Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исследование гидрогеохимических закономерностей на орошаемых территориях Среднего Приднепровья для обоснования рационального управления водно-солевым режимом

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Исследование гидрогеохимических закономерностей на орошаемых территориях Среднего Приднепровья для обоснования рационального управления водно-солевым режимом"

^ А

к «Ф

V Л n укрлшськл академш лгглр1шх 11ЛУК

1ЦСТИТУТ rlAPOTEXirilCa 1 МЕЛЮРЛЦИ

На праппх рукопнсу

ОЛЕШКЕПИЧ ШталШ Вячеславопнч

досл1джешш г1дрогсо::!м1ч1П1Х законом1рностеП

И.\ ЗРОШУПАИНХ TEPUTOPLTX СЕРЕДНЬОГО 1ШЩН1ПР01ГЯ ДЛЯ ОБГРУИТУВАННЯ РАЦИОНАЛЬНОГО УПРЛВЛШНЯ ПОДН0-СОЛЬОШШ РЕЖИМОМ

Спец1алы|1сть 06.01.02. — мел!орац1я

¡ зрошуваие землеробство

АВТОРЕФЕРАТ дисертацП на здобуття паукового ступеня кандидата техн(чнпу. ¡«"ук

КиТв — 1995

Дисортац1я е рукоддсо?,-!.

Дисортац1йна робота викаяана в 1нстчтут1 г!дротохиЛш Í ьш1орац11 УкраГисько! ¿кадемП аграрии наук та ДШпраштров-съкому дэрааиюыу уШверситот!.

Uaymei iicpiSHUKU - доктор твхШ'пшх паук, В.е.ЛлЕКсесвсыахй

кандидат яехшчяшс наук, Т.П.£вграшк1иа

С$1цШи опонекти - доктор тоха!чш1л najas,

старший науьсшй сп1вроб1тшш П. I.Яковонко

каццидут Toxiíi4irt-x наук, старший наукозий cnJEpodlmní Ю. О.Михайлов

UpoBtdna ¡/аухчова - Да1иропйхроБоы'лй державшШ Ins'niryT проекту иашм водного гссшздзрства.

Зашгг Шдбудоться SLH¿apn 1925 р. о юдаи вд аас1даш1 CnDuíajiísoE-auoI г,чено1 рада 1С.020.5ь-01 во -лреудазка« иоукового ступам кандидата :цзук в IhcthtjtI пдротедпка 1 мол1орац! 1 УШ1.

Шдгуки i заувакашш ка автореферат у дсох ipsiipsauíax, за-BtpoHl пэнаткоЕ, просимо недоплати за адресов: 252022, M.Knlu, вул.ВасйльШьська, 37, í Г i >М УЛАН.

? дпсортеШе» югиа озцагомзпись в сЯблЮхец! 1»схнтуту-

Асторофэрат ¿.юз1слазо " IS9-1 р.

с о Ерст Ср

Слзц1ал1эовано1 вчшгаг рада,

шададот с 1 льсыюгосподарсшж паук Л.М.йонзико

ЗАГАЛЫ1Л ХДРАКТЕГОСТШСА РОВОТИ

Атцсиьн1стъ проблещи. Науковою основой для розробки м!ро-пргемств по п!двицо1ШЮ ефоктивност! зрошувашп земель слушать до-сл1дж9ння по виявлошш законом1рностэй формувашш водно—сольового рекиму цпх територШ. ДктуалыПсть дано! проблеми зростае в зв'язку Î3 загостртшям пегативикх явтад с екодог ПШЯ сктуацИ Соредпього ПрвдШпров'я, як1 спричиняються комплексом антропогоп-них факторîb, в тому числ! 1 мэл1оратшзшм освоениям вэликих площ. Вазияшою складовою частиноа цнх досл1деонь е прогнози! розрахунки» на OCHOB1 яган. розробляЕться комплекс linranopmix, експлуатацШшх, агротэхл1чних та 1шшх м1ропрпемств, то забезпэчують внсоку продуктивней мэлЮративноГ систоми, екопом1чну доц!льи1сть та око-логину безпэку на вэсь пэрЮд ïГ фушщ1онувашш. При цьому особ-шшого значешш набувають штання розробки но mix метод! в прогаозу-вання порушеного водио-сольового рвгжму зрошувашшх земель з вистам ступеней 1х в!рог1дност1. Цьому в значит мlpt сприле ба-гатовар1антн1сть ттрогнознлх plmeiib t KOfauieiccmift п1дх1д при впбор1 та обгрунтувашИ метод1в розрахушсу » mtt застосовуються. В данШ робот 1 вир1и9шт них задач внконуеться на прикладах, найб!льш ха-рактершсс зрошуваних масив1в Сарэднъого ПрютИпров'я в р1зних г 1 дрогоолого-мел 1 оратнвних умовах.

Нет ровоти. ДослЛдгшшш законом1рноствй формувашш г!дро-геохПИчного регашу зрошуваних замоль для науксвого обгрунтування комплексу м!ропряемств по сткзрешт та зборогяшш на зрошуваних землях 1 пршшгоших до «их територ!ях спрпятливоI г!дрог0олого-мол1оратавпо1 обстановки.

Ыеподшса досл1дхень заклэтаеться в застосупанн! сучвсшсс !М';'од!в матоматич.ю! обробки режшишх спостарэконь но зропупшпсс зе<ллях. ВикориствШ стохаеп-ли! ' г1яродииам1чн1 иатоян прогнозу-Е01ШЯ в'чдно-сольового режиму зрошувя1п:х торитор!П. Bel розрохушгл виконан! па ПЕОН.

Нацкова новизна роботах заключаеться в роэробц! чова! oxess Пдрогоолого-мелЮратавного районувагаш Соредпього ПрвднИтроа'я, штодики внвчоння динамит г1дрогоох1м1чяого роким;' iij зрогзуватах землях, мотоднки щюпюзувтош сольового рОЯШ. грунт 111 30!Ш GO pout Т та ракомонА<1Ц<й по опшШзацП рвшммх спосторогмпь.

Эсиови I полоху)у1я, su С вшюсяяься ita рахисп:

- Пдрогоох1м1чно раЛонувпшш Серг.тнього Приди 1 проп'п для

- г -

обгрунтуванвя м1ропришств то оптим1зац11 ыел1оратевно1 остановки;

- методика вивчешя г1дрогеохШ1чного режиму на зрошуйаних землях;

- методика прогнозування сольового режиму грунт 1в зош! аерац! I на зрошуваних землях.'

Практична ц1нн1сть та роал1зац1я робота заключаеться в роз-критт! особливостей формування г1 дрогеох1м1чного режиму зрошуваних земель Середнього Првдн1пров'я. Розробки по вивчешно 1 прогнозу-вазпш датам 1ки солепереносу арощуваних земель та оптим1зацП рэ-шаших спостерэжень носять ухПверсалышй характер 1 ыокуть за-стосовуватись для 1нших районie УкраТни. Результата нукових 1 практичних досл1даенъ, як! викладеи! в дисертацП, використан! Дн1пропетровською г!дрогеолого-мел1оративш» експедиц1ею для об-грунтувашш комплексу м!роприемств по створешш та зберекешно на зрошуваиих. землях та прилягаючих до них територ1ях сприятливих ■ г1дрогеолого-мел!оративних умов.

АпробацЫ робота. Основы! положения I катер1али дисертаШйно! роботн докладэШ, обговорен! та схвалеи1 на м1кв1домч!й конферен-ц11 "Вопросы охрани геологической среди при мелиоративном строительство на территории Украины", I-Ciiib, 1987; республ1канському пауковому сем!нар! "Охрана оирукащай' среды и социальные проблеш при развитии мелиорации на юго Украины", КиГв, 1989; Всесоюзному пауковому сем!нар! "Региональные гвдрогоологичес.же, шшенерно-гооло-гические и геокриологический исследования в целях охрани геоло-, гической среди", Москва, ISS9; м!гфзг!ональн!й науково-практкчн1й конфоренцИ "Экологические проблема аграрного производства", Дп1-прошгрозськ, 1992; рэспубл1канськ1й конферзнцП "Экологические проблемы при орошении и осушении", Ки1в, 1993; рсспубл1канськ1й конфорэнцИ "Оценка ресурсов подземных вод в условийх техдюгвнв-.за", Ки1в, 19ЭЗ; науковзх конференц1ях Ш но п!дсумках НДР з 1987 по 1S94 p.p., JuiinpoueTpoaubK.

П}/0л1кац1я роб(т. По результатах досл1даонь опубл1ковано 9 гачатних роб 1т.

Стрцтцра па об' ел робот. Дцсертац1йна робота складаеться з вступу, п'ята розд!л1в, bkchobkIb та списка л!тературп, який ззключве 182 наймонуванля. Об'ем дисертацП 185 сторшок машшо-ппского тексту ¡люстрованого 25 мплшками та 27 таблицяыи.

8ЩСТ РОЕОГИ

D пергсону розд1л! "Характеристика природшк та Пдрогоолого-молЮративних гмов Свроднього Придн1пров'я4 розглядпються кд 1 мат", геоморфолог!я, геолог!чна будова, г1дрогболог1чн! умови району, що вивчаеться, даеться ornic нол1оратигаих систем, як! експлуатуються на TGpiiTopir Соредаього Придн!пров'я.

ЮПмат району досл[да:еиь пм.ирно-контгаюнталышй. П1вп1чна частила ториторн в1дноситься до л!состеповоГ зони, центральна та Швденна розташован! в межах степово! зоии.

Рельеф територII в. значнШ м!р! обумовлюеться токтон1чнов будовою, особливостями повархи! кристального фундамента.

В геолог 1чн1й будов! тернторП беруть участь архей-протэро-зойськ! породи гран1то1дного складу, осадочн! утвороння палеозой-сысого 1 шзозойського в1ку, палеозой-кайпозойсько! корн вив1трю-вання та осадочн! в!дклади. Л1толог!чна та фзц1алыш р!зноыан!т-н1сть по]Яд, наявШсть числегапих тектоШчних поручень, стародавШх 1 наймов!шизе, неотечтоШчний рух визначають р1зномэн1тн1сть умов живлення та розгрузки водоноешк горизонт!«, 1х г!дравл1Ч1ШЙ зв'язок м!к собою t з поверхневшя! водам!.

ДосШдкувашй рег1он розташований в маках трьох г!дрогооло-г1чних структур парного порядку: Hi11пропсысо-Доноцького t При-чорноморського артез!ансышх та Укра1нського басейну тр1щгаших иод. Шдзош! води пов'язаШ практично з ус1ма стратиграф1чшпл1 горизонтами 1 комплексами - Щдкладамн четвертишо!, неогеиово!, палеогеновоГ систем, з тр1адшуватики зонами кристал!ч1шх пор1д докембр1и та продукт 1в 1х вив1трюва1шя.

НайсИлыа IctothoI техногошю! д11 аазнакть груптов1 водоноиИ горизонта у в(дю.эдаг четвэртшшого в!ку: в еолово-делюзюпышх 'Ндкладах водод!лышх р1вшш, в атов11 надзаплавиих тарао 1 сучес-шх в1дгиад1в заплав р1к та балок, а такса в алвв1вльцо-долэ-в!алышх в1дкладах балок I схил!в долин.

Загалыш плоца зрошувапих земель в досл!дауваному porloiM шровидуе 340 тис.га (Рис.1). Осиовнтш дгаралами зросте raw е водо-сховида t какали, для ряду систем - сПчШ води та ~талп!.

Найб1лышшн зропувальиими системами nor buy е: Фруизаисыт (I 1 2 чарги, п..ом 35402 га), система :i гон! каналу ДиШро-КраготЛ Р1г (Г7290 га) та Иагдалишвська (25667 га).

У М О В II I П О 3 Н А Ч Е НИ Я до рис Л.

- межа зрошувппэго масива.

Кок!:

-зон р!зного зволокання;

- областой та зб1ж-Ш1Х з ниш г!дро-Х1М1Ч1ШЗ. ПОЛ1В.

1 .20

- ф!зико-г0ограф1'пшх зон;

Н

"П.

Круг-д!еграма х1м1чного складу груитових вод п мекзх г1дрогеох1м1чного шля

0.23-6.13 Са^^29"29-13

// - Помор г1дрогоох1м1чного поля Зл1ва -

в числ1виику - сврвщт м1нэрал1зац1и груитових вод,г/д; в знамоншшу - фонов 1 значения м1нг;рал1зац11, г/л;

Справа-

в числ1вшпсу - сорэдаю значогот загалыюГ корстоост1,иг~(пш/л; в знаманшжу - Фонов1 значонил загалыюг гарсткост!, мг-сив/л.

В круз1~дюграм1 штриховкою показано процоих-окШвшилпштй и;Ют перших по поревпгашш даох анилИв I кпт1оц1в.

В прямокуппшу штриховюи показано поровазтичий" тин зосолоиия грунт1п в моках Пдрогоох1м1ппого пола.

- Пдрочарбоиа'пю-содови;

Сульфатно-~ г1дрокарбонатиэ;

Пдроиарйонотио-сульфатно;

- Порэвахно сульфатна.

Прим1тка: при складатм карта використано работ Л.М. Горем, Б Л .Полошешсо, Л.Г.Солдат.

Наводяться дан1 про улаштування систем, способа поливу, паяв-п!сть дренажу та його тип. Роз^лядаються особливост! та ефектив-н1сть застосувашя дренажу на досл1дауван1й територП. •

D другой? розд!л! - "ОЩпка та картування г!дрогеох1м!чного режиму в зрошуван1й зои1 Середньох'о Прздн1пров'я" - проведено мз то долог 1 чний огляд проблемп г1дрогеох!м!чного картування 1 районування мэл1оровапих земель, виконано районування територП Се-рэдаього Придн1пров'я по коефЩ1Енту зволокеная, складена схема Пдрог0ох1м!чного районування дооглджуваного рог1ону, дана кош-лэкспа характеристика Ецд!лених pafloniB»

В штодолоПчному огляд 1 розглянуто i снувч 1 метода районування територП по групах 1 по окромих факторах формування г!дро-' хШчпо! сбстапов!Ш (Шашко ДЛ., 1970, Кац Д.М., 1978-1988, Пзле-иенко B.I. та 1ш. ,1975-1994, Солдак À.F., 1979, та 1ш. ).

Огляд роб1т число шшх дсзл1дник1в показав, цо незважаичи на ввлику к1льк1сть роб1т 1 методик, як завзди залииаються актуальни-ш задач! г 1дрогеох1м! чиого районування Серэдшього Придн1про8'я, к1лыс1сио! оц1пкн вшшву мелЮрааП па г!дрох!м1чный реким грунто-вих вод, засолен!сть грунт!.в зона aepaulï та комплексно! оц!шш зрошуваних земель територП, цо вявчаеться, в перЮд широкого роз-витку зрошезшя та г1дротезн1«шого Суд1вяицтва.

Для цього по спец1алыю поставлеиШ програм! виконана оц1нка сум атмосферних опад1в, вшаровувашл, коофШГгнта зволожзння Р та пркродао! зЕСмюхеноот1 Ку 25, 50 1 75S забезшченост!, кк р!чних, ток 1 за б!олог1чно активний пор 1 од.

Цо дозволило провести районування територП» цо вивчаеться, в основу якого накладено коефЩ1еят зволотишш Р 50% забозпечопост! i скластн схому масштабу 1:С00 ООО (Рис.2).

IIa основ 1 райоиувашш вид1лено три п1дзони:

1. Швн1чно-сх1даЗ п1дзона - недостатньо волога. Коеф!ц1Ент ЗВ0Л0Е81ШЯ ЗМ1Щ>5ТЬСЯ В1Д I ДО 0,3.

2. Центральна - дам1рко-шсуплива. Ксеф1ц1еит зволокення зм1нкеться в!д 0,9 до 0,8.

3. Швдешо-зах1дна -■ посушлива. Для но! характерна'.! g KOöiiiiUeirr зволокешш мешшй 0,8.

Все цэ дозволило розробитп методику 1 впконати комплексна г1дротоох!м!чзш районування територП Сероднюго ПрщщШров'я.

Ця задача кф1шувалась на основ! ф1зшсо-географ!чного району-

500 т сума атмосфэрних опад!в, мм/р!к; 0.8 - ксефЩ!-еит звологвння.

вання та кл1матичного районувашш з вшористашшм результат^ М8л1оратив11о-г1дрогоолог1чного, :1дрох1м1чного картування, викона-ного для ториторП УкраГни в ц1ло?лу чи окромза П часта» (Рпс.1).

Зг1дно розроблэноГ методики району ваши, територ1я Сородаього Прэдц1пров'я розм!щуеться в меазх двох ф1зико-гоограф1чша зсн: л1состоповоГ 1 степово! та трьоз клШатччшпс п!дзон, вид(ланях по коеф1ц1еиту зволоження.

В .леках .МсостеповоТ зони виДляютьс-я три области П1вдо:ша л1состепова область Приди 1пропсько1 ршипш, Швденна л1состоповв область Дн(провсько1 торасово! р!внюш та л!состопова оЛяясть, якя

- в -

вклячае Центральну 1 ГНвденну частини Прнда!провсько1 височини (в!дпов1дно I, 2, 3 г1дрогеох1м!чне поле).

IIa територП степово! зони вид1ляються п'ять областей: область Швденних в!дрог1в Приди 1провсько1 височини, зах1дна частина 0р1льсько-Самарсько1 облает 1, 0р1льсько-Самарська область, Запо-р1зько-Гуляйп1льська область та Бугсько-Дн1провська область (в1д-пов!дно 4, 5, 6, 7 1 8 Идрогеох1м1чн1 поля).

Г1дрогеох!м!чн1 поля характеризуються середнШ та фоновим статистично оц1неним bmIctom х!м1чних компонента.

Проведене районувагшя дозволило досл!дити ступ1нь в!дпов1д-ност1 Пдрогеох1м1чшх умов на зрошуванлх масивах природ;сл.! умо-вам, як1 характеризуясь ц1 райош в ц1лому.

Анал1з дашх багатор1чнлх спостерекэнь за г1дрогеолог1чшя.! та г1дрох1м!чшм режимом грунтових вод на мслЮрагившпс системах Се-рэднього Придн1пров'я показав,' що територ!я зрошуваних масив!в та областей, в межах яких еони вид1лен1, добре узгодауються собою по м1н9рал1зац11 1 типу грунтових вод, за винятком окремих д1ля-нок, дэ при слабкому природному дрзнуванн! зроиення викликало п!д-йом р1впя грунтових вод 1 засодеяня грунт!в зони аерац11.

Виконаке по розроблзнШ котодиц! комплексно г1дрогеолого-мэл1оративиэ районування Сараднъого Лридн1пров'я дозволяло вперае дати в1рог!дцу оц!нку вшшву зролешя на г1дрогеох1м!чну обстановку рог1ону, яке тут не е шзначальним фактором. 5м1ни г!дрогеох1-м!чно! обстановки визначаются в основному природами та кл1матич- „ ниш факторами, що обумовлхе нообх!да!сть внвчешя локального г1дрох!м1чыого режиму ыа ецфоких зрошуваних площах.

В аретьому розд1л1 "йивчення дяаамИш Пдрогеох1м1чних про-цес!в на характернше зрозуваних каигоах Серэднього Приды1пров'я", викладена ыотодака 1 результата елечэшя особливостой формування г1дрогеох1ы!чного рэкиму на окрэхих масивах (друг!й чзрз! Фрунзен-сько! зроаувально! систем (ФЗС-2) та Кривор1зькому зроауваному масив!).

Для вивчення данам!ки г1дрогоох1м1чпшс процзс!в автором було внрЮеш ряд окремих задач:

- вивчен! sa:coHo;.;JpHccTl фордувашш г!дрох!ы1чного режиуу эрозуваякх ыасив1в на фон! багатор!чних вм!и р!вня грунтових вод, водопадач1 ыа зрозення та атмосферних опад1в на основ 1 узагальпен-ня 1 статнстично! обробки результат 1в"хничшгс анал!з!в грунтових

- s -

вод для»трьох пер1од1в (1974, Ю31, 1987).

- виявлен! законом1рност! формування х1м1чного склада грун-тових вод по площ1 з використанням кореляц1 Иного анал1зу, що дозволив вивчити залога 1сть ra.it сту основных 1он1в, характеризуючих х1м1чний склад грунтових вод на даний пер1од часу, в1д м1нерал1-зацП.

- вивчена данам1ка Пдрогвох1м1чних процес1в на основ! ста-тистичноГ обробки матер1ал1в сольових зйомок провадоних ДШпропет-ровською г1дрогеолого-мэл1оративною окспэдшиею.

Проведониш досл!даеиня1.м було установлено, що на масичах, як1 внвчааться, форла сутларноI криво! (опади та водоподача па зрошення), незвакаючи на розвиток зрошення, в«значаеться в основному к!льк!стю ажэсферннх опад1в (Ркс.З). Ч1тко простекуеться залейн1сть м1ж величиною м1нерал1зац! I грунтових вод та тривалЮт» угрупувань р1зно! забезпеченост! ояадами, а також 1х амлл1тудов. В пер!од 1з максимальними величинами опад!в в!дбуваеться змогашшя глибшш ьалягання РТТЗ 1 спостер1гаеться зшження 1х м!нерал1зац11 внасл!док розводешя npiсними атмосфершши водами, а в маловодний нер1од - зб1льшешя глибини залягаяня РГВ та !л1нерал1зац11 грунтових вод. Основними 1онами, як1 впливають на величину н1нерал1зац11 грунтових вод, е S0*~, Са2+, Mg2*, К+. НалвнЮть прямих коро-ляц!йних зв'язк!в Mis! м1нерал138ц1е» 1 даними 1онами (значения коеф!ц1ент1в кореляцП в1дпов1дно 0,97, О,ВО, 0,94, 0,95) узгодку-еться з пвреввхаичим типом грунтових вод на мэсивах, як1 розгля-даються,-п,о св1дчить про к1льк1сн1, a ne як1сн1, зм!ни в час! xl-м!чного склрду (ткту ) грунтових вод на дагаж масивах.

lia масивах, як! вивчаються, за пар!од косл1лжень в1дбулось зб1льшэ!шя вмЮту noix основшгх touIв за винятком Са2*, bmIct яко-то по горизонтах випробувашш залкиаеться практично незмПошм. Грунта по всьому досл!джуваному П;Юф!лв класифШувться як нэзасо-лен1. Б1льш !нтексивнкй р1ст суми-солэй, цо спостор1гаеться а |п-торвал1 глибкн до 0,75 м, пов'азуеться. в основному, з ростом. вм!сту токсичнях солей (на «ЗС-2 з 0,0С8 до 0,025*, (Рис.4,в) па Кривор1зьк1й зрошувл.1ьн!й пстем1 з 0,026 до 0,0773), (Рис.4,6), смша суми mais по пр^оф1ло обуыовлюеться iohsmii На*, Kg2*, 80*". Зм1на суш солей в 1нгерсал1 випро^уьакчя 0,76 - 2,0 и ю;.на чаяться практично ц1лко!4 за paxjmoK збиьЕэнпя в?<1сту иотокагята соло Я, голошшм чином, Са(НСОэ)2.

О, мм M, г/л

Рис.3. Дйдгм1ка м1нерап!задП грунтовых вод ка <130-11 пор!вшшо з гашбино» Is залягашя, атьюсфердими спадами та водоподачоя па арошзшя: • „

. I, 2 - спада (uo4ü7ko¿í та взжжон! да ni), m; 3 - серодльобагато-р!чна супа опад1в, к,:; 4 - спада та водоподача (початков! данП, мл; 5 - ьШюралюаЩя грунтоши. шд, г/л; 6, 7 - сородпхд-р1чда глибша аалягашм РГВ (початков! та зглагон! дап1), и.

ß !птервал! глабш 0.5 - 2,0 ы ч1тко аростэгдгаться прсцэси розсолення, ral в1дбуваютъся в роки з макскмалышыл величинами втосфэршх опад!в, що Шдтвордгуеться пэрзрозподиюм в цой пор год сслой по всьо:лу досд1дзуваЕому прсф!ла.

• ч -

Сума.

CO ABU./, . 0.100

0.075

0.050

0.025 -

О. CCD

ГЛИБШ,М0.25

Сума

с о/ей,%

о.осо

ГЛИБИНА.М 0.25

Fîïc . 4 1ков1рнэ розпсд!лешш сохэй по горизонтах вшрсЗувсшм а) на €рунзенськ!й зрсзувальпШ систем 1: I, 3, 5 - загэльна сума солей; 2, 4, 6 - сума токсягашх солей, в1д.юв1дно иа гор1од 1974, 1931, 1987 p.p. .

'б) на Кривор!зьк1й зрошувальпШ систем!: I, 3 - загзльпа суиа солей; 2,4-сума токсичних солей, в!дпсв1дно на пор!од 1984,1989 p.p.

- ia -

Четвертой розд1л присвячеио розгляду метод!в математичного моделшашя г1дрогеох!м1чного рвк.лу арсшуваних земель.

Анал1з Юнуючих метад1в показав, що вони в тШ чи 1нш!й«м1р1 основуються на положениях теорП солепереносу в пористых середоЕИ-щах. Розроблон! М.М.Вериг1ним (1966-1979) та С.Ф.Авер'иновим (1949-1978) метода досл1даень .1 прогнозуваиня ф1льтрац11, волого-та солепереносу в умовах зрошення дютали дальший розвиток в роботах О.Я.Ол!йниха (1970-1993), Д.Ф.ШульПна (I97I-I985), В.М.Шеста-кова (1974-1988), 1.£.Жернова (1971, 1972), А.Б.Ситникова (19711985), Л.Б.ДворкШа (1976), М.С.Огняника (1985), П.Я.Полубарино-воI —КочикоI (1972, 1977), Ы.М.Муромцева (1974-1988), МЛ.Ромашенка (1975-1987), А.М.Ыандрика (1973), ВЛ.Лаврика , Г.М.Кононенко, З.Б.Бурханова (1983-1985), Г.М.Корж (1974, 1983, 1989), Н.М.Блох1-• по! (1979), В.Б.ГеорПевського (1971), Л.М.Горева та B.I .Пелешенка (1984-1993), Х.Вренера (1Э62), К.Х!лдса (1985), С.Горел1ка (1984, 1988), Л.Томаса (1983), 1.Борел! 1 Д.Броза (1987) та ¡нших в!т-чизняних та заруб 1ышх автор!в. •

В наш час • широко використовуються: аналогове модалювашя на cîtkobhx електро1нтеграторах; аналШгш1 метода розрахунку, як1 основаШ на точних рШеннях диференц1йних р!внянь при в!дпов!дшп крайових умовах; чиселыП р1шення, як! основан1 на виршенн! дафе-ренЩйних р!внянь шляхом заШни ск1нчанно-р1зшщьвими Гх аналогами.

В дан1й робот1 для вир1шення поставлена/. задач застосовано схеми чисельного модэлювания.

В u'srrouy розд1л1 "Прогноз динам!ки сольового режиму зрошу-=. вшшх земель на -тгоових масивах" навэдена методика та результата прогнозних розрахунк!в на Фрунзенськ1й та Кам'янськШ зровувальних системах, як! вибрано еталонними.

Срунзенський зрошуваний масив е першим об1ектом мел!оратив-ного освоения цього реПону. Тут найбШш дбайливо, в великих об'шах 1 lia нротяз! довмго часу проводились реш.ш! спостерекон-ня за р!виэниа та сольовm регшмои зони аерацП I повного водо-насичення, т чу правом 1рним к виб!р цього масиву натурно» модели», яка загалыюс ■ законом! рносг! фор,тзання водно-сольово рехшму всього реПону в умови» мелЮративного освоения.

Виб1р Кам'янськоГ свстеми, на як!й використовуються для зро-паши ст1чн1 вода «.Кривого Ро.а, оО'ект-ы досл!даиня зумошший

сл1дуючими обставинами:

- в умовах зростаючого деф!циту гридатно! для викорясташи nplcHoI води гостро постае питания про пошук альтернативних джорэл зрошення,. зокрема - використання з ц1ею метою ст1чних вод великих населених пункт1в;

- використання ст1чних вод для зрошення вимагае оц1нки 1х впливу на сучасну г*„!Ц)ох!м1чну обстановку;

- дл.. вироблення стратеги рац1оналыгаго природокористувашш необх1дно пропюзувати ступ!нь мажливого впливу зрошення стГчшм! " водамй'на навколишне сзредовищэ.

Для вир1шення щи задач були використан1 матер!зли дос1!джеЛь Дн1пропэтровсько1 г1дрогеолого-мел1оратизно1 вгдгодицП, Дн1про-петровського в1дд1лення ! петиту ту м!неральшх рэсурс!в та з!дд.лу п!дземно! г1дродинам1ки ВД1 геологи Дн1пропетровського деряун!-верситэту, а такой матэр1али досл!джень автора.

Для б1лыл повпо! оц1нки змии водно-сольового рваиму па Фруп-зенськ1й зрошувальн!й систем! були Еикорист&'л! члеельп! кэтоди з Д0тер&;1нованют1 параметрами в <5агатовар1антному виконанн! (при значешях г.оеф1ц1ента звологешя 75, 25 та 50Ж забезпочешет! в!д-цов!дно I, 2, i,3 вар!анти розрахунковиХ схем).

Для обраного метода прогноз1в визначалнсь сл!дуюч1 параметра: коефЩ1Ент ПдродисперсП D, м/добу; ивида!сть вертикального во-логопереносу V, м/добу; м1нерал1зщ1я вода, яка поступае на*по-■ верхшо грунту, S маси сухого грунту; об'емна вологЮть п, часткп ОДИНИЦ1.

Для назначения параметра D' впкористано рвжикн! спостерэкешя • па 18 стац!онарах (з 1976 по 1992 р.р.) з 1нтервалом вкпробування s час! 1-2 рази на piic i 19 вузлах (1975- 1980 рр.). Одержало 632 значения параметра D. Д1апазон його змш на масиы сго^в 0,01-100-Ю"4 т^/добу при переваггаючзпе значениях 1,5-I0~4 м^сут.

Сврэдаьобагатор!чна сервдпьозвагепз шядас1ст» вертикального Еологсперепосу V впзначалась Салзясоввн методом.

М1нерал1зац1я поливно! води бралась 1,5 г/л, м1нергл1зац1я опад!в - 0,03 г/л, об'стяга волоПсть -0,23 ч.сд.

_ 3 мэтою шзвачення в!рог1дност1 крогнозних розрахутйс вяко-яано 0п1шоз терм!ном на 5 рок1в (1982-1937 рр.}.- 8з вях!дп1 уг,*>ьа npHíiiLTTO результат сольсвоI зйогяси, проведеноГ -j I£?S2 р. ДгИсро-вотровськоэ г 1 дрогэолого-мол 1 оратшшои експвдиЩеэ.

_ -

Результате •' еШгшзних розрахунк!в показали, то н! одна 1з обрати схем повдав н1рою нэ в1добракаЕ динатку солепервносу по вс1й шощ! зрошуваного ыасиву, так як на кокливо детально ураху-ваги нацравдан1сть процесу солепервносу в простор! 1 час!.

В ав'язку s вэдэсказаним, результата прогнозу доЩльнЬ подавая! у вигляд1 .шшивого д1апазопу зшци. засолання (mln-max) в метровому ! двохметровому шар! зоаи аерацП в точках сольового випробування, що дозволяе в!добразити загальну ПдрогеолоПчну обстановку в багатор1чному розр!з1.

Прогноз виконаш таршном на 10 рок!в (1987-1997 pp.) по 138 точках ющробувания. По результатах прогнозних розрахунк1в побу-довано карти мШмально 1 максимально мжливот засолэност! верх-нього натрового (Рка.Б) та двохызтрового вару сопи аерацП.

Пор1вняння результата сольово! зйомки 1987 р. та прогнозних розрахунк!в на 1997 р. дозволило зробити щсновки:

1. За 10-р1чний перЮд процэс солвнакопичення проходить надто тюЫльпс.

2. Порода' зош: аерацП иа всШ нлощ! масиву будуть вноситесь до категорП незасолених або слабозасолашх.

3. Па окраыих д1лянках максимально можливе засоления в метровому шар1 складатиме 0,28, а в двохмэтровому - 0,25Ж. Найб!льш Интенсивно Ешесошхя солей ыоаливе на 61льи1й часгин! торитор! ! 1 складе 0,04 в натровому та 0,06« в двою,» тровому napl.

Для п1дв5щення в1рог1дност! прогнозних розрахушс1в було вико-пано оЦ1шсу ефективност! робота дренагу.

Одп!ею з причин шшько! його ефективност1 е та, цо при про-еКтуваян1 недостатньо звертаеться увага на складну страткф1кац1ю лесово! тобщ1, яка може мати прошарки похованих грунт1в, цо мають ф1льтрац!йн! властивост1 на 1-2 порядки шля!, nia товща лесових суглиык1в.

Б ыатою досл1дхення ф1льтрац1йного потоку в зон1 недосконало-IX) горизонтального систематично 'О дренажу при наявност 1 в лесоаШ тощ1 прошарк1в слабопроникних похованих грунт!в та перетоку грун-тових вод через чорзоно-бур! глина було ьиконано моделювшшя- на ¿OU БУСЭ-70 плоско-вертикально! иэу стал оно I ф1льтрацП в зон1 аерацП. Досл1дешш ьнконаш в двох вар1антах, (р1шсння зд!йснено îo вастооуванням методу суперпоэицп по схем! ЛЮыана).

Як покязують досл|джаю'ч, виконян! по поршому Baplamy (без

Рис.5 Карга прогнозно! засолзност! • грунтiв вэрхнього метрового иару зони вэрацП на ÏS'C-II (ISS7 р):

а) м1н1мальпо моаливо! засоленост1, %; б) наксшально моадиво! засояоносП, %

урахувашш щшарк1в поховашх грунт1в), перЮд в!д початку ок-сплуатацИ дренажу до настакпя кваз1ус?галепого равкну складзв два роки. Ефоктивна в1дстань wi:¡ лрелами 200 ц. Зона шливу ярзго! по глибгаП поиирхеться на вси потужнЮть водоносного горизонту.

- îe -

' Ыоделювання -по другому вар!анту, з урахуванпям наяьност! в лесовШ TOBi'U шар1в похованих грун-1в, показало, що кваз1ус7алений pesiai Ml к дренами настае через чотири роки з початку експлуатлцП дренажу. Г1дроданам1чна с1тка ф1льтрац1йиого потоку, яку побудо-вано по дашх моделювання, ев!дчшгь про то, що в цих умовахЛвшшв дрена практично аак1нчуеться на в1дстан1 60 к в1д не1. За мехами Uleï зош 1нф1льтрац1йне живлешя грунтових вод- практично зр!вно-важуеться переливом 1 винаровувашшм грунтових вод. По д&них модв-лшання дрена забирае 26S 1нф1льтрацШюго ишгшш, яко поступав на npoMtsoK м1ж дренами, а на долю випаровувашш та переливу при-падае в1дпоёкдно 68 ! 6%.

IIa ooHoBl проведение досл1джень установлено, що прошарки похованих rpyiiTlB, як! залягають на глибин! закладки дрен, ¡стотно анижують Ix ефоктивШсть. Повного розеолення при в1дстан! м1ж драпами 20Q и не в1дбуваеться. В зв'язку s цим при гг^оектувашй чи рэконструкцН дренза:у на мастш! рекомондуеться в майбутрьому ура-ховувати чоклиЕв засолзння грунт 1 в 1з-за ноефоктивно! його робота.

Для Кам'янсько! зроиувально! системи були визначеШ г1дро-дшшм!чн1 та г!дрох1м!чн1 параметри 1 викопаи! еШгаозн! та прогнозна розрахунки засолоност1 .грунт!в.

Застосування сх!чних вод з м1нерал!зац!еи 1,2-2,5 г/л як !ри-гацШгах в умовах нодостатнього пИзсшого в!дплизу, нриволо до Шдвищення м1перал1зац11 природно солоиуватих грунтових вод до 10 - 16 г/л (в соредаьому В1д 4 до 10 г/л) та iioplpaami« якоот1 парного с!д повэрхн! водоносного горизонту.

IIa маспв1 в!дзначаеться ст1йкя тонденШя засоления групт1в. По'результатах сольобЛ зйомки 1991 р. на зроиуваному масив1 в1д-м1чветься содовнявлоння.

Впконан! еп!гнозн! та лрогюзи! розрахунки засоленост! грун-•Пв .¡оказали розб!иПсть патурних 1 прогнозних аначань сасолопос-т1, що св1дчить про недотричуванна на масив! проектного рохашу

vpouiuluu» • В ц* лсшу Процсг ХириКТОрИОуСГЬСЛ hod 1 jíbmüi! псí»crüi'íсiiii/г

солей в зои1 aopaull Кам'янсько! зрошувалыю! система.

Результата досл1дашь По Квм'янськ1й с~стыЛ дозволяюсь зро-Сити "ыдувчий голоышй. 'гменовок про то, ио рацЮнально витарнс-тошш ст1чиих вод да зрошэшш öfi3 ььвдашш цкоди навколилшьому соредокпцу когипшо при пер Юдичноку rlncyoaim! та рогчодошЛ IX подог. а коипэв м1»'орал13е1Ц1ев.

Виконан! досл!дження показали, то для вивченнл динам1 гая вод-но-сольового режиму зрошуваних теритсрЦ» доц1лью застосовувати як як1сн1, так 1 к1льк!сн! метода.

Перш1 дозволяють оцИшти лише папрямок процесу, який прогно-зуеться, але не мокуть бути самост!йлою основою для розробки при-родоохорсниих м1роприемств.

К1льк1сн1 m9to:ií основан1 на застосуванн1 ф!зико-математич-ного апарату теорП ф1льтрацП, вологопереносу та масопереносу» ОсташИм надаеться перевага, так як розробл-ено ряд наблизхенпх метод!в, як! можна застосовувати доя р1иешш широкого кола задаа, з достатньою для практичного використання точн1стю.

Для розро'ки природоохоронних м!роприемств доЩльно,. в1дда-вати перевагу детермИюванкм моделям в багатовар1аитному ви..о-панн!. Так1 модел!,. що грунтуються ча р1шенн! дкференц!йних р1в-нянь з часпшшми noxtдлили, доеволяють виконувати прогнози ко-роткостроков! (в р0Эр1з! одного року) 1 довгостроков! (на дотиш пор10Д'часу), локалвн! (в мехах ключових д!ллпок, с!возм!н, маяих-д!лянск зрошешш) та рег!ональн! (для великих зрошувальних систем i Ix груп).

Проведен! досл1джзння показали, що застосування мзтодшш ро-»¡имних спостерегень не ураховуе сяециф!ку Зснумчих мэтод!в прог-' нозних розрахунк!з, що переикодаае одерканню ковди^1йно! вих1дно1 1нформац11 для викснання пр0гноз!в Вир1шення niel проблемп можлл-ве пр;. виконанн! сл!дувчих усов:

- для характеристики в т^ростор! г!лродингм1чних та Идрогео-

■ х!м1чних процес1в в природних та порушениз. уковах р1внянпями кате- . матично! ф1зики та методам к1нцевнх р1зниць потр!бно, щоб 'гасло спострреэпшх точок в тезках кожного вид1лзного елемента лан^афту по потоку ! навхрест нього було не меншэ трьох;

- мерека спо стере пшх точок повинна охошшвата тают прилегл1 тэриторП (на як! пояшрюеться вплив зрсшення);

- мерваа спостереження псв1шиэ &слючати в себе такоя фонов! свердловини, як! розташовують за межами впливу зрошувальноТ, систо-ш на даний пер!од слостерекень;

- нарощування мэреж! повинно визиачатись характером 1 швид-к1ст» поширеиня шкиву зрошувалыга! слстемй па приляганчу терию-р1ю, яке усталовлветься по результатах початкових' 1 к1нцэвлх спосторехонь;

- 1С -

- анал!з проб вода проводи® не лише па стандарта! показпшш, а й на характеры! для даного мол!орагившго об'екту забрудаювач!;

- частота в1дбору проб внзяачаеться шзидк1стю ам!ш рсагало-творних показшш!в 1 для р1зних д!лянок мал(оративноГ системи моке бути р1зшы;

В Щлому, спостереша ыэрежа на юлЮративних об'ектах повинна розьЛщатись так, щоб вир!иувгти одаочасно' задач 1 ^.контролю 1 • прогнозу, тобто з урахувапням спэцифИш застосувашш розрахункових

ШТОД1В.

Висповкн та рекоиацдацИ.

I. Анал1з 1 узагальцення результата ряду вчепих, а таком розробок, внконаних бозпосоредньо автором, дозволило роркрити особлатост1 формуввння г1дрогоох1м!чного режиму зрошуваних земель Соредаього Прндн1пров'я, як основу для оптиШзацП умов експлуага-ц!1 зр-шувалышх систем та обгрунтування природоохорошшх м1ро-приЕмств.

• 2. ЗшсонаШ досл1дошш показали, що вивчешм законом 1рностей форлувагам водяо-сольового рогзп.'у на зрошуваних землях можуть ус-п!шо здШсшоватись з використанням метода" метемг.тично! статистики, яку можливо застосовувати як самосПйно, так 1 в кошлекс! з 1тшми методам. Найб1льш прийпятливими е чисвльн! та чисельно-ацал1тичн! метода 1з детермШованими параметрам! в багатовар1ант-шму виконашИ.

3. Для Шданщення в1рог!дност1 прогно&.их розрахунк!в та практичного значения схем г!дрогеолого-мел!оративного районувшшя запропонован! рекомендацП по рптим1зац!1 рекимних спостерекень. Вйконання даних рекомендацШ, як1 ураховують специф1ку 1снуючих метод1в прогнозних розрахунк1в, дозволить р1шати одночасно задач! контролю 1 прогнозу.

4. Проведен! багатор!чн1 спостереження на зрошуваних масивах, як! розглядаються, показали, що при !снушому р1вн! оксплуатацП то с1льсыюгосподарського ьияористання зрошуваних земель в ыай-<3ли2ч1 10 рок»в:

- на б1льн!й частин! теритйрП Фрунзенсько! зрошувалыю! система в. щлому збэрокэться задов!льна г'дрогеолого-молIоративна обстановка;

- використаиня ст1чних вод для роше"чя на Кам'ян_ьк!й зрошу-валиПЙ систем! иэ матше помг.ного неггтивного впливу на грунто-

- 1Q -

Bîifl погфив га п!дземн1 вода, одиак при не~адов1льн1й робот! горизонтального дренажу мокливе зб1льиення вмЮту солей в зон1 аеррцЛ

- в Шлому на д0сл1дкуваних зрошуваних масивах буде сг.остер'-гатись стаб1л1зац1я як р!вн&вого, так 1 г1дрох1м1чного реким!в.

5. У в1дпов1дност1 з даними досл11"жень та прогнозу oeroBiii оксплуатац1Ян1 м!роприемства на зазначених зрошуваних масивах по-вшш1 бути направлен) на п!дтршку налекного техн1чного стану систем горигонтального дренажу та виконашм нормативних' умов Ix експлуатацП.

Список опубл1ковзшх роб1т.

1. Бзер Р.А.,Болтивец В.А., Иосквичева ÎLE., Олепкевич В.В.m др. Вопроси ограны геологической среда при ' мелиоративном. строительстве. на территории Украины. Препринт АН УССР, Ин-т геол. паук; 87-26. К., !98Т.

2. Олешкевич В.В. Особенности формирования гидрохимического л уроненного реглма грунтовых вод на орошаемых, мг~сивах Среднего Приднепровья. Депонировано в BSffiJffil N 10, б/о»410 (1§91 г.)

3. Олезкев.: З.Г:. Особенности формирования гвдрогеохимическо-го режима на орошаемих массивах Среднего Приднепровья. В сб. Экологические проблема Приднепровья. ДГУ.1992. - С.10-21.

4. Москничеча Н.Е., Олеикев.л В.В. Ыоделытэ исследования влияния слоев погребеншх почв на эффективность дренажа в ороиаэ-мой зоне Среднего Приднепровья. В сб. Мелиорация я водное хозяйство. К., 1992. Вып.77. - С.30-33.

5. Рудаков З.К., Олешкевич В.В., Васклэвицкая Б.И. п др. Вопросы техногенной трансформации гидрогеологического режима и око-логического мониторинга на сельскохозяйственных териториях Среднего Приднепровья. В сб. "Экологические проблагш аграрного производства" Днепропетровск, 1992.

6. Рудаков В.К., Олеакевач В.В. Вопроса Еколого-медиоратавно-го а гидрогеологического мониторинга на мелиорируемте _ землях Среднего Приднепровья. В сб. Зкологшеciara проблемы при орспошт п осушении. 4.1. К., 1993. - С.29-30.

7. Евгрзшюша Г.П., Олешкевич В.В., '¿¡малгй Т.И: Гидрогеологические исследования и прогнозы для целей охрани подземшх вод в горнодобкванций районах Западного Донбасса, ^ез. докл. koeJ. "Оценка ресурсов подземных вод в условиях теяюгензза" 14-16 декабря 1993г., г.Киев. - С.84-85.

8. Евграшкина Г.П., Олешкевич.В.В., Шмалий Т.И. 'Определение гидрогеохимических параметров на примере Каменской системы. В сб. Гидрохимические исследования поверхностных и подземных вод. • ДГУ, 1994. - С.24-30.

9. Олешкевич В.В., Ясько Н.Н. Численный расчет профильных задач фильтрации в зонально-однородных средах. В сб. Мелиорация и водаое хозяйство. К., Bun.82. (зпаходиться у друц!)

Ояэшкевич В.В "Исследование гидрогеохимических закономерностей на орсшаешх территориях Среднего Приднепровья для обоснования рационального управления водно-солевны режимом" /рукопись/. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности OS.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие. ИГиМ, Киев. 1994.

о

Проведошше исследования позволяли расскрыть особенности Зордфования гидрогеохимичоского режима ив орошаемых территориях Среднего • Приднепровья, как основу для оптимизации условий эксплуатации оросителышх систем и обоснования природоохранных мероприятий.

OleshiCevicli V.V, " Investigation oi the hydrocheoical law-govemed nature In irrigated territories of *the Hi (idle Pridnsp-rovie ior eubatantion of the rational control by the water-Bait regime" / themanuscript/. The presentation of the dissertation "reclamation an<Urrigated agriculture" for the l'ectmical Science Candidated's degree. Institute of -Hydrotechnique and Land RoclBffiation of Ukraine. Ki^v. 1994.

Executed гевеагск allowed to reveal the special feature of thehydrochemical regime formation in the irrigated territories ofths Kiddle Prluneprovie as basis for the optimization oi the irrigate!! еуа+еюз and substation of the ecological шеазигеа.

Кдзчов1 слова; зр&шшая, зона еервцИ, Шдзоки! води, ^еродае ирцдн1пров'я, району вахшя, г!дрогьох1м1чш1й прогноз.