Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование дополнительного инфильтрационного питания при мелиоративном освоении северо-востока Украинской ССР

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Обоснование дополнительного инфильтрационного питания при мелиоративном освоении северо-востока Украинской ССР"

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР УКРАИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ

На правах рукописи

ЗАХАРЧЕНКО МИХАИЛ АНДРЕЕВИЧ

УДК 556.332.639.06:626.81

ОБОСНОВАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ИНФИЛЬТРАЦИОННОП) ПИТАНИЯ ПРИ МЕЛИОРАТИВНОМ ОСВОЕНИИ СЕВЕРО-ВОСТОКА УКРАИНСКОЙ ССР

Специальность 06.01.02 - тлелиораиия и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Клев - 1988

Работа выполнена в Украинском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гидротехники и мелио-орации ( УкрКИИШ! ).

Научный руководитель

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Н.Н.Блохина

Официальные оппоненты -

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник А.Б.Ситников

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Ю.А.Михайлов

Ведущая организация - Харьковский государственный проектно-

изыскательский институт ( Харьков-гипроводхоз).

Защита диссертации состоится с ^ 198 $г, в 10 часов на заседании специализированного совета К 099.06.01 в Украинском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации.

Отзывы и замечания на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 252022, г.Киев-22, ул.Ва-сильковская, 37, УкрНИИГиМ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан "Й£ " ,_^ 1981$ г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных наук

Л.М.Фененко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕШС1ШСА РАБОТЫ

Актуальность теки. Неблагоприятные изменения гидрогеолого-ыелиоративной обстановки на действующих ороситальн'-а систегях и прилегающих к ним территориях - подъем уровней грунтовых вод, подтопление к заболачивание территорий, просадки, оползни, засоление грунтов, формирование значительных объемов загрязненных дрекакных вод, как правило, объясняются просчетяш при обосновании прогнозов режима грунтовых вод в условиях орошения. Этэ:ду вопросу уделено внимание в ряда постановлений ЦК КПСС и Совета (Дшистров СССР, в "Основных направлениях зконо;.яческого к социального развитая СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года". Одам из направлений в решегаи этой проблемы является разработка новых и совершенствование сущеотзушдх методов прогноза режима грунтовых вод на ороалешх массивах.

Но при наличии корректных методов расчета для решения задачи прогноза режима грунт оз:к вод необходимо научно сбоонованное определение дополнительного инфильтрационного питания грунтових вод за счет орошения,

С этой целью при проектировании мелиоративных систем, создаваемых на северо-востоке Украинской ССР, потребуется значительные объемы опытяо-$ильтряциояных и другах экспериментальных работ. Проведете таких работ связано о материальными, трудовыми и другими затраташ. К току же относительно небольшие площади орошаемых массивов (от первых сотен до 10-12 тыс.га), ограниченный срок для выполнения изыскательских работ, а также отсутствие длительных и целенаправленных исследований на действующих массивах или опытно-балансовых станциях затрудняют получение научно обоснованных прогнозов изменения гидрогеолого-келиоратявной обстановки, в особенности, определения объемов и сроков ввода дренатса, Поэтому разработка

простого и достаточно обоснованного методического подхода к вопросам прогнозирования работы мелиоративных систем на северо-востоке УССР и, в частности, определение величины дополнительного ипфпльтрацноиного питания водоносного горизонта, имеют важное народнохозяйственное значение.

Цель диссертационной работы заключается в разработке метода расчета вличины дополнительного «¡фильтрационного питания грунтовых вод для небольших (до 10-12 тыс.га) орошаемых массивов, характерных для района северо-востока Украинской ССР, с учетом вла-гоперенооа в неоднородной толще грунтов зоны аэрации в условиях орошения.

Осношшз задачи;

- изучение, обобщение и схематизация особенностей пряродно-ыелиоратпвных условий оеверо-востока Украинской ССР;

- выявление закономерностей режима влажности в естественных условиях и при орошении и установление основных гидрофизических параметров грунтов зоны аэрации;

- разработка метода расчета дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод в зависимости от основных режимоформарующих факторов;

- оценка величины дополнительного инфияьтрационного питания в конкретных природно-мелиоративных условиях региона.

Методика исследований. В работе собраны, проанализированы и обобщены материалы многолетних исследований гидрогеолого-мелиора-тивной обстановки на действующих оросительных системах и неорошаемых участках. Опытно-фильтрационные исследования, наблюдения за режимом грунтовых вод, экспериментальные водобалансовые расчеты, о также получение гидрофизических параметров основных литологиче-ских разностей выполнялись автором или при его участии с использо-

ванием традиционных методов. Определение влагопереноса в толще грунтов разного геолого-литологаческого строения всэх природно-ыелиэратпвных зон региона выполнено на ЭВМ с использованием вычислительной программы АЕЙАТ52В.

Научная новизна состоит в разработке метода определения дополнительного инфяльтрационного питания грунтовых вод на небольших (до 10-12 тыо.га) орошаемых дассиаах северо-востока Украинской ССР с помощью номограмм; применительно к определению допол-ш1тельного инфлльтрационного питания выполнено специальное природ-но-мелиоративное районирование, 5гчдтывающее особенности влагоперс-нооа при неоднородном строении зоны аэрации.

На защиту выносятся следузщие основные положения:

- метод графического определения величины дополнительного ин^ильтрационного питания грунтовых вод в зависимости от основных реасимофоршрующих факторов: атмосферных осадков, оросительных вод, дефицита влажности воздуха, мощности и строения зоны аэрации, гидрофизических параметров основных лнтологическах разпостей грунтов;

- выявленная для северо-востока Украинской ССР закономерность изменчивости диалогического состава, строения и влагосодержашя основных разностей пород зоны аэрации, являшдхоя основой для определения влагопереноса в грунтах зоны аэрации во всех выделенных при специальном районировании природно-климатических зонах региона;

- определенные для основных литологических разностей нелинейные параметры влагопереноса, используеше для количественной оцеп -ки расхода влага в грунтах неполного насыщения при обосновании проектируемых шссивов орошегаш.

Практическая ценность и реализация работы. Основные резуль-

таты выполненных исследований и разработанная методика расчета дополнительного инфильтрационного питания водосноного горизонта орошаемых массивов использованы в "Рекомендациях по планированию инженерно-геологических исследований для обоснования воцно-соле-вых прогнозов проектируемых оросительных систем (мекдуречье Днепр-Оскол)", Харькрв, В1МИВ0, 1987, а также при выполнении прогнозов водносолевого и гидродинамического режимов на 24 проектируемых, строящихся и эксплуатируемых оросительных системах Сумской, Полтавской и Харьковской областей (фонды института "Харьковгип-роводхоз", 1975-1987), общей плэшадыэ 62,2 тыс.га. Экономический эффект от внедрения полученных результатов при проектировании этих оросительных систем составил 168,1 тыс.руб.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на П и Ш научно-технических конференциях молодых специалистов, "Харь-ковгипроводхоз" (Харьков, 1978,1980), ТУ Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов водного хозяйства (Симферополь, 1981), Республиканской научно-практической конференции "Повышение эффективности орошаемого земледелия на основе нормирования водопользования" (Кишинев, 1985), XIX Конгрессе Международной Ассоциации гидрогеологов (Карловы Бары, Чехословакия, 1986),

Публикации,. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков и 23 таблицы. Список использованной литературы содержит 145 наименований.

СОДЕШАНИЕ РАБОТЫ В первой главе проанализированы существующие природно-мелио-

ративные условия северо-востока Украинской ССР (Полтавская, Сумская и Харьковская области) и установлены основные факторы, которые являются дсшнирупшкя в формировании гидрогеолого-мелиора-тивной обстановки - гидрогеологические, мелиоративные и климатические, которые послужили основой для выполнения специального при-родно-мелиоратавного районирования - с целью определения инфиль-трационного питания грунтовых вод как результирующей влагоперено-са в толще грунтов зоны аэрации неоднородного строения.

Многолетний ход изменения климатических показателей по рас-сттриваемоьу региону, а также наблюдения в натурных уолоыях по другим регионам показывают наличие взаимосвязи метеорологических элементов между собой. Анализ количественных связей этих элементов (как установленных автором, так и приводимых в ряде работ) позволил принять величину дефицита влажности воздуха ( d ) в качестве обойденного климатического показателя, входящего в показатель увлааиешя Mj = AQ / d , вычисляемый по годовым осадкам (А0) и среднегодовому дефициту влажности воздуха ( ol ), Йспользо-ваше годовых величин объясняется тем, что растения потребляют влагу не только осадков периода вегетации, но и влагу, остающуюся в почве от предшествующи периодов,

В условиях орошения показатель увлажнения может быть использован в виде Mj. = (AQ+0p)/ d , где Ор - оросительная норма.

При специальном пряродно-мелиоративном районировании выделены пять зон в зависимости от атмосферных осадков (от 480 до 620 мм/год) и дефицита влажности воздуха (от 380 до 520 Па).

На основании анализа около 2000 проб геологическое строение рассматриваемого региона, прежде всего отложения четвертичной системы, интересующие нас с точки зрения мелиорации, при проведении специального природно-мелиоративного районирования предстяшлссь

возможным схематизировать к вести типовым геолого-литологкческим разрезам (рис. I).

Выполне:шое специальное природно-мелиоративное районирование позволило изучить особенности влагопереноса на выделенных участках с типовым геолого-литологическим разрезом в грунтах зоны аэрации неоднородного строения и определить инфильтрационное питание на всей исследуемой территории.

Во второй главе диссертационной работы приводятся основные закономерности влагосэдержания и расхода влаги в грунтах зоны аэрации (ЗА) по типовым разрезам исследованной территории.

Содержание влаги в толще грунтов ЗА в значительной степени определяется физико-механическими свойствами грунтов. По данным многолетних замеров по ряду оросительных систем среднегодовые значения влажности изменяются от 16,155 для легких до 20,255 для средних лессовидных суглинков покровных отложений. При этом отмечается важность предыстории в режиме содержания влаги - на богаре в марте-мае средняя влажность в грунтах ниже на 6-853 по сравнению с соседним орошаемыми участками.

Детальное изучение водного режим грунтов ЗА, выполненное на различных участках иоследуемого региона как в естественных условиях, так и при орошении, позволило установить общие закономерности влагосодержания и влагопереноса в отдельных интервалах (горизонтах) ненасыщенной толщи грунтов.

I. Горизонт активного влагообыена приурочен к верхней части зоны аэрации, его мощность изменяется от 0,3-0,5 до 1,&-2,5 метра и определяется глубиной залегания УГВ, мощностью корнеобитае-мого слоя и метеоэлеиенташ. Характеризуется повышенной реакцией параметров водного режима на суточные и сезонные изменения условий на поверхности (осадки, температура, дефицит влажности воздуха, поливы) и разнонаправленным движением шаги. В этом интервале

® ® ® © © ©

Рис.1. Переходные коэф$ипиенты Kw для расчета дополнительного инфильтраиизнного питания в неоднородной тащз типового геолого-литологического разреза а-е (расчет по программе AEHATS2B).

1,2,3 - суглинки лессовидные, соответственно тяжелые,средние,легкие; 4 - пески

ЗЛ отмечаются максимальные амплитуды колебания этих параметров: влажности - 0 (до 25$), всасивакщего давления —Г (до 50 к11а), температуры - Т (до 40°).

2. Горизонт переменного увлажнения характеризуется меньшей амплитудой изменения величины влажности,всасывающего давления и температуры (по сравнению с вышележащим горизонтом), со сглаженным замедленным проявлением сезонных и годичных воздействий фито-кликатических условий, с неустановившимся нисходящим движением влаги.

На основании наблгдеш:й за влажностью, температурой и всасн-вашлм давлением в грунтах ЗА по рассматриваемому району нижняя граница горизонта переменного увлажнения принимается на глубине 7 метров.

3. Горизонт транзитного влагопереноса характеризуется стабильностью содержания влаги на протяжении года и постоянным нисходящим ее лишением. По данным наблюдешй на водораздельных участках северо-востока Украины, средняя многолетняя скорость нисходящего переноса влаги составляет около 0,1-0,3 км/сут (36-47 мм/год). Границы данного горизонта - с глубины 7 м до 0,5-2,0 м над УГВ при большой ( ^ 8-10 ы) мощности ЗА.

4. Приуровешшй горизонт - располагается над уровнем грунтовых вод, характеризуется периодическим полным насыщением за счет колебания уровня грунтовых вод. Мощность горизонта не постоянна и

в рассиятриваемом регионе (в зависимости от природных и техногенных факторов) составляет 0,5-2,0 м над УГВ.

Выделение горизонтов и установление границ между ниш не носит характера констант даже для одного района. При близком залегании УГВ (до 7-8 м) горизонт транзитного влагопереноса, как правило, не выделяется, при мощности ЗА менее 4 м горизонт активного влаго-обмена непосредственно переходит в приуровешшй горизонт, в котором,

В

при определенных природно-климатических факторах, может наблюдаться перенос влаги о УГВ к поверхности (горизонту активного плаго-обмена).

Представлеше о выявленных закономерностях влагоеодерт.ания и переноса влаги позволяет выделить в толще грунтов ЗА 7-метро-вуто ее часть, которая играет основную роль в формировании влаго-лереноса.

Для изучения водного резсиш и интенсивности влагопереноса в грунтах зоны аэрации результативным явилось применение гидрофизического метода. Гидрофизические характеристики грунтов (легких и средних лессовидных суглинков) исследовались в лабораторных условиях на 41 монолите высотой 25-35 см и плопддью поперечного сечения до 230 С1.й. Результаты определения нелинейных зависимостей влагосодеркания от всасывающего давления, а также коэффициента влагопереноса от влажности грунтов показывают, что шксш,ильные изменения в рассмотренных зависимостях отмечаются в интервале влажности 15-35$.

В третьей главе приведены как сзществугацие, так и предлагаемый методы расчета инфильтрацпонного питания в условиях орошения. Вопросы изучения формирования и разработки методов расчета влагопереноса в грунтах зоны аэрации и инфильтрацпонного питания грунтовых вод нашли отражение в работах С.Ф.Аверьянова, Р.А.Баера, А.И.Еудаговского, М.И.Еудыко, А.И.Голованова, И.Е.Нернова, Д.М. Каца, В.А.Ковды, А.Р.Константинова, А.В.Лебедева, Н.Н.Муромпевя, И.Н.Павлоша, В.Д.Подрэканского, В.К.Рудакова, А.Б.Ситниковп, Р.А.Сшрнова, С.И.Харченяо, В.М.Шестакова л других.

Исследования влагопереноса как в естествешшх условиях, так и на действующих оросительных системах региона выполнялись автором разящи методами, что позволило получить достаточно обт-огстап-

о

ныэ характеристики инфильтрационного питания грунтовых вод.

Из широко применяемых автором ппрзбовач метод водного баланса для расчета величины инфильтрационного питания грунтовых вод. С его помощью на участках с глубиной до УГВ 2-3 м, то есть в зоне дсйотвия мелиоративного дренакз, было определено инфильтра-иионное питание групповых вод (табл. I), изменяющееся по ряду оросительных систем от 14 до 17$ от суммарного водопоступления в условиях орошения.

Определение инфильтрационного питания грунтовых вод гидродинамическим методом по нескольким десяткам пунктам наблюдений в Полтавской, Сумской, Харьковской областям показало, что при мощности ЗА свыше 7 м оно составляет 7-10,» от сум-,ирного годового водопоступления и, практически, не зависит от глубины залегания грунтовых вод.

При мощности ЗА менее 5 м установлена нелинейная зависимость инфильтрационного питания грунтовых вод от глубины УГВ и от показателя увлажнения Мо1 (табл. I).

Полученные результаты позволили установить характер измено-1шя инфильтрационного питания грунтовых вод в течение года в зависимости от УГВ: равенство нулю при критической глубине УГВ, рост до максатльных значений (18-23£ от суммарного водопоступления) при глубине 2,0-4,5 м, а затем уменьшение до 7-10$ при глубине залегания УГВ 7 и более метров.

Однако выиеприведенные расчеты выполнялись, как правило, для водоносных горизонтов, приуроченных к суглинистым отложениям и ЗА однородного или приводимого к ному строения. Для детального изучения сложного, переменного по направлению и интенсивности влагопереноса и поинтервальной характеристики движения инфильтрую--щейся влаги в неоднородной ненасыщенной толще, в данной работе

Таблица I.

Величина знфпльтрагшонногэ питания грунтовых вод в естественных условиях и при орошении, рассчитанная использованными в работе методами

Оросительная система

Суммарное Показа-

водопос- тель

тупление увлажне-(Ао+0р),мм яияСМ^)

Инфильтрационное питание Методика опреде-

грунтовых вод за год УГВ.м ления (естественные (при ороше-условия) нии)

от Ап

мл % от , (А0*Ор)

Карповская (Полтавская область) Машевская (Полтавская область) 545 520 1.09 . 1Д1 42 45 7,7 8,7 ?7 Гидр одинаиический конечных разностей СДорогинин И.ИЛ фонды "Харьковгипро-водхоз"

Безлвдовская (Харьковская область) 505 1,07 39 7,7

В клх.им.Б.Хмельницкого (Сумская область) 680 2,26 69 10,1 п (1

В клх.им.Гагарина (Харьковская область) 796 1,73 135 16,9 2-3 Водного баланса грунтовых вод

Первомайская(Харьковская область) 734 1,62 116 15,8 2-3 м

Градижская (Полтавская область) 717 1,56 101 14,0 2-3 II

Краснооскольская (Харьковская область) 648 1,06 80 12,3 3,5-5,5 Гидродинамический одиночн. скваж.

•г 526 1,22 . .85 16,1 ■ 3,5-4,5 II

526 1,22 75 14,2 • 5-6

применен метод математического моделирования влагоперепоса в грунтах с использованием вычислительной программы АЕКАТ^Р, основанной на разработках Л.Лукнера и Г.Црайбера (Дрезденский ТУ) и усовершенствованной в НйС КГУ ВЛ'.Черновалоы.

В основе программ] лежит модель переноса влаги в изотермических условиях, описываемая уравнением вида

где Н = , Ка - нелинейный коэффициент влагоперепоса,

ь/сут; ? - всасывающее давление влаги грунтов, при полном насыщении - нулевое или положительное, для ненасыщенных грунтов - отрицательное, Па; г - вертикальная координата, м; ^ -удельный вес воды, н/мЗ; - коэффициент влаяностной емкости.

Граничное условие на верхней границе задается на глубине 0,5 м от поверхности земли как грашгшое I рода в виде функции И с использованием фактических замеров влажности грунтов

О и нелинейных гидрофизических параметров 9 = ^(Р), определенных в лабораторных условиях. На нижней границе задавалось граничное условие П рода в виде постоянных или переменных во времени расходов атаги.

В результате решения задачи влагоперепоса получены величины инфильтрационного питания на типовых по геолого-литологическому строению разрезах в естественных условиях и при орошении по всем выделенным природно-мелиоративным зонам и при различной мощности зоны аэрации.

Ипфильтрациошюе поступление влаги на УГВ за годичный никл по данным раочетов на ЭВМ изменяется от 0.4Х1СГ4 до О.ЗхЮ-2 м/сут, расход влаги о грунтовых вод в зону аэрации - 0,5x10"^ - 0,7x10"^

Кроме оценки восходящей и нисходящей составляющих потока влага в грунтах ЗА при помощи метода математического моделирования

н/сут.

были получены переходные коэффициенты для расчета дополнптель-ного инфильтрационного питания в неоднородной толще.

На основе всех имеющихся материалов по шгфильтрацлонному питанию грунтовых вод и расчетов влагопереноса на ЭВМ в грунтах ЗА рассматриваемого региона построены графики зависимости инфильтрационного поступления в грунтовые вода и расхода влага с грунтовых вод в зону аэрации от основных факторов. Графики полонены в основу составления номограмм, позволяющих определять величину дополнительного инфильтрационного штания (йи ) для конкретных величин суммарного водопоступления, дефицита влажности воздуха и УГВ проектируемого орошаемого участка для однородной среднесугли-нистой толши грунтов зоны аэрации (рис. 2,3).

Таким образом, определение величины дополнительного инфильтрационного и питания грунтовых вод при неоднородном строении ЗА с использованием разработанных номограмм и переходных коэффициентов выполняется в следующей последовательности:

- по годовой сумме осадков разной обеспеченности по номограммам (рис.-2,3) определяются инфильтрационное поступление в грунтовые воды и расход влаги с грунтовых вод в зону аэрации, а затем -результиругацая баланса - инфильтрационное питание грунтовых вод

за год (аналогичные расчеты выполняют для годового суммарного (А^Ор) водопоступления при орошении );

- по разности значений инфильтрационного питания до и после создания орошаемого массива определяют величину дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод при орошении, причем, если грунты ЗА орошаемого участка представлены однородной толщей средних суглинков, расчет на этом считается законченным. При неоднородном строении участка выполняется его схематизация я привязка к оцноцу из выделенных 6 основных разрезов и по переходным ко-

Рис.2.. Номограммы для расчета инфильтрат онного поступления на /ТВ в зависимости от водопоступлеиия на поверхность (Ло+0р), уровня грунтовых вод (1м-ЛО и среднегодовой величины дефицита влажности воздуха,d ,Па, а - 400 Па; б - 440' Па; в - 480 Па; г - 520 Па

СУГЛИНКИ ЛЕССОВИДНЫЕ СРЕДНИЕ

1>ис.З. Номограммы для расчета расхода влаги с грунтовых вод в зону аэраиии в зависимости от водопоступления на поверхность (А^Ор), уровня грунтовых вод (1м-4м) и среднегодовой величины дефигата влажности воздуха, ;Па а -400 Па ; б - 440 Па; в - 480 Па ; г - 520 Па

СУТЛИНКИ ЛЕССОВИДНЫЕ СРЕДНИЕ

эффициентам (К ^ , рис Л) корректируется полученное дополнительное инфильтрационное питание грунтовых вод.

Полученное дополнительное инфильтрационное питание грунтовых вод для конкретных природно-климатических условий используется при гидрогеолого-мелиоративном обосновании проектов создажя или реконструкции орошаемых массивов и обосновании дренана,

В четвертой главе приводятся результаты расчетов дополнительного инфильтрационного питания на орошаемых массивах оеверо-вос-токд. Украинской ССР, а также указываются пределы применимости разработанного могода определения.

Расчет дополнительного инфильтрационного питания выполнен для природно-климатических зон региона и выделенных схем геолого-литологического строения при разной глубине УГВ и нормах орошения от 1000 до 2000 ыЗ/га (табл. 2).

Анализ полученных результатов показывает, что различие климатических, литологических и мелиоративных характеристик отражается на величине влагопереноса в грунтах зоны аэрации - дополнительное инфильтрационное питание грунтовых вод изменяется по изученному региону в пределах Ц-128 («л/год.

Сравнительная оценка величин инфильтрационного питания для однотипных по геолог о-ллтологическлм и климатическим условиям, мощности грунтов зоны аэрации, полученных методами водного баланса грунтовых вод, гидродинамическим, математического моделирования, а также предложенным графическим методом (с использованием номогракм и коэффициентов К«, ), показывает приемлемую сходимость полученных результатов и пригодность разработанного метода для прогнозных гидрогеолого-иелиоративных расчетов.

Пределы применимости предлогешмго метода расчета дополнительного инфильтрационного питания следующие:

Таблица 2.

Величина дополнительного инфильтрашгснного питания грунтовых вод орошаемых массивов северо-востока Украинской ССР (для средних по зоне климатических показателей) ,л*л/(мм/год

Климатическая зона I П Ш 1У

Оросительная норма, средняя по зоне, м3/га 1000 1000 1500 2000 1400

Схема литологического строения (рис.1) а а 4 6 в в Д е а г

Мощность грунтов 2,0 32 33 55 89 122 122 128 48 81

зоны аэрапии 3,0 31 30 50 77 98 98 103 40 67

4,0 24 27 43 68 83 83 87 35 40

5,0 20 19 24 40 50 59 62 27 30

7,0 II 14 19 27 34 40 42 17 20

- атмосферные осадки или суммарное водопоступление - от Б00 до 800 мм/год (преимущественно зерновой севооборот);

- дефицит влажности воздуха - от 380 до 520 Па;

- глубины залегания УГВ, поинтервально: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 7,0 и более метров;

- 6 типовых геолого-литологических разреза строения ЗА о соответствующими переходными коэффициентам! Kw ,

Расчет дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод. орошаемых тсспвов с использованием вышеприведенного метода характеризуется экономичностью, основанной на сопоставлении приведенных затрат с базовым вариантом, в качестве которого принят традиционный в данном регионе гидродинамический метод.

Экономический эффект обеспечивается за счет экономии затрат на оборудование и выполнение наблюдений на режимной сети и составляет 2,7 руб/га.

" ВЫВОДЫ И РЕКОШЩАЦИИ

1. На северо-востоке Украинской ССР основная роль в форшро-вании дополнительного инфильтрационного питания результирующей . влагопереноса в естественных условиях и при орошении принадлежит верхней части грунтов зоны аэрации, мощностью не превышающей

7,0 м. Для этой толщи грунтов получены нелинейные зависимости влагосодергашя и коэффициента влагопереноса от всасывающего давления.

2. Предложен метод определения дополнительного инфильтрационного питания грунтовых вод, предусмлтривагадй схематизацию строения зоны аэрации к 6 типовым геолого-литологическим разрезам и расчет по номограммам инфильтрационного питания грунтовых вод через однородную среднесуглинистую толщу зоны аэрации в зависи-

кости от осадков, оросителышх вод, дефицита влажности воздуха, глубины залегания УТВ. Учет неоднородного строешш зоны аэрации и гидрофизических параметров основных литологических разностей при выполнении расчета шгфильтрационного питания грунтовых вод выполняется с помоиью предложенных переходных коэффициентов кл. .

3. Выполненное специальное природно-мелиоративное районирование территории северо-востока Украинской ССР, учитывающее особенности влагопереноса при неоднородном строешш зоны аэрации, позволяет получить необходимую информацию для расчета дополнительного инфильтрациошюго питания при орошении.

4. Результаты расчетов дополнительного ¡»¡фильтрационного питания грунтовых вод использованы институтом "Харьковгипровод-хоз" при гидрогеолого-мелиоративном обосновании проектов 24 мелиоративных систем, во БШ5ИВО - при разработке метода регулирования качества дренажных вод в процессе их формирования, в НИС ХГУ - при обосновании резана работы водозаборных сооруяешгё в районе действующих оросительных систем. Экономическая эффективность разработанного метода расчета дополнительного инфильтрациошюго питания при орошении составляет 2,7 руб/га.

5. Предложенный метод определения дополнительного ипфильтра-ционного питания грунтовых вод рекомендуется для гпдрогеолого-мелиоративного обоснования проектов небольших (до 10-12 тыс.га) массивов орошения северо-востока Украинской ССР и может быть использован в других регионах с близкими пряродно-мелиоративны-ми условиями.

По теме диссертации опубликованы следутоше основные работы:

I. Регулирование качества коллекторно-дренажных вод на основе обобщенных мелиоративных и климатических показателей//Сб. науч.тр. - Харьков: ШИИВО, 1984. - С.Г73-173 (в соавторотве).

2. К методике определения дополнительного инфильтрационного питания водоносных горизонтов в условиях орошения//Вестн.Харьковского ун-та. Геология и полезные ископаемые Левоберекной Украины. Сб.науч.тр. - 1985. - В 267. - С.32-35 (в соавторстве).

3. Особенности формирования качества дренакных вод на орошаемых массивах междуречья Енепр-Сев.Донец//Сб.науч.тр. - Харьков: ВНИИЗО, 1985. - С.44-49 (в соавторстве).

4. Охрана малых рек от загрязнения и истощения в районах интенсивного орошаемого зешеделия//Раииональное использование

и охрана малых рекЛеэ.докл.науч.-техн.конф.Таллин,1935.-С.22-23.

5. Водоотведение о массивов орошения на основе учета закономерностей формирования качества дренажных вод//Повышение эффективности орошаемого земледелия на основе нормирования водопользования. Тез.докл. и выступл.на республ.науч.-практ.конф.

- Кишинев, 1985. - С.128-129 (в соавторстве).

6. К вопросу об очистных свойствах почвогрунтов при инфильтрации природных и сточных вод/УТеэ.УП Всесоюзн.симпоз.по сов-ремен.иробл.прогнозиров.«контроля качества воды водоемов и озонирование. Таллин, 19-21 ноября 1985 г.-Л.: Гидроыетеоиздат, 1986. - С.45-47 (в соавторстве).

7. Определение критической глубины залегания грунтовых вод по рекиыу влагопереноса//1&лиэрадая и водное хоэяйство.Сб.науч. яр.Киев; Урожай,1985.-Вып.64. - С.84-90 (в соавторстве).

8. Регулирование качества грунтовых и дренажных вод на массивах орошения/Бюллетень по водному хозяйствуй. :СЗВ, 1986. - 8 I.

- С.69-72 (в соавторстве).

9. Некоторые зависимости качественных характеристик дренаж-но-сбросных вод от коэффициента влагопереноса грунтов зоны аэрации /Л1зучен.процес.формлров.хим.сост.природа.вод в услов.антропоген.

воздействия. Материалы ХХУШ Всеооюзн. гидрохим. оовещ., шй 1984 г., часть Т. - Я.: Гидрометеоиздат, 1987. - С.59 (в соавторстве).

Ответственный за выпуск- Г.И. Каплин "

Поли, к печ. БЦ Л'Ё Формат 6(184' ,„. Бумага тип. Печать офгегная.

Усл. печ. л.1,0. Уч.-изл. л. 1,0- Тираж 100 экз. Зак. Бесплатно.

Харьковское мешвузовеное полиграфическое прелприятие. 310093. Харьков, ул. Свердлова, 115.