ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

МЕЛИОРАТИВНО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

Основы теории и методики мелиоративно-гидрогеологического районирования, в особенности для аридных областей, заложены в работах О. К. Ланге, М. М. Крылова [15] и М. А. Шмидта. Ра­боты этих авторов, в которых раскрыты основные закономерности влияния условий формирования и развития грунтовых вод на ме - лиоративно-гидрогеологичеекую обстановку, могут рассматриваться как фундаментальные, не потерявшие своей ценности и в настоя­щее время.

Дальнейшему развитию рассматриваемого направления способ­ствовали работы А. В. Владимирова, Д. М. Каца [13J, Б. С. Мае - лова, Н. М. Решеткиной, Н. В. Роговской, В. Г. Ткачук, Н. Н. Ход - жибаева и других исследователей.

В отличие от традиционных методов картирования артезиан­ских бассейнов, в основу мелиоративно-гидрогеологичеекого рай­онирования положено исследование природных факторов, пред­определивших формирование современного рельефа и строение во­доносного комплекса грунтовых и взаимосвязанных с ними напорных вод. В большинстве случаев в качестве таких факторов целесообразно рассматривать для геосинклинальных областей и краевых прогибов платформ геологоструктурные особенности ре­гиона, а для платформенных областей — развитие стадий оледе­нения. Последующее фрагментирование исследуемой области свя­зано главным образом с обоснованием характерных морфогенети - ческих типов и оценкой присущих им особенностей питания, раз­вития и разгрузки подземных вод, закономерностей их режима и условий подземного стока.

Следует отметить, что одним из наиболее важных вопросов при решении этой задачи является оценка интенсивности питания (ин - фильтрационного, бокового, напорного) и разгрузки (испарения, выклинивания, водоотбора) грунтовых вод. В некоторых случаях сложных гидрогеологических условий оказывается целесообразным выделять отдельные карты взаимодействия водоносных горизонтов или условий питания грунтовых вод.

Мелиоративно-гидрогеологическое районирование в соответст­вии с целевым назначением и в зависимости от сложности гидро­геологических условий выполняется с различной детальностью, соответствующей определенным масштабам картирования. На ос­нове опыта исследований такого рода представляется рациональ­ным применение следующих масштабов:

— для разработки Схемы комплексного использования водных и земельных ресурсов — 1 : 500 000—1 : 1 000 000;

— для разработки Схемы генерального плана — 1 : 50 000— 1 :200 000;

— для конкретного проектирования— 1 : 25 000—1 : 50 000.

Анализ имеющихся материалов по районам современного и пер­спективного развития мелиорации показывает, что гидрогеологиче­ские предпосылки развития оросительной мелиорации могут быть классифицированы сравнительно ограниченным рядом условий при­менения дренажа. При этом целесообразно различать следующие типовые случаи.

I. Развитие оросительных мелиораций возможно без примене­ния дренажа в связи с хорошей дренированностью массива и глу­боким исходным положением уровня грунтовых вод. Возможны два подтипа: применение дренажа потребуется через 10—20 лет (период, заметно превышающий срок окупаемости); применение дренажа не понадобится в ближайшие годы и в отдаленной пер­спективе.

II. Благоприятные условия применения дренажа: наличие хо­рошо проницаемых водоносных пластов, возможность применения в широких масштабах вертикального и комбинированного дренажа или создания мощных подземных водозаборов с использованием емкости бассейна грунтовых вод для развития орошения. В этом случае также можно различать два подтипа: дренажные мероприя­тия потребуются через 5—10 лет и частично через 10—15 лет; дре­наж необходим одновременно с вводом в эксплуатацию ороситель­ной системы.

III. Сложные условия применения мелиоративного дренажа в связи с преобладающим развитием в разрезе слабопроницаемых отложений и «напорного питания» из глубоких водоносных гори­зонтов в некоторой части массива, необходимы в значительных объемах дорогостоящие дренажные мероприятия. Аналогично можно выделить те же два подтипа, причем первый подтип наи­более характерен для водораздельных равнин с относительно глу­боким исходным залеганием водоупорных прослоев (в толще сла­бопроницаемых глинистых пород) или уровня «верховодки», а второй — с близким их расположением или интенсивным напор­ным питанием.

IV. Применение мелиоративного дренажа практически трудно осуществимо или нецелесообразно из-за водоупорности покровных отложений. При этом целесообразно выделить два случая: приме­нение дренажа возможно после проведения глубокого рыхления, кротования или других специальных мероприятий; применение дре­нажа практически неосуществимо.

Перечисленные типовые случаи применения дренажа охваты­вают большинство характерных природных условий объектов ме­лиоративного строительства, хотя могут иметь место и специфич­ные условия, не укладывающиеся в представленную схему и тре­бующие самостоятельного рассмотрения.

Для каждого из типовых случаев характерна определенная ве­личина удорожания мелиоративного строительства, которую необ­ходимо обосновать специальными инженерными и экономическими расчетами. Эта величина может быть выражена «коэффициентом удорожания» (по отношению к стоимости строительства в наибо­лее простых бездренажных условиях) аналогично тому, как это разработано в методике инженерно-геологического районирования.

Условия применения мелиоративного дренажа можно оценить на основе региональных гидрогеологических прогнозов и анализа локальных особенностей геофильтрационного строения массивов, на которых предполагается развитие мелиорации. Методика реше­ния такого рода задач на уровне схемы разработана недостаточно, так как трудно преодолима диспропорция между информатив­ностью мелкомасштабного картирования и требованиями, предъ­являемыми к обоснованию традиционных методов реализации про­гнозных задач.

Для ориентировочного решения региональных прогнозных задач могут быть предложены следующие способы:

— анализ данных наблюдений на «ключевых» оросительных си­стемах-аналогах рассматриваемых объектов;

— ориентировочные подсчеты водно-солевого баланса;

— оценка прогнозных модулей подземного стока (над регио­нальным водоупором) и сопоставление с естественным стоком;

— ориентировочные (разведочные) гидродинамические расчеты для реального диапазона гидрогеологических параметров.

В этих случаях для ориентировочных прогнозных оценок необ­ходима информация по исходным глубинам до уровня грунтовых вод. Для зоны орошения часто достаточно учитывать градации 0— 5 м (дренаж нужен одновременно с началом орошения), 5—10 м (дренаж понадобится через 2—12 лет), 10—20 м и более. Для зоны осушения целесообразно более дробное районирование диа­пазона глубин 0—5 м, в частности, выделить участки, требующие осушения (до 0,5 м) с указанием преобладающих источников пи­тания болот, а также диапазоны глубин 0,5—2 м и 2—5 м (в по­следнем случае переосушенные участки).