- Элементы мелиоративной гидрогеологии

Мелиоративная гидрогеология — занимается гидрогеологическим обоснованием сельскохозяйственных гидротехнических мелиораций. В ее задачи входит изучение и оценка гидрогеолого-мелиоративных условий объектов мелиорации, прогноз изменения этих условий под влиянием орошения и осушения земель, разработка совместно с мелиоратором необходимых мелиоративных мероприятий, а также разработка методов гидрогеолого-мелиоративных исследований и прогнозов.

Переувлажнение земель связано с влиянием климата, рельефа, геологического строения, гидрологических и гидрогеологических условий. Наиболее крупные болотные массивы приурочены к областям молодых тектонических опусканий – прогибам и впадинам платформ и межгорных низменностей, примером является Припятская низменность.

Свойственный им низинный рельеф обусловливают слабую естественную дренированность территории, что в совокупности с климатом способствует заболачиванию пониженных элементов рельефа.

2. Основные схемы геологического строения переувлажненных земель.

Основные схемы геологического строения переувлажненных земель показаны на рисунке 1 ([1] с 93). Они в значительной мере определяют условия залегания ГВ и выбор рациональных способов осушения.

Рисунок 1. Основные схемы геологического строения осушаемых земель (на схемах I и IV показаны корни растений). I – однородные породы до 2…3м и более; II – двухслойные породы с менее проницаемым нижним слоем; III – двухслойные породы с более проницаемым нижним слоем; IV – однородные породы малой мощности (менее 1,0…1,5 м), подстилаемые скальными породами; V – многослойные породы; 1 – торф; 2 – суглинок; 3 – глина; 4 – песок; 5 – гравий, галечник; 6 – скальные породы; 7 – известняки.

3. Типы водного питания переувлажненных земель

Источники водного питания переувлажненных земель различны в разных геоморфологических и гидрогеологических условиях. По К. Е. Иванову, выделяют две основные группы: болота водораздельные плакорного залегания, склоновые плакорного залегания и котловинного залегания; болота речных долин – пойменные, притеррасовые и староречий.

Болота водораздельные плакорного залегания занимают наиболее высокие точки водоразделов и питаются только осадками.

Болота водораздельно-склоновые плакорного залегания расположены на пологих склонах междуречных территорий. Основной источник питания – осадки, но местами (в понижениях на склонах) возможно выклинивание грунтовых вод.

Болота водораздельные котловинного залегания питаются осадками, выпадающими над котловинами, а также стекающими со склонов котловин. В глубоких котловинах в питании болот могут принимать участие выклинивающиеся грунтовые воды.

Болота пойменные находятся в поймах. Источники питания – речные воды (при разливах), осадки, грунтовые и напорные воды.

Болота притеррасовые располагаются на террасах разного возраста и могут иметь те же источники питания, что и пойменные болота, кроме речных вод, так как не подвергаются затоплению.

Болота староречий образуются в результате зарастания староречий и имеют те же источники питания, что и пойменные.

Особое положение по источникам водного питания занимают переувлажненные земли в зоне влияния водохранилищ и каналов, а также в зонах выклинивания подземных вод на конусах выноса.

Водохранилища могут вызывать переувлажнение прилегающих земель в результате фильтрации воды, а также создавая подпор грунтовых вод. В наибольшей мере эти явления наблюдаются на нижних речных террасах. Заболачивание земель за счет фильтрации из оросительных каналов происходит при низкой дренированности.

В общем случае возможны следующие типы водного питания переувлажненных земель (по А. Д. Брудастову): атмосферный; делювиальный (склоновый), аллювиальный (намывной); грунтовый и грунтово-напорный.

Очень часто болота имеют несколько источников питания.

Рисунок 2. Формы связи болотных вод с грунтовыми водами и грунтовых вод с напорными:

а – связи между болотными и подземными водами нет; б – болотные воды с грунтовыми составляют единый водоносный горизонт; в – грунтовые воды, вызывающие переувлажнение почв, связаны с напорными; г –связь грунтовых вод с напорными происходит через «окна» в водоупоре; 1 – торф; 2– песок; 3 – глина; 4 – известняк.

Возможная роль подземных вод в питании болот поясняется следующими схемами (рис. 2 [1] c. 258); связи между болотными и подземными водами нет; болотные воды с грунтовыми составляют единый водоносный горизонт, что наблюдается, когда переувлажненные породы залегают на водопроницаемых; грунтовые воды, вызывающие переувлажнение почв, связаны с напорными вследствие фильтрации через разделяющие их относительно водоупорные отложения; связь грунтовых вод с напорными происходит через «окна» в водоупоре.

По химическому составу грунтовые воды переувлажненных земель преимущественна пресные и ультрапресные. Минерализованные воды могут встречаться на переувлажненных землях в аридных областях, а также в гумидной зоне при разгрузке соленых артезианских вод или вторжении морских вод при осушении приморских земель.

4 Осушаемые районы

Из факторов, определяющих типы гидрогеологических и инженерно-геологических условий осушаемых районов, основное значение имеют геологическое строение, геоморфологические условия и характер водного питания, при наличии напорного питания – интенсивность его. Различия в естественной дренированности осушаемых земель, играющие большую роль при типизации орошаемых земель, отступают на второй план, так как практически все переувлажненные земли приурочены к районам низкой (но в то же время неодинаковой) естественной дренированности. Запасы солей в породах зоны аэрации в гумидных областях незначительны, что позволяет исключить этот фактор из числа определяющих.

В части влияния геологического строения следует указать на специфическую особенность переувлажненных земель, большую роль строения, состава и фильтрационных свойств самого верхнего слоя отложения – до 2...3 м. Возможные схемы его строения были приведены на рисунке 1.

Важное значение при типизации гидрогеологических условий осушаемых земель имеют также граничные условия фильтрационных потоков в плане. По Б. С. Маслову, в зависимости от этого фактора выделяют следующие расчетные схемы: А – приток грунтовых вод со стороны отсутствует; Б – приток со стороны имеется. При этом возможны следующие случаи; Б₁ –массив ограничен гидрографической сетью с постоянным или переменным во времени напором; Б₂ – водораздел грунтовых вод расположен на ближайшей периферии массива; Б₃ – поток неограниченный.

В зависимости от указанных факторов осушаемые районы по степени сложности мелиоративного освоения подразделяются, по Б. С. Маслову, на следующие три группы (рис. 3 [1] c.343).

Первая группа включает районы с простыми гидрогеологическими условиями. Они характерны для заболоченных земель и болот на водоразделах и склонах озерных, морских, аллювиальных, флювиогляциальных и других равнин (районы 1…6 на рисунке 3). Породы преимущественно однородные. Развиты верховодка, болотные и грунтовые воды. Основными источниками переувлажнения являются осадки и поверхностный сток или эти источники в сочетании с верховодкой или грунтовыми водами.

Вторая группа отличается гидрогеологическими условиями средней сложности – заболоченные земли и болота в понижениях аллювиальных террас, моренных равнин, на конусах выноса и др. (районы 7...11 на рисунке 3). Преимущественно двухслойные породы. Развиты грунтовые воды. Основные источники переувлажнения почв: грунтовые воды, осадки, поверхностный сток.

Третья группа характеризуется смешанными гидрогеологическими условиями. Свойственны болотам в глубоких понижениях пойм и дельт рек, в притеррасных частях речных долин, в понижениях озерных и озерно-ледниковых равнин и др. (районы 12... 16 на рисунке 105). Породы многослойные. Единые комплексы болотных, грунтовых и напорных вод; в отдельных районах эти воды взаимосвязаны с озерными водами. Основные источники переувлажнения почв: грунтовые и напорные воды, а также осадки и поверхностный сток.

В связи с усложнением геологического строения и гидрогеологических условий от первой группы к третьей соответственно усложняются и инженерно-геологические условия осушаемых районов. Наибольшие трудности вызывает осушение тяжелых переувлажненных почв, отличающихся низкой и весьма низкой водопроницаемостью. Методы и способы осушения этих почв в гумидной и аридной зонах при орошении земель представляют глобальную проблему сельскохозяйственных мелиорации.

Особенности проектирования орошения и осушения с учетом различий гидрогеологических и инженерно-геологических условий земель рассматривают в курсе «Сельскохозяйственные мелиорации», особенности эксплуатации оросительных и осушительных систем – в курсе «Эксплуатация мелиоративных систем».

Вам также может быть полезна лекция "2.3 Метеорологические условия труда и чистота воздуха".

Контрольные вопросы:

1. Цели и содержание мелиоративной гидрогеологии.

2. Назовите основные схемы геологического строения переувлажненных земель.

3. Назовите типы водного питания переувлажненных земель.

4 назовите группы осушаемых районов и охарактеризуйте их.

Поделитесь ссылкой:

Популярные услуги

- Элементы мелиоративной гидрогеологии

Рекомендуемые материалы

Рекомендуемые лекции