Влияние мелиоративных мероприятий

Необходимость обеспе­чения человечества продуктами питания приводит к постоянному расширению объема мелиоративных мероприятий, направленных на вовлечение в сельскохозяйственное производство новых зе­мель — как засушливых, так и сильно увлажненных. Как ороше­ние, так и осушение оказывают существенное влияние на естест­венные ресурсы пресных вод мелиорируемых территорий, однако

характер и интенсивность этого влияния различны в зависимости от вида осуществления мероприятия. Целесообразно раздельно рассмотреть влияние орошения и осушения на изменение водного баланса, режима водных объектов, изменение качества поверхно­стных вод на мелиорируемых территориях.

Влияние орошения. Орошение оказывает наиболее существен­ное влияние на водный режим и водные ресурсы территории. Под влиянием орошения изменяются среднегодовой сток, его внутригодовое распределение, экстремальные значения стока (особенно минимальное). Вынос солей с орошаемых массивов приводит к по­вышению минерализации воды в реках, к изменению их химиче­ского состава. Характер и интенсивность изменения названных характеристик зависит от многих условий: физико-географических, гидрологических, гидрохимических и даже технических (ме­тода орошения, технического состояния оросительных систем и т. д.).

Влияние орошения на перечисленные характеристики речного стока различно для малых рек, питающихся в основном поверх­ностным стоком, и для крупных речных систем, дренирующих все категории подземных вод.

На малых водосборах в аридной зоне забор воды на орошение практически полностью затрачивается на испарение, что приводит к резкому снижению или полному прекращению стока малых рек.

На крупных реках после использования вод на орошение сток может несколько уменьшиться или даже остаться без изменений. Последний вариант может иметь место на водосборах, где одно­временно с орошением осуществляются другие хозяйственные ме­роприятия (уничтожение дикорастущей растительности, уменьше­ние разливов рек и сокращение продолжительности затопления поймы и др.), способствующие уменьшению испарения и компен­сирующие увеличение испарения на орошаемых площадях. Од­нако такое незначительное изменение стока крупных рек орошае­мых районов может иметь место лишь до известного предела (в зависимости от местных физико-географических условий, на­личия компенсационных факторов, площади орошаемых земель в бассейне реки и т. д.), после чего сток начинает резко сокра­щаться.

Снижение стока под влиянием орошения существенно разли­чается в разные по водности годы. Во влажные годы это умень­шение незначительно, а в засушливые — сток рек снижается бо­лее интенсивно.

Влияние орошения на внутригодовое распределение стока и его экспериментальные значения сказывается следующим обра­зом — снижается сток в вегетационный период (за счет увеличе­ния потерь воды на транспирацию) и увеличивается сток осенью и зимой, когда происходит приток воды с орошаемых массивов в гидрографическую сеть.

Изменение химического состава и качества воды рек в рай­онах орошаемого земледелия обусловлено выносом солей с орошаемых массивов. Количество солей, поступающих в реки, со­ставляет десятки, а в условиях сильно засоленных почв и сотни тонн с 1 га. Вынос такого количества солей в реки значительно повышает минерализацию воды в них и изменяет ее химический состав. Степень увеличения минерализации зависит от соотноше­ния расходов воды рек и расходов возвратных вод, от соотноше­ния их минерализации, доли орошаемых земель в общей площади водосбора реки и т. д.

Поступление в реку дренажно-коллекторных вод приводит к увеличению минерализации воды в ней. При этом влияние, оказываемое стоком с орошаемых массивов, прямо пропорцио­нально их доле в площади водосбора. Ярким примером роста минерализации воды в реке с увеличением орошаемых площадей в ее бассейне является р. Сырдарья. За 25 лет площадь орошае­мых земель в бассейне реки увеличилась на 800 тыс. га (т. е. в i,5 раза), а минерализация воды возросла с 400 до 1000 мг/л, т. е. увеличилась в 2,5 раза! Одновременно изменился и ионный состав воды: ранее гидрокарбонатно-кальциевая вода стала суль­фатно-натриевой, в воде увеличилось содержание хлора. Этот пример иллюстрирует общую закономерность изменения минера­лизации и химического состава воды рек, в бассейнах которых осуществляется орошение.

Влияние осушения. В нашей стране в настоящее время осу­шено примерно 10 млн. га болот и сильно увлажненных земель. Влияние осушения сказывается главным образом на изменении водного баланса мелиорируемой территории (меняются условия стока с болот, снижаются уровни грунтовых вод, меняются влагозапасы в зоне аэрации и т. д.) и на изменении гидрологических характеристик заболоченных рек (годового, максимального и ми­нимального стока, его внутригодового распределения). При этом осушительная мелиорация по-разному влияет на водный режим рек в зависимости от климатических, почвенных, гидрографиче­ских условий водосбора, от степени его заболоченности, типа осу­шаемых болот, характера мелиорации земель и т. д.; в одних слу­чаях это влияние незначительно, в других проявляется вполне отчетливо. Несмотря на некоторую разноречивость результатов исследований различных авторов, можно сделать следующие об­щие выводы в отношении тенденции изменения речного стока ме­лиорируемых водосборов в зонах избыточного и достаточного увлажнения:

- в первые годы после осушения происходит, как правило, увеличение годового и сезонного стока, обусловленное уменьшением суммарного испарения и сработкой запасов грунтовых вод;

в дальнейшем при интенсивном освоении мелиорируемых земель режим стока становится более выровненным, испа­рение

- (за счет транспирации) увеличивается, годовой сток приближается к своей первоначальной величине;

- модули максимального стока могут как увеличиваться, так и уменьшаться.

Одним из главных факторов изменения максимальных расхо­дов является характер изменения аккумулирующей емкости водо­сбора. В бассейнах рек, водосборы которых сложены хорошо во­допроницаемыми породами, после осушения наблюдается сниже­ние максимальных расходов, а в бассейнах рек, сложенных слабо водопроницаемыми почво-грунтами, происходит некоторое их уве­личение. Водно-физические свойства почво-грунтов определяют характер изменения объема стока весеннего половодья и внутри-годовое распределение стока. Для бассейнов, сложенных хорошо проницаемыми породами, снижение объема весеннего половодья компенсируется повышением стока в межень, т. е. происходит перераспределение стока в году.

Для определения снижения максимальных расходов под влия­нием осушения рекомендуется следующая зависимость:

где — коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода под влиянием осушительных мелиорации; f_M — степень мелиорированности бассейна, %.

Учет изменений максимальных расходов весеннего половодья позволяет уменьшать размеры гидротехнических сооружений, что приводит к уменьшению их стоимости.

В целом снижение максимальных расходов и увеличение стока в меженные (лимитирующие) периоды можно оценить как положительные изменения, вносимые осушительной мелио­рацией.