Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности формирования и использования ресурсов подземных вод Ширванской равнины в условиях мелиорации

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования и использования ресурсов подземных вод Ширванской равнины в условиях мелиорации"

УКРАИНСКАЯ АКАДШШ АГРАРНЫХ НАУК

УКРАИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНА1ЛЕНИ НАУЧНО' - ' ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ

На правах рукописи

ФАРДЩШШАЕВА ФШ{ЦА КАМАЛ казн

ОСОБЕННОСТИ ЯОШРОВАШЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ ПОДЗШШХ ВОД ШИРВАНСКОЙ РАВНИНЫ В УСЛОВИЯХ МЕЛИОРАЦИИ

Специальности: 04.00.06. - Гидрогеология

и 06.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1992

Диссертационная райота выполнена в Украинском ордена рудового Красного Знамени научно-исследовательской институте гидротехники и мелиорации. -

Научные руководители: доктор технических паук, профессор В.Е.АЖССЕЕВСШШ

кандидат геолого-мпнсралогических наук, доцент, заслуженный геолог Азербайджанской Республики Ф.Ш.АЛИЕВ

Официальные оппоненты: член-корреспондент инженерной .академии Украины, доктор технических наук, профессор А.Ф.ЮШШК

кандидат геолого-шнералогическшс наук, старший научный сотрудник П.И.ЯКОВЕНКО

Ведущая организация - "Лзгипроводхоз"

Защита состоится " <2?" 1992 г., в 10.00 час.

на заседании специализированного Совета К.020.56.01 по присуждению ученой степени кандидата наук при Украинском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации по адресу: 2Ô2023, г. Киев, ул. Васильковская, 37, УкрНШГиМ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института УкрНШГиМ. _ .

Автореферат разослан " ^ " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных

наук ШШКО Л.М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЙ

Актуальность темы. И аридных зонах упеличение"производства сельскохозяйственных продуктов и интенсификация сельскохозяйственного производства тесно связано с рациональным использованием водных ресурсов, обеспечением возрастающей потребности в поливной роде и улучшением мелиоративного состояния орошаемых земель. История многолетнего сельскохозяйственного освоения Ширван-ской равшпш, явля;хцепся одним из основных орошаемых районов Азербайджана, свидетельствует о ряде просчетов, допущенных при осуществлении мелиоративных мероприятий. Дефицит мастных поверхностных вод пополнялся за счет транспортировки поливных вод извне при бессистемном использовании подземных вод. Наряду со сложностью природных успвпй опроделеш!уо и весьма значительную роль в развитии негативных процессов сыграли бесхозяйственность и бессистемность в осуществлении эксплуатационных мероприятий, а также низкий уровень агротехники. Все это привело к выводу десятков тысяч гектаров высокопродуктивных сельхозугодий из севооборота, в основном за счет интенсивного развития процессов вторичного засоления земель и ухудшения качества грунтовых и поверхностных вод. В сложившейся ситуации стабильное водопользование, оптпмиза-^ ция водного режяла на орошаемых землях равнины и рассоление активного слоя почв практически невозможны без использования и учета влияния подземных вод на формирование гвдрогеолого- и почвенно-мелиоративяой обстановки, что и определяет актуальность темы диссертации.

Цель работы - раскрыть особенности формирования емкостных запасов подземных вод Шлрванской равнины, подвергающихся измеке-ниятл под влиянием естественных и искусственных факторов, и разработать научно-обосновашше рекомендации по их рациональному использованию для целей орошения.

Задачи исследований:

I. Изучение- закономерностей формирования ресурсов подземных

вод.

Выявление основных факторов, одределяккщх условия формл-ровапия ресурсоз подземных вод в естественных условиях и в условиях мелиорации.

3. Оценка егагостных .запасов подземных вод и водообсспеченно-сти Щпрзанскол рахшшш.

4. Обоснование мероприятий по рациональному использованию подземных вод для целей мелиорации.

Мещанка исследований. Изучение закономерностей распространения грунтовш и напорных вод, определение гидрогеологических парг, ¡етров вцполнялось путем сбора, анализа и обработки шоголет-них данных режимных наблвденш по более чем тысячи скважин, находящихся под контролем гидрогеологической экспедиции Минводхоза Азербайджанской Республики, с составлением серии специальных карт различного содержания и назначения.

Научная новизна работы заключается в вылвлешш закономерностей формирования ресурсов подземных вод Ширванской равнины в естественных /природных/ условиях и в условиях мелиорации, что позволяет оценить влияние мелиоративных мероприятий на динамику ресурсов подземных вод и разработать рекомендации по их рациональному использованию в водопотреблешш сельхозкультур и предотвращению от истощения, в выявлении тенденций и факторов развития процессов "засоления - рассоления" пород.зоны аэрации и грунтовых вод и в разработке схемы их пространственного распределения и использования.'

Практическая ценность и реализация работ заключается в раскрытии возможности использования подземных вод Ыирванской равнины для целей мелиорации. Результаты научных и практических исследований, изложенных в диссертации, используются: институтом "Азгипро-водхоз" при составлении различных схем, ТЗО и проектов мелиорации, связанных с использованием подземных вод для орошения, Министерством мелиорации и водного хозяйства Азербайджанской Республики при эксплуатации подземных вод для орошения, гидрогеологической экспедицией 110 "Азербайджангеология" при поиске и разведке подземных вод для целей орошения, ПЖ "Шгипросельхозводоснабжение" при составлении проектов комплексного использования подземных вод, гидрогеолого-мелиоративной экспедицией Минводхоза Азербайджанской Республики при обосновании режимной наблюдательной сети на орошаемых землях Ширванской равнины.

Апробация работы: Основные положения диссертации были заслушаны на заседании секции "Мелиорация" АзНШГиМ в 1989 году, на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы мелиорации и водного хозяйства" /Баку, 1989/ на П Всесоюзном сьезде гидроэкологов СССР в 1990 г., на многочисленных методических и практических семинарах с работникам водного

и сельского хозяйства Ширванского ВХР.

Основные положешм диссертации изложены в пяти научных работах.

Структура и объем работы .Диссертация состоит из общей характеристики работы,4 глав, выводов и рекомендации. Общий объем 119 стр. маквшописи, включая 33 таблицы, 16 рисунков, список литературы из 106 наименований опубликовашщх и фондовых работ.

Глава I. ИРИ1ГАЩЮДО0-Х03ЯЙСТВЕННЫЕ УСЛОВИЯ И ВОДООБЕСПЕ-ЧЕННОСГЬ ШИРВАНСКОЙ РАВНИНЫ

В главе приведены данные, характеризующие мелиоративное освоение территории района исследований, особенности орошения, уровень водообеспеченности и складывающуюся мелиоративную обстановку.

Ширванская равнина, общей площадью 7115 км^ расположена в центральной части Азербайджанской Республики. Она представляет собой наклонную равнину,- протягивающуюся с запада на восток, от Мингечаурского водохранилища до Аджикабульского озера. Общая площадь орошаемых сельхозугодий составляет 225,2 тыс. га.

Ирригациошю-хозянствегаше условия в Ширванской равнине базируются на Мшгечаурском водохрагашще, р. Куре /механическое орошение/ и местных водоисточниках /рис. I/.

Основной источник водоснабжения Ширванской равнины - Верхне-ШирвансгаШ канал /В11К/, транспортирует води из водохранилища на орошаемую площадь 132 тыс. га. Пропускная способность канала в створе головного сооружения 78 м3/с, а в хвостовой части 15 м3/с, длина 123-км. Земли, расположенные выше BUK, площадью 18 тыс. га, орошаются за счет речных вод и машинной ветки ВШК. Орошение земель Прикур;тской полосы производится механическим подъемом воды из р. Куры в объеме 11,8 м3/с.

Добыча пресных и слабоминерализованных вод в, Ширванской равнине осуществляется с помощью шгфильтрационных водозаборов и эксплуатационных самоизливающихся или субартезианских скважин.

В поймах рек левых притоков р. Куры функционирует ряд горй4-зонтальных водозаборов: Турианчая - для водоснабжения г. Агдаш, • Геокчая - для водоснабжения г. Геокчай, Гирдыманчай - для водоснабжения г. Кюрдамир. Ло данным эксплуатирующих организаций республики /по форме 2Ï1I - водхоз/ в I9S0 году в Щирванской равнине в эксплуатации находились ПО скваж:н и 5 горизонтальных дрен.

Ширванской равнине I - ВПК, 2 - КЦС

Сушарныи забор подземных вод составил 12,27 шн. м3/год. В целом, отбор подземных вод по отдельным годам не превышает 10 $ от всего объема эксплуатационных запасов подземных вод. Анализ материалов по учету запасов подземных вод свидетельствует о том, что имеется реальная возможность увеличить добычу пресных и слабоьсшерали-зованных подземных вод для централизованного водоснабжения. 13 целом по 5-ти водозаборным участкам при общем количестве утвержденных запасов подземных вод 57,92 млн. м3/год, добыча подземных вод существующими централизованными водозаборами составляет 7,91 шн. м3/год или 13,66 % от объема утвержденных запасов. Отвод коллекторно-дренажнымн системами /КДС/ излишних оросительных и грунтовых вод создает возможность искусственного регулирования режима н баланса, опреснешш грунтовых вод, рассоления почв и увеличения драниро-' ваннооти всего массива орошения, в целом. Однако существующая КДС на массивах орошения в Шраднокой равнине распространена крайне

неравномерно и не обеспечивает в полной мере отвод необходимого количества грунтовых и поверхностных /поливных и промывных/ вод с полей ороисния.

Грунтовые воды Ширванской равнины характеризуются большим разнообразием минерализации и химического состава. Пресные воды /до I г/л/ встречаются лишь на сравнительно узких, полосах в привершинных частях конусов выноса рек, а также в Прикурин-ской зоне /5,15? от общей площади/. В центральной части и юго-восточной частях равнины распространены преимущественно хлориднне силыюмпнерализованнне воды /до 50 г/л/. Напорше водоносные горизонты содержат подземные воды с общей минерализацией до 70 г/л. Пресные подземные воды обычно гидрокарбонатные распространеш в центральных частях конусов выноса рр. Алджиганчай,Турианчай, Геок-чай и Ахсучай, а тага/.е на локальном участке в Ирикуринской зоне, которые содержаться в их аллювиалышх отложениях. Слабоминерализованные /1-3 г/л/ в основном сульфатные занимают узкую паюсу в переходной к зоне распространения высокоминералпзованных вод на центральной части конусов выноса вышеуказанных рек.

Анализ многолетних дашшх по существующим оросительным системам Ширванской равшшы показывает, что величина минерализации и химический состав воды в оросительных каналах претерпевают изменения как по времени, так и по мере удаления от головной части /от 0,4 до 0,3 г/л и более/.

Ирригаццонно-грунтовые воды вдоль ВПК имеют идентичную гидрохимию с оросительной водой. Как правило, величина минерализации воды не превышает 0,5 г/л при гидрокарбонатном натриевом или кальциевом ее типе. В период подачи воды по ВПК химический состав воды по течетгн почти не меняется. По мере уменьшения водопо-дачи уровень воде в канале резко падает вследствие чего местами происходит подпитывание его минерализованными грунтовыми водами. В результате этого наблюдается постепенное увеличение общей минерализации воды канала от 0,5 до 2,5 г/л. Отмечается и изменение типа химического состава воды: от гидрокарбонатного натриевого или кальциевого к сульфатно-хлоридному натриевому.

Анализ уровешюго и гидрохимического режима грунтовых вод Ширванской равнины свидетельствует о том, что на площадях, где уровни грунтовых вод достигают 1,5 м, а шнерализа^ш их более 10 г/л,, засолпрке лровитет пор-л- токс/.чности. Незначительные

а.

уклони потока грунтовых вод и малая глубина их залегания, наличие тяжелых грунтов, преобладание испарительных процессов способствует' формированию в Ыирванской равншю минерализованных грунтовых вод в широких пределах - от пресных до рассолов и сложной конфигурации их распространенга.

Но данным ежегодных мели opa тквнцх кадастров ГШЗ сравнительно благоприятное мелиоративное состояние зафиксировано лишь на землях западной части Ширванской равнины, на территории Агдаш-ского, Геокчайского и Уджарского районов. На орошаемых же землях центральной и юго-восточной части равнины продолжается ухудшение мелиоративного состояния. Наиболее значительные изменения в мелиоративной обстановке Ширванской равнины произошли после ввода ВШК в эксплуатацию.проходящего в земляном русле. Инфильтрация воды и является основной причиной подъема уровней грунтовых вод, подтопления и засоления земель, о чек свидетельствуют результаты многолетних режимных наблвдений /табл. I/.

Таблица I

Распределение площадей с различной глубиной залегания УГВ

Залегание УГВ, м

Площади распространения грунтовых вод с различной глубиной залегания УГВ в % от всей территории по _годам_

1930

1951

: 1952

1980

1990

До I 1 1 0,2 8,6 15,6

1-2 10,2 27,3 26,6 38,6 52,4

2-3 ] 1 15,3 45,2 21,2

3-5 42,2 31,5 27,1 6,5 9,3

более 5 47,6 41,2 30,8 1,1 1,5

Если до ввода в эксплуатацию В11К грунтовые воды с глубиной залегания менее 3 и /по Ф.Ш.Алиеву/ занимали всего 42 % территории Ширванской равнины, то в 1990 году площадь распространения достигла уже 89 %, увеличившись в 2 раза. Под влил: тем интенсивного орошения и повышения УГВ происходит упаривание груп.^т""" под, . что выражается в увеличении площади распространения высокоминерализованных вод и засоленных земель. В настоящее время грунтовые вода с минерализацией более 5 г/л охватывают около 69 % общей площади /табл. 2/.

Таблица 2

Распределение площадей с различной минерализацией грунтовых вод

Минерализация грунтовых вод, г/л Площади с различной величиной МГВ в % от всей территории распределения грунтовых вод по годам

1947 1952 1960 1980 1990

до I

1-3

3-5

более 5

6,4 5,7 4,0 2,7 5,1

4,6- 2,6 13,5

8,6 6,1 7,2 18,3 12,9

84,6 ■ 83,6 88,8 76,4 63,5

Близкое залегание высокоминерализовашщх грунтовых вод в совокупности с засолением почв обуславливает формирование неблагоприятной мелиоративной обстановки. Мелиоративные мероприятия по борьбе с подтоплением и засолением осуществляется магистральными коллекторам - ГИК, НШК-1 и НШК-2, общей протяженностью 303 км. Однако модули дренажных систем достаточно низкие /0,1-0,3 л/с/, что не .способствует улучшению и оптимизации мелиоративной обстановки. Вынос солей существуюпгш.и дренажными системами, по данным Иинводхоза Азербайджанской Республики, составляет 6,8 млн. тонн ежегодно, что в несколько раз превышает*чх содержание в зоне гидродинамического влияния дрен. Это объясняется большим долевым участием в .дренажном стоке всей толщи грунтовых солей и частично их миграции из напорного водоносного горизонта.

Вынос солей дренажным стоком способствует сокращению территорий с высокой минерализацией грунтовых вод /табл. 2/. Следует отметить, что высокая минерализация вод дренажного стока наблюдалась только в начале эксплуатации или в первые годы после реконструкции оросительной или дренажной сети. *

Снижение в процессе эксплуатации солевого стока,в какой-то мере способствующее улучшению мелиоративного состояния орошаемых земель, в тоже время свидетельствует об участии в формировании солевого стога приповерхностных слоев грунтовых вод. Высоко:,пше-рализовашше грунтовые воды, сформировавшиеся в естественных условиях, в процессе эксплуатации опресняются и создают подушку

ирригационно-грунтовых вод, ежегодно срабатываемую дренажем. Сопоставление данных о высокой минерализации природных и грунтовых вод с материалами солевых съемок свидетельствует о малой мощности и быстрой сработке опресненной подушен ирригационно-грунтовых вод и о недостаточной эффективности функционирующих коллекторно-дренашшх систем. Но данным "Азгипроводхоз" из 711,5 тыс. га общей площади орошаемых земель Ыирванской равнины не требует мелиоративного улучшения лишь около 2,4 % /30 тыс. га/, что свидетельствует о крайне напряженной мелиоративной обстановке в районе. Для нормализации мелиоративной обстановки орошаемых.земель равнины необходимо проведение мелиоративных мероприятий по повышению технического уровня оросительных систем на площади 1114,3 тыс. га, комплексной реконструкции оросительной сети на 4,6 тыс. га, строительства и реконструкции КДС па площади 64,0 тыс. га, капитальной планировки на 2,7 тыс. га, повышения водообеспеченности на 71,6 тыс. га.

Глава П. ПРИРОДНЫЕ £АКТ0Ш 5ОШИР0БАНИЯ РЕСУРСОВ ПОДЗШШ. ВОД

В главе приводится характеристика естественных факторов, влияющих на формирование ресурсов подземных вод: рельеф и геоморфология, климатические особенности, гидрография, геолого-гидрогеологические факторы.

Структурные особенности Ширванской равнины обуславливают формирование практически бессточного бассейна подземных вод, а ее моноклинальное строение предопределяет аккумуляцию солей подземными годами и поверхностным стокам. Морфогенетические типы рельефа, их литолого-геохимичеекие условия неоднородны как в формировании ресурсов подземных вод, так и 1а гидрохимических и гидродинамических составляющих. Горный массив Большого Кавказа по отношению к Ширванской равнине является внешен областью питания, подземные воды которой разгружаются в Алазань-Агричанскую долину. Следует отметить, что в отличие от остальных предгорных равнин Азербайджана Ширванская равнина сложена не первичными, а вторичными конусами выноса рек, стекающих с юго-западного склона Большого Кав--каза. Равнина с севера отделяется от Алазань-Агричайской долины Аджиноурским плато, сложешшм преимущественно неогеновыми глинистыми отложениями. Подземные воды, встречая на юге долины подпор,

выклиниваются на дневную поверхность и подпитывают реки. Реки пересекая плато, при выходе в пределы ПЬгрванской равнины образуют мощные конусы выноса в пределах Ллазапь-Агричайской межгорной долины и доносят до Ширванской равнины, в основном, лишь молкозернксги! материал. Изменение условий аккумуляции осадков, сокращение поверхностного и практически отсутствие подземного притока, значительно осложняют гидрогеологические условия Ширванской равнины - обусловливая затруднеш-юсть подземнсго стока и ограничивая емкости дай форгшроваиия запасов пресных подземных вод в четвертичной толще.

Близко расположенные, почти слившиеся, конусы выноса рек Тури-анчай-Геокчай и Гирдынанчай-Ахсучай разделяет равнину на западную - наиболее водооОильную и восточную части, где только в привершинных частях конусов распространены пресные " подземные воды. Центральная же часть равнины плоская. Быстрое выяолаживание рельефа и почти постоянный прнвнос взвешенных соленосных частиц способствует ухудшению фильтрационных свойств водовмещающих пород, обуславливая низкую естественную дрешгровашюсть, местами засоленность и заболоченность ее территории.

В пределах Ширванской равнины вскрыты и изучены четыре водоносных горизонта: грунтовый и три горизонта напорных вод.

Грунтовые, воды имеют повсеместное распространение. Наибольшие глубины залегания уровня грунтовых вод - до 60-73 м характерны для привершинных частей конусов выноса, наименьшие до I м - на периферии конусов. Уклоны потока грунтовых вод 0,03-11,0007, уменьшаются от предгорий к р.Куре. В этом же направлении уменьшается мощность горизонта от НО до 5 м. Коэффициент фильтрации водоносной толщи изменяются в пределах от долей до 5-8 м/сут. Наибольшие значения отмечены в привершинных частях конусов выноса рек Тур-нанчай и Геокчай.

Источники питания грунтовых вед равшшы различные. Это инфиль-трационные воды рек оросительных систем, полей орошения, а также напорные воды, атмосферные осадки, конденсационная влага. В пря-вершшной к средней частях конусов выноса грунтовке воды постоянно пополняются за счет речных вод, обратная картина наблюдается в периферийной части кону сизых отложений.

13 фюр;дтрэвапнп химических составов грунтовых вод глзвенствую-ауа роль играют процесса кстшшенталкю.'о ссленакоплэнпя, пгйиь-

трация речных вод, миграции солеи снизу за счет напорных водоносных горизонтов.

В восточной части равнины, в связи с усилением аридности климата и отсутствием постоянно действующих водных артерии, грунтовые воды распространены спорадически и сильно минерализованы /50-100 г/л/. Западная часть, благодаря наличии слившихся конусов выноса рек, характеризуется наибольшей водообильностью. В галечниковых частях конусов выноса воды пресные с устойчивым гидрохимическим режимом до глубины 350-400 м.

Напорные воды являются производными от единого потока подземных вод и имеют общие источники и области питания. В привершинной части конусов выноса грунтовые и напорные представляют собой единый водоносный комплекс. С удалением от привершинной части этот комплекс разобщается глинистыми фациями на несколько горизонтов, верхний из которых сохраняет свободную поверхность, а все остальные приобретают напор, увеличивающийся с глубиной. Первый напорный водоносный горизонт встречается почти повсеместно, за исключением депрессий между конусами выноса рр. Геокчай и Гирдыманчай. Глубина залегания их колеблется от 20 до 150 м. В средних частях конуса выноса она составляет от 60 до 80 м, в периферийных частях доходит до 150 м, коэффициент фильтрации водосодержащих пород изменяется от 0,2 до 27,9 м/сут. Наилучшие фильтрационные свойства водосодер-жащих пород отмечены в пределах центральной части конусов выноса. Дебиты скважин колеблются от долей до 13,3 л/с, минерализация воды возрастает от предгорных частей к Пршсуринской полосе. В пределах привершинных и центральных частей конусов выноса воды пресные гидрокарбонатно-сульфатные кальщшво-натриевые. В периферийных частях - вода сульфатные- или хлоридныв натриевые с минерализацией до 50 г/л. Основными источниками питания являются речные воды, воды оросительных систем, атмосферные осадки и воды ниже расположенного напорного водоносного горизонта. Разгрузка вод первого напорного водоносного горизонта происходит за счет вертикальной фильтрации в грунтовый водоносный горизонт.

Второй напорный водоносный горизонт распространен примерно на тех же площадях, что и первый, за исключением конуса выноса р. Алджиганчай. Глубина его залегания 75-274 м, а на преобладающей части 100-150 м. Этот горизонт . отделяется от первого напорного толщей глин, мощностью от 30 до 30 м. Коэффициент фильтрации водошещающих пород изменяется от 0,1 до 35,3 м/сут. Химсостав и

минерализация подземных вод также, как и первого напорного водоносного горизонта, изменяются по потоку от головных частей конусов выноса рек к Ирикуринской зоне. Воды второго водоносного горизонта менее минерализованы, чем первого¡минерализация их колеблется от 0,5 до I г/л, местами достигая 1,5 г/л. Пресные воды с минерализацией до I г/л занимают привершинные и центральные части конусов выноса рр. Туриапчай и Геокчай. На всей остальной территорш! равнины минерализация подзешшх вод второго напорного горизонта колеблется р от I до 3 г/л. Источники питания этого напорного горизонта те же, что и первого.

Третий напорный водоносный горизонт вскрыт на территории конусов выноса рр. Ллджиганчай и в Прикуринской зоне на глубинах от 62 до 316 м. От второго напорного водоносного горизонта он отделен толщей глин мощностью от 7 до 165 м. Мощность горизонта колеблется в пределах от 4,5 до 86,4 м. Водосодержащие породы представлены песками, супесями с прослоями глин. Коэффициент фильтрации изменяется в пределах от 0,1 до 9 м/сут. Дебиты скважин при самоизливе колеблются от 0,5 до 7,1 л/с. В пределах привершинной части конусов выноса рр.Турианчай и Геокчай подземные воды гидрокарбонатные натриево-кальциевые. По направлению на восток мат нерализация увеличивается и тип воды меняется от сульфатного к хлоридному натриевому.

Все водоносные горизонты имеют общие источники питания, которыми являются атмосферные сладки, речные и фильтрационные воды, доля которых в водном балансе в 2-3 раза превышает остальные статьи. В верхних и центральных частях они питают горизонты подзешшх вод, а в периферийных и межконусных депрессиях - способствуют /из-за слабой отточности отложений/ подъему уровней грунтовых вод и ухудшению мелиоративной обстановки. Основная причина этой ситуации кроется в завышении поливных и промывных норм, неоправданных потерь ирригационных вод на фильтрацию в каналах, неудовлетворительной работе дренажной с -ти и т.д. '

Глава Ш. ФОРМИРОВАНИЕ РЕСУРСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ

ОРОШЕНИЯ

Изучением формирования ресурсов подземных вод Ширванской равнины в разное время занимались Алиев Ф.Ш., Самедов Б.М., Гад-жиев Р.Ш., Мамедова Ф., Листенгартен В.А., Фиалко Е.Р. и др. Раз- -личные допросы гидрогеологии исследованной территории рассматри-

вались в ряде изданных и диссертационных работ /И.Я.Давыдова, Г.Ю.Исрафилова, А.АЛЛусаева, Е.Р.Фналко, Ф.Ш.Алиева, А.К.Алимова, В.А.Листенгартена, Л.А.Краоилыцикова, Ч.Д.Гвльмамедова и многих других/. Анализ и обобщение имеющихся материалов свидетельствует о том, что рациональное использование подземных вод тесно связано с изучением закономерностей их емкостных запасов, изменением этих запасов во времени. Другими словами, емкостные запасы подземных вод являются одним из основных критериев оценки ресурсов подземных вод, подвергающихся изменениям под влиянием естественных и искусственных фпкторов. Псходнш.ы данными для оценки емкостных запасов грунтовых вод Ширванской равшиш послужили многолетние данные о ■режиме и общей минерализации, мощности к литологическом составе водосодержащих пород по скважинам региональной наблюдательной сети ГГЭ ПО "Азорба]вд:шнгеология" за 1952-19У0 годы. При этом по каздой наблюдательной скважине определялись значения изменения уровня грунтовых вод за этот период с выделением площадей с минерализацией грунтовых вод до I; 1-3; 3-5 г/л и более. Выполненные расчеты показали, что емкостные запасы грунтовых вод Ширванской равнины за период 1952-1990 гг. увеличились на 844,9-10~^км3. Процесс увеличения емкостных запасов протекает в условиях опреснения подземных вод. При г том происходит уменьшение запасов грунтовых вод с минерализацией более 5 г/л на 489,1*10-5км3 за счет увеличения емкостных запасов грунтовых вод с минерализацией 1-5 г/л на 1334,0- 10~5км3 Дпбл. 3/.

Таблица 3

¡¡вменение емкостных запасов грунтовых вод Ширванской равнины

■ппгто :В числители емкостные запасы, 1и-0км?9 в знаме-Гнателе площади их распространения, мг_

:до I г/л:1-3 г/л

3-5 г/л ¡более 5 _: г/л ■

итого

Примечание

1952 1990

19521990

600

658,6 ЗТТ^-

58,0

526,4 1283,5

таг

570

ш,

1088,3 766

■ 5ТГ., 3

шо

7243 0061

6753,9 4'1Ь7

-489,1

-ИМ

8939,4

шьи '

9784,3

иш '

844,9 -

знак /-/ означает

уменьшение в отношении 1952 г.

Оннсашше вше процессы происходят под влиянием фильтрацлон-ных потерь из введенных в эксплуатацию новых оросительных, каналов и их распределителей /главным образом из ВПК/ и орошаемых земель, площади которых резко увеличились с вводом в эксплуатацию Верхне-Ширванского канала, после I960 года.

Оценка емкостных запасов напорных вод также производилась по проведенной вике методике. Общий обьем запасов напорных вод составляет 1(Я00,6-Ю~йкп3, в том числе пресных 8096,4-10~5км3, что составляет 49,4 % общих запасов /табл. 4/.

Таблица 4

Изменение емкостных запасов напорных вод Ширванской равнины

Наименоватю водоносного горизонта Пло-адь распрос юл2 транения Емкостные запасы 10~5км3

с шшерализа- ; цией : итого с шшерализаци-; ей : итого

до I г/л ; 1-3 : г/л ; ДО I г/л 1-3 ; г/л :

первый напорный водоносный горизонт 410,5 846,0 1256,5 1183,4 4642,4 5825,8

второй напорный водоносный горизонт 668,0 520,0 1178,0 2613,5 1568,0 4181,5

третшй напорный водоносный горизонт 1107, 414,0 'j.521,0 4299,5 2093,8 6393,3

всего 8096,4 8304,2 16400,6

Наибольшим площадным распространением пользуются пресные воды третьего напорного водоносного горизонта - 1107 км^, емкостные запасы которых- составляют 4299,5'. Х"Ькм3 или 53,1 % от общего объема. В главе дан анализ материалов по учету эксплуатационных • запасов и существующей добычи подземных вод. Количество утвержден- ■ них эксплуатационных запасов подземных вод по состоянию на 1990 г. составляет 0,189 км3, а емкостных - 0,262 км3. Отбор подземных вод за 1990 г. составляет 0,012 км3 или 4,7 % от их емкостных запасов. Анализ всех материалов и проведенные исследования свидетель^

отвуют о том, что происходящий на Ширванской равнине подъем грунтовых вод способствует увеличению емкостных запасов подземных вод в целом.

Для наглядности и каче "венной оценки изменений, происходящих в емкостных запасах грунтовых вод,и установлении направлений этих изменений за многолетний период /1952-1990 гг./ с использованием материалов режимных наблюдений, произведено гидрогеологическое районирование территории Ширванской равнины. С учетом совокупности воздействия естественных и искусственных факторов, построена карта районирования, где выделены участки с естественным и нарушенным типами режима УТВ. К нарушенному типу режима отнесены участки, в пределах которых в формировании режима уровня грунтовых вод преобладающую роль играют, в одном случае - только орошение, а в другом - орошение и дренаж совместно. В пределах последних по характеру режима УГВ выделены три типа подучастков где происходят: подъем УГВ, спад УГВ, компенсированный режим УТВ.

Глава 1У. ПЕРСПЕКТИШ И ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ШИРВАНСКОЙ РАВНИНЫ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МЕЛИОРАЦИИ

В главе дается анализ гидрогеолого-мелиоративных условий Ширванской равнины, описание грунтовых и напорных вод, являющихся объекта! эксплуатации, как в настоящее время, так и на перспективу, и использование их для целей мелиорации. Исходя из результатов комплексного взаимовлияния природных и искусственчых факторов на ресурсы подземных вод исследуемая территория разделена на западную - наиболее благоприятную и восточвдю - практически исключающую использование подземных вод для целей мелиорации /рис.2/.

Западная часть, благодаря наличию слившихся конусов выноса рек, характеризуется наибольшей водообильностыо.

В условиях восточной части равнины, грунтовые воды носят спорадический характер и сильно минерализованы.

Минерализация грунтовых вод формируется под воздействием литофаний вмещающих пород, а также орошения и дренажа, влияния нижележащих напорных горизонтов. Аридность климата здесь играет главенствующую роль. В силу высокой минерализации /до ЯЮ г/л п

более/ и жесткости /18-24 мг-экв/, неудовлетворительной'величины ирригащюшюго. коэффициента /0,2-3,2/, на преобладающей части грунтовые воды для орошения не пригодны. На исследуемой территории выделяются и локальные участки слабоминерализованншс вод, обусловленные влиянием местных факторов /орошение, дренаж/. Исключение составляют и привершишше части конусов выноса и локальные участки, где распространены слабоминерализовашше воды, которые могут применяться для всех водов сельскохозяйственного назначения.

Напорные воды являются производными от единого потока грунтовых вод и имеют общие с шил источники и области питания.

В привершинных частях подземные воды характеризуются величинами ирригационного 'коэффициента от 34,3 до 18,7, в Прикуринской полосе от 43,2 до 21,3. Эти воды с успехом могут применяться для орошения без опасения накопления в почвах вредных для растений солей. По мере удаления от привершинных частей к центральной, подземные воды пригодны для орошения /Ка = 11-12/ или условно пригоды при применении специальных профилактических мероприятий. В восточной части равнины ирригационный коэффициент /К = 0,3-1,1/ и подземные воды для орошения использованы быть не могут /рис. 2>/.

Вследствие неравномерного распределения подземных и поверхностных вод Ыирванская равнина испытызает дефицит в воде, пригодной для водоснабжения и орошения, потребность в которой на 2000 год составляет 7292 тыс. и3/сут. Ширванская равнина относится к наиболее маловодным районам Азербайджана и нехватка поверхностных вод привела к транспортировке поливных вод извне, к безсистемпому использованию подземных вод /более 70 % от общей добычи подземных вод используется на орошение/. В соответствии с водным законодательством Азерабайдаана пресные подземные воды предназначены только для хозяйственно-питьевого водоснабжения и только если их запасы превышают перспективные потребности на эти цели, они могут быть использованы на другие нужды народного хозяйства. К сожалению в исследуемом районе это положение законодательства не всегда и не везде соответствует истинному положению дел.

Ресурсы поверхностных вод в пределах Ширванской равнины весьма ограничены и неравномерно распределены по площади, что обуславливает использование подземных вод в качестве дополнительного источника воды для орошения. При общей расчетной потребности в во-

Мои«-

1 5ЦБ 7Е3

Рис. 2. Возможности использования подземных вод для целей.мелиорации.

Территории распространения подземных вод: I - пригодных для орошения, 2 - условно пригодных 3 - непригодных. Площади возможного орошения за счет: 4 - поверхностных и подземных вод' 5 - поверхностных вод, 6 - механического подъема из р. Куры. Границы: 7 - пригодно-сти'подземных*вод для орошения, 8 - территории с различным:: источниками орошения, 9 - распространения подземных вод

де на 2000 год в 7292 тис. м3/сут лишь 12,2 приходится на потребности в пресных подземных водах для хозяйственно-питьевых нужд-890 тис. м3/сут. Эти потребности могут Сыть удовлетворены выявленными рессурсами /517,7 тис. м3/сут, из них 361,7 тыс. м3/сут-пре-сные/лишь па -10,5 )'а. йстественно, что в таких условиях на орошение могут использоваться и воды с минерализацией 1,5-3.г/л /обычно путем ст.теан-г.-уишя с поверхностными водами/, однако их ресурсы нез-начителыше и составляют лишь 0,8 '/о от потребности в воде на орошение.

Недостаточность собствешшх водных ресурсов приводит к существенным затруднешшм в обеспечении орошаемых сельхозугодий полив-Н011 водой и улучшению мелиоративной обстановки. Важным вопросом в этом'отношении является неравномерное распределение по площади поверхностных вод - основных источников орошения земель Ширванской равнины. Исходя того, что ирригационно-хозяйственше условия на исследуемой территории базируются на основе ВПК, пропуск-пая способность которого в створе головного сооружения составляет 78 м3/с, а в конечной части 15 м3/с , земли, расположешше выше ВИС, орошаются только за счет речных вод и машинной ветки ВПК. Орошение земель Прикуринской полосы производится механическим подъемом воды из р. Куры в объеме 11,84 м3/с. С учетом уровня во-допотребления и использования подземных вод вся исследованная территория разделена на три части. Приведенные в работе расчеты показывают, что для орошения земель западной части равнины общей площадью 89,9 тыс. га /с учетом средневзвешенной оросительной нормы/ потребуется 2700 тыс. м3/сут. С учетом потерь ирригационных вод на фильтрацию для орошения земель можно ограничиваться количеством в 4320 тис. м3/сут, при этом уменьшить расход в головной части от 78 до 50 м3/с и увеличить расход воды в концевой части канала от 15 до 43 м3/с. За счет увеличения расхода в концевой части капала восточную зону равнины можно обеспечить водой в количестве 3715 тыс. м3/сут. Улучшение мелиоративного состояния восточной части Ширванской равнины в значительной мере обусловлено уровнем водораспределення и эксплуатациошшх мероприятий.

Орошение Прикуринской полосы производится механическим подъемом воды из р. Куры в объеме 1023 тыс. м3/сут. ¿Заявленная потребность о учетом средневзвешенной оросительной нормы в количестве 965 тыо. м3/оут удовлетворяется механическим-орошением.

Резюмируя выше изложенное.можно сказать, что в общем плане орошение западной части равнины может базироваться на основе использования подземных вод и вод рек Алджиганчай, Туранчай и Геок-чай, восточная же часть-на ВШК с увеличением расхода в хвостовой части канала и рр. Гирдыманчай и Ахсу, а Прикуринская полоса -только на механической подаче воды на орошение из р. Куры. В настоящее время невозможно добиться по всей Ширванской равнине полного удовлетворения всей потребности в воде за счет собственных ресурсов. Отсюда и вывод - искать другие источники водоснабжения для питьевых нужд. Региональные эксплуатационные запасы подземных вод Ширванской равнины составляют 517,7 тыс. м3/сут, из них .361,7 тыс. м3/сут пресные воды. Существующая добыча не превышает 10 % от всего запаса. Потребность.на хозяйственно-питьевые нужды на ближайшую перспективу составляет 890 тнс. м3/сут. Для покрытия дефицита необходимого количества для питьевых нужд целесообразно рассмотреть проблему переброски воды из соседней Ала-зань-Агричайской долины, где избыток воды в средневодноы году достигает 935,6 млн. м3/год.

В главе предлагается также ряд мероприятий, выполнение которых поможет осуществить рациональное использование подземных вод с соблюдением правил охраны окружающей среды.

РЫВОДУ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Ширванскля равнина 'является одним из репрезентативных предгорных районов аридных зон, где формирование водоносных горизонтов, накопление и динамика подземных вод обусловлены характером природных и техногешшх факторов. В то же время равнина ■ является одним из основных сельскохозяйственных и перспективных районов орошаемого земледелия в Азербайджане, где. сложность природных условий, уровень эксплуатации оросительных систем и агротехники на орошаемых землях обусловили развитие негативных процессов /подтопление,засоление, заболачивание и т.д./ и которые привели к частичному или полному вывода из севооборота значительных площадей орошаемых земель. Оптимизация водохозяйственных условий невозможна без использования и учета влияния подземных вод для целей сельскохозяйственного назначения.

2. Мелиоративная обстановка па орошаемых землях Цнрванской равгепш аюрмирустся иод влиянием комплекса естественных и техно-

генных (¡акторов, и характеризуется затрудненным естественным оттоком грунтовых вод, низким уровнем технического состояния существующей коллекторно-дренажной сети, что при орошении обусловило быстрый подъем высокоминерализованных грунтовых вод и развитие вторичного засоления почвогрунтов. Наиболее значительные изменения в мелиоративной обстановке происходили после, ввода, в эксплуатацию ВПК, ос?:рвного источника инфильтрационных вод.

' 3. На исследуемой территории все водоносные горизонты /грунтовые и три напорных/ имеют общие источники питания,которыми являются атмосферные осадки, речные и инфильтрационные воды, доля которых в водном балансе в 2-3 раза превышают остальные статьи'баланса. В верхних и центральных частях конусов выноса они питают горизонты подземных вод, не вызывая подъема УГВ, а в периферийных и на межконусных депрессиях - способствуют подъему уровней грунтовых вод и ухудшению мелиоративной обстановки.

4. Формирование ресурсов подземных вод на территории равнины обуславливается гидрографической обстановкой, геолого-гидрогеологическими условиями и развитием орошаемого земледелия.

Общие среднемноголетние емкостлые запасы подземйых вод Шир-ванской равнины составляют 0,262 км3, в т.ч. напорных 0,164 км3. Из них 0,088 юл3 имеют минерализацию до I г/л, относятся к категории пригодных для орошения, ф96 км3 с минерализацией 1-3 г/л относятся к условно-пригодным для орошения.

5. Учитывая неравномерность распределения ресурсов подземных и поверхностных вод по территории равнины и испытываемое в связи с этим определенное затруднение в обеспечении орошаемых сельхозугодий поливной водой, для решения проблемы дефицита воды и улучшения мелиоративной обстановки рекомендуется:

- рассмотреть вопрос об орошении западной части равнины с учетом использования подземных вод и вод Алджиганчай, Турианчай и Геокчай", восточной части - на базе ВПК, с учетом увеличения его пропускной способности в концевой части и поверхностных стоков рр. Гирдыманчай и Ахсу; в Ярикуринской зоне - путем отбора воды механическим способом, из р.-Куры. Для покрытия дефицита необходимого количества питьевого водоснабжения целесообразны переброски воды из соседней Алазань-Агричайской долины, где водный баланс характеризуется положительными значениями.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Динамика мелиоративной обстановки на орошаемых землях Ширванской степи.-'Сборник научных трудов. Научные исследования по гидротехнике и мелиорации. Киев, УкрИМГиУ, .1990, с. 162-167 /в соавторстве/.

2. О роли осадочных формаций в формировании месторождений пресных подземных вод и мелиоративного состояния земель. - Материалы Всесоюзного семинара-совещага.я "Осадочные и вулкапогенно-оса-дочныо формации и их полезные п'.г.опаеше. Изд-во "Элм" АН Азербайджанской Республики, Институт геологии им. акад. И.М.Губкина, 1990, с. 92 /в соавторстве/.

3. К гидрогеологически.! условиям формирования подруеловых вод долины р. Лирсагат. - Изд-во "Элм" /Л Азерб. ССР, серия наук о земле, 15 I, Баку, 1583, с. 125-129.

4. Новые дашше о гидрогеологических условиях Конахкевдской синклинали в пределах Шемахинского района. - Изд-во "Элм". Материалы республиканской научной конференции аспирантов. Баку, 1984, с. 144-147.

5. О некоторых экологических последствиях орошения на примере Ширванской равштны. — Сб. "Охрана природы при мелиорации земель". Киев, УкрШШГиМ, 1991, с. 149-152.

Пн-т "Укргипроводхоэ* 19ПОг, Заказ .К» Тнр-1 ж 7С С