси) подстилаемые чаще моренными сутлинками, реже песками.
Дерново-подзолистые глееватые почвы распространены на площади от 7 до 12$. Механический состав представлен в табл. 1.3. Таблица 1.3. Механический состав дерново-подзолистой глееватой почвы (р.2168)
Индекс ІГлубина от-! Размер фракций (мм), %
горизонта {** см1^""!3-1 {l-0.5J0,5- J0,25- J0,05-
!цов» см ! ! }0t25 10.05 lo.OI
* JL/CS
40...50 90...100
2,8 2,1 10,9 30,0 41,4
4fto В2Со
0,6 3,1 16,1 40,1 17,8 3,0 4,2 16,5 36,0 18,4
!Содержание ''физической
ІЗ&Жмм
12,8
22,3
21,9
Агрохимические свойства характеризуются более высоким содержанием гумуса и подвижных форм элементов питания (табл.1.4.). Таблица 1.4. Агрохимические свойства дерново-подзолистой глееватой почвы (р.2168)
2...12 4,2 1,6 4,4 1,9 6,3 30,2 8,2 12,3 40...50 4,4 0,5 2,2 0,5 2,7 18,5 2,2 23,5 90...100 4,4 - 2,6 7,4 9,4 78,7 8,3 13,5
—j j
Индекс
ІГлубина от~ІрН
плптг-эппфя .'бора образ-!в горизонта , c/ ,KCL
! t
А2ВЮ В2Со
мг-экв.на ЮОг почвы !мг на 100г
.[почвы
н j s ; е ; у, % ;к2о fc^T
По сравнению с дерново-подзолистыми автоморфными, в них про-
23 исходит более интенсивное выщелачивание почвенно-поглощающего комплекса. Степень насыщенности почв основаниями колеблется в верхних горизонтах от 18,5 до 30,2$. Вследствие более связного механического состава емкость поглощения их выше. В неокультуренном состоянии имеют кислую реакцию среды, часто страдают от избыточной влаги. На мелиорированном водосборе дерново-подзолистые заболачиваемые почвы повсеместно используются под пашню. В условиях неосушенного бассейна посевы сельскохозяйственных культур (особенно озимые) здесь часто страдают от переувлажнения.
Дерновые заболачиваемые почвы (глееватые и глеевые) формируются в условиях водосборов на слабо дренированных равнинах в пониженных элементах рельефа при близком залегании уровней почвенно-грунтовых вод. Эти почвы занимают 3...10% территории водосбора. Чаще всего они расположены по окрайкам низинных болот. Морфологическое строение этих почв можно проследить на примере описания разреза 2124, заложенного в 1700 м на север от д.Пески и в 1700 м на северо-восток от д.Котра. Рельеф широковолнистый, подножье склона. Угодье - культурное пастбище.
Ах 0...24. Перегнойный горизонт темно-серого цвета, влажный, уплотненный, корни растений, мелкокомковатой структуры, рыхлая супесь, переход затеками.
Bj0 24...57. Иллювиально-глеевый горизонт белесо-сизого цвета, сырой, уплотненный, неясно выраженной структуры, ржаво-охристые пятна, легкий суглинок.
С0 57...103. Сизо-бурого цвета, мокрый, уплотненный, легкий суглинок.
Характерным признаком дерново-заболачиваемых почв служит отсутствие подзолистого горизонта в их профиле, а также хорошо выраженные признаки оглеения или даже наличие сплошных глеевых гори-
24 зонтов. По механическому составу это чаще всего рыхлосупесчаные почвы, подстилаемые моренным суглинком, иногда с прослойкой песка на контакте.
Из всех минеральных почв характеризуемых водосборов дерново-заболачиваемые почвы представлены наиболее связными отложениями в перегнойно-аккумулятивном горизонте. При наличии прослойки песка на контакте с подстилающей породой, последний имеет хорошо выраженные признаки оглеения, часто обнаруживает затеки гумуса. В этом случае песок хорошо промытый, часще всего мелкозернистый, слабого уплотнения.
Агрохимические свойства дерново-заболачиваемых почв характеризуются значительным содержаїшем гумуса в горизонте Ар часто достигающего 10% (балансовый участок 4), нейтральной (рН7) реакцией среды, высокой степенью насыщенности основаниями. Подвижными формами фосфора и калия они чаще всего бедыы(табл. 1.5.). Таблица 1.5. Агрохимические свойства дерново-глеевой почвы
(р.2124)
мг-экв на Ю0г почвы }мг на Ю0г
і почвы
1—-—гг—і—-—, L. „ і.
ИндексIГлубина от-! ^иІГу-
горизонта|тбтЗ?а ^Pas-i KCL \W
!цов, см ! ! /о j н | s j Е j V, o/ojKgO |Р205
7,0 2,9 0,4 2,0 2,4 83,4 3,0 5,2 5,9 0,3 0,5 1,0 1,5 66,7 4,0 5,6 6,5 - 0,3 13,9 14,2 97,9 12,1 9,1
В естественном состоянии дерново-глеевые почвы заняты пастбищами. Уровни почвенно-грунтовых вод в наиболее влажные периоды года залегают на глубине 0,2...0,4 м от дневной поверхности. На мелиорированном водосборе они распаханы и используются как пахотные или луговые угодия.
В целом минеральные земли не являлись объектом антропогенно-
го воздействия при проведении осушительных работ. Их водный режим складывался под влиянием атмосферных осадков при незначительном участии грунтовых вод. Б своей совокупности дерново-подзолистые и дерново-глеевые почвы составили территории, прилегающие к объекту осушения," и не претерпели глубоких качественных изменений за период исследований.
Более существенные изменения почвенного покрова произошли на заболоченной части водосбора. Проведение осушительных работ, последующее сельскохозяйственное использование осушенной территории обусловили те особенности в направленности почвообразовательного процесса, которые в последующем оказали существенное влияние на химический состав природных вод. Доминирующие почвы на мелиорированной части водосбора - торфяно-болотные. Велика их доля участия (42...52/) и в почве ifflOM покрове бассейнов в целом. В основном (90...95$) они относятся к низинному типу и представлены органогенными отложениями различной мощности, подстилаемыми мелкозернистыми песками. Мощность торфа колеблется в довольно широких пределах: от 0,3 до 3,0 и более метров. Глубокозалежные торфяники (22,3$) сформировались в южной части болотного массива, более мелкие в северной. Среди торфяно-болотных почв наибольшее распространение (42,1$) получили маломощные торфяники, включающие в свой состав торфянисто- и торфяно-глеевые и маломощные торфяно-болотные почвы.
Ботанический состав торфа довольно разнообразен. Он изменяется как в горизонтальном направлении, так и в глубь залежи. В верхних слоях (5-30см) наиболее часто встречается осоковый и гип-иово-осоковый торф со степенью разложения 25... 35$; реже пушициево-осоковый и тростниково-древесный. В нижних слоях торфяной залежи начинают преобладать тростниково-осоковые и древесно-тростниковые
торфяные слои со степенно разложения 35... 45$. Здесь же встречаются тростниковые и осоковые торфа со степенью разложения 45...65$ (p.p. 646, 2214). На глубине 70...90 см наиболее часто встречаются слои торфа древесного происхождения (p.p. 546, 505, 407) со степенью разложения 40...50%. В придонном слое иногда встречаются остатки хвоща, камыша озерного.
Под влиянием окультуривания (в течение 10 лет) произошли достоверные изменения водно-физических (табл. 1.6.) и агрохимических Таблица 1.6. Изменение водно-физических свойств торфяных почв под влиянием освоения
Зольность, %
неосу-,неосво-!освоен-
{шенная}енная !ная, { ', } травы
Глубина слоя,
0...I0 0,053 0,153
10...20 0,088 0,160
20...30 0,096 0,151
30...40 0,098 0,136
40...50 0,106 0,126
{Полевая влаго-
jемкость, % от
? объема
неосу-|Неос-|Осво-|Неосу-|Освоен-
шенная} воєн-} енная*' шенная} ная }ная }травы} }
(табл. 1.7.) свойств торфяно-болотных почв. Прежде всего это выразилось в уплотнении торфяной массы за счет ее усадки и частично минерализации торфа, увеличении зольности и заметном уменьшении влагоемкостных характеристик (полной, полевой влагоемкости). Изменения агрохимических свойств в большей мере связано с сельскохозяйственным освоением осушенных торфяников. Оно заключалось в увеличении содержания подвижных форм элементов питания (К^О и PgOg), уменьшении кислотности почвенной среды, повышения степени насыщенности поглощающего комплекса основаниями. Претерпевает изменения и валовой хттический состав торфа в сторону увеличения содержания
Таблица 1.7. Изменение агрохимических свойств торфяных почв при окультуривании (в слое 0...20 см).
Характер
использования
почвы
почвы
мг-экв на 100 г почвы{Степень на- ;мг на ЮОг
j сыщенности
~g ! g Г"^ j основаниями,
%
!
|Р25
в его массе зольных элементов. Характер таких изменений зависел от давности освоения, возделываемых культур, применяемых средств химизации (минеральных удобрений, извести и т.д.). Продуктивность торфяных почв в результате осушения и освоения увеличилась в 3...4 раза, что свидетельствует об огромном значении проводимых мероприятий.
Таким образом, почвенный покров характеризуется родственными в генетическом отношении почвенными разностями (табл. 1.8.). Изменения, происходящие в химическом составе, водно-физических свойствах, агрохимических показателях могут быть целиком отнесены на счет антропогенных факторов, роль и значение которых достоверно возрастают на мелиорированной части водосбора.
Согласно геоботаническому районированию / 131 / территория водосборов расположена в Полесской подпровинции Восточно-Европейской провинции, Европейской широколиственной лесной зоны. Из естественной растительности наибольшее распространение на водосборах занимают леса.
28 Таблица 1.8. Распределение почв по экспериментальным водосборам, % .
Лесные массивы расположены на повышенных элементах рельефа, занятых в основном дерново-подзолистыми почвами легкого механического состава. Эти массивы состоят из сосняков зеленомошников, сосняков вересковых, сосняков булавоносцевых. Лесообразующими породами здесь являются: сосна обыкновенная, береза бородавчатая. Наземный растительный покров представлен редкой кустарниково-травяной растительностью, которую составляет черника, брусника, земляника, вереск, ястребинка. В моховом покрове преобладают различные виды зеленых мхов /204, 212 А
Черноольховые леса занимают незначительные территории, граничащие, как правило, с болотными массивами.
Естественная луговая растительность внепойменных лугов занимает нераспаханные участки лишь на немелиорированном водосборе.
Болотные луга с осоковыми, гипново-осоковыми и осоково-гип-ковыми растительными ассоциациягли занимают обширные пространства бассейна реки Нарев, чередующиеся с зарослями березы икустарника-ми ивы. Древесная и кустарниковая растительность на болотных массивах занимает выклинивающиеся минеральные бугры.
Освоенное болото бассейна реки Ясельды находится в сельскохо-
зяйственном использовании, которое более 80$ занято многолетними травами, включая культурные сенокосы и пастбища.
Ландшафтно-географическая характеристика водосборов (табл. 1.9.) свидетельствует о том, что их степень залесенности и распа-ханности находятся в достаточно близком соотношении между собой. Таблица 1.9. Ландшафтно-географическая характеристика водосборов
Соотношение угодий, % г—
Болота j Пашня j Лес
исушенные шеосушенные \ \
Изучаемый водосбор
р.Нарев-Борки - 44,1 19,3 36,6
р.Ясельда-Трухановичи 35,4 5,9 24,5 34,2
р.Ясельда-Суммарный 42,4 3,8 21,6 32,2
Канал Я-2-Трухановичи 55,3 - 16,4 28,3
В бассейне, замыкаемом водпостом Ясельда-Суммарный, осушенные земли занимают 9,6 тыс.га. Здесь расположены два совхоза, созданные после ввода осушенных земель в эксплуатацию (1973...1975г.г.). Многолетние травы занимают 82,8$ осушенного массива, зерновые -12,1$ и пропашные (картофель и кормовые корнеплоды) - 5,1$ (табл. І.Ю.).
Таблица 1.10. Структура использования осушенных торфяных почв в бассейне Ясельда-Суммарный
Вид угодия (культура) і Площадь
! га ' %
Всего торфяных почв 9625 100
в т.ч. Зерновые 1160 12,1
Пропашные 490 5,I
Многолетние травы, включая культурные сенокосы и пастбища 7975 82,8
На естественном водосборе (р.Нарев-Борки) среднегодовое коли-
чество минеральных удобрений составило 32,7 кг действующего вещества на гектар водосборной площади, на мелиорированном - в 3,5...4,2 раза выше. На основании изложенного материала доказывается идентичность почвенного и растительного покрова, геологического строения, климатических и гидрологических условий естественного водосбора р.Нарев и водосбора р.Ясельда до проведения осушительных работ. Б связи с этим есть основания утверждать, что для гадрохимических целей воды бассейна р.Нарев могут служить аналагом. Все изменения, которые происходят с природными водами при мелиоративном переустройстве водосбора р.Ясельды, следует связывать с антропогенными факторами.
1.2. Методика изучения химического состава вод
Методической основой изучения химического состава вод различного генезиса являлось выделение проб воды в условиях их формирования, приближенным к естественным, с последующим проведением в этих пробах химического анализа стандартными методами определений /145,123,50,151,62,І93ТЇ54/:Г0СТ 18826-23 - нитраты, ГОСТ 18309 -72 - фосфаты, ГОСТ 18164-72 - сухой остаток, ГОСТ 4389-72 - сульфаты, ГОСТ 4245-72 - хлориды, ГОСТ 4192-89 - минеральные азотсодержащие вещества, ГОСТ 2551-46 - общие физические свойства, ГОСТ 2874-54 - общие физические и химические свойства хозяйственно-питьевой воды, ГОСТ 4979-49 - отбор, хранение и транспортировка проб.
Гидрохимические исследования проводились по следующей схеме: атмосферные осадки —-- воды поверхностно-склонового стока ——
инфильтрационные воды — грунтовые воды — речные воды —~-
напорные воды. На протяжении всего периода (1977...1983 гг.) пробы вод отбирались ежемесячно с учетом гидрологических фаз.
Воды атмосферных осадков для определения химического состава отбирались на территории освоенного болот-
ЗІ ного массива в эмалированную посуду, установленную на высоте 2,0м
по методике Л.Е.Черняевой / 196 /. Объем поступивших осадков измеряйся осадкомером Третьякова. Количество выполненных полных анализов 50.
Поверхностно-склоновые воды отбирали во время весеннего снеготаяния из приемного лотка микростоковой
площадки площадью 18 м , оборудованной с осени деревянными бортиками высотой 20 см. Схема отбора: контроль (без удобрений), навоз
40 т/га, навоз 20 т/га + %5^30%0' %50%3%80' почва дерново-подзолистая, описанная ранее. Чередование культур на стоковой площадке следующее: оз.рожь, картофель, ячмень. Объем поверхностно-склонового стока измерялся объемным методом в специально обору-
дованном павильоне со стоковой площадки 10000м . Кроме полевых
культур, поверхностно-склоновые воды отбирались на многолетних травах и в лесу. Частота отбора индивидуальных проб 3 раза в сутки. Они составляли смешанную пробу объемом 3 литра. При интенсивном развитии поверхностного стока (1979 год ) смешанные пробы были взяты в начале, середине и конце стока, в 1982 г. - через 2...4 часа на протяжешш всего периода стока. Количество выполненных полных анализов 36.
йнфильтрационные воды для анализа отбирались при помощи лизиметров Шиловой Е.И., установленных на глубине 0,4 и 0,8 м на дерново-подзолистой почве агробалансового участка I и на торфяно-болотной почве агробалансового участка И (оба участка заняты многолетними травами). Объем инфильтрации за теплый период года измерялся путем откачки из лизиметрических установок ГР-80. Инфильтрация зимне-весенних осадков определялась расчетным путем с учетом количества осадков, объема поверхностного стока, изменения влагозапасов монолита почвы за зимне-весенний период и
расхода на испарение. Годовой ход инфильтрации определялся по материалам режимных наблюдений за динамикой уровней грунтовых вод.
Грунтовые воды отбирали ежемесячно в течение всего периода исследований из свежевырытых шурфов /i93 Л Рабочие образцы состояли из 10 индивидуальных проб. Схема отбора: неосушен-ное, неосвоенное и освоенное болотные массивы. Техника отбора:после I...2 часового отстаивания отбор производили в чистую стеклянную посуду или при помощи специального пробоотборника с использованием насоса Камовекого. Неосушенный и неосвоенный участки заняты естественной травянисто-кустарниковой растительностью, освоенный -многолетними травами. В период отбора проб измерялись установившиеся уровни грунтовых вод, их годовой и сезонный ход устанавливался по материалам режимных наблюдений. Выполнено 2310 анализов.
Напорный (меж море иные) воды отбирали для анализа из соответствующих скважин после 5...6 часовой откачки. Величина притока напорных вод в грунтовые определялась на основании режимных наблюдений за их уровнем по методу П.А.Киселева /96 /.
Химический состав вод р уел о в о г о стока в реках Нарев и Ясельда исследовали путем отбора проб воды в створах Борки, Трухановичи, Хорева, Рогачи при помощи батометра на стрежне потока с глубины 0,2...0,4 м в 12...14 часов / 7,187 /, когда химический состав вод в суточном ходе наиболее близок к среднему. Через 12...16 часов пробы воды доставлялись на анализы в лабораторию гидрохимии (в соответствии с ГОСТом 4979-49 "Отбор, хранение и транспортировка проб") с предварительным содержанием их в холодильнике /175,52 / или с применением консервантов. На реке Ясельда пробы вод отбирали с учетом добегания потока. Одновременно производили гидрометрические замеры расхода воды в месте отбора проб. Годовой сток и его распределение по гидрологиче-
33 ским фазам определяется по материалам режимных наблюдений. Выполнено 2970 анализов.
Все гидрохимические расчеты проводили за гидрологический год с I октября с учетом фазы водного режима рек. Основными фазами за годы исследований явились: межень (зимняя и летняя) - ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризрщаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки; весенве половодье - ежегодно повторяющееся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующееся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды, вызываемое таянием снега; осенний дождевой паводок - интенсивное обычно кратковременное увеличение расходов и уровней воды, вызываемое дождями / 195 /.
Наблюдения за осадками и температурой воздуха проводились на метеоплощадках балансовых участков, расположенных на объектах исследований.
Математическая обработка экспериментальных данных была связана с систематизацией, классификацией и анализом полученной информации, что достигалось при помощи методов табличного и графического изображения результатов исследований, режимных наблюдений,лабораторных анализов, коррелиционного и регрессионного анализа. Изучение зависимостей между результативным У и наблюдавшимся признаками X , оценка функции регрессии производилась на основе регрессионного анализа. В качестве метода, при статистической обработке, принимался принцип наименьших квадратов. Уравнения в основном имели вид линейной корреляционной зависимости / 93,57 /.
Обработка урожайных данных производилась методом дисперсионного анализа / 115,65 /.
Анализ образцов почвы проводили рекомендуемыми методами /17,8,
34 90, 46, 69 /: обменная кислотность рН на приборе ШГП-64, гидролитическая кислотность по Каппену, суглма обменных оснований по Ка-пену-Гильковицу, водвижный фосфор По Кирсанову на приборе ЛМФ-64М, обменный калий по Кирсанову на пламенном фотометре ФПФ-58, гумус по Тюрину, механический состав по методу Качинского, зольность и объемный вес торфа весовым методом, степень разложения торфа по Варлыгину.
Кроме данных автора использованы материалы статистической отчетности колхозов и совхозов, расположенных в пределах экспериментальных водосборов, материалы режимных наблюдений Пружанской ИШ.
Выводы
Анализ геологических, гидрологических, гидрогеологических условий, рельефа местности, почвенного и растительного покрова, климатических особенностей объектов исследования позволяет признать их типичными для зоны Белорусского Полесья.
Экспериментальные водосборы по сочетанию физико-географических условий репрезентативны. Степень мелиоративного преобразования достаточно высока, что позволяет достаточно четко определить влияния антропогенных факторов на химический состав природных вод.
При проведении исследований использовались широко апробированные методы, многие из которых утверждены соответствующими ГОСТами.
Методика изучения химического состава вод.
Методической основой изучения химического состава вод различного генезиса являлось выделение проб воды в условиях их формирования, приближенным к естественным, с последующим проведением в этих пробах химического анализа стандартными методами определений /145,123,50,151,62,І93ТЇ54/:Г0СТ 18826-23 - нитраты, ГОСТ 18309 -72 - фосфаты, ГОСТ 18164-72 - сухой остаток, ГОСТ 4389-72 - сульфаты, ГОСТ 4245-72 - хлориды, ГОСТ 4192-89 - минеральные азотсодержащие вещества, ГОСТ 2551-46 - общие физические свойства, ГОСТ 2874-54 - общие физические и химические свойства хозяйственно-питьевой воды, ГОСТ 4979-49 - отбор, хранение и транспортировка проб. Гидрохимические исследования проводились по следующей схеме: атмосферные осадки —-- воды поверхностно-склонового стока —— инфильтрационные воды — грунтовые воды — речные воды — - напорные воды. На протяжении всего периода (1977...1983 гг.) пробы вод отбирались ежемесячно с учетом гидрологических фаз. Воды атмосферных осадков для определения химического состава отбирались на территории освоенного болотного массива в эмалированную посуду, установленную на высоте 2,0м по методике Л.Е.Черняевой / 196 /. Объем поступивших осадков измеряйся осадкомером Третьякова. Количество выполненных полных анализов 50. Поверхностно-склоновые воды отбирали во время весеннего снеготаяния из приемного лотка микростоковой о площадки площадью 18 м , оборудованной с осени деревянными бортиками высотой 20 см. Схема отбора: контроль (без удобрений), навоз 40 т/га, навоз 20 т/га + %5 30%0 %50%3%80 почва дерново-подзолистая, описанная ранее. Чередование культур на стоковой площадке следующее: оз.рожь, картофель, ячмень. Объем поверхностно-склонового стока измерялся объемным методом в специально обору- р дованном павильоне со стоковой площадки 10000м . Кроме полевых культур, поверхностно-склоновые воды отбирались на многолетних травах и в лесу. Частота отбора индивидуальных проб 3 раза в сутки. Они составляли смешанную пробу объемом 3 литра. При интенсивном развитии поверхностного стока (1979 год ) смешанные пробы были взяты в начале, середине и конце стока, в 1982 г. - через 2...4 часа на протяжешш всего периода стока.
Количество выполненных полных анализов 36. йнфильтрационные воды для анализа отбирались при помощи лизиметров Шиловой Е.И., установленных на глубине 0,4 и 0,8 м на дерново-подзолистой почве агробалансового участка I и на торфяно-болотной почве агробалансового участка И (оба участка заняты многолетними травами). Объем инфильтрации за теплый период года измерялся путем откачки из лизиметрических установок ГР-80. Инфильтрация зимне-весенних осадков определялась расчетным путем с учетом количества осадков, объема поверхностного стока, изменения влагозапасов монолита почвы за зимне-весенний период и расхода на испарение. Годовой ход инфильтрации определялся по материалам режимных наблюдений за динамикой уровней грунтовых вод. Грунтовые воды отбирали ежемесячно в течение всего периода исследований из свежевырытых шурфов /i93 Л Рабочие образцы состояли из 10 индивидуальных проб. Схема отбора: неосушен-ное, неосвоенное и освоенное болотные массивы. Техника отбора:после I...2 часового отстаивания отбор производили в чистую стеклянную посуду или при помощи специального пробоотборника с использованием насоса Камовекого. Неосушенный и неосвоенный участки заняты естественной травянисто-кустарниковой растительностью, освоенный -многолетними травами. В период отбора проб измерялись установившиеся уровни грунтовых вод, их годовой и сезонный ход устанавливался по материалам режимных наблюдений. Выполнено 2310 анализов. Напорный (меж море иные) воды отбирали для анализа из соответствующих скважин после 5...6 часовой откачки. Величина притока напорных вод в грунтовые определялась на основании режимных наблюдений за их уровнем по методу П.А.Киселева /96 /. Химический состав вод р уел о в о г о стока в реках Нарев и Ясельда исследовали путем отбора проб воды в створах Борки, Трухановичи, Хорева, Рогачи при помощи батометра на стрежне потока с глубины 0,2...0,4 м в 12...14 часов / 7,187 /, когда химический состав вод в суточном ходе наиболее близок к среднему. Через 12...16 часов пробы воды доставлялись на анализы в лабораторию гидрохимии (в соответствии с ГОСТом 4979-49 "Отбор, хранение и транспортировка проб") с предварительным содержанием их в холодильнике /175,52 / или с применением консервантов. На реке Ясельда пробы вод отбирали с учетом добегания потока. Одновременно производили гидрометрические замеры расхода воды в месте отбора проб. Годовой сток и его распределение по гидрологическим фазам определяется по материалам режимных наблюдений. Выполнено 2970 анализов. Все гидрохимические расчеты проводили за гидрологический год с I октября с учетом фазы водного режима рек. Основными фазами за годы исследований явились: межень (зимняя и летняя) - ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризрщаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки; весенве половодье - ежегодно повторяющееся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующееся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды, вызываемое таянием снега; осенний дождевой паводок - интенсивное обычно кратковременное увеличение расходов и уровней воды, вызываемое дождями / 195 /.
Наблюдения за осадками и температурой воздуха проводились на метеоплощадках балансовых участков, расположенных на объектах исследований. Математическая обработка экспериментальных данных была связана с систематизацией, классификацией и анализом полученной информации, что достигалось при помощи методов табличного и графического изображения результатов исследований, режимных наблюдений,лабораторных анализов, коррелиционного и регрессионного анализа. Изучение зависимостей между результативным У и наблюдавшимся признаками X , оценка функции регрессии производилась на основе регрессионного анализа. В качестве метода, при статистической обработке, принимался принцип наименьших квадратов. Уравнения в основном имели вид линейной корреляционной зависимости / 93,57 /. Обработка урожайных данных производилась методом дисперсионного анализа / 115,65 /. Анализ образцов почвы проводили рекомендуемыми методами /17,8, 90, 46, 69 /: обменная кислотность рН на приборе ШГП-64, гидролитическая кислотность по Каппену, суглма обменных оснований по Ка-пену-Гильковицу, водвижный фосфор По Кирсанову на приборе ЛМФ-64М, обменный калий по Кирсанову на пламенном фотометре ФПФ-58, гумус по Тюрину, механический состав по методу Качинского, зольность и объемный вес торфа весовым методом, степень разложения торфа по Варлыгину. Кроме данных автора использованы материалы статистической отчетности колхозов и совхозов, расположенных в пределах экспериментальных водосборов, материалы режимных наблюдений Пружанской ИШ. Выводы 1. Анализ геологических, гидрологических, гидрогеологических условий, рельефа местности, почвенного и растительного покрова, климатических особенностей объектов исследования позволяет признать их типичными для зоны Белорусского Полесья. 2. Экспериментальные водосборы по сочетанию физико-географических условий репрезентативны. Степень мелиоративного преобразования достаточно высока, что позволяет достаточно четко определить влияния антропогенных факторов на химический состав природных вод. 3. При проведении исследований использовались широко апробированные методы, многие из которых утверждены соответствующими ГОСТами.
Влияние осушения на химический состав речных вод
Большинство исследователей относят к основным факторам, влияющим на изменчивость химического состава речных вод в годовом цикле, смену фаз водного питания /54,6,194,188,171 /. При этом отмечается, что воды рек, имеющие наиболее заболоченные водосборы, менее минерализованы и более других обогащены органическим веществом /145/. Не остается постоянным химический состав речных вод и в шюголетнем цикле. В этом плане он зависит, в первую очередь, от водосбора, его растительного покрова, степени заселения и развития промышленности, а также в некоторой мере от климатических условий /156, 157 /. Учеными-гидрологами большое внимание уделяется проблеме влияния мелиоративного преобразования водосборов на сток рек /140,152, 199,109,42.43,44,134,229,237, 232 /. Большинство исследователей приходит к выводу о благоприятном влиянии на речной сток осушительных мелиорации. Это выражается, прежде всего, в увеличении меженного стока при уменьшении максимальных расходов в период половодья. В целом речной сток становится более выравненным в годовом ходе при заметном сокращении доли поверхностного и повышении доли подземного питания. Для условий водосборов, на которых проводились исследования, годовой слой стока с мелиорированного водосбора в течение всего периода наблюдений (7 лет) превышал сток водосбора-аналога. Одной из причин этого явления явилась подпитка грунтовых вод из межплас-товых. Методы подземной гидродинамики позволили установить, что величина этой подпитки составляет 50...80 мм /год/104 /. Следовательно, изменение условий водного питания гидрографической сети под влиянием осушения водосбора, а также внутригодовое перераспределение стока может существенно отразиться на его гидрохимическом режиме. Так, в работе /15 /, приводятся сведения о том, что общая минерализация вод реки Березина ниже мелиоративного объекта оказалась в 1,42 раза выше, чем в верхнем ее течении, а концентрация NH " , S0 " превышала концентрацию соответствующих ионов в фоновых водах почти в 2 раза /с. 193 /. В данном случае к фоновым отнесены воды, образующиеся в соответствии с общим физико-географическим фоном территории (в отличие от аномальных вод, специфические свойства которых обусловлены местными геологическими, климатическими или антропогенными факторами) / 194 /.
В наших исследованиях мелиоративному преобразованию были подвержены практически все болота, расположенные в бассейне реки Ясель-да (от истока до замыкающего створа Ясельда-Трухановичи), а фоновыми водами явились воды реки Царев. Сравнение их химического состава в течение ряда лет позволяет произвести количественную оценку влияния осушения и освоения болотных массивов на гидрохимический режим рек. Одной из характеристик такого режима является его внутригодо-вой ход, обусловленный чередованием фаз водного питания в течение гидрологического года /194,146 /. Характерной особенностью годового хода минерализации речных вод является заметное уменьшение концентраций растворенных веществ в период половодья и увеличение их в меженные периоды. Анализ экспериментальных данных показал, что в естественных условиях (р.Барев) обнаруживается четко выраженный годовой ход минерализации речных вод (рис. 10). Характерной особенностью его проявления оказалось уменьшение количества растворенных ионов в периоды весеннего половодья и дождевых паводков при относительном их увеличении в меженные периоды. Характеризуя гидрохимический режим речного стока в его годовом ходе, можно выделить четыре основных периода, по времени совпадающих с основными фазами гидрографа: зимняя и летняя межени, весеннее половодье и дождевые паводки. В естественных условиях Cv суммы ионов (в мг-экв/л) в годовом ходе характеризовался величиной 0,19 с амплитудой колебания, равной 62$ среднегодового значения минерализации. В условиях мелиорированного водосбора минерализация вод в течение года изменялась в гораздо меньших пределах (р.Ясельда).Зцесь менее четко прослелшваются гидрохимические фазы. Достаточно сказать, что С v S LL в годовом ходе оказался почти в 4 раза ниже, чем в ненарушенных мелиорацией условиях, а годовая амплитуда колебания составила лишь 17$ среднегодового значения минерализации. Следовательно, мелиорация заболоченных водосборов с последующим сельскохозяйственным использованием осушенных территорий приводит к изменению гидрохимического режима речного стока. Он становится более выравненным в годовом ходе и отличается общим повышением минерализации вод. Наибольшие различия по отношению к фоновым наблюдаются в многоводные периоды года (весеннее половодье, дождевые паводки), заметно уменьшаясь в межени. Изменения в химическом составе выражаются в увеличении концентраций большинства ионов и стабильности их в годовом ходе, в связи с чем минеральный состав вод мелиоративной сети оказался более постоянным во времени и не обнаружил функциональной связи с водностью периода. Подтверждением сказанному является исчезновение связи между минерализацией и расходами воды. В ненарушенных условиях М =/(00 оказалась близкой к уравнению гиперболического вида (рис. II), и получила математическое выражение: при Г = -0,83: М = 45 3 + 110 з, где (2,16) М - минерализация воды, мг/л, 0, - расход, м3/с На наличие подобных связей указывают многие исследователи / 194, 188, 146 /. В общем случае корреляция между М и 0, тем теснее, чем однороднее речной бассейн в отношении условий, определяющих состав воды, и чем меньше его водосборная площадь / 6 /. В условиях мелиорированных водосборов коэффициент корреляции между минерализацией и расходами воды для р.Ясельды (Трухановичи) оказался равным ( Г = -0,44), для магистрального канала Я-2 -( Г = -0,29). Анализ закономерности уменьшения коэффициента корреляции под влиянием мелиорации позволяет заключить, что его значение может быть связано уравнением прямой со степенью мелиорирован-ности бассейна (рис. 12): К = 0,01 X - 0,85 ( Г = -0,99), где (2.17) - степень мелиорированности речного бассейна; О : оС 55$. Расчеты показывают, что при степени мелиорированности до 15$ теснота связи характеризуется абсолютными значениями Г = 0,70.
Следовательно, осушение заболоченных водосборов в пределах до 10... 15$ водосборной площади практически не отражается на связи гидрохимического и гидрологического режимов даже на малых водосборах ( F до 500 км2). Поскольку различия гидрохимического режима естественных и мелиорированных водосборов не остаются постоянныгм в течеьше года, то четко можно проследить влияние осушения на формирование хшжческого стока анализируя его характеристики в разрезе гидрологических фаз. Зимняя межень в отношении водного питания рек характеризуется преобладанием подземной составляющей в суммарном стоке / 195,54 /, при значительном уменьшении доли атмофсерного питания. В соответствии с типом водного питания формируется их гидрохимический режим. Исследования показали, что в условиях немелиорированного водосбора (р.Нарев) минерализация речных вод в зимнюю межень составила 166 мг/л (табл. 2.10). Наиболее распространенными ионами оказались кальций и гидрокарбонаты, концентрации которых имеют достаточно устойчивую связь собщей минерализацией ( Г = 0,99), а преобладание их в катионном (Са 78) и анионном (НСОд 90) составах указывает на наибольшее родство их с напорными водами. Характерной особенностью гидрохимического режима зимней межени явилось сравнительное постоянство химического состава в многолетнем разрезе. В условиях неосушенного водосбора общая минерализация речных вод изменилась в достаточно узком диапазоне (170-191 мг/л). Вместе с тем замечено, что в более суровые зимы минерализация речных вод несколько выше, чем в зимы с частыми оттепелями ( Г =0,59). Причиной этого,на наш взгляд, является частичное разбавление речных вод водами поверхностного стока, имеющего место во время зимних оттепелей. Химический состав вод, стекающих по мелиоративной сети, в период зимней межени обнаружили также достаточно высокое постоянство за многолетие (Cv = 0,06...0,07). С ходом общей минерализации хорошо согласовались концентрации большинства ионов: кальция (Г = 0,80...0,92), гидрокарбонатов ( Г = 0,88...0,96), магния ( Г == 0,86...0,96). В их катионном составе преобладали ионы кальция (Са 80), в анионном - гидрокарбонаты (НСОд 89).
Химический состав грунтовых вод освоенных болот
Как уже отмечалось в предыдущей главе, химический состав болотных вод складывается под влиянием многих факторов (естественных и искусственных) и после осушения характеризуется увеличением их минерализации. Осушение болотных массивов и их сельскохозяйственное использование является основным условием, способствующем усилению антропогенных факторов. В научной литературе имеются на этот счет определенные сведения. Так, Лупинович И.С. и Куриленко Н.И. еще в 1954...1956 г.г. установили, что первичной освоение торфяно-болотной почвы в значительной степени активизирует процессы минерализации растительных остатков, в результате в почвенных растворах увеличивается концентрация кальция (от 64,3 до 204,4 мг/л) и особенно резко повышается содержание NO3 ( от 21,6 до 268,0 мг/л) /122,121 /. В более поздних работах отмечается, что только осушение без последующего сельскохозяйственного использования мелиорированных земель не вызывает заметного изменения концентраций почвенного раствора, зато под влиянием освоения этот процесс прогрессирует. Наиболее четко он выражен на торфяниках низинного типа и менее заметен в верховых торфах / 34 / Общая минерализация грунтовых вод освоенного торфяного массива в пойме реки Бобрик (Лунинецкий р-н, Брестской обл.) под влиянием освоения и дальнейшего сельскохозяйственного использования увеличилась в 4,4 раза с одновременным обогащением ионами CL , SO ", Са" и Na /185 /. При этом отдельными исследователями отмечается, что наибольшие изменения в химическом составе происходят в первые 2...3 года освоения болот / 155 /, другими же прослеживается возрастаїше темпов насыщения минеральными соединениями вод на протяжении всего периода освоения / 13, 183 /. Так, по данным Аношко B.C. и др. /13 /в первые 5 лет освоения минерализация грунтовых вод увеличивалась ежегодно в среднем на 20мг/л, а в последующие 10 лет - на 32 мг/л. Эти данные свидетельствуют о прогрессирующем накоплении химических соединений в водах освоенных болотных массивов.
Работы, выполненные на торфяных почвах Полесской и Ивацевичской опытных мелиоративннх станций (Брестская обл.) показали, что под влиянием осушения минерализация вод увеличивается от 135 до 180 мг/л, а сельскохозяйственного использования в течение 5 и 30 лет до 250 и 420 мг/л, т.е. в 1,4 и 2,3 раза выше по сравнению с осушительной мелиорацией / 33 /. Подобные сведения находім и у других авторов /159, 83, 116 /. Определенную роль в этих процессах играет водный режим освоенных территорий, так как интенсивность разложений органических соединений в низинных торфяниках зависит, в первую очередь, от гидрологического режима /230 /, а при очередном подъеме УГВ в течение теплого периода года происходит обогащение грунтовых вод теми питательными веществами, которые содержались в достаточных количествах до затопления в нижних горизонтах почвы / 68 /. Характер сельскохозяйственного использования торфяных почв может оказывать влияние на качественные показатели жидкой фазы в том плане, что он играет важную роль в процессах минерализации органического вещества. Считается установленным, что разложение органики более быстрыми темпами идет под пропашными культурами, и, напротив, многолетние травы способствуют его замедлению /26, 24,27,139,179, 162 /. По данным Лиштвана И.И. и др. /П9 / поступление минеральных соединений в грунтовые воды на торфяных почвах во все периоды сезона выше на участках под пропашными и зерновыми, чем под травами. При этом определенную роль на химический состав грунтовых вод оказывают минеральные удобрения. Имеются сведения, что фосфорные, калийные и азотные удобрения не оказывают влияния на содержание в грунтовых водах аммиачного азота и фосфора, но при этом в 2 раза возрастают концентрации кальция и магния, а хлора - почти в 3 раза /71 /. Важную роль в этих процессах могут играть дозы, виды и сроки внесения удобрений /84 А Таким образом, анализ литературных данных показывает, что сельскохозяйственное использование осушенных торфяных болот является одним из основных факторов воздействия на состав грунтовых вод. Наши исследования, выполненные в бассейне реки Ясельды, совпадают с этими выводами. Однако полученные экспериментальные данные позволяют уточнить степень такого влияния в различные гидрологические фазы /164 / Наибольшие различия минерального состава грунтовых вод неосвоенного и освоенного болот достигаются к середине зимней межени с последующим их уменьшением во внутригодовом ходе. Зто дает основание считать, что накопление минеральных соединений в профиле торфяной почвы наиболее интенсивно идет в теплый период года. Однако в это время инфильтрационные процессы выражены слабо, в связи с чем минеральные соединения закрепляются в верхней части почвенного профиля. С наступлением осенней инфильтрации возможна миграция этих соединений до "зеркала" грунтовых вод, что ведет к повышению минерализации. Подобный процесс может иметь место и в отношении вносимых с удобрениями минеральных веществ /51 /. Анализ экспериментальных данных показал, что в зимнюю межень минерализация грунтовых вод под влиянием сельскохозяйственного использования торфяных почв увеличилась по отношению к неосвоенному болоту на 74 мг/л или в 1,8 раза. При этом ее относительное увеличение ( д М %) находится в сравнительно хорошей согласованности с развитием инфильтрационных процессов в теплое время года (Рис.15). Чем выше объем инфильтрации в летние месяцы, тем меньшие количества минеральных соединений поступают из почвенного профиля в грунтовые воды в холодное время года (Г = - 0,82), так как значительная их часть оказалась выщелоченной в предыдущий период. Во время весеннего подъема УГВ, вызванного инфильтрацией талых вод, различия в минерализации вод освоенного и неосвоенного болота составили в среднем за годы исследований 57 мг/л в сторону увеличения под влиянием сельскохозяйственного использования, В многолетнем цикле абсолютное и относительное значение к М = Мосв-- Мыеосв наиболее тесно согласовывалось с объемами инфильтрации в период снеготаяния (Рис.16).
Следовательно, различия химического состава грунтовых вод неосвоенного и освоенного болотных массивов в отдельные периоды зависели от их водности, в первую очередь, объемов инфильтрации. Амплитуда годового колебания общей минерализации вод освоенного болота составила в среднем за ряд лет 36 мг/л, при летнем максимуме 177 мг/л и весеннем минимуме 141 мг/л. Их химический состав на основании среднегодовых концентраций растворенных веществ получил выражение: НС03 58 S04 24 CL 17 Мп Тс-Т (3.1) U,lDl 0а 71 .Дд I3 Na Г, Если расположение катионов по своему удельному весу не претерпело изменений в сравнении с водами неосвоенного болота, то по отношению к анионам эти изменения более существенны. Прежде всего, в анионном составе усиливается роль сильных кислот. Так, если в во- дах неосвоенного болота удельный вес ионов хлора составил 11%, то при освоении он достигает уже 11%, доля участия SO увеличилась от 19 до 2А%, Изменение макрокомпонентного состава грунтовых вод торфяных болот под влиянием их сельскохозяйственного использования можно проследить в разрезе лет по материалам таблицы 3.7, представляющих собой разность среднегодовых концентраций между освоенным и неосвоенным массивами ( ді = [L]0CB " [ПНеосв. В абсолютном выражении ( д I ) означает увеличение концентрации химических элементов в грунтовых водах под влиянием сельскохозяйственного использоваїшя без учета тех изменений, которые происходят при осушении болот. Анализ экспериментальных данных показал, что изменение макрокомпонентного состава под влиянием освоения и химизации не остается постоянным в разрезе лет. Так, среднегодовое увеличение минерализации грунтовых вод изменялось от 25 мг/л до 126 мг/л, т.е. колебалось в достаточно широких пределах (Сv = 0,58). Установление закономерностей временного варьирования антропогенного воздействия на качество грунтовых вод позволит разработать его прогноз на ближайшую перспективу. На мелиоративном объекте "Верховье р.Ясельды" величина абсолютного увеличения общей минерализации ( к М) определяется гидрологическими особенностями года или отдельного его периода и продолжительностью сельскохозяйственного использования осушенной территории. Из гидрологических факторов наиболее существенное значение приобретает степень развития инфильтрационных процессов.
Методические основы прогноза изменения химического состава природных вод под влиянием мелиорации
Поскольку крупномасштабное проведение мелиоративных работ в зоне Белорусского Полесья оказывает существенное влияние на химический состав (о чем свидетельствует проведенные автором исследования) природных вод, возникает объективная необходимость разработки комплексного использования природных ресурсов, предотвращающего потери питательных веществ и учитывающего природоохранные аспекты данной проблемы. Уже на стадии проектирования следует учитывать влияние мелиорации на отдельные элементы экологического комплекса и ландшафта в целом. Однако при проектировании мелиоративного строительства использование натурных данных о количественном составе вод часто не представляется возможным. Если в период полевых изысканий можно получить сведения о фоновых концентрациях растворенных веществ в грунтовых и напорных водах, то последующие изменения гидрохимического режима можно предусмотреть лишь на основе прогнозных решении. По сіграведливому утверждению немногих исследователей основные трудности при прогнозных расчетах заключаются в необходимости учета многих факторов, влияющих на эти процессы. По мнению Шемякиной О.Н. и др. / 203 / среди них следует отдельно отметить влияние климата, рельефа местности, типа почвы, ее биохимических и биофизических свойств, степени окультуривания, типа и интенсивности сельскохозяйственного использования территории (внесение различных видов и доз удобрений, проведение гидро- и агромелиоративных мероприятий и др.) / с.43 /. К настоящему времени практически отсутствуют апробированные научные рекомендации (методики) составления прогноза влияния гидротехнических мелиорации на состав и концентрацию главныхионов, биогенных и органических ве- ществ, растворенных в стоковых водах мелиоративных систем. Имеющиеся отдельно разработки зачастую выполнены для конкретных мелиоративных систем и типов почв / 203, 38 /. Некоторые из них имеют громоздкое выражение, требующее большого числа дополнительных сведений / 39 /и прогноз которых является не менее трудоемким процессом, чем прогноз непосредственно гіщюхимического режима. Несомненно при получении более длительных рядов натурных данных, отражающих различные физико-географические условия, методика прогноза будет постоянно совершенствоваться. По нашему мнению такая работа может быть успешно осуществлена при условии широкой комплексности исследований при получении экспериментального материала.
Поскольку воды мелиоративной сети формируются при участии различных составляющих, то , по нашему мнению, любое прогнозное решение должно основываться на выделении этих составляющих из суммарного стока с последующим установлением закономерностей формирования их химического состава. На основании имеющихся данных автором сделана попытка осуществления такого решения /137,138, 164 /. Прогноз химического состава вод поверхностного стока может быть составлен на основе химического состава атмосферных осадков. Дополнительные сведения должны включать агрохимическую характеристику почвенного покрова, характер и интенсивность использования территории, степень развития или слой поверхностного стока. Ранее нами было показано, что минерализация склоновых вод с минеральных земель, используемых в качестве пахотных угодий, хорошо согласуется со слоем стока (гл.2.1). Концентрации отдельных ионов, таких как калий, хлор могут? быть рассчитаны по общей минерализации, Расчетные формулы в этом случае на основании шестилетних данных получили значения: [iCj = 0,17 М - 1,2, мг/л ( Г = 0,92) (4.5) [CL ] = 0,25 М - 6,0, мг/л ( Г = 0,92) (4.6) [к ] , [СҐ] - концентрации соответствующих ионов в мг/л, М - минерализация склоновых вод, 33 М 77 мг/л При выражении минерализации через слой стока, найденные зависимости получили вид: [К ] = 10,9 - 0,10 И сюь, мг/л (4.7) [CL j = 10,9 - 0,12 И СКДв, мг/л,где (4,8) h _„_ - слой склонового стока, 2 1г„„7Т 71 мм Следовательоно, концентрации ионов калия и хлора могут быть рассчитаны по общей минерализации вод и по измеренному или рассчитанному путем расчленеїшя гидрограша слою склонового стока. В обоих случаях были получены удовлетворительные результаты. Аналогичным путем рассчитываются и концентрации других ионов: Са" , Мо" , ЫСОо , имеющие хорошую согласованность с общей минерализацией. При выражении их концентраций через минерализацию уравнения регрессии приобретали вид: [Са ] = 0,32 М - 4,0. мг/л ( Г =0,91) (4.9) [їЛС]"] = 0,05 М - 1,5 мг/л ( Г = 0,97) (4.10) [НСОд] = 0,59 М - 1,3 мг/л ( Г = 0,87) (4.II) При наличии данных о слое стока могут быть использованы следующие уравнения: [Ca"J = 11,8 - 0,12їіскл., мг/л (Г =-0,89) (4.12) tvlcj"] = 1,8 - 0,02І1скл., мг/л (Г =-0,89) (4.13) [HCOg] = 37,6 - 0,26 Пекл., мг/л (Г =-0,69) (4.14) При выражении концентрации отдельных ионов через концентрацию аналогичных веществ в атмосферных осадках, вызвавших стока, возможны следующие уравнения: [Са"] = 1,80 I - 0,8 мг/л (Г = 0,65) (4.15) [Uf] = 1,39 І - 0,1 мг/л (Г = 0,81) (4.16) [SO4] = 1,07 І - 0,6 мг/л (Г = 0,79) (4.17) I - концентрация соответствующего иона в атмосферных осадках, мг/л. Таким образом, концентрации большинства ионов в поверхностно-склоновых водах минеральных пахотных земель могут быть приближенно рассчитаны по сравнительно простым зависимостям. Менее удачен такой подход в определении концентраций нитратов и ионов аммония. Прогноз химического состава грунтовой составляющей (грунтовые воды) представляют собой более сложную задачу. Как рее отмечалось ранее, в составе грунтовых вод в зависимости от гидрологического режима различную долю участия получают атмосферные осадки (путем инфильтрации) и напорные воды.
В связи с этим концентрации растворенных веществ в них изменяются как во внутригодовом ходе, так и в многолетнем ряду. Важную роль при этом играет характер сельскохозяйственного использования осушенных земель, система применяемых удобрений, гидрологические особенности массива, гидротермические условия вегетационного периода и года в целом. В условиях мелиоративного объекта "Верховье р.Ясельды" при использовании осушенной территории в течение 3...II лет под многолетние травы с удобрительным фоном Pgo%50 N 120 П0ЛУчены следующие математические зависимости годовой шшерализации (в мг/л) грунтовых вод: а) с объемом годовой инфильтрации до УГВ 1,0 м ( J 1,0 мм) у = 221 - 0,48 10, мг/л ( Г = -0,81) (4.18) б) с величиной напорного питания, отнесенного на всю водо сборную площадь ( h, „ , мм) у = 2,0М„ - 6,2 мг/л ( Г = 0,52) (4.19) tie в) с длительностью использования осушенной территории у - 118 л/т""- 169 мг/л ( Г = 0,87) (4.20) Пределы изменения переменных составили: A6 f-r Q 240 MM, 62 с hJU 94 ш, 5 Г II лет. В результате совместного решения уравнений 4.18, 4.19, 4.20 получено выражение, позволяющее увеличить степень достоверности расчетной минерализации: М = ahH. + в fF- с Jj 0 + сі, где (4.21) а, б, c,d - параметры, получаемые экспериментальным путем. Так, если относительная ошибка расчетной годовой минерализации при решеїши уравнений парных связей составила соответственно 16, 8, 21,5, 17,2$, то с включением всех трех переменных она составила только 14,7$. В условиях других водосборов, могут быть получены иные математические выражения, особенно при слабом напорном питании. Что же касается минерализации грунтовых вод в различные гидрологические фазы, -то она может быть получена на основании уравнений регрессии с годовой минерализацией: для зимней межени: yQ = 0,56х +70,4 (Г =0,78) (4.22) в весеннее половодье: у_ = 0,94х - 7,9 (Г =0,89) (4.23) в летнюю межень: уп = 0,97х + 23,5 (Г =0,98) (4.24) в осенний период: уос =1,08х - 15,1 (Г =0,99) (4.25) где х - годовая минерализация 104 х 212 мг/л Прогноз среднегодовых концентраций отдельных ионов наиболее просто может быть осуществлен через общую минерализацию (х), с которой они тлеют чаще всего устойчивые зависимости.
