Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Формирование режима грунтовых вод и прогноз гидрогеолого-мелиоративных условий Акдалинской рисовой системы в низовьях р. Или

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Формирование режима грунтовых вод и прогноз гидрогеолого-мелиоративных условий Акдалинской рисовой системы в низовьях р. Или"

УРЕМИЯ Н^К ЙЕ'СПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Инстятуг гвдрогеологяи и гидрофизики да.УЛД.Ахмедсафина

На правах рукописи

Шакибаев Илан Исатаввач

ФОРМИРОВАНИЕ РЕЖИМА ГРУНТОВЫХ ВОД И ПРОГНОЗ ВДРОШДОГО-МШОРАТЙШЖ УСЛОВИЙ ЩАЯИНСКОЙ РИСОВОЙ СИСТЕМЫ В НИЗОВЬЯХ Р.ИЛИ

04.00.06 - Гидрогеология

Автореферат

диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-шшералогшескюс паук

Алма-Ата - 1992

работа иыполнена в Институте гидрогеологии и гидрофизики ам.У.М.Аяледсафина Академии Наук республики Казахстан.

Научные руководителе: академик АН республика Казахстан, заслуженный деятель науки, доктор геолого-млл е раяог ич е с к их цаук, профессор Ж.С.Свдыков;

кандидат технических паул А.Г.Бегалиев.

Официальные оппоненты: доктор геолого-ыинералогических наук,

профессор С.М.Шапиро; кандидат технических наук М«Г.Баженов.

Ведущая организация: Казахский Политехнический Институт,

кафедра гидрогеологии в инженерной геология.

Запита диссертации состоится " /О" л/л-рта-_1992 г

ь /о^ ч, на заседании специализированного совета К-008,19,01 по присуждению ученой степени кандидата геолого-минералогических наук при Институте гидрогеологии а гидрофизики им.У.М.АхшдсаДша по адреоу: 480100, Алма-Ата, ул.Красина, 94.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адреоу на имя ученого секретаря,

Автореферат разослан " 37" ли&Ае!_1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат гсолого-

иинералогических неук • • М.А.Ыухашдайнов

4 Ve'!} '">■ т О -

гдг/' 7 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы, объект доследований охватывает юго-западную часть Южного Прйбалхааья в продолах нашего течения Р. Ила.

Зарегулирование стока поверхностных вод д их ясцольаоввние на орошение явилооь главным дестабилизирующим фактором гадроло-гдчвокого режима и эколого-гядрогеологячвекой обстановки Илп-Залхашского бассейна. В настоящее время мелиоративные сястемк этой территории оказывают сильное антропогенное воздействие кэ Только на водные экооясгемн.но л ка весь природннй комплекс окружающей ор^ ти.

Современное состояние оропазшх земель данного бассейна Шляется результатом водохозяйственной политики, направленной la максимальное использование воднкх и земельных ресурсов для излучения больией проекция путем освоения новых илощат&й. При »том игнорировались вопросы качества вводимых медяоратйпних >яотем я ях взаимодействия с окруашцэй средой, в результате оо-Юзния, в частности, наиболее продуктивной древней АкдалагБака-(асской дзльтн, произошла значительная перестройка водного и со-йвого балансов территории, сущоствонно изменялись гидрогеологи-leciuie условия. В связи с этим постановка в проведение ясследо-laiwfl пи установлению «нтонсавкостд и направленности изменений 'здрогеологИческих условий и оценке взаимодойсгпяя мелиоративных |ЯОтем о окруяаяцей средой, оказавшейся в настоящее время около-'ячесии нестабильной, явл-чются актуальной задачей.

Целя и задачи исследований. Целью лсопедсвшшй явоялось •зхаиовлэнйо условий формирования рекдаа грунтовцх вод под плия-яам мелиоративных нагрузок, оценка и прогноз гадрогоолого-ма-йоратявного состояния орошаемых земель, ее воздействия на reo-косвотему научной основы для роконотруктяаных мероприятий,

В-ооответотва.. о лей били поставлены следулщво задача:

- уотало^злошю закономерностей формирования нарушенного роема грунтовых вод d уолсшплх техноЛнной нагрузи? ¡елаоратшмх летом; -

- выяснение современного моляоративного ооотоячая а разра-тка способов составления ларт гядрогеояого-мелиоратизнчх уоло-

яй орошаемых земель;

М ^ (4

С

- ра^аботка научных основ инкенерно-эколог.ической реконструкция орошаемого массива;

- экологическая сценка влияния мелиоративных систем,на ок-Рулаюцую среду.

Методика доследований. Ддя достижения поставленной цели и решения отмеченных задач автором и течение последних 10 лет приведены полевые экспериментальные и лабораторные исследования с применением современных методов, Бкдшаюдае реоыно-баланоониэ работы, метод пластики рельефа, дешифрование аэрофотосьемочшх Ыатерлаиов и вероятностно-статистические методы.

Наглая ноЕлвна работы заключается в следующем:

- впервые установлены основные этапы формирования техноген-но~нарушеялога уроненного, гидрохимического я температурного режима грунтовых вод орошаемой территория, выяснены закономерности многолетнего и сезонного изменения гидрогеологических процессов;

- рассмотрены возможности использования материалов дистанционного зондирования и способы составления карт гидрогеолого-мелиоративннх условий на базе карт пластики рельефа для оценки мелиоративного состояния я прогнозярозаняя режима грунтовых вод на орошаемых землю:;

- обоснованы мероприятия по д нжензрно-экологическоЯ реконструкции коллекторяо-дренэжной сети орошаемого массива;

- впервые рассмотрены вопросы изменения компонентов природных систем и составлены оценочные и прогнозные карты изменений гидрогеологических условий под воздействием мелиорадий.

Практическая значимость "работы. Результаты проведенных исследовании дозволяют использовать их пра решении задач, связанных с прогнозированием реяима грунтовых вод, оценкой мелиоративного состояния орошаемых земель, проектированием мелиоративных систем и о. лшой воздействия ах на окружающую среду.

Реализация работы. Отдельные результаты исследований были использованы Чиьжентской гддрогеодого-гледяорагдзкой експе.ошей а Бг. хашсх<ш управлением ороомтельнЦх систем в 1386,198? .и 1909 ■одах при составлении кадастра мелиоративного состояния орошаемых земель я разработке мероприятий по рациональному использованию пс<мвных вод.

Исходные материалы, диссертационная работа основала на фактических материалах, полученных в 1982-1951 гг. при непосредственно?«! участлл автора в комплексе исследований, а таже на фондовых д литературных источниках. В течение 1934-1988 гг. автор являлся одам яз ответственных исполнителей теш "Комплексные гядрогеол огяче сме доследования мелиоративного состояния орошаемых земель Акдамнского массива орошения".

Апробация работа. Отдельные положения диссертация представлялась на Всесоюзной конференция "Гидрология 2000 гс-.а" (Москва,. 1986), Республиканское конференция молодых, ученых (Алма-Ата,1986), Республиканской конференции "Научно-технические проблема освоения природных ресурсов й комплексного развития проивводятельнж лл Прябалхашья" (Ал'ла-Ата,1988), на первой научно-практической Конференция "Казахский язык - Язш'. науки" (Аяма-Ата,Гп90) Д конференции молодых ученых Института .гидрогеологии и гидрофизики йм.у.М.Ашздсзфяна (Алма-Ата,19Э1).

ао теме диссертация опубликовано 7 научных статей.

Структура д объем -работы. Диссертация состоят1-^з введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 97 наименований. Текстовая часть работы вишсчает 121 мэданонлсных страниц, а такие 35 рисунков и 29 таблиц.

' Исследования по теме диссертация выполнены под научным руководством академика АН Республики Казахстан, заслуженного ..зя-теля наукя, д.г.-м.н. Ж.О.Сыдыкова в к.т.н. А.Г.Бегалг.ева, которым автор выражает глубокую благодарность за ценные консультанта в замечания. Автор также благодарит сотрудников лаборатории мелиоративной гидрогеологии Циститу: за пр&хтическуп кокощь при выполнения работы, а также руководство Чимкентской ГПЛЗ Минсель-хсэа республики Казахстан за понимание и поддержку при гг введения данных исследований.

оодЕРЖАНиа работы

ГЛАВА I. ПРЛР0Д11Е 1! ТВХЮГЕШЬ® '.»ЛОВ® РАЙОНА

'ИССЛЕДОВАНИЙ

• . 4 ' '

По климатическим услови 1 территория Акдала-£аканасско4 дельты относятся к аридной гонэ, о наркам сухим летом а холод-

ной малоснежной зимой. Среднемесячная тешература в июле достигает 26°С с абсолютным максимумом +45°С. Количество атмосферных осадков в ерргг'ом доставляет 180-210 мм. Суша эффективных температур (выше 15°С) составляет 2700-ЗГО0°С, с продолжительностью сера ода II0-I25 дней, что позволяет выращивать сорта ряса с коротким вегетационным периодом.

Водная артерия территории представлена р.Или, которая служит источником оромеуия Акдаяянского массива. По степени минера-лизания (0,4-0,5 г/л), ирригационному коэффициенту <57-60)» коэффициенту SAR (0,6!i), содержанию ингредиентов т токсичных солей ее вода иполнз пригодна для полива сельхозкультур. Однако по температурному показателю ялийская вода ке соответствует требованиям риса в начальный период вегетавдя» тек ка к этому времени она прогреиаегся лишь до Ю-12°С при норме 14-15°С.

В геоморфологическом отношении Акдаяа-Бакаиасская дельта представляет аккумулятивный тип рельефа >зернс-адлювяального происхождения, местами перекрытый эоловыми песками. Характерно распространение плоских блгдцеобразннх поииаений, чередующихся с волнистыми повышениями в наличием сухйх русел и стариц«

В геологическом отношения здесь развиты современные аллази-йльные я эоловпе песчаные отложения, средне-« и няадечет^ргич-ные осадка озерно-аллюваального п озеряо-нролввяального происхождения. Представлены они преимущественно песками с прослоями оупесей, суглинков л глин, в оснований которше нередко залегают прослои галечников, гравия, конгломератов. Четвертичные отложения подстилаются толщей преимущественно глинистых отложений неогена, перокрываицих коренные порода верхнего палеозоя*

фруктовые воды на террято^и яриурочепы, глаьтш образом, к четвертичным и хо^осоким отло^ниям неогена, образующим еди-ьый водоносный горизонт, региональной водоупорной толщей слу-яат плиоценовые осадке илийокой св.гтч, которые погружаю" "зя с юго-востока на северо-запад; глубина се залегания изменяется от 150 и вблизи Тасмурунских гор до 250 м в районе с .Г яканас.

Питакде грунтовых вод осуществляется славный образом за счет р.Или. Они до начала создания орошаемого земледелия в районе залегачв на глубинах 1-3 и в пойменной части р.Или и м на остальной территории. Уклоны потока грунтовых вод (0,00030,0005) направлены на северо-запад - в сторону оз.Балхаш при их дейот .ительной скорости 5-10 м/гсд. По классификация Д.М.Каца,

Древняя дельта относится к слабодреняропанпой территория.

Мелиоративное освоение АДдала-Б&какасскоЛ дельты под строительство инженерных рисовых систем началось в 1967 г. и в настоящее время здесь Функционируют 5 совхозов рлсозо-аивотновод-■веского направления, доля раса в структуре севооборота составляет 47-64$ пра площади высеваемой культуры около 13 тыс.га. Объе-uu забираемой вода на Акдалинскяй массив в последние годы на оняиагсгся - I кмэ за вегетационный сеаоа. Сток коллекторно-дре-нагшых вод с орошаемого маосява составляет 0,4-0«5 км3,, который сбрасывается по Главнс. у и Объединительному коллекторам в р.Илл.

ш2а' з. фркированив таюм. груитошх. вод в усдовш орошлмж ззшь

Изучен!® рэялка грунтовых иод, их классификация я /стшюв-лошш основных закономерностей формирования в условиях мелиоративного освоения посвящены работы арушшх ученых отравы мелиоративного направления А.Н.Костякова, С.Ф.Аазрьянопа, Д.МДаца, II. Ц,Крылова, й.Н.Ходкибавва и др. Защитный вклад в изучение гид-Рогеолого-келвдративних условий ородаемнх земель Талого Прибалхашья с проведением комплексных геодого-мдрогеологкческих, геоморфологических, гидрологических, гооботанических я гядроыет&о- , рологачесдах исследований внесла Э.И.Сосяйн, В.Н.Островский, П.Г.Гребенкжов я М.Г.Бааэнов,

3 настоящей главе яа основе резу. татов предыдущих исследований и полученных на,;;» данных проанализированы условия формирования тоиштшо-шруценаого режима грунтовых вод на 23-х летний период эксплуатации орошаемого ыаос за.

Природные условия, обуславливающие формирование раадма г-рунтоаых вод территории под влиянием орошэш.- и функциоии. опа-еяя оросительных и коядекторно-дрзнашшс каналов, подверглись нгачительчой трансформация, Основными факторами, определяющими

ролам в этих условиях, выступают поливные води, фяльтращи из .каналов, дреиашшй с ты й суммарное ясп рение» В результате экому атацди массива /роалй грунтовых сод , .днялесь до глубзпи 2-3 м (территории совхозов Бахбахтяисввй, км.50 лет октября а . Акмолинский) и 3 i м (территории совхозов 25 :ет Целины к Жснас).

По результатам многолетник а проводимых ь.лй наблюдений за

л

Изменение" режима грунтовых вод ьзделенн три основных этапа его формирования. ' -

Первый этап характеризуется резким подъемом уровня грунто-гых вод в дервоначатышй период освоения оропаешх земель с ежегодник приращением амплитуда 1,2-1,8 м. Интенсивный подъем качался в I<567-1563 годах а длился в течение 4-5 лет, За это время Уровни грунтовых вод с 7-11 м поднялись до 3-4 м о? дневной поверхности.

Второа этап наблюдался з течение последующих 5-7 лет, .который оопропоядаяся дальнейшим иодьеиш уровней грунтовых вод, .но с меньшей интенсивностью (20-30 см в год). В этот период бугор пнфильтраздонных вод достиг глубины заложения дренажных.сооруие-которое предотвратила.дальнейший подъем их уровней. Третий этап характеризуется установлением относительного равновесия ыевду объемом иаошценш ведой зона аэрации при поливе и срабои<оЙ ее дренажными каналами, Квазяставдонаршй режим груктовкх вод наблюдается с конца 70-х, начала 80-х годов я от-и'ечаегоя на орошаемых землях совхозов Бахб^хтинский, ям.50 лет Октября и Акдачвнсдий (в центральной частя). Б это время характерны незначительные изменения в нолоиенйя их среднегодовых Уровней (в пределах 15-30 см). Относительная стабилизация уровней объясняется увеличением доли дреяаиного стока с орошаемых территорий, большим расходованием воды на испарение и транспяра-пию как с культурлой, так и дикой растительности.

Сезонный режим грунтовых вод характеризуется синусоидой с определенны',аа периодами подъема в. спада, по которой в годовом ' Цикле выделаны ¡десть фаз рааака, зависящие от ярригацденно-хо-зяйственяьг' в природных условий.

В процессе орошения на естественные гидрогеологические яро-цесси накладываются антропогенные нагрузки мелиоративных систем, которые приводят к формирование в верхней часта водоносного го? рлзонта бугров дррвгашюнно-грунтовых вод,.высота (от 2 до 7 и) и пространственные размера (ст 12 до 25 км) которых зависят от пдоцади орояаешх земель, состава и фильтрационных свойств слагай..: х пород, «нтепсЕВности а продолкительпости поливов, а так-¿е от величины фильтрационных потерь из каналов в эффективности работы коллекторно-дренааной сета.

Славянки. факторами формарованая гидрохимического режима грунтозих вод а кенаругеншес; условиях АКдала-Бак шасохой-дедин'

являлось питание грунтовых вод поверхностными и микроклиматические условия территории. В результата освоения этих земель на естественный гидрохимический решш накопились техногенные нагрузка, из которых основными факторами выступают орошение, искусственный дрен®!: я применение химических мелиорантов, за 23-х летний период наблюдений за ионко-солевым рекимом в техногенко-на-рушенных условиях массива выделены многолетняя и сезонная динамика язменеаия химического состава и минерализация грунтовых • вод.

Многолетние закг -омерности режима грунтовых вод характеризуют изменение запасов я состава солей в течение всего времени Функционирования орошаемого массива и могут быть подразделены на тря стадии метаглор&пзация химического состава грунтовых вод.

Первая стадия выражается ув&лдчендем минерализации я изменением химического состава верхней частя грунтового истока за счет активного растворения и вытеснения легяорастзордмкх солей,. содержащихся з породах зоны аэрации, инфялътрацяопшпди водами. Продолжительность стадия - первые 4-5 лет с начала прошения, в течение которой происходит интенсивный нрпэнос солей из зоны аэрация в грунтовые вода. В ях химическом составе происходит перестройка конов с увеличением сульфатов а натрия. Минерализация-грунтовых вод возрастает до I г/л, пестами более.

Вторая стадия метачорфизацям химического состава грунтовых Вод связана с их опреснением а результате разбавления иреснаьш йлфлльтршцзонннмв водаш, Дегкораси. римые соли зоны аэрации, перейдя из пород з воду, выносятся за пределы орошаемого масс, ва. В связи о поэтапностью освоения земель и различием в вас озленное тя земель, данная стадия яые-г различную продо;ш.тельность во времени, Ка слабо- я средне засоленных земчпх она протекает в течение ,3-4 лог, а на сияъясзасолешкх, солончакояатых разновидностях, а такге в более, модных покровных суглинисто-гляниотых толщах процесс опреснения грунтовых вод продолжается до не'.тоя-Цего времена. Па зте" стадия преобладавши ионами выотупшзт гадрскарбонаты а натрий, шкерадлзаода лр" &тоы снялсазтся до 0,6-0,7 г/л.

Трать» стадия характеризуется относительной стабилазацаей аонно-со.тевого состава грунтовях Рад в свяь/ т их установившим-оя реяямом. В этот период яр. юотоянстве к дериоддчн^тд режь-мообрадуэдлх процессов, связанных с уэяааненяеы я ротацией куль-

- 10 -

r'>

тур, происходят сезонные изменения в солевом реаиме грунтовых вод. В это время судзствешшх изменений в распределении их главных иолов не происходит, преобладающими остаются глдрокарбонаты, а из катионов - натрий.

Пространственное изменение химического состава я минерализации грунтовых вод увязывается с выделенными типами уровенного режа/да, в годовом цикле под сроцаомшля землями ирригационного типа в период поливов происходит снижение минерализации грунтовых вод за счет разбавления и последующего опреснения оросительными водами. Поело приращения орошения набдддается постепенной увеличение их минерализация в результате испарительных процессов при близком залегания грунтовых вод. В условиях стабилизйровав-

эгося рэаша грунтовых вод время на восстановление исходного состояния цряши образом зависит от степени засоленности почво-грунтов, его фильтрационных свойств и от обеспеченности орошаемых массивов искусственным дренажем.

Формирование температурного ремла грунтовых вод на Акда-ланском пассиве в условиях техногенной нагрузки определяется сложным взаимодействием искусственных а естественных, факторов, из которых ведущие значения имеют температурный рекам поливных вод, термический реавм территории массива и теплопроводные свойства почзегруктов зоны аэрации я водовмещавддх пород. По результатам наблюдений в годовом цикле установлены основные фазы температурного режима груктозых вод, зависящие от аррагационно-хо- • зяйствешшх и природных условий орошаемой территории. установлено, что за 23-х летний период оровециа в пределах массива opose-" ния температура грунтовых вод на глубине 6-15 и увеличилась в среднем на 2-3°С.

Из водного баланса орошаемых земель АКдалипского массива следует, что поливные вода являются главным формирущщ элементом баланса (36/2 приходной часта). Высокие поливные нормы (SOGS тыо.м3 tía I га) обеспечивают водопотребденне сельскохозяйственных культур и пополняет ресурсы грунтовых вод. Дренаано-сбросной сток (61? суммы расходов) ß суммарное испарение (30/S от суш"-1 расходов) выступают регулируицам фактором в стабилизации вертикального водообмена. В целом на ыасояве складывается установившийся (цикличный) тш баланса, компенсированный дренаано-сброегг-м стоком, испарением и гранепарадией.

ГЛАВА 3. ЩРОГЕОЛОГО-№ЛЮРЛТШОЕ СОСТОЯНИЕ OPOÜlffiFHX ' SEMb.J» КАК ОСНОВА РАЗРАБОТКИ ИНЖЕНЕРНЫХ МЕРОПРИЯТИЯ

Потребность в бодев точной, оперативной в легкосбрабатыва-емой информация требует использования более универсальных методов сбора я обработки дачных для определения моляоратг чого Состояния земель. Огромную помощь в этом, .как это показано в работе, оказывают дистанционные методы зондирования, из которых наиболее простой и доступной являются материалы аэрофотосъеглкя (AÍ0). Данные ASO характера зуются хорошими фотометрическими характеристиками изображения, позволяющими проводить качественную Депсдтсметряческуо обработку о высоким пространстве! чм разрешением а визуально"' ядентдфшадией язойраяенля с фотографируемыми объектами. Испс^зовааяе их обеспечивает получек э обзорной п объективной информация о состоянии меляоративно-осваиваемых земель и. в зависимости от наличия набора падежных р.ндикацпотпи зтаюнных тчзнаков, выбирается круг постановочных задач.

По ямегадася отпечаткам \5С, проведенных в 1988 г, масшта- -tía 1:50 ООО на терряторад Аздаляпского массива, решались задачи по распознаванию состава я состояния посевов сельхозкультур я определению мелиоративного состояния с выделением участков не- ' благополучных земель.

распознаваяиз видового состава сельхозкультур по АФС осуществлялось со стопроцентной сходимость», так как привлекались схемы размещения сельхозкультур, а таказ данные маршрутных обследований. После принятия е. алойного характерного фототона для каздой сельхозкультур! выявлялись участки с отклонением т яаль-ностл з пределах оцред&йеяных границ полей» Данный праэкак принимался за ври теряй выделения "аномальных" площадей, наземными обследованиями я камеральной обработкой полученных данных с привлечением гипсоглетричзских карт масшть^а 1:25 ООО устаноэле-Ш1 основные причины образования мелиоратигно-неудовлетворитель-ных земель: I) налпчае .существенных перепадов высотных отметок о ярилегащима чеками i 2) приуроченность к участкам влияния крупных ирригационных кайалов; 3) воздействие на них интенсивно дренировании: погребенннх русловых потоков, В то se время по результатам половых обследований мелиоративного ^стояния земель, которые сопровождались инструментальными я лабораторными рабо-

тали, выявлены площади неблагополучных земель по причине заболачивания и засоления. Дополнительно к ним могут быть отнесены и площади, которые выделены по дешифрированию АФС в характеризуются низкой продуктивностью или потенциально склонные к ухудшению (табл.1).

Таблица I

Результаты мелиоративного обследования орошаемых земель Аедалинского массива в 1938 году

Т Шшюрагивно-неудовлетворитедыше"

!__земля, га

! при натурном ! ! обследований 1

Хозяйства

по дешифрированию АоС

Бахбахтинский •им.50 лет окгябр! Акдалпнский 25 лет Деляны Некие

Всего по массиву

185

70

133

12

405

228

74

302

276

132

1012

Обоснование возможности использования материалов дистанционного зоядпроваядя для оценки гидрохеолого-ыелиоративногр состояния ороааащгх земель я на их основе разработка мероприятий яо их улучшению, позволяющих сократить объемы половах исследований д повысить оперативность их проведения, составляют основу первого зздздаемого по. жжения.

• Составление кар? гидрогеологического содержания является одним из необходимых элементов для оценки направленности мелиоративных процессов па отшаедах землях, основными гидрогеологическими параметрам при атом является сведения о направлении, глубинах залегания, хляшческом составе и минерализации грунт ошх еод. Для ыелиоративпо осваиваемых территорий с нарушенными гад-Рсгеологаческлмя условиями возникает несудимость отображения прострааственных ЕжененвЙ зтах параметров с учетом вэаиио-дейс-гЕдя природных цроцас Л1 о особенностями пняекэрннх систем.

Од зга из методов зематичес;1 ого картографирования, учитываю-

щлм отроение я особенности форм поверхности земли, является метод пластики рел?Лфа, теоретическое и математическое обоснование получивший в Институте почвоведения и фотосинтеза Ж России, под руководством д.~.х.ц. и.н,Степанова. Метод пластики рельефа позволяет ссстазлять карта нового типа,на которых земная поверхность отображается в виде обособленна и упорядоченных пространственных структур, с исходной точкой формирования, границами, расу;-ком 11 представляет системную органазагдо территории, Ло своему содержанию ка; та пластики рельефа является базовой для картирования динамических природных объектов, как почвы, геологическое строение и подземные воды, тесно связанных с формами рельефа.

Принимая за основу далкнй метод, нами предлежал вариант, который могет быть адаптирован для мелиоративных сстем, В наяюм случае появляется возможность выделять градации глубин залегания грунтовых вод соответствии о принятыми мел;га^атдвнкш1 характеристиками земель, на основе построения карт пластики нарушенное го рьльефа, т.е. учитывать рельеф, который образуется посла проведения капитальных планировочных работ. При этом уроненный ре-жил и динамика грунтовых воя через связь с измененный рельефом максимально приближается к мелиоративной системе. Статистической обработкой распределения глубин залегания этих вод но элементам рельефа карты пластики масштаба 1;50 ООО зыя. гена корреляционная зависимость, что позволило принять базовые контурц повышений и яонаяеннй рельефа дик построения карт глубин залегания грунтовцх вод.

Для составления ¿орт минерализации груятовнх вод нами использована карта пластики, встроенная на топооскове масштаба 1:50 ООО, с естественной ненарушенной структурой рельс? г» Статистической обработкой распределения минерализация х-рунтоецх. вод Но элемеитагл рельефа установлено, что преоше грунтолш воды с минерализацией до 0,5 г/л приурочены к контура« повышений, а к участкам понижений тяготеют грунтовые ьоды с кикзрализяцяай до I г/л и более. Пршштяе контуров позииекяй я понижений рельефа на такой карте за пространственные граллцц раэкоминералязованных грунтоннх вод позволило увязать гидрохшйчзскую обстановку территория с гои<юрфологтческимя элеизнташ1, адекватно природной зональности. |

На основе анализа составления карт геолиго-гидрогеологичос-

кого содерзаыяя с учетом форм рельефа карт пластики прадлокаиа формула, реглацзнтирущая ях использование при выборе масштаба Доследований:

И ш s • 40

где: H - глубинность условий а процессов, связанных о рельефом, м;

S • сечение между горизонталями на тбнокартах, щ 10 - коэффициент пропорции.

Обосяов'чие методов по составлению специальных карт гядро-геолого-шлиорагившх условий орошаошх земель на основе Установления корреляционных связей мезду элементами карт пластики рельефа, глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод представляет второе загуацасмоа положение диссертационной работа,

В основе современных требован.' 1 при проведении проектно- • изыскательских работ займе значение должно уделяться экояогдч-еоотй проектируемых систем, под котирой следует понимать малуи затратность водно-земельных ресурсов м минимизацию ущерба окру-ааацей среда. Исходя из этого, основное внимание проектантов обходимо уделять применена» методов исследований, оетечашшх более современным требованиям, полнее отражаэдих происходящее прс-Ц ;0н в природных объектах» В качестве одного из них нами рассмотрена возможность использования карт пластика рельефа для ро-¡пения вопросов проектирования и реконструкщг. ирригационных систем. Применение этих карг исключает бесструктурное отобрачашко компонентов прароды и субъективный подход яра составлении vem-якческах карт. По таким картам устанавливаются существующие s&* кономерносм и связи в природных объектах, учет которых являси-.--ваздим условием гхра проектировании экояогичеокп чвстнх келйор»-тивиых систеи.

Карга пластики обнажают естественную гидролого-гидрогоen*-гичеокую систему, наглядно отображая у.лоэия формировать -гг-эн-адта а аккумуляции водно-солевнх масо в соответствия о опред»"~> леннымл эломеитаиа рзль ¿а. Ка ловылемшх элементах рельефа, щ? полива:-: формируются растекающиеся м&стиые потоки рфиль.рэ: .он-них вод, направленные з мастныа понижения я способствующие рас-

Солительнкм процессам этих участков. Понияенпя в рельефе орошаемого массива, являясь участками разгрузки грунтовых я коллекторных вод, характеризуются накоплением водного и солеього стока, что приводит к быстрому подъему уровня первых я достиженью и ил критических значений. Следствием этого яь,.яетея усиление попарите льных процессов и вторичное засоление земель.

С учетом отмеченных положений коллекторно-дренаише каналы Слодует закладывать по ¿ондвекннм участкам на парте пластики рельефа, где основные каналы я зашкшцие коллектора необходимо Увязывать с их направлениями, я такке потоками древних русел. При таком расположении будет достигнут максимальный эффект дренажа, . обесяечиваадяй наилучший промывной реаии орояаешх глаосл-Пов, Солв I! продукты химизации .43 почвог ■»унтов л грунтовых вод будут попадать в дренаяные каналы а выноситься с этих массивов. Естественная дреиаяиая сеть, усиленная искусственной, позволит в сравнительно короткие сроки срабатывать нрригациоино-грунто-зце воды, тем с а'дал создаст благоприятные условия для отдыха и Восстановления плодородия почэ и обеспечат гармонию с естественной гидродинамической и гидрохимической зональностью, аредлодек-ная схема оптимального размещения дрена&яо-сбросной ,сегл в масштабе 1:50 ООО мсдат быть рекомендована в качестве реконструктивных глеро-риятий по меисозяйствеиным и внутрихозяйственным коллекторам дкдалпкского массива орошения.

Установление естественной гидролого-гидрогеологической об-стаьовки территории методом пластики рельефа и использование ее как одного из главных элементов анжекерно-экологи-ческой реконструкции мелиоративных оастеи составляет сущность третьего защищаемого колошения диссертации.

ГЛАВА 4. ПРОГНОЗ РЕЖИМА ДО1ГОШ ЮД Я ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЖЯЕОСйСШ

Совмещая методы вариационной статистики и картографии, нами предложен способ прогнозирования гадрагеолого-мелиоратявша Условий на орошаемых ¡ зеШях, в основе которого лелея? типизация гидрогеологических условий с учетом природных особенностей территории, определяющие однородную изменчивость режима грунтовых вод, 0 этой целью нами проведена статистическая обработка результатов наблюдений за уровнем грунтовых вод в скв;тайнах, рас- .

пожженных в контурах повышений л понижений на карте пластики с нарушенным рельефом. Глубина выборки во времени по каждой сква-йине охватывала период с 1986 по 1990 годы, при котором выявлялись амплитуды колебания уровня груягозых вод двух интересующих Режимов - пря посевах ряса и сопутствующих ей неполивных культур - суходол. Выборке подвергалось положение их уровней на пред-вегетационное . время (апрель) я амплитуда их подъема в период вегетации (июль).

В результате обработки полученных данных установлено, что повышениям рельефа соответствует больсше амплитуды подъема грунтовых вод (разн- "! для различных видов культур), а понижениям -меньшие значения. Полученные точечные данные поддаются площадной идентификации по выбранным элемента",? карты пластики рельефа. Па этом основании по этим двум элементам составлены уравнения регрессий (табя.2).

Таблица 3

ПрогъозНые зависимости меаду аш.лвдой подъема уровней грунтовых-вод в игалэ (у) и положением грунтовых вод в апреле (х) на орошаешх землях А1 ;алинского массива

ТПрё-0шибка !делн уравне-3 фуш'.-ния !цио-!нит>.

№ Дя |коррГ |

Уравнение регрессии

гг о,

§ 0,83 0,122 Уа2,01-1,04В(Хг2,81)-К>,15 0,114 1.74-

« • 3,50

о XI.

суходол 0,76 0.143 У=0,367-0.796(1-2,81^0,14 0,075 X.74-

3,50

| ряс

0,79 0,159 У=1,315-0,586(Х-1,91 )-ЮД2 0.072 0,4«-

<¡1 2,60

Ь Суходол 0,66 0,193 У=0,594-0,766(Х-1,91 )-Ю,22 0.067 0,49-

§ - 2,60

В работе рассмотрены и другие способа прогнозирования изменения уровней грунтовых вод орошаемых земель, которые могут быть яспользовакн з качестве э^ длуатйцлоныых прогнозов, позволяющих с достаточной заблагосременностью разрабатывать мероприятия < плэннрованви и разнесению сельхозкультур, нормированию водопода-

п оценке нагрузок на отводящую коллекторно-дренажную сеть а Другие меропрлят:

Системный анализ форм рельефа по картам пластики мокет . быть приманен при экологическом картографировании территорий, Подвергаемых антропогенному воздействию. Выделяемые элемента Пластики рельефа в виде потоков следует рассматривать как единую систему, в которой понижения выполняют роль объединяющего оиетемообразуздего фактора. В них из-ьа подчиненного положения происходят на большие изменения природных кошшексов. Водно-солевые масса, формируемые на орошаемых землях, стремятся в пониженные участка рельефа, где, в иорную очередь, подвергается изменениям уровенный я гидрохимический режим грунтовых вод, трансформируется почвенный я растительный покров, Форш' понижений и лх взаимоотношение с повыаешнш участкаьш рельефа позволяют судить об 1штет .вности нроцесоов выноса, транэг 1 и аккумуляции -воднс-сояевых масс. Пространственная ориентировка и протяженность , пониженных участков указывают на возможные пути миграции загрязняющих, токсичных ингредиентов, применяемых при мелиорации земель. Исходя из этого, для терряторй2 Акдала-Баканасской дельты, с учетом существующих границ массива, наш предлозено провести прогнозное райо"чрованяе территории по степени мелиоративного воздействия.

Как известно, к наибояее дестабвяяэярувдш антропогенным нагрузкам относятся водные мелиорации» в особенности рисовые системы, зде происходят глубокие трансформации гидрогеологических, гидрологических, почвенных и климатических условий. Создание и эксплуатация рисовых гидромелиоративных систем связано с крупным капитальным строительство?.', большими затратами ..оливной Воды, активным применением химических удобрений и мелиорантов. В результате такого воздействия происходит нарушение я изменение естественных условий орошаем« площадей и Нормируются сло;хно5с-троенные ярдродно-технические мелиоративные систеш - меллогео-сястемы. Однако степень и зона воздействия антропогенных преобразований охватывает не только зоны искусственных сооруяеняй, но и прилегающие территории, страааяоь яа других компонентах геосистем.

Иногольгниь на^лэдендя за .историей освоения дидалкнекого ?£асснва позволяла проанализировать я оценить степень воздействия

а преобразования природных условий данной террахор'"! в результате орошения. Б-работе рассмотрены основные изменения, проазошед- ■ шиа в климате, рельефе, почвах, растительности, поверхностных и Подземных водах. Отмечено, что наибольшим нагрузкам мелиоративных систем подвержены поверхност.'-'е и подземные воды, Воздействие мелиорации на эти компоненты сводятся к следующему;

- поливные поды выступают главный источником питания а формирования специфических яррягециоиннх режимов грунтовых вод}

- оросительные мелиорации приводят и увеличению приходной часта водного л солевого баланса грунтовых вод;

- в результате меяаорацай происходят глубокие изменения во Взаимоотношения подзсгжк и поверхностных вод;

- многолетнее орошение приводят к изменена» химического состава а температурного режима подземных вод в глубоких слоях водоносного горизонта;

- подземные в поверхностные воды в результате химизации . сельскохозяйственных полей подвергаются активному загрязнении пестицидам, хаымелаорантаьш.

Но имеющимся аэрофотосъешчшм материалам, а также по результатам гидрогеологических наблвдений а литературных источников, нами произведено дешифрирование А©3 196Э года и составлена Схема антропогенных наруианий гидрогеологических условий исоле-• дуемой территории, на которой выделены оле. тодие зоны:

- зона дэрпачной трансформации, предотавленная площадями в Контурах а вблизи Акдалинского массива, а такае вдоль Главного Коллектора в его холостых частях; по степени преобразоыанноота территория зоны характеризуется как активно измененной;

- зона сопутствующих трансформаций, которая охватывает со-; предельные территории, пралегаэдаз к массиву орошения; в результате бокового оттока ирригационно-грунтовых вод и потерь из Главного коллйктора происходи подъем уровней грунтовых вод.окг-выашацих влияние на другие компонента ладщза'£та;

- зона с практически ненарушенными гидрогеологическими ус-лоилшй представлена на удалении от 10 до 25 км от границ« мао-ояза.

По степена уотойчилости к антропогеншш воздействиям мелиорируемые пустынные зоны Акдала-Баканасокой дельты, яопыгыва* еяшэ глубокие изменения всего ландшафтного комплекса, относятся к дателыюЕосотаяавливаодшся аиооястеиаи.

Научное обоснование возможности применения картографических методов и данных дистанционного зондирования для эколого-0 гидрогеологического прогнозирования и оценки воздействия мелиоративных систем на геоэкосистемы представляет четвертое защищаемое положение диссертации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполненных исследований представляется возмогши сделать следующие основные выводы:

- установление основных этапов и фаз в формировании техно-генчо-нарушенного режима грунтовых вод я ее сезонных изменений в процессе многолетних и вегетационных поливов составляет основу для создания регулярных эксплуатационных прогнозов на орошаемых землях;

- применение результатов дистанционного зондирования для оценка мелиоративного состояния и выяснения причин их ухудшения, представляет более информативный и качественный материал о состоянии мелиорируемых объектов;

- установленные корреляционные зависимости манду формами рельефа по карте пластики и гидрогеологическими параметрами позволяют составить карты гидрогеолого-мелиоративных ус/ ->вяй орошаемых территорий, отображающие реальную пространственную ьаконо-ыерность их распределения;

- возможность использования оазовых карт пластики рельефа для картографирования природных объектов позволяет получать лее информативные и системные сведения и рассматриваются нами как один аз главных элементов проектирования и иняенерно-экологи-ческой реконструкции орошаемых земель;

- воздействие мелиоративных систем на окружающую среду можно оценииать и прогнозировать по материалам аэрофотосъемочных работ и экологического картографирования, а основе которых лежит системный анализ природных объектов.

По теме диссертации опубликована-следующие работы: I. Водный оплате Акдалинского массива орошения. - Известии, АН КазССР. Серия ге:логическая. 1935, й 3, с,47-53. (СооЕтори: В.г.Вампилов, ¡З.Н.дааноа, И.А.БДКдропа).

2. Фактические я оптимальные составляющие водного баланса рисовых плантаций Адалинекого массива орошения, - Тезисы докладов п съезда географического общества Казахстана. Алма-Ата,1985, с.58-59. (Соаитор: Н.С.Калецкал).

3. Комплексные исследовании водного и теплового баланса на орошаемых землях юго-востока Казахстана и рациональное использование водных ресурсов (на примере Авдаланского массива орошения). - Тезисы докладов конференций "Гидрология 2000 года". Москва, 1906, с.118-115. (Ооавтор: Н.С.Кавецкан:).

4. Оценка состояния орошаемых земель и резервы экономии полисных нод на Акдалиноком массиле рисосеяния. - В кн.Молодежь и научно-технический прогресс, Алма-Ата, 1986, с.135. (Соавтор» Н.Ы.Захарова).

5. Элементы солевого баланса оросительных систем в низовья р.Или. - делонярован. КазШШТИ, 1988, й 1940,,26 с. (Соавторы: С.М.Романова, В.Н.Иванов).

6. Гидрогеолого-мелиоратлвное состояние и упорядочение водопользования на расовых плантациях низовьев р.Или. - В кр.Природ-ные ресурсы Или-Балхалюкого региона. Алма-Ата, 1990, с.94-106. (Соавторы: В.Н.Иванов, П.Г.Гребенвдов, Н.А.Баклрова).

7. Применение метода пластики рельефа для изучения гпдрогео-лого-мелиоратинных условии Акдалинского массива. (На казахском языке). - В сб."Казахский язык - язык науки". Алма-Ата, 1990,

с.117-118.

х1одписано к печати 23.0I.42r. Формат бумаги 60x40, 1/16 Заказ № ВОВ, тираж 100 экз Отпечатгно ротапринт КОМЭ, г.Алыа-Ата,пр Ленина,Ьо