Почвообразование и соленакопление в дельтах аридных областей в связи соструктурой их поверхности

Хакимов, Фикки Ибраевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Почвообразование и соленакопление в дельтах аридных областей в связи соструктурой их поверхности
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Почвообразование и соленакопление в дельтах аридных областей в связи соструктурой их поверхности"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПУЩИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ФОТОСИНТЕЗА

На правах рукописи УДК 631.4

ХАКИМОВ Фикки Ибраевич

ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ И СОЛЕНАКОПЛЕНИЕ В ДЕЛЬТАХ АРИДНЫХ ОБЛАСТЕЙ В СВЯЗИ СО СТРУКТУРОЙ ИХ ПОВЕРХНОСТИ

03.00.27 - почвоведение

Диссертация

в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук

ПУЩИ НО • 1995

Р Г Б ОД

1 ? (М 1995

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук, профессор Карпачевский Л.О.

- доктор географических наук, профессор Глазовский Н.Ф.

- доктор биологических наук Михайличенко В.Н.

Ведущая организация:

Почвенный институт им.В.В.Докучаева

Защита состоится " /У " '396 г. в__часов на заседании дис-

сертационного совета Д-002.15.01 г1ри Институте почвоведения и агрохимии СО РАН (630099 г.Новосибирск 99, ул.Советская, 18)

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

Диссертация в виде научного доклада разослана "_" _ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук /^Жо/РЛДергачева М.И.

Актуальность. Дельтовые поверхности относятся к очень динамичным природным системам. Разнообразие и сложность процессов на всем протяжении "жизни" дельты - одна из самых характерных особенностей этих территорий.

Дельты - это конечные аккумулятивные территории речных бассетов, их структурные части. На них в той или иной степени отражаются все протекающие во всем бассейне процессы и явления, любые проводимые мероприятия: увеличение водозабора в бассейне сказывается уменьшением объема стока в дельте, строительство водохранилищ и зарегулировапность стока - отсутствием паводков и резким сокращением поступающих в дельту взвешенных наносов; сброс в реку дренажных, промывных и других возвратных вод - увеличением минерализации и загрязненности речных вод и т.п. Пренебрежение целостностью бассейна при изучении и освоении ресурсов приводит к серьезным отрицательным последствиям. Наиболее ощутимо они проявились в бассейнах рек Амударья и Сырдарь'я.

На дельтах аридных областей широко распространено орошаемое земледелие. Известны сложившиеся в орошаемых массивах неудовлетворительные почвенно-ге-охимические и санитарные условия, вызванные засолением и загрязнением почв, поверхпостных и грунтовых вод, острым дефицитом водных ресурсов, проявлением опустынивания. Исследование почвообразования и соленакопления в дельтах с использованием системно-структурного подхода, выявление причинно-следственных связей засоления почв и его пространственной дифференциации составляют основу рационального использования водно-земельных ресурсов, повышения эффективности орошаемого земледелия и улучшения эколого-галогеохимических условий в дельтах.

Целью работы является создание научных и методических основ анализа поч-всгаю-солевых условий дельт аридных областей в связи со структурой их поверхности и реализация их положений на примере дельты Амударьи.

Решаемые задачи:

- создаште картографического изображения системно-структурпой организации дельтовой поверхности;

- разработка научных и методических основ системно-структурного анализа и проведение такого анализа в дельте Амударьи;

- выявление связей между структурой элементов рельефа дельты и литологи-ческим составом отложений, залеганием уровня грунтовых вод (УГВ) и их минерализацией, почвами и соленакоплением;

- определение тенденции изменения почвенно-солевых условий при интенсивном опустынивании и орошении;

- типизация дельтовой поверхности по почвенно-мелиоративным условиям;

- разработка мероприятий по рациональному использованию водно-земельных ресурсов и улучшению почвенно-солевых условий в дельтах.

Научная новизна. Впервые сформулировано, разработано и реализовано новое научное направление в исследовании почвенно-галогеохимических условий дельт, включающее:

- выявление системно-структурной организации и пространственной упорядоченности элементов дельтовой поверхности;

- разработку методических основ системно-структурного анализа морфологических элементов и почвенно-солевых условий дельт;

- развитие принципа единства в дельтах образования морфологических элементов, состава литологических отложений, процессов почвообразования и солепрояв-ления (принципа единства морфо- лито- педо- галогенеза);

- типизацию дельтовой поверхности по почвенно-мелиоративным условиям и составление карты типов территорий - пространственной модели единства морфо-лито- педо- галогенеза.

На защиту выносится концепция о роли системно-структурного подхода в исследованиях почвеяно-галогеохимических условий дельт и разработке новых приемов рационального использования водно-земельных ресурсов, включающая следующие основные положения:

1. Пространственная неоднородность почв и их засоления в дельтах обусловлена единством процессов формирования рельефа, осадконакоплення, почвообразования и солепроявлепия.

2. Анализ структуры элементов рельефа и их иерархии в дельтах является основой для выявления закономерностей дифференциации почвенно-геохимических условий и проведения всего комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов и повышение эффективности орошаемого земледелия.

Объекты и методы исследований. Основной объект исследований - дельта р.Амударья, где проводились сбор и обобщение обширных фондовых материалов и комплекс полевых, лабораторных и камеральных работ. Кроме того, работы проводились в дельтах рек Зеравшана, Кашкадарьи, Вахша, Чирчика, Теджена и Мур-габа, а также на конусах выноса в Голодной степи и в Убсунурской котловине.

Одним из главных требований методологии познания считается исследование явлений, процессов и свойств в связи с пространственной структурой объекта. Как отмечено у В.И.Вернадского (1975), природное - реально существующее - пространство не бесструктурное, не изотропное. Ему присуще геометрическое строение, оно имеет внутреннюю организацию, структуру. Поэтому методологическую основу исследований составили системно-структурные представления, согласно которым дельтовая поверхность изучалась как организованное целое (система), состоящее из взаимосвязанных частей (подсистем, элементов). В работе применялись сравнительно-географический метод и картографический метод исследований. Сравнительно-географический метод был использован как при выявлении тенденции изменения различных свойств и явлений в почвах, так и при обнаружении их пространственного проявления. Картографический метод исследований широко применялся при составлении серии тематических карт и вобрал в себя работы по сбору и систематизации фондовых материалов, полевые экспедиционные, лабораторные и камеральные работы. Картографические работы выполнялись с применением метода пластики рельефа, который позволил отобразить на карте системно-структурную организацию дельтовых поверхностей.

Полевые обследования проводились методом маршрутных поездок и ключевых участков с прокладкой нивелирных ходов. Химико-аналитические работы выполнялись по общепринятым методикам.

Вклад автора состоит в разработке концепции о роли системно-структурного подхода в исследовании потаенно-геохимических условий дельт, методологии проведения системно-структурного анализа и типизации территорий и реализации основных положений этой концепции на примере дельты Амударьи. Автор в качестве начальника экспедиционного отряда и научного руководителя в течение более чем 10 лет проводил полевые исследования в дельтах Средней Азии, обработку и обобщение полученных результатов.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в использовании системно-структурного подхода при исследовании почвенно-галогеохими-ческих условий дельтовых поверхностей, позволившего:

- получить картографическое отображение структуры дельтовой поверхности и провести ее анализ;

- выявить чякптюмерности пространственной дифференциации почвообразования и солепроявлешш;

- провести типизацию элементов дельтовой поверхности по почвенно-мелиора-тивным условиям;

- разработать рекомендации по рациональному использованию водно-земельных ресурсов и повышению эффективности орошаемых земель.

Материалы работы экспонировались на ВДНХ СССР и были удостоены золотой (1983 г) и серебряной (1986 г) медалей. Основные положения работы вошли в материалы комиссии АН СССР "О повышении эффективности почвенных мелиорации в СССР", комиссии ГКНТ СССР "О дальнейшем развитии в республиках Средней Азии научно-исследовательских работ по предотвращению засоления орошаемых земель и снижению минерализации поливных вод" и "Правительственной комиссии по подготовке предложений по улучшению экологической и санитарной обстановки в районе Аральского моря и низовьев Амударьи и Сырдарьи".

Методические разработки по системно-структурному анализу земной поверхности были использованы при оценке мелиоративного состояния Бухарского и Каракульского оазисов, Голодной степи, Ферганской долины, Южно-Омской оросительной системы, а также при обследовании почвенного покрова Средней Азии и Убсунурской котловины.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены во многих Международных и Всесоюзных конференциях и совещаниях: Пущино (1977, 1983, 1984, 1986, 1990), Бухара (1980), Ташкент (1983, 1985), Ашхабад (1984, 1986), Москва (1984, 1988), Нукус (1986), Новосибирск (1989), Кызыл (1989), Улан-Батор (Монголия, 1991), Душанбе (1991), Улангом (Монголия, 1995).

Публикации. Автором опубликовано 102 работы, 67 из них по теме диссертации, в том числе две монографии и восемь карг. В список научных трудов, представленных к защите, включено 50 работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ФОРМИРОВАНИЕ ДЕЛЬТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 1.1. Общие закономерности образования дельт

■ Дельтообразование свойственно крупным рекам, обладающим большой движущей силой, обеспечивающей вынос в устье значительного количества взвешенных и влекомых частиц.

Дельты могут быть водными и наземными, которые различаются физическими свойствами сред их образования. Формирование первых носит азональный характер, а вторых - зональный, так как приурочено к поверхностям с полупустынными климатическими условиями.

Особенности формирования дельт в разное время изучались широким кругом исследователей (Данилевский, 1878; Докучаев, 1878; Кульбарс, 1881; Берг, 1907; Молчанов, 1912; Вебер, 1929-1930; Соколов, 1936; Ковалев, 1939; Жуков, 1937; Маккавеев, 1951; Самойлов, 1952; Ковда, 1954; Костенко, 1954; Курдюков, 1954, 1957; Егоров, 1955; Боровский, Погребенский и др., 1958-1959; Бруссард, 1979; Хакимов, 1989).

Распределение аллювиальных наносов в дельтах происходит крайне неравномерно как во времени, так и в пространстве и зависит от скорости движения воды. В руслах, где скорость воды наибольшая, откладываются наносы наиболее крупных размеров; по мере продвижения воды дальше и падения ее скорости откладываются частицы все более мелких размеров. В заливах (култуках) и замкнутых понижениях (озерах) оседают мельчайшие частицы.

Ветвление (бифуркация) русла реки и образование системы ветвящихся русл (рукавов, проток) - одно из характерных явлений для дельт. В наиболее выполо-женных участках русло реки загромождается наносами, река наползает на свои отложения и уровень дна постепенно поднимается. Прохождение поступающей воды через существующее русло становится все более затруднительным. В конце концов русло как бы закупоривается наносами и река прорывается, образуя новые русла. Прорыв потока - это результат выравнивания профиля русла и достижения потенциальной энергии потока до критических величин, образовавшейся за счет разницы высот между точкой нрорыва и местным базисом. В последующем каждый из рукавов образует свои дельты в виде последовательной цепочки.

На дельтах, образованных одним и тем же потоком в разное время, наблюдается повторение общих закономерностей: каждая дельта имеет начальную и центральную части, сложенные преимущественно легкими наносами, а также конечную часть, сложенную тяжелыми фракциями. В то же время, более поздние дельты, сформировавшиеся в нижнем течении потока, в целом имеют более тяжелый состав наносов. Кроме того, они более засолены, так как по длине потока отношение твердого стока к химическому последовательно сужается.

Большую динамичность формированию дельты придает такое явление, как блуждание русла реки. Оно может происходить как в пределах одной дельты, так и вне дельтовой поверхности, когда река прокладывает новое русло, резко сменив направление, иногда даже базис.

В первом случае происходит перестройка форм рельефа с иным пространственным расположением повышенных и пониженных элементов и наложешге разновозрастных дельт с образованием сложных по форме и строению поверхностей. Во втором случае формируются отдаленные одна от другой дельты. Известпы такие дельты у рек Амударьи, Сырдарьи, Зеравшапа, Куры и др.

Все процессы, протекающие при формировании дельты, как бы закладываются в ее "память" в виде сложной своеобразной структуры элементов рельефа, пестроты состава и мощности отложений, которые в последующем определяют направление и интенсивность различных процессов, проявляются в разнообразии режимов грунтовых вод, засолении и рассолении почв, формировании почвенного покрова и т.п.

1.2. Некоторые особенности образования и развития дельты Амударьи

Формирование современной долины Амударьи началось в позднем плейстоцене, когда она повернула на северо-запад в сторону Аральской впадины. Однако, эта долина не меняла своего положения лишь в пределах окраины Заунгузских Каракумов. Ниже их река продолжала мигрировать. Заполнив осадками Хорезмскую впадину, Амударья сформировала к югу и юго-западу от Аральской впадины три разновозрастные дельты: Акчадарьинскую, Присарыкамышскую и Приаральскую (Кесь, 1957).

Данные бурения в дельте Амударьи показывают на наличие двух типов, довольно резко отличающихся по составу и характеру отложений, территорий: 1) со значительной литологической изменчивостью грунтов по вертикали при преобладании в них тяжелых глинистых озерных или пойменных отложений; 2) с относительно однородными песчано-супесчаными русловыми отложениями.

Характерной особенностью отложений является отсутствие в них типичных для многих дельт погребенных растительных остатков. Это свидетельствует, с одной стороны, о неизменности аридных условий во время отложения осадков, способствовавших разложению и минерализации органических остатков; с другой - о высокой интенсивности и непрерывности процессов дельтообразования и осадкона-копления, при которых накопление значительного количества растительных масс невозможно.

В развитии дельты Амударьи можно различить еле дующие этапы (Фортунатов, Эслингер, 1949):

1. Вековые изменения относительной обводненности восточной и западной частей дельты, связанные с трансгрессиями Арала и колебаниями климата.

2. Смена "озерной" и "русловой" фаз. В озерную фазу дельта медленно росла в море, так как наносы поглощались озерами. Озерная фаза преобладает в периоды повышенного стока реки и уровня Арала. В русловую фазу работают один или несколько мощных рукавов, быстро продвигающих соответственную часть дельты в море. Преобладание мощных слоев глин в центре дельты показывает, что прежде в дельте большее распространение имела озерная фаза.

3. На фоне этих основных этапов развития в разных частях дельты происходят местные изменения в система любого крупного рукава.

Явления миграции и частого ветвления русла, которые особенно характерны для Амударьи и ее протоков, объясняются:

- режимом стока реки. Амударья (как и другие реки снегово-ледимкового питания) имеет мощное и длительное весение-летнее половодье. В этот период расходы воды в реке превышают среднегодовые в 2-3 раза.

- выносом из области формирования стока большого количества взвешенного материала. Твердый сток Амударьи составляет 168 млн. т/год при объеме жидкого стока 42 км5 в год. В единице объема жидкого стока Амударьи взвесей в 32 раза больше, чем в стоке Волга (Ковда, 1971).

Развитие Приаральской дельты Амударьи протекало в обычной последовательности. Когда функционировала связь между рекой и дельтой через водные потоки, эти территории развивались в гидроморфных условиях. По мере поднятия дельтовой поверхности и ослабления связи с рекой или после потери связи гидроморфные условия в дельте постепенно сменились автоморфными. Почвообразование, геохимические и другие процессы стали протекать в соответствии с атмосферным климатом. В итоге более старая обсохшая часть Приаральской дельты (в первую очередь повышенные формы ее рельефа) перешла во вторичные субаэральные (неоэлювиальные) области.

В настоящее время, ввиду сложившихся обстоятельств, неоэлювиальными становятся и живая дельта Амударьи и значительная часть обсохшего дна моря. На этих поверхностях наблюдается интенсивное опустынивание, первичная дифференциация наносов и солей трансформируется "работой" почвенно-геохимических сопряжений, обусловленных мезо- и микрорельефом.

Из изложенного следует, что: 1) дельты — это акуккмулятивные равнины; 2) обширные дельтовые поверхности слагаются из отдельных, часто самостоятельных, причлененных друг к другу дельт, формирующихся последовательно или параллельно во времени и в пространстве; 3) периодическое разветвление русла реки на рукава и цротоки - обязательное в дельтах явление, в результате чего происходит рассредоточение речной струи, замедление скорости выдвижения дельты по основному направлению и увеличение ее ширины, что в конечном счете отражается в составе отложений и в последующих процессах; 4) на дельтах часто наблюдается периодическое смещение русла реки (иногда на большие расстояния), что приводит к перестройке форм рельефа дельтовой поверхности, ее морфологической структуры.

2. ПРОСТРАНСТВЕННО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ ДЕЛЬТЫ АМУДАРЬИ

2.1. Принципы пространственно-структурного анализа земной поверхности

Известно, что при разных способах расчленения пространства из сходных распределений явлений можно получить разные схемы. Поэтому обоснованное разбиение объекта исследования на составные части представляет собой одну из главных задач в процессе познания. В этой связи исследовайие пространственной организации природных объектов и явлений остается актуальной проблемой. Этому способствует и сложность проблемы, и доминирование в современных науках фушс-

ционального подхода, отодвигающего вопросы пространственной организации на второй план.

Различные аспекты системно-структурного анализа земной поверхности в той пли иной форме рассмотрены в работах многих исследователей (Ляпунов, 1972; Ишанкулов, 1974, 1985; Черванев, 1979; Спиридонов и др., 1980; Степанов, 1983, 1984, 1986; Хакимов, 1983, 1987, 1989; Боков, 1983; Ласточкин, 1984, 1987; Викторов, 1986; Корсунов, Карасеха, 1990 и др.). Основы такого анализа применительно к почвенному покрову наиболее полно разработаны И.Н.Степановым (1986), а для дельтовых поверхностей - Ф.И.Хакимовым (1989).

Системам и подсистемам земной поверхности присуща своя внутренняя структура, определяемая степенью расчлененности, упорядоченностью и ориентированностью элементов рельефа, величиной углов схождения и расхождения потоков и создающая на карте определенный узор контуров.

Аналио структуры поверхности геосистем возможен методом картографического исследования, и наиболее успешно на картах, сохраняющих облик (лицо) территории, ее структуру, гештальт-качества* местности.

Низовья Амударьи

Дискретизация на геоморфологической основе

Песчаные массивы

Дельтовые поверхности

Плато и останцы

Дискретизация на исторической основе

Хорезмская дельта

Сарыкамытская дельта

Ахчзда рьинская дельта

Современная дельта

Живая дельта

Дискретизация на структурно-функциональной основе

' Дельта Куанышжарма

Дельта Кегейли

Дельта Чуртамбай

Дельта Эркиндарья

Дельта Дельта

Казахдарья I Кунядарья

Дельта Амударья

Формализация и структурно-морфологический анализ

Элементы

Иерархия

Формы

Взаиморасположение

Упорядоченность

Структурно-морфометрический анализ

Площади ^

Густота русл

Уклоны

Углы

Длина потоков

Почвообразующие породы

Изучение процессов и явлений в связи с рельефом

| Засоленность почв и пород

Грунтовые воды

Почвы

Типизация дельты по мелиоративным условиям

Типы территорий и их характеристика

Рис. 1. Принципиальная схема пространственно-структурного анализа низовьев Амударьи

* Гештальт-качества - элементы перцетивной (воспринимаемой) структуры, не существующие независимо от объекта - были открыты в конце 19 в. австрийским психологом К.Эренфельсом (Корона, 1987).

Гештальт качества - это, в современном звучании, структура образа, элементами которой служат соотношения определяющих параметров.

Принципиальная схема анализа структуры поверхности дельты Амударьи и исследования ее почвешго-солевых условий приведена на рис. 1. Анализ включает:

I. Получелше картографического изображения структуры поверхности дельты.

II. Анализ структуры рельефа дельты с использованием приемов картографического метода исследования.

III. Исследование связей между структурой дельтовой поверхности и литолога-ческими, почвенными и галогеохимическими условиями.

IV. Типизация поверхности дельты по почвенно-галогеохимическим и мелиоративным условиям.

2.2. Получение картографического изображения структуры поверхности дельты - составление карты пластики рельефа

Первоначально на низовья Амударьи составлялась карта пластики рельефа М -1:300000, на которой были выделены разновозрастные дельты: Акчадарьинская, Хорезмская, Сарыкамышская и Приаральская (современная и живая). Затем на Приаральскую дельту была составлена карта пластики рельефа М 1:25000 (Временная методика..., 1983), которая в последствии была уменьшена до М 1:100000. Дальнейший анализ структуры рельефа дельты проводился на карте М 1:100000, а работа на ключевых участках - на карте М 1:25000 (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент крупномасштабной карты пластики рельефа дельты. 1 - выпуклые и 2 -вогнутые поверхности

2.3. Анализ структуры рельефа дельты

2.3.1. Визуальный анализ

На правобережье Приаральской дельты Амударьи выделяются дельтовые образования крупных проток: Куаныщджармы, Кегейли, Чуртамбая, Эркиндарьи, Ка-захдарьи, Кунядарьи и мелких потоков, ответвляющихся от современного русла Амударьи (рис. 3).

Рис. 3. Расчленение дельтовой поверхности по карте пластики рельефа на дельты крупных потоков.

Условные обозначения: J — выпуклые и 2 — вогнутые поверхности, 3 - границы дельт потоков, 4 — точки разветвления наиболее крупных потоков, 5 - останцовые возвышенности. Дельты, сформированные потоками: А - Куанышджармой, Б — Кегейли, В — Чуртамбаем, Г-Оркиндаръей, Д - Казахдарьей, Е - Кунядарьей, Ж - потоками, ответвляющимися от русла Амударьи

Основой для обособления этих дельт послужил принцип морфологической целостности, предусматривающий целостность строения, то есть структурную целостность. Структурная целостность отображает единство территории и проявляется в закономерности построения (структуры) земной поверхности. Выделенные дельты потоков всецело отвечают требованиям этого принципа, так как: а) их целостность и пространственная организация обусловлена движением вещества и энергии; б) их границы совпадают с границами потоков (с границами области поступления вещества) ; в) для них характерно, как для любой конструкции, наличие начала и конца.

Идеализация - особый вид абстракции, позволяющий представить объект лучше, чем есть в действительности, наделить его идеальными свойствами. Формально-логическая допустимость той или иной идеализации еще не означает ее реальной необходимости. Она целесообразна тогда, когда исследуемые реальные объекты сложны для имеющихся средств теоретического анализа, а после идеализации можно построить и развить теорию, эффективную для описания свойств и поведения реальных объектов (Субботин, 1964).

Идеализация карты способом графов. Графы - это контуры или цепи, состоящие из точек (вершин), соединенных линиями (ребрами). В нашем случае суть идеализации заключается в проведении прямых линий по гребню лопастей дельт от точки начала формирования до точки разветвления или окончания потока. Эти лшши представляют собой воображаемые потоки, сформировавшие лопасти (рис. 4).

В результате получается образ ветвящейся системы - граф типа дерева, где

Рис. 4. Пример идеализации карты пластики рельефа дельты способом графов. 1 - выпуклые и 2 - вогнутые поверхности, 3 - графы (точки - вершины, линии - ребра)

2.3.2. Идеализация карты пластики рельефа

Рис. 5. Граф-дерево, построенное по карте пластики рельефа ча правобережье дельты Лмударьи. 1—7 — номера порядков потоков

хорошо видны стволы, узлы разветвления и ветки разных порядков (рис. 5). Граф тина дерева - это связный ациклический граф. Деревья находят приложение в различных областях знания в силу, прежде всего, предельной простоты построения (Харари, 1973).

Изображение дельты в виде графов облегчает решение ряда конкретных задач:

- измерение углов разветвления потоков;

- измерение длины потоков и определение степени разветвленности;

- определение иерархической соподчиненности потоков;

- изучение упорядоченности, ориентированности и симметричности потоков и т.п.

Геометризация форм дельтовых поверхностей. Другой прием при идеализации карты пластики рельефа - это геометризация. Сущность такого приема заключается в аппроксимации контуров на карте геометрическими фигурами и классификации их числовыми характеристиками для дальнейшего изучения.

При геометризации необходимо соблюдать следующие принципы:

1) Принцип целостности описываемой территории, согласно которому в описы-

вающую фигуру может войти только целостная структурная единица какого-либо иерархического уровня.

2) Принцип соответствия одной из вершин описывающего многоугольника точке качала структурной единицы или точке расчленения потоков.

Плановые очертания дельт имеют различные формы. Наиболее типичными для них являются формы деформированного ромба и треугольника. Ромбовидная форма (рис. 6) характерна для дельт, которые образуются потоками, двигающимися до полного затухания. В таких дельтах наблюдается наиболее полная дифференциация взвесей и солей. Концевые части таких дельт обогащены самыми подвижными химическими соединениями и сложены тяжелыми суглинками и глинами.

Расположение Отношение длклы дальтьг к ее ширине (~)

наибольшей

ширины а Ot 5 б 0,67 б 1,0 j г 1,5 ' д 2,0 | е 3,0

Ближе к

основанию (1)

Посередине (И)

Ближе к вершине

(Ш)

Рис. 6. Ромбооидные формы Ослпт (II) и их деформации (I, III), а, б - расширенные, в нормальные, г, д, е — растянутые: I — растянутые у вершины, II — нормальные, III — вытянутые у основания; О - точка начала формирования дельты; х - длина, у - ширина

Форма треугольника характерна для дельт, образовавшихся потоками, которые не успев израсходовать всю энергию и отложить весь влекомый материал, перехватываются другим потоком или встретив на своем пути какую-либо преграду затухают. В таких случаях по продольному профилю дельт полной дифференциации твердого и химического стоков не наблюдается.

2.3.3. Анализ взаиморасположения дельт

Информация о взаиморасположении дельт и их частей в пространстве при изучении почвенно-галогеохимячсских условий представляет большой интерес. Взаиморасположение дельт, как показатель пространственной организации территория, проявляется между двумя и более дельтами и разделяется на три принципиально различающихся типа: 1) расходящийся, когда дельты формируются растекаясь в разные стороны; 2) сходящийся, когда дельты формируются стекаясь под различ-

Рис. 7. Принципиально различающиеся типы взаиморасположения дельт и их частей: а -расходящийся, б - сходящийся, в - последовательный.

Условные обозначения: 1 ~ выпуклые и 2 — вогнутые поверхности, 3 — контактные полосы i понижения, 4 — границы дельтовых поверхностей

1ыми углами; 3) последовательный, когда дельты располагаются одна за другой по ушне потока (рис. 7). В первом случае дельты друг на друга практически не жазывают влияния. Во втором случае, наоборот, образуют взаимосоприкасающиеся :труктуры и оказывают существенное влияние друг на друга. Третий случай яв-ыется характерным для дельт, образованных одним потоком. Ниже рассматривав отся наиболее часто встречаемые варианты первых двух типов взаиморасположения (ельт (рис. 8).

Параллельное (I а). Дельты формируются параллельно соприкасаясь лишь боевыми потоками и оказывая друг на друга незначительное влияние; между ними >бразуются незамкнутые контактные полосы и понижения.

Сходящееся (I б). Дельты направлены под разным острым углом друг другу; лежду ними образуются контактные полосы и понижения, часто полузамкнутые и 1амхнутые.

Центроустремленное (I в, II а, III). Дельты имеют общий базис, куда устрем-1ены их потоки; в полосе контакта формируются поверхности со сложной структурой, зависящей от режима и энергии потоков.

Поперечное (I г). Одна дельта простирается поперек другой, перегораживая ей 1уть или перехватывая ее; образуется сложная контактная полоса.

Отсекающе-сходящееся (II б). Одна дельта обхватывается (отсекается) с двух торон дельтами двух более мощных потоков и тем самым перекрывается ей путь; «ежду ними образуются очень сложные контактные полосы и понижения.

Различное взаиморасположение дельт и их частей обусловливает различия в троении дельтовых равнин, сложную структуру лопастей и контактных полос и епрессий. Контактные полосы при орошении становятся аккумуляторами и испа-

Рис. 8. Схема взаиморасположения сходящихся дельт.

1 - дельты и направление потоков, 2 — контактные полосы. I - взаиморасположение двух дельт, II - трех дельт, III - четырех дельт. Пояснения в тексте

рителями солевых растворов и часто превращаются в солончаки и болота. Поэтому информация о взаиморасположении дельт и их структурных частей играет важную роль при организации исследований почв, выборе земель под орошение и при типизации территории.

2.3.4. Анализ уровней организации элементов дельты

Последовательное разветвление потоков приводит к образованию соподчиненых дельт. Поэтому при изучении дельтовых поверхностей целесообразно учитывать не только их общее строение, но и соподчиненость составляющих частей и элементов -иерархию.

Иерархия - один из основных типов организации систем. Членение системы на подсистемы различных иерархических уровней определяется практической невозможностью функционирования одного управляющего центра, осуществляющего прямое управление всеми подсистемами. Все сложные природные объекты могут быть успешно описаны и изучены только после их расчленения на элементарные составляющие ("кирпичики"). В дельтах элементарными составляющими являются образования потоков первого порядка.

Определение иерархии потоков в дельте Амударьи проведена на основе классификации Р.Е.Хортона (1948), совершенствованной В.П.Философовым (1960) и Н.А.Ржаницыным (1960). Она разработана для определения порядка стекающихся потоков и их долин и оказалась приемлемой и для растекающихся потоков дельт (см. рис. 5).

В качестве потоков 1 порядка были приняты потоки, которые не разветвляются и. двигаются до полного пссякгиия. Потоки 7 попялкя разветвляются на два или более потока 1 порядка; потоки 3 порядка разветвляются на два или более потоков 2 порядка и т.д.

Формируемые потоками 1 порядка лопасти в сочетании с межлопастными понижениями образуют дельты 1 порядка, которые являются составной частью дельты более высокого порядка. Особый интерес при изучении иерархии элементов дельтовой поверхности представляют точки разветвления потоков. Такие точки являются началом формирования дельт последующего порядка, как бы точками квантования потоков и формируемых ими дельт.

Квантование потока - это явление образования по длине потока пространственной относительной дискретности. Оно обусловлено способностью системы по мере роста расчленяться на участки, размер которых равен размеру зоны действия управляющего морфогенетического градиента. Благодаря этому система сохраняет регулярность строения и формообразования. Для преобразования непрерывного процесса в дискретный необходим квантователь, способный подразделять непрерывный процесс на отдельные порции. В дельтах квантователем потока, по-видимому, является критическое значение соотношения потенциальной и кинетической энергии в точке разветвления. В результате заполнения русла потока отлагаемыми наносами и его выравнивания, поток теряет кинетическую энергию и начинает затухать. В это же время растет потенциальная энергия потока за счет разницы высот между уровнями потока и базиса эрозии. По мере продолжения поступления воды по руслу количество потенциальной энергии все более увеличивается. И наконец поток прорывается и начинает формировать новую дельту, то есть происходит квантование потока. В точке разветвления поток получает новый импульс кинетической энергии (меры движения). По таким точкам фиксируется пространственная ритмичность в движении потока и в структуре образуемых им дельт.

Потоки различных иерархических уровней (см. рис. 5) различаются между собой, прежде всего, своей пространственно-времепной устойчивостью. Так, потоки 1 порядка являются наименее устойчивыми, то есть они функционируют не меняя своего положения на местности в течение непродолжительного времени. Потоки высоких порядков, наоборот, сохраняют свое положение в пространстве в течение длительного времени. Поэтому образованные потоками различных иерархических уровней дельтовые поверхности различаются морфологической выраженностью, со-

ставом и строением литологаческих отложений, что в свою очередь сказывается на их почвенно-галогеохимических условиях.

Из этого следует еще один вывод о том, что подобными и имеющими близкие свойства дельтами можно считать дельты лишь одного и того же порядка. Это необходимо иметь в виду при сравнении данных о мелиоративном состоянии разных участков, при проведении аналогий.

2.3.5. Картометрические характеристики дельт

Площади дельт, длины русл потоков и густота русловой сети приведены в табл. 1.

Таблица 1

Распределение длины дельт по значениям их продольного уклона

Дельты Амударьи К.уаньппдарьи Кегенли Эркиндарьи

Уклоны км /о км V /о км /о км %

>0,0001 186,0 71,5 24,5 23,0 49 46,7 15,0 31,2

0,0001-0,0002 31,5 12,5 65,5 61,5 15,0 14,3 27,0 56,3

0,0002-0,0003 34,5 13,3 16,5 15,5 28,1 26,6 6,0 12,5

<0,0003 8,0 3,1 - - 13 12,4 -

Итого: 260 100 106,5 100 105,1 100 48 100

Важным показателем является густота русловой сети, которая определяется как частное от деления суммарной длины русл дельты на ее площадь. Среднее значение густоты русловой сети для правобережья дельты Амударьи 0,69 км/км2, а по отдельным дельтам колеблется от 0,49 до 1,05. Этот показатель показывает на степень "проработанности" дельтовой поверхности потоками и дифференцированное™ состава слагающих отложений и протекающих в дельте различных процессов. Поэтому значение густоты русловой сети и ее картографическое отображение имеют большое значение при размещении оросительной и дренажной сети и определении размеров и форм полей.

Существенным параметром является также отношение суммарной длины потоков 3-5 порядков к длине потоков 1 и 2 порядков. Известно, что поверхности, сформированные потоками 1 и 2 порядков по сравнению с поверхностями потоков 3, 4, 5 порядков менее дренированы и сложены слоистым материалом более тяжелого состава. Поэтому при орошении мелиоративные условия первых будут менее устойчивыми и благоприятными, чем вторых. Исходя из этого, отношение суммарной длины более крупных штоков к длине мелких потоков может служить показателем благоприятности мелиоративных условий дельтовой поверхности. Чем больше значение этого показателя, тем более благоприятнее почвенно-мелио-ративные условия дельты (прежде всего по дренированпости и солевому режиму).

2.3.6. Углы разветвления потоков

Величина углов разветвления и изменение ее по длине потока несет в себе информацию об энергетическом состоянии потока. Исследование углов разветвления потоков показали:

1) Мощный поток стремительно продвигается к базису, разветвляясь под небольшим углом; сформированная им дельта имеет вытянутую форму. Менее мощный поток в аналогичных условиях разветвляется под более значительным углом и при этом имеет расширенную форму.

2) По длине потока на последовательно расположенных точках разветвления величина углов возрастает. Например, поток Кегейли в первой точке разветвляется под углом около 22°, во второй - 33°, а в третьей - 45~49°.

3) Значения углов разветвления потоков одного и того же порядка в пределах одной дельты равны или близки, что придает структуре дельш упорядоченность, типическую повторяемость.

Отсюда следует, что значения углов разветвления потоков и их изменения являются косвенным показателем изменения состава отлагаемого материала и по-чвенно-солевых условий в дельте.

2.3.7. Ориентированность потоков

Под ориентированностью потоков следует понимать степень согласованности направления всех потоков в дельте с направлением главного русла. Чем больше отклоняется поток от основного направления, тем менее он ориентированный, тем сложнее структура поверхности дельты и мелиоративные условия. И наоборот.

Количественные показатели этого параметра в настоящее время еще не разра-ботапы. Возможно, что количествешмя оценка и введение коэффициента ориентированности потоков окажется одним из приемов картометрического анализа земной поверхности, дающих интегральную характеристику почвенно-мелиоративных условий. Для определения согласованности направления потоков можно использовать розы-диаграммьт.

2.4. Морфометрические исследования 2.4.1. Продольные уклоны дельт

Во всех исследованных дельтах протоков Амударьи средние продольные уклоны имеют близкие значения (0,00011-0,00016). Исключение составляет лишь дельта потока Бепгьяба, средний уклон которой составляет 0,00025. По этому показателю дельта Амударьи относится к плоским поверхностям (до 0,0002, по Шульгину, 1980).

Значения продольных уклонов по отрезкам существенно различаются и колеблется в пределах: по руслу Амударьи 0,00002-0,00048; по руслу Куанышджармы -0,000-0,0003; по русту Кегейли - 0,00002-0,0005; по руслу Эркипдарьи - 0,000040,00027.

о о о го сч то со со

о о о о о"

I 1 i I 1 I

О О О О CN

- (Ч О О О тГ

М N О «5 N

СЧ l> SO OÍ сл чп г-о i—

СО О О ОО

rí ОС* О

Ч f о оо м оо

£ сГ -Г -Г тг*

Д ^ w <N f4 N

ОО i™ ^ - м о

О ü !< so О

ГО чО О СО го

•о rí -- ^ о

О Р5 Т СЧ

D. ц í К

« « со « ъг <

(N tn тг 1С Ю Ь

г I

Отрезки дельт по значениям продольных уклонов объединены в четыре группы (табл. 2). По значениям уклонов отрезков были построены продольные профили русла Амударьи и дельт Куанышджармы и Эркиндарьи. Линии профилей дельт могут иметь различные формы: 1) прямую, 2) выпуклую, 3) вогнутую, и 4) сложную. В зависимости от формы профилей поверхности дельты по разному будут изменяться состав напосов, гидрогеологические, почвенно-солевые и другие условия. В первом случае изменения будут постепенными и равномерными по длине дельты; во втором случае изменения свойств в верхней части дельты будут незначительными, а в нижней части, начиная с места смены кривизны линии профиля, существенными; в третьем случае, наоборот, изменения будут значительными уже в начале дельты, где линия профиля переходит в вогнутую форму; в четвертом случае изменения будут сложными и неодинаковыми в различных частях дельты.

2.4.2. Поперечные уклоны

Поперечные уклоны элементов дельт были построены по материалам нивелирных ходов, проложенных на ключевых участках, и по абсолютным отметкам рельефа на топографических картах М 1:25000.

Выпуклые формы рельефа на 1-3 м приподняты над межрусловыми понижениями. Значения поперечных уклонов элементов дельты зависят от местоположения поперечника ио длине потока. В начальной и средней частях дельты, где выпуклые формы хорошо выражены на местпости, величина поперечных уклонов достигает 0,0025. Такие морфометрические особенности этих территорий обеспечивают им ко-

мандное положение и более высокую местную дренированность по сравнению с общей дренированностыо в дельте.

В периферийной части дельты поперечные уклоны незначительные ввиду вы-полаживания элементов дельты, что обусловливает слабую дренированность этих территорий.

3. СОСТАВ И СВОЙСТВА ЛИТО ЛОГИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ДЕЛЬТЫ АМУДАРЬИ

ЗЛ. Общая характеристика отложений дельты

Мощность аллювиальных отложений в дельте Амударьи колеблется от 10 до 70 м. Их характерная особенность, отмечаемая всеми исс«едО»¿Тсляыц оолылая пестрота состава по вертикальному разрезу и простиранию, преобладание в составе лессовидной пыли (Герасимов и др., 1935; Ковда, 1946-1947; Шелаев, 1952; Егоров, 1955; Гуссак, 1956; Попов и др., 1956; Скворцов, 1959; Акулов, 1960; Клю-канова, 1969 и др.).

Рис. 9. Соотношение илистой, пылеватой и песчаной фракций в отложениях дельты Амударьи.

Условные обозначения: 1 - песок, 2 - пыль, 3,4- гра-ши,ы ареалов

30 Ил, %

По результатам анализов механического состава отложений дельты Амударьи ! 150 образцах количество ила колеблется в пределах 0,5-33%, песка - 1-97%, шли - 2-93%. Несмотря па такие большие пределы колебаний количества песка I пыли, в их содержании обнаружены определенные закономерности (рис. 9). Гак, при количестве ила менее 2,5% в составе наносов наблюдается четкая юляризация значений количества песка (82-97%) и пыли (5-15%); при увеличении соличества ила до 3-5% происходит уменьшепие количества песка и увеличение шли при расширении пределов их колебания (20-65% и 30-75% соответственно); фи количестве ила 5-10% происходит дальнейшее уменьшение количества песка I увеличение пыли (2-30 и 55-92%). На рисунке хорошо обособляются ареалы шачений содержания пыли и песка, которые соответствуют различным типам сложений.

3.2. Дифференциация литологических отложений дельты в связи со структурой поверхности

Выделенные на карте пластики рельефа выпуклые и вогнутые поверхности соответствуют определенным типам морфологических образований.

Выпуклые поверхности включают:

1) Крупные русла - потоки 7-5 порядков (см. рис. 5) - в плане представлены полосами (лентами), часто разветвляющимися и пересекающимися между собой; ширина их колеблется от 500-800 м до 2-3 км, длина достигает десятков км.

Отложения таких русл представлены тонко- и мелкозернистыми песками (3565%) при значительном количестве пыли (30-60%) и небольшом - ила (7-8%). Мощность отложений крупных русл достигает 30 м и более, что свидетельствует о постоянстве их местоположения в течение длительного времени.

2) Второстепенные русла - потоки 4 и 3 порядков - наиболее распространенный тип образований в дельте; они неоднократно разветвляются, разделяют поверхность на обособленные ячеи и оканчиваются в разливах и озерах, создавая внутренние дельты. Протяженность их колеблется от 20 до 60 км, превышение составляют до 2 м, мощность отложений 10-15 м. Отложения таких русл не столь однородны, как крупных. В них наблюдается частое чередование слоев различного состава.

3) Прирусловые валы - хорошо выраженные образования в дельте Амударьи. У крупных русл валы достигают высоты 2-4 м при ширине 300-500 м по обе стороны русла; у второстепенных русл валы имеют высоту 1,5-2 м, ширину 70100 м. Для прирусловых валов характерно: слоистое строение толщи с преобладанием в основании вала песчано-супесчаного материала, а вверху — супесчано-суг-линистого; уменьшение мощности слоев от нижних горизонтов к верхним и от центра вала к его периферии.

4) Дельта прорывов - потоки 2 и 1 порядков - широко распространены в дельтах. Это слегка выпуклые поверхности с системой расходящихся в виде "веера" мелких русл. В верхней и центральной частях "веера" преобладают супесчаные отложения с песками, а на периферии - глинисто-суглинистые; в вертикальном разрезе "веер" имеет слоистое строение.

5) Внутренние дельты - образуются потоками 2 и 1 порядков, впадающими во внутридельтовые водоемы. Распределение отложений в них такое же, какое в дельтах прорывов.

Вогнутые поверхности включают:

1) Плоские межрусловые понижения - широко распространены по всей дельте. Сложены слоистыми глинисто-суглинистыми отложениями с супесчаными прослоями. Размеры их самые разные и зависят от характера расположения русл. Как правило, борта понижений пологие, а дно, практически, плоское.

2) Замкнутые озерные понижения - наиболее глубокие места межрусловых понижений, куда в течение длительного времени поступают воды разливов. Глубина их 2-4 м; в составе отложении преобладают глины и суглинки.

3) Периферийные части дельт прорывов и внутренних дельт ~ сложенные преимущественно слоистым суглинистым и глинистым материалом с прослоями супеси.

В формировании рельефа дельт и распределении наносов важную роль играют культурные отложения - результат деятельности человека:

- отложения ирригационной сети - каналов и арыков, песчано-суглинистого состава, принимают большое участие в формировании геоморфологического облика дельты; сброспо-озерпые отложения, преимущественно суглинисто-глинистые, откладываются в концевой части ирригационной системы и заполняют местные пологие понижения;

- отложения орошаемых полей - образуют довольно неравномерный по мощности и составу слой: вблизи оросителей они представлены фракциями более легкого состава и их толща может превышать 3 м, а по периферии они более тяжелого состава и их мощность уменьшается до 0,5 м. Отложения полей, покрывая сплошь аллювиальные отложения дельты формируют своеобразный культурный рельеф (Ланге, 1964). В то же время, использование под ирригационную сеть естественных форм рельефа (палеорусл) позволяет сохранить основные формы исходного рельефа дельты.

ПсС1ротй литологнчсстагх стлолсеппй 2 дельте многих псследсятгпрй привела к убеждению в том, что выявление закономерностей распределения наносов и их достоверное картографировашю практически невозможно. Это действительно так. Не имея детальной картины, отображающей последовательность формирования дельтовой поверхности, реальную структуру и иерархию ее элементов, обнаружить закономерности дифференциации состава отложений не представляется возможным.

Изучение состава отложений со структурой рельефа поверхности дельты Аму-дарьи автором проводилось по следующей программе:

а) Наложение геоморфолого-литологических профилей и разрезов на карту пластики рельефа и анализ форм поверхности и состава отложений.

б) Детальное полевое обследование ключевых участков с использованием метода пластики рельефа, закладкой нивелирных ходов и скважин на различных формах рельефа и построение литологических профилей.

в) Статистическая обработка данных.

г) Составление карты механического состава ключевых участков и па дельту Амударьи.

В результате выявлено:

- полное соответствие форм поверхности на профилях и на карте пластики рельефа; наиболее крупные и хорошо выраженные формы образовались в верхней и средней частях дельт, менее выраженные и мелкие формы образовались ближе к периферийной части дельт;

- приуроченность определенного состава отложений к конкретным формам поверхности: хорошо выраженные крупные выпуклые формы практически на всю толщу сложены супесчано-песчаными отложениями; менее крупные выпуклые формы также сложены песчано-супесчаными отложениями, однако не столь однородными и меньшей мощности; вогнутые формы сложены преимущественно суглинистыми и глинистыми отложениями, часто слоистыми;

- литологические колонки, построенные по результатам исследований на ключевых участках, показывают, с одной стороны, на неоднородность вертикального разреза отложений, с другой - на устойчивую связь между составом отложений и формами поверхности (табл. 3): выпуклые поверхности в вертикальном разрезе своем на 67% сложены песками, супесями и легкими суглинками и лишь на 33% -отложениями более тяжелого состава; вогнутые поверхности, наоборот, на 77% -глинами, тяжелыми и средними суглинками, и лишь на 23% - легкими отдожени-

Рис. 10. Карта механического состава толщи О-ЗОсм ключевого участка.

Обозначения: ! - песок, 2 -супесь, 3 - суглинок легкий, 4 - суглинок средний, 5 - суглинок тяжелый, 6 - глина, 7 - каналы, 8 - номера скважин и значения содержания физической глины (%)

ями. Составленные карты механического состава ключевых участков и всей дельты достаточно полно отображают выявленные закономерности распределения отложений различного состава в связи со структурой поверхности дельты, сохраняя при этом всю сложность картины (рис. 10).

Проведенные исследования по выявлению закономерностей распределения дельтовых отложений подтвердили принцип единства процессов осадконакопления и формирования рельефа. Сущность его сводится к тому, что различные гидродинамические условия дифференцируют отложения в пространстве и способствуют образованию определенных форм рельефа.

Таблица 3

Суммы мощности толщ

Формы Число Мощность (%) толщ разного состава

поверхности скважин, шт. пески супеси суглинки глины

легкие средние тяжелые

Выпуклые 19 18,3 32,7 16,1 9,2 11,0 12,7

Вогнутые 13 9,7 11,9 1,3 16,0 21,8 39,3

4. РЕЖИМЫ И ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД В ДЕЛЬТЕ

4.1. Особенности формирования режимов грунтовых вод

Основным отличием дельт от других территорий по условиям формирования режимов грунтовых вод является то, что здесь главная река занимает командное положение, подпитывая грунтовые воды и формируя их потоки, направленные от реки и ее протоков к периферии дельты и к локальным внутридельтовым понижениям. В крупных дельтах ввиду весьма малых уклонов и пестроты литологи^е-ского строения грунтовые воды образуют обширный гидрогеологический район со сложной структурой и лишены обшего стока. Для дельты Амударьи представляет большую актуальность исследование грунтовых вод формирующихся в следующих условиях:

1) Ненарушенный режим грунтовых вод - формирование протекает в нормальных естественных условиях.

2) Нарушенный интенсивной аридизацией режим - формируется при резком нарушении гидрологического режима реки и гидрогеологических условий дельты.

3) Нарушенный орошением режим - формируется в орошаемых массивах и прилегающих территориях.

Ненарушенный режим грунтовых вод

В период нормального функционирования реки и формирования дельты для грунтовых вод характерен положительно декомпенсированный (Ковда, 1946-1947) гидролого-стоково-исларительный режим (Рахимбаев, Есинбеков, 1977). В ото время пространственная неоднородность режимов грунтовых вод обусловлена особенностями строения дельтовой поверхности и водоносной толщи.

Под выпуклыми поверхностями режим грунтовых вод имеет непосредственную связь с режимом стока в реке; здесь формируются относительно проточные грунтовые воды. Под вогпутыми поверхностями формируются слабопроточные и часто застойные грунтовые воды, режим которых в большей степени зависит от режима озер в междельтовых понижениях и от притока грунтовых вод с прилегающих повышений.

По мере естественного старения и обсыхания дельты связь между рекой и дельтовой поверхностью ослабевает, количество паводков и площади разливов сокращаются. В результате режим грунтовых водстановится сначала компенсированным, а при дальнейшем иссушении дельты - отрицательно декомпенсированным уменьшением питания. Наступает период, когда в формировании режима грунтовых вод гидрогеологические и климатические условия начинают доминировать над гидрологическими.

Следующий этап формирования режима грунтовых вод наступает после полной потери связи между рекой и дельтой, когда режимы грунтовых вод формируются под воздействием гидрогеологических и климатических условий (например, в Ак-чадарьинской дельте).

Нарушенный аридизацией режим грунтовых вод

В результате воздействия ряда факторов в современной и живой дельте Амударьи произошло резкое опустынивание, что привело к нарушению режима грунтовых вод.

Зарегулированность стока Амударьи, резкое сокращение ее расходов в дельтовой части явились причиной полного прекращения паводков и разливов и перехода режима грунтовых вод к отрицательно декомпенсированному уменьшением питания типу. Падение уровня Аральского моря привело к понижению базиса реки, переуглублению русл, массовому спуску вод разливов и озер. Русла реки и протоков стали выполнять роль дреп. Поэтому в гидрологически связанных с руслами полосах режим грунтовых вод стал отрицательно декомпенсированным увеличением оттока. На таких территориях стал доминировать гидрогеолого-стоковый тип режима грунтовых вод, характеризующийся преобладанием в их балансе подземного стока над притоком. В вогнутых поверхностях живой дельты и осушенного дна моря, где грунтовые воды залегают неглубоко, формируется гидрогеолого-стоковый тип режима, при котором существенную роль играет расход на поверхностное испарение.

Основной приходной статьей баланса грунтовых вод в опустынивающихся дельтах является подземный приток с вышележащих территорий. Определенную роль в питании грунтовых вод русловых отложений в пределах этих территорий продолжает играть фильтрация и инфильтрация речных вод во время санитарных попусков. Атмосферные осадки практически не оказывают влияния на формирование режима грунтовых вод.

Основными расходными статьями в балансе грунтовых вод в опустынивающихся дельтах являются естественный отток в сторону опускающегося моря, а также суммарное испарение.

Нарушенный орошением режим грунтовых вод формируется в орошаемых массивах и прилегающих к ним территориях. Основными статьями приходной части баланса их является инфильтрационные потери из каналов и фильтрация оросительных вод с полей. В расходной части баланса главная роль принадлежит дренажному стоку и суммарному испарению.

В дельте режим грунтовых вод в орошаемых территориях относятся к неустановившемуся положительно декомпенсированному увеличением питания типу. Одной из причин формирования такого режима является высокие нормы водоподачи -20-40 тыс. м3/га (брутто), при расчетных нормах от 3,5 до 10-15 тыс. м3/га для различных культур. Другой причиной формирования неустановившегося режима грунтовых вод и подъема их уровня является недостаточная густота коллекторно-дренажной сети и ее неудовлетворительная работа.

млн м'

УГВ, м

Рис. 1 ¡.Динамика водного баланса и залегания, уровня грунтовых в Кызкеткенской оросительной системе (по данным Амударь-инского управления оросительных систем).

3,31 33003,2- 3000 3,1 2700' 3,0 2400 2,9 2100 2,8- 1800 2,7 1500 2,6 1200 2,5 900 2,4' 600

Обозначения: I — расход на суммарное испарение, 2 — расход на дренажный сток, 3 - разница между приходом и расходом, 4 -изменения глубины залегания уровня грунтовых вод

Время, лет изменения

Зависимость динамики уровня грунтовых вод в течение более чем 10 лет от составляющих водного баланса орошаемого массива хорошо иллюстрирует рис. 11.

Установившийся режим грунтовых вод формируется на древнеорошаемых массивах с глубиной залегания 1,5-3 м. IIa таких массивах удовлетворительная работа дренажной сети и суммарное испарение стабилизирует глубипу залегания уровня грунтовых вод в пределах отмеченных отметок с заметными внутригодовыми ко-лебатмми, вызванными режимом водоподачи на орошение и промывки.

4.2. Глубины залегания уровня грунтовых вод

Пространственная дифференциация глубины залегания уровня грунтовых вод и их минерализации и химического состава отображена на картах "Глубины чячргяния уровня грунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта). М 1:500000" и "Минерализации я химического состава грунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта).

В опустынивающейся части дельты опускание уровня грунтовых вод в различных участках происходит по разному. Наиболее интенсивное обсыхание дельтовой поверхности и быстрое опускание уровня грунтовых вод отмечено в живой дельте. Здесь в выпуклых формах рельефа грунтовые воды опустились до глубины 7-10 м, а в вогнутых - до 1-3 м (рис. 12). В понижениях грунтовые, как правило, не связаны с водами русловых отложений, имеют застойный режим и имеют локальное распространение.

В современной дельте опустынивание ускорило процессы обсыхания дельты, начавшиеся в естественных условиях. Глубина залегания уровня грунтовых вод в выпуклых поверхностях 15 м и более, а в понижениях линзы остаточных вод залегают значительно выше (1-5 м).

В орошаемой зоне по особенностям питания и уровня залегания грунтовых вод выделены следующие территории:

1) Приканальные полосы, где инфильтрационные воды формируют близкосто-ящие грунтовые воды, питающиеся инфильтрационными водами. Такие полосы в поперечном разрезе имеют форму бугра, по вершине которого проходит канал или более мелкий ороситель. Чем крупнее канал, тем более широкая полоса с близким залеганием грунтовых вод формируется вдоль него. В период максимальной водоподачи бугор грунтовых вод "распухает", вода выклинивается на поверхность; в период прекращения водоподачи бугор значительно уменьшается.

Учитывая большую протяженность оросительной сети в дельте, следует отметить значительную роль приканальных полос в формировании режима и определении уровня залегания грунтовых вод.

2) Орошаемые массивы, где грунтовые воды имеют обильное питание фильтрационными водами. Здесь пространственная дифференциация глубины залегания уровня грунтовых вод обусловливается структурой дельтовой поверхности и дре-нированностью территории.

Выпуклые поверхности, ввиду своей относительной приподнятости и легкости состава слагаемых наносов, обладают более высокой местной дренированностью, чем вогнутые поверхности. Это различие отражается в режиме и глубине залегания уровня вод: в повышениях формируются местные потоки, направленные в меж-

Рис. 12. Карта глубины залегания уровня грунтовых вод ключевого участка.

Обозначения: 1 - 0-1 м, 2 - 1-2, 3 - 2-3, 4 - 3-4, 5 - 5-7, 6 - 7-10 м

русловые понижения и вглубь прируслового вала, сложенного мощной толщей песков и супесей и являющегося естественным коллектором грунтовых вод; понижения, наоборот, становится приемниками и испарителями выклинивающихся или близко стоящих к поверхности грунтовых вод.

В условиях орошения с высокими нормами при весьм слабой естественной дре-нированности в дельте грунтовые воды повсеместно залегают выше критического уровня. Лишь эффективно работающий искусственный дренаж способствует установлению относительно компенсированного режима грунтовых вод, при котором одним из основных статей их расхода становится дренажный сток.

3) Инфильтрационные и сбросные озера и прилегающие к ним территории имеют положительно декомпенсированный увеличением питания режим грунтовых вод. Эти территории, с одной стороны являются испарителями поступающих в них грунтовых и поверхностных вод, с другой - они создают подпор потокам грунтовых вод, поддерживая в прилегающих полосах высокий уровень стояния грунтовых вод (0,2-0,5 м) и способствуя формированию солончаков.

4) Внутриоазисные и прилегающие к оазисам неорошаемые земли характеризуются также положительно декомпенсироваиным увеличением питания режимом

грунтовых вод. Практически, единственный источник питания грунтовых вод на этих землях - это подземный приток инфильтрационных вод со стороны орошаемых массивов и каналов; главная статья расхода - суммарное испарение с участием подземного оттока. Глубина залегания уровня грунтовых вод колеблется в относительно больших пределах (0-4 м) и зависит от форм рельефа. Эти земли выполняют роль "сухого дренажа", в какой-то мере регулируя уровень грунтовых вод в орошаемых массивах.

5. ФОРМИРОВАНИЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ В ДЕЛЬТЕ 5.1. Особенности почвообразования в дельте

Почвообразование в дельтах аридных областей является предметом внимания миогих исследователей (Ковда, 1946; Фелициант, 1953; Кимберг, 19^3; Егоров, 1956, 1958; Боровский и др., 1958, 1959; Добровольский и др., 1967, 1975; Киевская, 1983; Хакимов, 1984, 1986, 1989; Жоллыбеков, 1987; Попов и др., 1989, 1991).

Главной особенностью формирования почв и почвенного покрова в дельтах является его стадийность, обусловленная эволюцией самой дельтовой поверхности. Характерны следующие качественно различающиеся стадии почвообразования: 1) болотная, 2) луговая, 3) зональная (или переходная к зональной). Продолжительность протекания отмеченпых стадий почвообразования в дельте в целом зависит от устойчивости связи между дельтой и рекой, режима стока в реке, возраста дельты и др., а в различных частях дельты почвообразование протекает в соответствии с конкретными условиями, в том числе с формами поверхности и-иерар-хическим уровнем потоков.

Другой важной особенностью формирования почв в дельтах является чередо-

2 3 4 3 3 ?3 Й-

2 80 О

„100 2

|120 £•140 160 180 200 220

О < 2 з Л Плотный остаток, % •—5——».СаСОз, Са304, '

(и.

П=П1 Ез

ГГ]4 Ш5

Шб

Рис. 13. Распределение гумуса, карбонатов, плотного остатка и гипса в профиле луговой почвы в дельте Амударьи.

Обозначения: а - почвы понижений; б — почвы повышений, I — гумус, 2 — карбонаты, 3 -плотный остаток, 4 - гипс, 5 — песок, 6 — супесь, 7 - суглинок легкий, 8 - суглинок средний, 9 - глина

вание почвообразования и наносонакопления: почвообразование неоднократно прерывается в результате погребения формирующейся молодой почвы мощным слоем свежего аллювия. После каждого такого погребения развитие почв начинается с "нуля" - с нового наноса. В толще дельтовых отложений встречаются несколько почв начальных стадий образования (рис. 13). В этой связи уместно вспомнить высказывание Н.А.Димо, который, ввиду слабой выраженности процессов гумусо-накопления и иллювирования солей, почвы низовьев Амударьи назвал "почвогрун-тами" (1914).

Принципиальная схема формирования почв в дельте Амударьи и возможные пути их трансформации при опустынивании дельтовой поверхности приведена в табл. 4. Эволюционный ряд почв, приведенный в схеме, положен в основу содержания карты "Почвы и наносы" и легенды к ней.

Таблица 4

Формирование почвенного покрова в низовьях Амударьи (принципиальная схема)

Примечание: Эволюция почв при сохранении исходных условий.

" Трансформация наносов и почв и резкой арвдизацял.

Речггые наносы, оставаясь в гидроморфных условиях, переходят через наносные гидроморфные почвы в нормальные биоаккумулятивные (верхний горизонтальный ряд в табл. 4). Оказавшись вне гидроморфных условий, они, минуя стадию почвообразования, переходят в остаточно гидрогенные, а затем в субаэральные наносы (левая вертикальная колонка в табл. 4). В реальных условиям многие почвы занимают промежуточное положение.

5.2. Трансформация почв в условиях интенсивного опустынивания

В 60-е годы в живой дельте Амударьи основной фон почвенного покрова был представлен почвами гидроморфного ряда. Начиная с 70-х годов в дельте резко уменьшилось количество паводков, а к концу 70-х - их полностью не стало. С прекращением паводков начались рзд&ос сокращение площадей трсстцлксвмм зарослей и болотных почв.

Болотная стадия почвообразования в дельтах аридной зоны даже в ненарушенных условиях бывает кратковременной. Интенсивное опустыпивапие дельты способствовало к резкому падению уровня грунтовых вод , повышению их минерализации и засолению почв, что привело к очень быстрой смене условий почвообразований и болотные почвы перешли в лугово-солончаковые.

Луговые почвы в живой дельте занимали обширные площади. Здесь почвы аллювиально-лугового, аллювиально-лугового тугайного и лугового ряда в почвенном покрове составляли основной фон. После прекращения паводков эти почвы постепенно стали переходить в лугово-пустынные (на выпуклых поверхностях) и лугово-такыровидные (в пологих понижениях).

Переходная стадия луговых почв часто сочетается с солончаковой, так как после прекращения паводков и разливов в почвах начинают преобладать испарительный режим вместо промывного. Испарительный режим в повышениях начинается раньше, чем в понижениях; а в понижениях он длится дольше, во-первых, ввиду более медленного опускания уровня грунтовых вод, во-вторых, там уровень грунтовых вод держится па критической глубине за счет подпитывания местным поверхностным стоком.

После опускания уровня грунтовых вод ниже критической глубины, почвы переходят в автоморфный режим и формируются в соответствии с зональным климатом. Проявление устойчивых пустынных признаков в ландшафтах дельты наблюдается на 14-16 год после прекращения паводков. Начало ухудшения свойств почв и резкое снижение продуктивности растительного покрова отмечается для большей части гидроморфных почв на 3-4 год после прекращения их обводнения (Киевская, 1983; Жоллыбеков, 1983).

На рис. 14 приведены фрагменты трех почвенных карт, составленных на одну и ту же территорию живой дельты. Эти карты отражают изменения почвенного покрова за 20 лет. На фрагменте (а) отображен почвенный покров 60-х годов. Характерная особенность - относительная однородность почвенного покрова: большая часть территории занята луговыми пойменно-аллюриальными слабозасоленны-ми почвами. К более приподнятым участкам приурочены лугово-такырные средне-засоленные почвы. По побережьям моря развиты приморские солончаки.

На фрагменте (б) видны изменения почвенного покрова, вызванные пониже-

^ 7 Ш8 Wffi 9 ШШ 10 2Z1 u US 12

Рис. 14. Фрагменты почвенных карт живой дельты на различные годы: а - 1960-1965 гг., б - 1970-1975, в - 1980-1985.

Обозначения: 1 - русла реки и протоков, 2 - гидрогенные прибрежные морские и аллювиальные наносы, 3 — луговые аллювиальные почвы, 4 — солончаки приморские, 5 — солончаки типичные, 6 - луговые почвы с солончаками типичными, 7 - такырно-луговые почвы с солончаками типичными и остаточными, 8 — лугово-такырные почвы, 9 - пустынно-луговые и лугово-пустынные, 10 - пустынные остаточно луговые с лугово-пустынными, 11 — лугово-тугайные с лугово-пусынными и такыровидными, 12 — солончаки остаточные

нием базиса эрозии и уменьшением обводненности дельты. Заметна дифференциация почв по элементам рельефа и увеличение гетерогенности почвенного покрова. Увеличились площади лугово-такырных почв, па наиболее повышенных элементах рельефа формируются пустынные тахыровидные почвы с признаками остаточной луговости в профиле. Практически все почвы средне- и сильнозасоленные. Полоса приморских солончаков сохраняется.

Третий фрагмент (в) отображает состояние почвенного покрова за последние годы. Наблюдаются дальнейшее увеличение площадей автоморфных и полугидро-морфных почв за счет гадроморфных, рост площади солончаков и сильнозасолен-иых почв, переход приморских солончаков в типичные, более резкие различия почв повышений и понижений.

В центральной части современной дельты Амударьи результатом опустынивания явилось значительное ускорение трансформации почв, начавшейся при естественном развитии дельты. Практически на всей территории современной дельты (кроме ирригациошго-обводненной части) почвы формируются в соответствии с зональным

климатом, сохраняя остаточные признаки, ранее приобретенные в различные стадии почвообразования. Так например, в этих почвах часто дерново-гумусовый горизонт, как результат луговой стадии почвообразования, сохранился. Однако в нем уже четко проявились результаты солончаковой стадии - содержание солей в этом горизонте часто превышает 1,5%. При существующих пустынных условиях конечной стадией формирования почвенного покрова явится образование комплексов остаточных солончаков с пустынными песчаными и пустынными такыровидными почвами.

В верхней части современной дельты формирование таких комплексов на целинных участках уже завершается. Почвы находятся в относительно стабильной стадии. Равновесное состояние их может нарушаться под воздействием прилегающих орошаемых территорий, имеющих особый гидрологический -режим и особые условия почвообразования.

5.3. Почвообразование на обнажившемся дне моря

На больших площадях обнажившиеся донные осадки Аральского моря вовлекаются в современное почвообразование. Трансформация донных осадков протекает в определенной последовательности: í-й этап - гидрогешше насосы и маршевые солончаки (при залегании грунтовых вод выше 2 м);

2-й этап - примитивные почвы солончакового ряда (при уровне грунтовых вод до 5 м); 3-й этап - почвы пустынного ряда (длительно осушенные, при грунтовых водах глубже 5 м).

Направленное изменение условий почвообразования в сочетании с минерализованными грунтовыми водами и активными процессами соленакопления пе способствует формированию нормального почвенного профиля. Донные осадки, практически минуя стадию лугового почвообразования, превращаются из гидрогенных осадков в субаэральные, проходя стадию гидроморфно-солончаковую. В их профиле появляются признаки лишь примитивных почв и солончаков.

Карта пластики рельефа дна Аральского моря позволила получить представления об основных формах рельефа постаквальных территорий побережья и об их происхождении. Южная часть дна моря занята дельтовыми образованиями Аму-дарьи, а восточная - отложениями Сырдарьи, являющимися продолжением их наземных дельт (Хакимов, Брынских, 1987). Сопряженный анализ имеющихся фактических материалов по составу донных отложений (Рубанов, 1987) и элементов рельефа па карте пластики рельефа показал, что повышенные формы дна сложены сравнительно легкими по составу и менее засоленными отложенияи, чем пониженные, то есть довольно четкую дифференциацию состава наносов по формам рельефа. Это положение явилось основой при выявлении некоторых закономерностей формирования почв и ландшафтов в полосах дна моря, образующихся вслед за отступающим морем.

На первом этапе обсыхая ля дна моря более сильное соле накопление протекает в повышениях (фитильный эффект). Почвы практически отсутствуют. На втором этапе происходит перераспределение солей по элементам рельефа: повышения постепенно рассоляются, а понижения аккумулируют соли. Почвенный покров представлен сочетаниями примитивных почв лугово-солончакового ряда с незаселенными почвами. На третьем этапе формируются зональные пустынные почвы: на по-

родах тяжелого механического состава - такыровидные с остаточными солончаками, на породах легкого состава - пустынные песчаные почвы.

5.4. Почвообразование в условиях орошения

Последствия орошения на всех этапах формирования оазисных почв невозможно оценить однозначно. Они могут быть: а) положительными и отрицательными, б) предотвратимыми и неизбежными, в) направленными и колебательными, г) внут-рилочвенными и привносимыми и др.

Периодический промывной режим при орошении предотвращает вторичное засоление. В то же время при каждом поливе наряду с токсичными слоями за пределы корнеобитаемого слоя выносятся питательные элементы. Другой пример: с одной сторопы, орошение повышает биологическую активность почвы, мощность биологически активных горизонтов и объем биологического круговорота; с другой, высокогумусироваштя почва теряет значительную часть своего гумуса, изменяется состав состав гумуса: уменьшается содержание легкогидролизуемых соединений, происходит потеря некоторой части почвенных протеинов и относительный рост содержания лигниноподобных веществ.

Количество и состав гумуса в древнеорошаемой почве стабилизируется в соответствии с условиями внешней среды: температурным и водным режимами, возделываемыми культурами, механическим составом почвы и т.п. Иначе говоря, гу-мусное состояние древнеорошаемой почвы определяется как относительно равновесное между основными факторами и процессами, управляемыми накоплением, разложением, гумификацией и минерализацией органического вещества в почвенном профиле.

С началом орошения содержание гумуса в пахотном горизонте почв направленно меняется. Изменения могут протекать двумя принципиально разными путями (рис. 15): 1) изменение гумусированности протекает по убывающей кривой, когда гумусированность исходной почвы была выше, чем уровень стабилизации в древнеорошаемой почве; 2) изменение гумусированности протекает по возрастающей кривой, когда гумусированность почвы до начала орошения была низкой, чем уровень стабилизации.

В первом случае в результате минерализации ранее накопленного гумуса элементы и энергия высвобождаются, то есть орошение способствует реализации потенциального плодородия исходной почвы. Во втором случае, наоборот, орошение способствует созданию более высокого потенциального плодородного фона по сравнению с исходным, путем связывания минеральных элементов и аккумулирования энергии.

О 10 30 50 70 Годы б - гумусированность исходной почвы ниже уровня стабилизации, кривая увеличения гумуса, в — уровень стабилизации гумусированности

Рис. ¡5. Схема изменения и стабилизации гумусированности в пахотном слое орошаемой почвы в зависимости от длительности орошения и содержания гумуса в исходной почве: а - гумусированность исходной почвы выше уровня стабилизации, кривая уменьшения гумуса;

Такие явления, как изменения водно-солевого режима, микроклимата, количества и качества гумуса, потеря первичной агрегироващгости, увеличение плотности и др., по-видимому, следует считать неизбежными последствиями орошения почв. В то же время посредством различных мероприятий можно предотвратить подъем уровня грунтовых вод выше критического уровня, избежать вторичного засоления почв, поддерживать гумусное состояние и т.п.

Вопросы формирования оазисных почв и их классификации изучались многими исследователями (Димо, 1915; Орлов, 1937; 1947; Горбунов, 1962; Кимберг, 1965; Егоров, Минашина, 1974; Минашина, 1978 и др.). Особенности почвообразования в условиях орошения позволили выделить эти почвы в особый антропогенный генетический тип - культурно-поливные почвы.

Наиболее универсальная классификация оазисных почв разработана В.В.Егоровым и Н.Г.Минашиной (1974), которая построена с учетом изменений почвенного профиля при длительном орошении, дренировешпост территории ;; водно" солевого режима почв.

Для дельты Амударьи наиболее характерным является формирование иррига-ционно-гидроморфных и ирригационно-переувлажненных почв с переменным засо-ляющимся-рассоляющимся режимом. Первые из этих почв формируются на относительно выпуклых поверхностях и при эффективной работе искусственного дренажа, поддерживающего уровень грунтовых вод на глубине 1,5-2,5 м; вторые -занимают вогнутые поверхности и участки без достаточного дренажа с залеганием уровня грунтовых вод на глубине выше 1,5 м.

Все изменения во времени, происходящие в почвенном профиле при орошении, в классификации отражены в виде эволюционного ряда почв: недавноорошаемых— орошаемых—древнеорошаемых.

Недавноорошаемые почвы имеют неустановившийся водно-солевой режим; в них преобладают свойства и признаки исходной почвы, которые претерпевают значительные изменения, особенно в пахотном слое. С началом орошения автоморф-ных территорий с залеганием уровня грунтовых вод на глубине 7-10 м и более происходит быстрый подъем их уровня и спустя 5-10 лет эти территории из ир-ригационно-автоморфных переходят в ирригационно-гидроморфные.

Для орошаемых почв при достаточном дренаже характерен установившийся водно-солевой режим; в них многие свойства и признаки приближаются к относительно стабильному состоянию; мощность агроирригационных наносов превышает глубину пахотного слоя. При недостаточном дренаже эти почвы подвергаются интенсивному засолению.

Профиль древнеорошаемых почв полностью формируется на агроирригационных наносах; все процессы, свойства и признаки практически находятся в равновесном состоянии.

5.5. Изменение химических и физических свойств почв при орошении

Сравнительное изучение свойств орошаемой и целинной почв проводилось на примере орошаемой ирригациояно-гадроморфной (табл. 5, р. 41) и целинной пустынно-луговой солончаковой (р. 42) почв. Оба разреза заложены на относительно выпуклой поверхности, р. 41 - на хлопковом поле, которое орошается с 1945 года,

Сл>

блица 5

Некоторые химические показатели орошаемой и целинной почв

Глубина, Гумус, Карбонаты, Гипс, Сумма Поглощенные основания, мг-экв./ЮО г Валовой Подвижный Обменный

см % ' Уо % солеи, Са2+ К+ азот, фосфор Р, калий,

7 /о сумма % мг/кг мг/100 г

Разрез 41-Н. Орошаемая ирригационно-шдроморфиая почва

0-27 0,88 17,8 0,63 0,80 3,50 7,00 6,74 0,30 17,54 0,045 18,8 26,2

27-43 0,74 20,0 0,21 0,25 4,00 5,00 2,78 0,28 12,06 0,048 11,6 19,2

43-56 0,82 17,8 0,19 0,20 5,00 4,50 2,17 0,28 11,95 0,048 10,8 13,8

56-75 0,38 17,8 0,11 0,14 4,00 2,50 1,48 0,17 8,15 0,011 6,8 5,0

75-80 0,38 18,6 0,37 0,29 3,50 4,00 3,17 0,17 10,84 0,011 6,8 6,0

80-110 0,17 16,4 0,19 0,24 3,50 3,00 1,48 0,17 8,15 0,006 7,6 2,8

'азрез 42-Н Целинная пустынно-л; .товая солончаковая почва

0,5-14 1,01 14,7 10,01 4,14 1,50 4,00 10,43 0,42 16,35 0,048 11,2 23,8

14-30 0,79 13,3 1,69 1,57 2,50 4,50 2,30 0,23 9,53 0,039 7,6 15,4

30-35 0,52 17,8 0,97 0,96 2,00 3,00 1,30 0,13 6,43 0,024 7,6 11,2

35-55 0,38 17,8 1,76 1,45 2,50 4,00 2,30 0,17 8,97 0,024 6,0 13,0

55-71 0,35 15,0 1,72 0,68 2,50 3,00 1,39 0,17 7,06 0,012 5,2 5,0

71-90 0,10 15,0 0,35 0,40 1,50 2,00 3,39 0,10 6,99 0,009 6,8 6,0

90-103 0,44 16,4 1,93 0,84 2,50 3,50 2,30 0,13 8,43 0,012 6,8 5,0

состояние хлопчатника хорошее; р. 42 - на целинном участке в 150 м от р. 41. Профили этих почв и почвообразующих пород имеют близкое по механическому составу сложение. В них встречаются четко выраженные маркирующие песчаные и глинистые слои, что позволяет сделать вывод о том, что обе эти почвы формируются на исходно одинаковых отложениях.

Орошение в течение более 40 лет наложило хорошо заметный отпечаток на морфологические призпаки и химические свойства орошаемой почвы, особенно ее верхних горизонтов: произошло оглинение пахотного слоя, возросла сумма поглощенных оснований и изменился их состав - увеличилось содержание Са2+ и Mg2+, значительно уменьшилось доля поглощенного Na+. Гумусированность слоя 0-50 см орошаемой почвы стала выше (0,82% против 0,70), распределение гумуса в верхних горизонтах более равномерное (пределы колебаний содержания гумуса 0,740,88% против 0,38-1,01%); окарбоначенность профиля стала выше: среднее содержание их в слоях 0—100 см — 17,9%, 100-200 см - 17,3% (в неорошаемых почвах соответственно 15,7 и 16,1%); заметно более высокое содержание подвижных форм фосфора и калия, а также валового азота; орошаемые почвы резко различаются от неорошаемых по низкому содержанию в профиле гипса (0,63% против 10%) и водорастворимых солей (0,2-0,8% против 0,4-4%). Промытость всего профиля орошаемой почвы от гипса и солей является показателем хорошего водообмена в этих почвах и благоприятного мелиортивного состояния. Несколько высокое содержание солей в пахотном слое (0,8%) по сравнению с нижележащими (0,20,3%) можно объяснить миграцией солей восходящими токами в верхние горизонты в межполивные периоды.

Химический состав солей в рассмотренных почвах различный. В профиле орошаемой почвы (за исключением отдельных горизонтов) Cr/S04~>l (значения этого отношения колеблются в пределах 1,07-2,09), а в профиле целинной почвы Cr/SOi'<l (0,21-0,61).

В более глубоких слоях почвообразующих пород этих почв показатели химических свойств не имеют принципиальных различий. Они в обеих почвах подвержены колебаниям в значительных пределах по слоям, что вызвано резко выраженной слоистостью отложений и наличием в профиле погребенных почв.

5.6. Дифференциация рассеянных металлов в почвах дельты в связи со структурой ее поверхности

Работы проводились на ключевом участке с прокладкой нивелирных ходов, закладкой разрезов и отбором проб. Определение металлов выполнено методом атомно-абсорбщгонного анализа.

Выявлено, что содержание железа в почвах и наносах изменяется в пределах 2,0-4,4% (в среднем 3,2%), марганца - от 420 до 930 мг/кг (в среднем 540), цинка - от 40 до 110 мг/кг (в среднем 70), кадмия - от 0,04 до 0,35 мг/кг (в среднем 0,15), серебра - 0,02-0,18 мг/кг (в среднем 0,062), свинца 2-14 мг/кг (в среднем 8,4), таллия - 0,14-2,2 мг/кг (п среднем 0,72), висмута - 0,0250,50 мг/кг (в среднем 0,09), ртути - 0,007-0,12 (в среднем 0,046). Явного концентрирования металлов в верхнем гумусовом горизонте не обнаружено, часто рас-

пределение элементов по профилю "пилообразное", что характерно для аллювиальных почв и наносов.

При объяснении причин различий в содержании металлов был поставлен вопрос: могут ли быть они связаны с приуроченностью разрезов к определенным выделенным элементам рельефа? В целом выявлена тенденция к возрастанию концентраций элементов в системе выделенных элементов рельефа от повышений к понижениям (табл. 6).

Таблица 6

Содержание микроэлементов (Ре, Мп, Тп, С(1) в почвах и отложениях микроструктур

Состав литологических отложений Местоположение шурфов по рельефу № шурфов Не, % Мп, 10" ■ 4% 10~47о Сй, 10~47о

1* 2* 1 2 1 2 1 2 1 2

Пески и супеси Повышения Понижения 2,3 6,42 4,10 6,42 2,4 2,7 2,3 2,6 590 570 600 570 46 72 47 50 0,12 0,21 0,13

Глины и суглинки Повышения 7 7,42 3,4 6,40 2,6 2,9 620 680 62 66 0,16 0,19

Понижения 5,40 3,6 3,8 720 830 92 86 0,27 0,30

Примечание: 1 - верхний горизонт, 2 - нижний горизонт.

Хорошо эта тенденция прослеживается для Сс1 и Хп, несколько слабее для Мп и Ре. Речь идет о диффернциации металлов по элементам очень пологих, на местности слабовыражепных выпуклостей и вогнутостей дельтовой поверхности, перепад высот между которыми составляет всего 2,5 м при расстоянии около 4 км.

Отмечены закономерности распределения металлов и по длине конкретных дельтовых образований (лопастей). Так, при сравнении данных по разрезам, заложенным в верхней, средней и нижней частях лопастей дельт, выявляется последовательное возрастание содержания Сс1 от 0,10 до 0,16 мг/кг, Ъа. - от 40 до 62 мг/кг, Мп - от 570 до 620 мг/кг, Ре - от 2,27 до 2,63%. Эта тенденция находится в хорошем соответствии с представлением о дифференциации вещества при движении потока внутри данной структуры.

Следовательно, флуктуации в концентрациях металлов, общая направленность их изменения и особенности связаны со структурами дельтовой поверхности. Между ними устанавливаются различия, вызванные перераспределениями металлов в системе микроповышение-микропонижение. Внутри каждой структуры также прослеживается дифференциация металлов в соответствии с направлением общего движения вещества в ландшафте.

Существенным является то обстоятельство, что в почвах понижений резко возрастает доля подвижных (реакционноспособных) форм элемента. С одной стороны, такие данные - важный диагностический признак почв выпуклых и вогнутых форм, с другой - они позволяют предсказывать поведение элемента в системе почва— вода, почва—растение.

6. СОЛЕНАКОШ1ЕНИЕ В ДЕЛЬТЕ И ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ

6Л. Источники солей и причины соленакопления в дельте Амударьи

Источниками солей, поступающих в дельты, являются: речные воды; подземные минерализованные воды с приподнятых окружающих территорий; солончаковые пустыни, откуда соли могут переноситься ветром; атмосферные осадки.

Многочисленными работами, проведенными в дельтах рек Волга, Урал, Терек, Сырдарья, Амударья и др., установлено, что главным ис точником поступления солей в дельты являются речные воды (Банасевич, Зонн и др., 1934; Летунов, 1942, 1948; Ковда, 1946-1947, 1954; Ковда, Егоров и др., 1954; Боровский и др., 1958; Глазовский, 1987; Хакимов, 1989; и др.). Остальные источники имеют подчиненную, часто незначительную роль в соленакоплении в дельтах.

По имеющимся расчетам в дельте Амударьи каждый гектар формируемой дельтовой поверхности ежегодно в период паводков впитывал от 5 до 12 тыс.м3 воды, содержащей от 2 до 4,9 т растворенных солей, что в многолетии приводило к накоплению большого количества солей в толще почвогрунтов.

Во многих работах (Волобуев, 1965; Дзенс-Литовский, 1967; Кривенков, 1962; Ропот, 1972; Кесь, Федорович, 1976; Богданова и др., 1981; Бельгибаев, 1981; Герасимов и др., 1983; Орлова, 1979, 1983; Глазовский, 1987), высказывается пред-полдожение о том, что засоление аридных почв в результате "сухого" осаждения вынесенных ветром солей, то есть их эолового приноса, мало вероятно. Вместе с тем, имеются прямые наблюдения, подтверждающие значительное солепакопление в прилегающих к очагу выноса территориях в результате локального ветрового переноса солей (Орлова, 1958, 1979; Боровский, 1966; "и др.). Такой принос солей с поверхности солончаков на осушившемся дне моря возможен и в дельте Амударьи. При этом орошаемые земли и другие обводненные территории будут служить "ловушками" для солей, переносимых ветром.

Годовое количество поступающих с атмосферными осадками солей в Приаралье составляет от 10 до 50 т/км2 (Ковда, 1947; Глазовский, 1987), что в общем запасе солей в почвах составляет незначительную величину.

Н.Ф.Глазовский (1987), анализируя роль подземного стока растворенных веществ в аридных областях, дельтовые поверхности Приаралья относит к областям, где влияние глубинного подземного стока на ландшафты отсутствует.

Основной причиной соленакопления в дельтах является поверхностное испарение влаги, что подверждается расчетами. Наилок из влекомых взвесей, насыщенный Амударьинской водой с минерализацией 0,9 г/л содержит 0,029% солей и относится к незаселенным. При годовой испаряемости 1626 мм, с поверхности 1 м2 испаряется 1626 л воды, которая составляет 1463,4 г солей, что составляет 1,04% к весу наносов верхнего 0-10 см слоя (при плотности 1,4 г/см3). Как видим, уже за один год происходит значительное солепакопление.

Интенсивность испарения с поверхности почвы зависит не только от климатических условий (испаряемости), но и от дренированности территории. Территории, имеющие различную естественную дренированность - интенсивную, среднюю, слабую, весьма

слабую и бессточность - при прочих равных условиях будут подвергаться засолению в неодинаковой степени - от незаселенных до солончаков.

Дельтовые поверхности чаще относятся к слабо- или весьма слабо дренированным территориям. Однако внутри каждой дельты имеются участки с различной степенью локальной дренированности, определяемой конкретными условиями местности (рельеф, состав отложений и др.). Пространственное расположение таких участков обуславливается структурой морфологических элементов дельты.

Другой причиной накопления солей в ночвенно-грунтовой толще является транспирация растениями. Несмотря на значительные расходы влага на транспира-цию, выраженного накопления солей в почвенном профиле в результате этого явления не наблюдаются.

6.2. Солепроявления в опустынивакнцейся части дельты

В дельтах солепроявления следует рассматривать в связи со следующими стадиями развитая дельтовой поверхности: поемно-незасоленная—гидромо рфп о - со л он-чаковая—автоморфная остаточно-солончаковая.

В поемно-незасоленную стадию регулярные затопления дельты паводковыми водами обеспечивают интенсивный горизонтальный водообмен в почве и практически исключают соленакопление. Эта стадия характерна для молодых внутренних дельт, широких межрусловых и междельтовых понижений, регулярно затопляемых разливами. Данные о содержании солей в профиле почв таких территорий приведены в табл. 7, р. 1/85, 2/85.

По мере развития дельтовой поверхности и прекращения паводков водный режим становится устойчиво испарительным и поемная стадия сменяется гидромор-фно-солончаковой.

В эту стадию в первое время, когда еще понижения периодически затапливаются, более интенсивно засоляются выпуклые поверхности за счет фитильного эффекта. Когда же затопления в дельте совсем прекращаются, соленакопление начинает протекать повсеместно и продолжается до тех пор, пока уровень залегания грунтовых вод не станет глубже критического. Вогнутые поверхности более длительное время находятся в контакте с грунтовыми водами, чем выпуклые, и в большей степени обогащаются солями. В составе солей преобладают сульфаты натрия (см. табл. 7, р. 51/84, 29/85), лишь в приморских солончаках преобладают хлориды.

При опускании уровня грунтовых вод ниже критической глубины в развитии дельты наступают автоморфные условия и соленакопление в почвах практически прекращается. В прошлом гидроморфные солончаки переходят в "сухие", остаточные солончаки. Солевой профиль почв в эту стадию претерпевает существенные изменения, заключающиеся в первую очередь в заметном уменьшении количества солей в верхних горизонтах, по-видимому, за счет перераспределения солей поверхностными и внутрипочвенными потоками влаги, а также эоловыми процессами (см. табл. 7, р. 50/84). Обращает внимание также некоторое увеличение отношения С1/804 по сравнению с гидроморфными солончаками.

Таблица 7

Содержание водорастворимых солей в профиле почв дельты при различном водном режиме

| № разрезов Глубина, см Расчетный ПЛОТНЫЙ остаток, % Содержание ионов мг-экв./100 г Cl/S04 Na/Cl

HCOJ СГ sor Са2+ Mg2+ Na+ + К+

1. Поемяо-незасоленная стадия

1/85 0-8 0,099 0,30 0,25 6,0 0,70 0,66 5,19 0,04 20,8

8-50 0,139 1,20 2,03 4,0 0,30 0,33 5,60 0,5 2,78

50-96 0,377 0,44 1,01 4,0 0,25 0,21 4,96 0,25 4,95

2/85 0-10 0,144 0,39 0,70 1,0 0,25 следы 1,84 0,70 2,63

10-50 0,062 0,49 0,06 0,25 0,15 0,08 0,57 0,24 9,5

2. Гкдроморфно-солончаковая стадия

51/84 0-3 0,982 0,024 0,192 0,468 0,095 0,036 0,179 0,55 1,44

3-28 0,223 0,030 0,042 0,091 0,010 0,006 0,059 0,62 2,17

28-40 0,148 0,030 0,026 0,059 0,010 0,006 0,032 0,59 2,00

40-80 0,188 0,025 0,052 0,060 0,020 0,003 0,041 1,16 1,28

29/85 0-4 9,892 0,60 10,73 31,45 2,45 0,72 39,61 0,34 3,69

4-20 2,925 0,40 18,45 38,94 2,40 1,56 56,83 0,47 3,03

20-150 0,391 0,19 3,24 5,49 0,65 0,33 7,94 0,59 2,45 1

3. Автоморфная остаточно- солончаковая

50/84 0-10 1,518 0,37 10,19 11,73 8,50 3,45 10,34 0,86 1,01

10-30 0,984 0,31 7,94 7,46 3,75 3,94 8,02 0,99 1,01

30-65 0,278 0,36 1,57 2,56 1,25 0,98 2,26 0,61 1,41

65-100* 0,572 0,39 1,12 7,35 3,25 2,46 3,15 0,15 2,81

65-100** 0,824 0,31 4,05 8,35 3,25 4,19 5,27 0,48 1,30

* Образец монолитной глины, ** образец глины из расщелины.

6.3. Солепроявление на обнажившемся дне моря

Осушенное дно моря, в прошлом подводная часть дельты Амударьи, представляет собой пологонаклонную равнину, сохранившую слабую волнистость и расчлененность, характерную для дельтовых поверхностей.

В настоящее время эта территория зарастает преимущественно галофитами и представляет собой песчано-солончаковую поверхность. Содержание солей в поверхностном слое колеблется от 0,4 до 30%; с глубиной их количество резко уменьшается. Пространственное проявление засоления зависит от литологии грунтов, рельефа поверхности, уровня грунтовых вод и их минерализации, а также от времени, прошедшего с момента ухода моря.

Обширные площади обсохшего дна моря в большей части имеют критическую глубину залегания уровня грунтовых вод, минерализация которых колеблется в широких пределах и по некоторым данным достигает более 90 г/л. Интенсивное поверхностное испарение грунтовых вод приводит к аккумуляции значительного количества солей на поверхности грунтов. Тем самым обсохшее дно моря превратилось в своего рода "солезавод". В составе солей преобладают сульфаты, в частности обезвоженный сульфат натрия, который сильно разрыхляет грунт и легко подвергается воздействию ветра.

По мере отступания моря полоса интенсивного соленакопления перемещается вслед за морем: с одной стороны, вновь обсыхающие территории превращаются в солончаковые поверхности; с другой стороны, в ранее обсохшей придельтовой части дна моря уровень грунтовых вод постепенно достигает ниже критической глубины и тем самым здесь прекращается дальнейшее соленакопление. Такая полоса постепенно расширяется в сторону отступающего моря. Дальнейшее развитие ландшафтов здесь будет протекать в автоморфных условиях в соответствии с пустынным климатом.

6.4. Солепроявление в орошаемой части дельты

В орошаемой части дельты широко распространены почвы со следующими водно-солевыми режимами, обуславливающими различные, солевые условия:

1) Устойчиво промывной водный режим с отроицательным (или нулевым) солевым балансом.

2) Промывной режим, чередующийся с испарительным, с компенсированным (нулевым) солевым балансом.

3) Испарительный режим, чередующийся с промывным, с положительным солевым балансом.

4) Испарительный режим с выраженным положительным солевым балансом.

Устойчиво промывной режим формируется:

- в рисовниках, где длительное затопление образует устойчивые нисходящие токи и рассоление почв и грунтовых вод;

- в новоорошаемых землях с глубоко залегающими грунтовыми водами (глубже 5 м) и водопроницаемыми грунтами;

- в орошаемых и древнеорошаемых массивах, где естественная дренировапность и искусственная дренажная сеть исключает подъем грунтовых вод выше критиче-

200 400 600 800 1000 L, м

Рис. 16. Поперечный профиль через прирусловой вал (а) и распределение солей в толще почв с устойчиво промывным (б, р. 10, 12) режимом

ского уровня засоление почв. Такие почвы занимают приподнятые выпуклые поверхности и имеют хорошую локальную дренированность.

На рис. 16 разрезы 10 и 12 характеризуют почвы с промывным режимом. Они заложены па орошаемых полях, расположенных на прирусловых валах. По краю полей проложены дрены глубиной в 1,5-2 м. Дрены работают, минерализация воды в них 1,6-3,2 г/л.

Оба поля 2-3 днями раньше до закладки разрезов поливались. Разрез 10 заложен на политом участке, а р. 12 - на сухом микроповышении. Поэтому в распределении солей в этих почвах имеются некоторые различия: профиль р. 10 равномерно промыт от солей на всю толщу; в верхнем 0-20 см слое р. 12 наблюдается повышенное содержание солей по сравнению с нижележащими слоями и с р. 10; это, видимо, результат "фитильного" эффекта микроповышения, на котором заложен разрез; в целом профиль этой почвы также хорошо промыт.

Чередование промывного и испарительного режима характерно для орошаемых массивов, в которых в период интенсивных поливов дренажная сеть не успевает отводить грунтовые воды, которые поднимаются выше критического уровня и расходуются на испарение. Отсутствие направленного соленакопление или рассоления в многолетнем разрезе является характерной особенностью этих территорий. Однако даже незначительное ухудшение их дренированности сдвигает относительное равновесие в солевом балансе в сторону роста соленакопления.

Такие массивы, также как и массивы с устойчивым промывным режимом, занимают выпуклые поверхности - прирусловые валы крупных и средних потоков, а также верхние и центральные части внутренних дельт и дельт прорывов.

Испарительный режим, чередующийся с промывным характерен для орошаемых участков без коллекторпо-дренажной сети, а также для неорошаемых почв, периодически затапливаемых сбросными водами.

Таблица 8'

Содержание водорастворимых солей в почвах и грунтовых водах при испарительном режиме

№ Глубина, Расчетный плотный НСОз сг ЙОГ Са2+ Мё2+ + К+ сг/эоГ Ка+/СГ

разрезов см остаток, % -

Приканальные полосы

14/84 0-5 4,390 0,59 31,47 35,34 11,35 13,15 42,89 0,89 1,36

5-25 1,430 0,29 7,92 13,52 4,77 5,67 11,29 0,58 1 42

25-70 0,407 0,49 3,04 2,10 1,59 2,04 2,00 1,44 0,65

70-120 0,212 0,39 1,21 1,54 1,13 0,68 1 33 0,78 1,09

Межрусловые и контактные понижения

32/84 0-11 10,971 0,36 126,00 61,64 16,50 62,00 109,50 2,04 0,85

11-23 2,042 0,19 16,57 16,60 9,25 7,39 16,72 0,99 1,00

23-42 1,452 0,23 11,70 11,77 5,00 5,91 12,86 1,00 1,09

42-75 0,744 0,32 7,657 4,39 1,75 2,21 8,40 1,744 1,09

75-100 0,729 0,29 7,085 4,64 1,75 1,97 8,29 1,526 0,27

100-130 1,030 0,23 9,142 7,68 3,50 4,43 9,12 1,19 0,09

130-150 0,992 0,23 5,57 9,96 5,50 3,45 6,81 0,55 1,22

Приозерные понижения

38/84 0-5 4,080 0,24 29,57 43,46 15,00 11,34 46,93 0,68 1,58

5-50 0,712 0,36 1,97 8,68 5,25 1,97 3,79 0,11 1,92

50-95 0,341 0,37 0,79 4,08 2,51 0,73 2,01 0,19 2,54

При поливах и промывках большими нормами в условиях весьма слабой дре-нированности формируются грунтовые воды с глубиной залегания выше критического уровня, главной статьей расхода которых является поверхностное испарение. В результате, в профиле ночв накапливается значительное количество солей (1,5% и более в пахотном слое). Зимне-весенние промывки способствуют некоторому рассолению таких почв. Однако промывки дают лишь кратковременный эффект. Поэтому соленакопленне имеет тенденцию к росту из года в год. Со временем эти почвы превращаются в злостные солончаки.

Данный тип водно-солевого режима формируется также по краям орошаемых массивов, куда периодически сбрасываются поливные или дренажные воды. На таких землях в периоды затопления создается промывной режим, что способствует некоторому рассолению верхних горизонтов почв. В целом же" здесь преобладает испарительный режим и в почвенном профиле запасы солей постепенно растут.

Испарипсльный рахи.ч характере" дтя слепуютих тероиторий:

1) Приканальные полосы. Вдоль магистральных каналов, формируются полосы переувлажненых солончаковых почв с испарительным режимом. Ширина таких полос колеблется от 50-100 м до 500-700 м по обе стороны канала. Содержание солей в верхних почвенных горизонтах достигает 4-6% (табл. 8, р. 14/84). Тип засоления в большинстве случаев хлоридно-сульфатный магниево-нагриевый.

Грунтовые воды питаются фильтрующимися из канала водами и имеют слабую местную напорность. Они залегают на глубине 0,3-1 м, а местами выклияивагогся и растекаются по поверхности. Верхшгй слой грунтовых вод находится в контакте с солончаковым горизонтом и имеет минерализацию до 14 г/л (при минерализации воды в канале менее 1 г/л), с глубиной минерализация грунтовых вод резко падает.

2) Межрусловые и приозерные понижения являются естественными приемниками водно-солевых масс со стороны каналов и орошаемых массивов. Наибольшее соленакоплеяие наблюдается в контактных замкнутых понижениях, где грунтовые воды имеют застойный испарительный режим. Такие понижения, как правило, превращаются в солончаки. В них содержание солей в верхних горизонтах почвенного профиля достигает 10% и более (табл. 8 ,р. 32/84).

На прилегающих к фильтрационным и сбросным озерам участках создается подпор потокам грунтовых вод, вызывая интенсивный расход их на испарение. В результате на этих территориях формируются луговые солончаки.

3) Приоазисные и внутриоазисные переложно-залежные или целинные земли испытывают постоянное воздействие грунтовых вод, растекающихся из-под орошаемых массивов, и играют роль сухого дренажа, испаряя через свою поверхность грунтовые воды. Наиболее типичным для таких земель являются участки, прилегающие к рисовникам, которые превращаются в солончаки с содержанием солей в верхних горизонтах 10-15%.

6.5. Солевой баланс в орошаемой зоне дельты*

До 1960 г. в дельте Амударьи соли из орошаемых земель не выносились, так как не было коллекторно-дренажной сети. По мере ее строительства количество отводимых за пределы орошаемых массивов солей (млн. т.) возрастало: в 1966 г. — 0,3, 1971 - 1, 1976 - около 2, 1980 - 3,6, 1984 - 3. Несмотра на это, солевой баланс всегда оставался положительным. По данным Амударьинского управления оросительных систем (АДУОС) за период с 1960 по 1986 гт. привнос солей в правобережье дельты составил 31,7 млн.т.

Если эти соли распределить таким образом, чтобы средневзвешенпое содержание солей в верхней метровой толще равнялось 1%, то получим, что с 1960 по 1986 гг. ранее незаселенные земли на площади 226428 га превратились в солончаки с запасом солей в метровой толще 140 т/га. В 1984 г. площадь орошаемых земель в правобережье дельты составляло 181499 га.

Показатели солевого баланса правобережья дельты анализировались в связи с их местаположепием и особенностями системно-структурной организации дельтовой поверхности (табл. 9). Выявлено, что районы, расположенные в верхних частях дельт на отложениях крупных потоков, имеют отрицательный или пулевой солевой баланс. Районы, занимающие периферийные части дельт и образования мелких потоков - положительный баланс. Важным показателем является соотношение площадей выпуклых и вогнутых поверхностей на территории района (К). Оказалось, что К довольно тесно коррелирует с показателями солевого баланса в условиях орошения (рис. 17).

Несмотря на то, что анализ носит обобщенный характер, тем не менее его результаты показывают на наличие связи между системно-структурной организацией территории и процессами солепроявлепия в почвах; на обоснованность использования информации о структуре поверхности при оценке и прогнозе состояния орошаемых земель.

* Рассматриваются не все статьи солевого баланса, а лишь основные: приход оросительными и отвод дренажными водами.

Рис. ¡7. Связь солевого баланса в дельте с величиной отношения площадей выпуклых форм к площадям вогнутых форм рельефа (К): а - по плотному остатку, б - по хлору

Таблица 9

Характеристика местоположения районов по карте пластики рельефа и показатели их водносэлевого баланса за 1984 г.

Районы н их площади, га Местоположение района по карте 11 риблизительная площадь Поступление, т/га Отвод, т/га Баланс, т/га

общая орошаемая пластики рельефа выпуклых форм, % плотный отаток СГ плотный отаток СГ плотный отаток СГ

.. 72951 Нукусскии, 2б784 Верхняя часть дельт Кегейли и Чур-тамбая, образования боковых потоков Амударьи около 70 15,77 5,37 27,45 9,00 -11,68 -3,63

„ . „ 79204 Кегеилиискии, 2435^ Верхняя и средняя части дельты Кегейли и Куанышджармы, их боковые ответвления 60 22,78 5,03 19,18 6,26 +3,30 -1,23

тг ^ „ „ 128212 Чимоаискии, 41206 Средняя и нижняя части дельты Кегейли 50-60 19,75 6,571 7,03 5,14 +2,72 +1,13

„ 544632 Караузякскии, "3^159" Нижняя часть дельт Кегейли и Куанышджармы 30-40 23,27 9,39 15,89 4,97 +7,38 +4,42

. 2062680 Нижняя часть дельты Куанышджармы 20 22,94 7,27 9,74 2,62 +13,20 +4,65

„ 306611 Бозатаускии, 2^957 Нижняя часть дельт Кегейли, Чуртам-бая, средняя и нижняя часть дельты Эркиндарьи и Казахдарьи 50 13,84 4,55 9,52 2,96 +4,32 +1,59

6.6. Засоленность почвенного покрова

Закономерности пространственного проявления соленахопления в дельте хорошо иллюстрируют фрагменты карт на ключевые участки (рис. 18), а также карта "Количественная и качественная оценка засоления почв и пород (толще 0-1 м). Западная часть Узбекской ССР и Ташаузская область Туркменской ССР" 1:500000, м., ГУГК, 1985. При сравнении фрагментов карт, составленных по материалам 1970 и 1985 гг. на интенсивно обсыхающую часть живой дельты, видно, что: 1) в целом засоленность дельты усилилась, 2) особенно заметно увеличились площади сильно- и очень сильнозасолешшх почв, 3) несколько уменьшилась засоленность выпуклых форм рельефа, по-видимому, в результате смены гидроморфно-солончаковой стадии автоморфной и перераспределения солей между элементами рельефа дельтовой поверхности.

а 6

Рис. 18. Фрагменты карт засоленности почв толщи 0—1 м в "живой" дельте.

Степень засоления: 1 — слабая, 2 — средняя, 3 — сильная, 4 — сильная и очень сильная, 5 — очень сильная, а - на 1970 г., б - на 19S5 г.

7. ТИПИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕЛЬТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПО МЕЛИОРАТИВНЫМ УСЛОВИЯМ

7.1. Принципы типизации

Типология, как научный метод, предусматривает расчленение систем, объектов и их группировку с помощью обобщенной модели или типа; она используется в целях сравнительного изучения существенных признаков, связей, функций, отношений, уровней организации объектов (СЭС, 1980).

Проведенная типизация элементов дельтовой поверхности предусматривала выделение однородных или близких по водно-солевому балансу территорий.

Дельта в поперечном разрезе представляет собой чередование выпуклых и вогнутых участков, соответствующих прирусловым валам и межрусловым понижениям. Формирование водно-солевого режима по катене прирусловой вал - межрусловое понижение протекает в связи с изменениям] основных параметров: инфильтрации потока грунтовых вод, их уровня и минерализации, испарения, соленакопления. Выделяемые на такой катене участки (зоны) принципиально различаются между собой по значениям этих параметров и по водно-солевому режиму представляют собой разнотипные участки.

I зопа - выпуклые поверхности - зона выщелачивания и выноса солей; инфильтрация и скорость потока грунтовых вод выше, а испарение с поверхности и засоление почв и грунтовых вод меньше, чем в другой зоне.

II зона - вогнутые поверхности - зона преимущественной аккумуляции солей; происходит торможение потоков и "подпор" грунтовых вод; в связи с этим грун-10Быс б оды имеют праг.ипескл застойный режим: происходит их интенсивное поверхностно е испарение и соленакопление.

На хорошо выраженных склонах может быть выделена зона транзита потоков и солей, занимающая промежуточное положение по направленности и интенсивности процессов.

Обособление этих зон в пространстве проводилось на основе:

- результатов пространственно-структурного анализа дельтовой поверхности (выделение элементов дельтовой поверхности, структурных образований, установление их иерархии);

- установленного для дельт и конусов выноса явления симметрии-диссиметрии и аналогии и гомологии (Степанов, 1982, 1986; Ишанкулов, 1985);

- установленного принципа единства в дельтах морфо-лито-педогенеза и гало-генеза.

Относительно использования явления симметрии-диссиметрии и положения об аналогии и гомологии при типизации дельтовой поверхности можно отметить: что дельтовые образования потоков одного и того же порядка являются аналогичными и описываются зеркальной симметрией; что дельтовые образования потоков разного порядка и расположенные последовательно по длине потока являются гомологичными и описываются одновременно симметрией трансляции и масштабной.

В дельтах-аналогах сохраняется относительная однородность морфологических и вещественных признаков и свойств, а в дельтах-гомологах наблюдаются постепенные изменения количественных значений форм рельефа, состава отложений, различных процессов. Это является результатом проявления энергетических и гидродинамических условий по длине потока и характерного для дельт единства процессов осадконакопления, формирования рельефа, почвообразования и засоления. Согласно этому единству в конкретной точке дельты определенные гидродинамические условия способствуют осаждению определенного состава и образованию определенных форм рельефа, которым соответствуют определенные почвенно-солевые условия.

7.2. Типы территорий и их характеристика

В дельте Амударьи выделено пять типов территорий (рис. 19).

1 тип - хорошо выраженные выпуклые поверхности, образованные крупными

оэ

Таблица 10

Характеристика типов территорий

№ п/п Параметры, Типы территорий

условия 1 2 3 4 5

1. Рельеф, его формы Хорошо выраженные прирусловые повышения Слабовыраженные повышения Вытянутые межлопасткые понижения Замкнутые междельтовые и приозерные понижения Очень слабонаклонная приморская равнина

2. Литологический состав почвооб-разующих пород Песчаяо-супесчаный Слоистый, супесчано-суглинистый Слоистый, суглинистый Слоистый, суглинисто-глинистый Слоистый, суглинисто-глинистый

3. Почвенный покров:

а) в опустынивающейся зоне Остаточно лугово-пустыниые тугайные с пустынными песчаными Такыровидные с остаточными признаками луговости Остаточные лугово-такыровидные с солончаками Солончаки такырные остаточно луговые Остаточные приморские и луговые солончаки

б) в орошаемых массивах Орошаемые, древнеоро-шаемыс оазисные и лугово-оазисные Орошаемые и древнеорошаемые лугово-оазисные Переувлажненные орошаемые и древне-орошаемые оазисные

в) прилегающих к. орошаемым массивам землях Солончаки луговые Солончаки луговые Солончаки и лугово-бологные Солончаки луговые и лугово-болотные, приозерные

4. Предельная полевая влагоем-кость, % 15-18 20-25 20-30 25-35 20-30

5. Водопроницаемость, мм/нас более 30 15-25 5-15 3-5

б. Режимы грунтовых вод:

а) в опустынивающейся зоне Гидрогеолого-стоковый отрицательно декомпен-сированный сокращением питания Гидрогеолого-стоковый отрицательно деком-пенсированный сокращением питания Гидрогеолого-стоково- испарительный отрицательно деком-пенсированный Застойно-испарительный отрицательно декомпенсированный Гидрогеолого-стоково-испариталь- | ный декомпенсированный

б) в орошаемых массивах Ирригационко-стоковый компенсированный Ирригационно-стоково-испарительыый положительно декомпилированный Ирригационно-пснаря- т ел ьио-стоков ый положительно декок-пскси розан ный

в) в прилегающих к орошаемым массивам территориях Гидролого-стококо-испа-рительный положительно декомпилированный Гидролого-шдрогеоло-го-стоково-испаритсль-ный положительно декомпенсированный Гндралого-гидрогеоло-го-испарительно-стоко-вый положительно декомпенсированный Г едролого-гидрогеоло-гс -испарительный поле жительно декомпенсированный

7. Глубина грунтовых вод:

а) в опустыннвзющейся зоне 7-1.'5 глубже 5-10 5-7 5-7, в приозерных полосах 1-5 5-7, в приозерных полосах 1-3

б) в орошаемой зоне 2-3; ндоль крупных каналов 0,5-1,5 1,5-2 1-2 -

8. Минерализация грунтовых вод:

а) в опуегынивающейся зоне до 5 до 5 до 10 более 20, до 80 30-60

б) в орошаемых массивах 1-3 1-3-5 3-5 - -

в) в прилегающих к орошаемым массивам землях 3-5 до 10 5-10 5-10 10-20 _

9' Естественная дренированностъ (местная) Средняя Слабая Весьма слабая Практически бессточная Весьма слабая

10. Солевой баланс:

а) е опусгынивающейся зоне Слабо отрицательный Нулевой Положительный Положительный Положительный

б) в орошаемой зоне Нулевой Слабо положительный Положительный Положительный Положительный

и. Рекомендуемые параметры дренажной сети:

! а) глубина коллекторов, м 2,5 2,5 3 3 3

б) глубина дрен, м 2 2 2,5 2,5 2,5

в) густота, ног. м/га 20 | 30-40 40-50 50-60 40-60

КЛ

зр5"

><. -л

Рис. 19. Карта-схема типизации элементов дельтовой поверхности по почвенно~мели-оративным условиям.

Условные обозначения: 1-5 - различные типы территорий (пояснения в тексте); 6 -водная поверхность; 7 - останцовые возвышенности и песчаные массивы

потоками (6-3 порядков): пряподпятыс над окружающей территорией и сложенные преимущественно песчано-супесчаньгми наносами, имеющие более интенсивную дренированность; при орошении в них формируется компенсированный тип режима грунтовых вод, что практически исключает вторичное засоление почв, поэтому годовой солевой баланс этих территорий близко к нулевому.

2 тип — слабо выпуклые поверхности, образованные мелкими потоками (21 порядков) и сложенные слоистыми супесчано-суглинистыми отложениями, сла-бодренированные, при орошении в них формируется положительно декомпенсиро-ванный тип режима грунтовых вод, что без эффективного исскуственного дренажа вызывает подьем их уровня и вторичное засоление почв; на этих территориях лишь с помощью эффективного дренажа и периодических промывок удается поддерживать благоприятный мелиоративный режим.

3 тип - вытянутые межлопастные и междельтовые понижение, сложенные слоистыми суглинистыми (с прослоями отложениями, очень слабо дренированные, для них характерны положительно декомпенсированный тип водного режима и близкое залегание уровня грунтовых вод, интенсивное соленакопление, а по днищу понижения на мокрых участках - заболачивание.

4 тип - замкнутые междельтовые понижения, сложенные слоистыми суглини-сто-глинистыми озерно-аллювиалышми отложениями, практически бессточные, в их днищах часто формируются инфильтрационные или сбросные озера, вокруг озер формируются злостные солончаки; такие понижения являются приемниками водно-солевых потоков и испарителями растворов.

5 тип - очень слабо наклонная приморская равнина без выраженных форм рельефа, в прошлом представляла собой полосу разливов и контакта периферийных частей дельт с морем, занята приморскими солончаками и сильнозасоленными почвами.

Характеристика типов территорий приведена в табл. 10.

8. РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ДЕЛЬТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

8.1. Рекомендации, вытекающие из системно-структурного анализа дельт

Результаты анализа структуры дельтовой поверхности играют важную роль при обосновании различных мероприятий и разработок, направленных на оптимизацию почвенно-мелиоративных условий и рациональное использоваггае земель.

1) Выбор массивов орошения.

Обычно выбор массивов и определение очередности их освоения проводится без недостаточного учета особенностей системно-структурной организации земной поверхности. Поэтому часто осваиваемый массив включает поверхности, сформированные разными потоками, разного возраста, залегающие на неоднородных элементах и формах рельефа. По этой причине массив оказывается неоднородным по почвенному покрову и свойствам исходных почв, резко меняющимся при ороше-

НШ1.

1 [уд 2 (31з [яп 4

Использование карты пластики рельефа при обосновании выбора орошаемых масивов: а — массивы перспективного орошения на почвенно-мелиоративной карте, составленной традиционным методом; 0 — те же массивы на карте пластики рельефа; в — массивы, выбранные по карте пластики рельефа.

Условные обозначения: 1 — выпуклые элементы рельефа; 2 — номера массивов; 3 — границы массивов перспективного орошения; 4 - границы почвенных контуров

Поэтому содержащаяся на картах информация о структуре поверхности, о местонахождении массива в системе почвенного покрова, и указывающая на возможное осложнение мелиоративных и экологических условий, оказывается очень важной при выборе массивов, так как позволяет увидеть структуру поверхности как самих массивов, так и прилегающих территорий.

Анализируя рис. 20, легко убедиться в том, что карта (а), имея определенную информацию об исходном состоянии почв массивов, совсем не содержит информацию о структуре поверхности, о направлении потоков. Карта (б), составленная методом пластики рельефа, значительно отличается от карты (а). Она отбражает структурную организацию поверхности массивов, на ней четко видно особенности местоположения выбранных массивов в пространстве, на каких элементах рельефа они расположены, чем отличаются между собой и как влияют друг на друга.

Массив 1 по структуре поверхности представляет собой очень сложную территорию. Наряду с благоприятными для орошения прирусловым валом и дельтами мелких потоков, в массив включены контактные замкнутые понижения. Кроме того, сюда вошли коппевые части мелких дельт, закапчивающихся у контактного понижения. Начала этих дельт отнесены ко 2-му массиву. Сложности мелиоративного освоения 1-го массива обусловлены наличием контактных понижений, которые будут служить испарителями грунтовых вод и подвергаться интенсивному вторичному засолению и подтоплением части массива фильтрационными водами 2-го массива.

Рис. 21. Пример использования карты пластики рельефа при определении рациональной очередности освоения земель; а - традиционная почвенная карта массива; б - очередность освоения "снизу вверх"; в — карта пластики рельефа на массив; г - очередность освоения "сверху вниз"; д — очередность освоения "системная" ("целостная").

Условные обозначения: 1 - горные территории, 2 - выпуклые элементы рельефа дельты, 3 - точки расчленения лопастей и направление основных потоков, 4 - границы между землями разной очереди освоения, 5, 6, 7 - соответственно земли I, II, III очередей освоения, S -границы массива, 9 — основные горизонтали на топокарте

Очень сложен 4-й массив, куда вошли концевые части двух дельт и контактное понижение. В целом территория массива представляет конечную аккумулятивную область, возможно бессточную или с сильно затрудненным оттоком грунтовых вод.

Анализ состояния орошаемых земель показывает, что часто межкопусные понижения и контактные депресии вообще не следовало бы осваивать под орошаемое земледелие. Такие территории даже посредством длительных и капитальных мели-ораций не удается приводить в удовлетворительное состояние, так как они представляют собой области постоянной аккумуляции жидкого и химического стока.

2) Очередность освоения под орошение.

Предположим, что предстоит освоить под орошение равнину, состоящую из нескольких небольших дельт (рис. 21а). Традиционно освоение будет вестись в следующей последовательности: I очередь - осваивается нижняя часть дельты, II очередь - осваивается средняя часть, III очередь - осваивается верхняя часть (рис. 216). Такая исторически сложившаяся последовательность освоения (назовем ее "снизу вверх") таит в себе значительные отрицательные последствия. Проанализируем это.

Земли I очереди через 10-15 лет после освоения вследствие проведенных ме-

лиорацпй достигают относительной стабилизации водно-солевого режима. Однако, с началом освоения земель II очереди, установившаяся стабильность мелиоративных условий земель I очереди нарушается, так как сюда с земель II очереди, расположенных выше по рельефу, устремляются подземные и поверхностные водно-солевые потоки. Земли - I очереди становятся зоной выклинивания и аккумуляции этих потоков. Возникает необходимисть в проведении мероприятий на землях II очереди и I очереди для создания и поддержания; благоприятных мелиоративных условий. С началом освоения земель III очереди все это повторяется. Водно-солевые потоки, формирующиеся на землях III очереди, начинают подтапливать и засолять нижележащие земли.

Наряду с мероприятиями до улучшению земель III очереди, становится необходимым проведение дополнительных мероприятий по улучшению земель I и II очередей. Окончательная стабильность мелиоративного состояния почв устанавливается в следующей последовательности: земли III очереди—земли И очереди— земли I очереди, то есть в обратной последовательности освоению. Это вполне естественно. Как видно из рис. 21в, каждая из осваиваемых дельт А, Б, В, представляет собой обособленную территорию — почвенно-геохимическую систему. Каждой из них свойственна пространственная и функциональная целостность, характеризующая направленностью вещества и энергии в ыях. При освоении "снизу вверх" поочередно отсекались части этих систем. Последовательность освоения земель при этом была направлена против движения потоков. Поэтому каждая последующая очередь освоения оказывала отрицательное воздействие на нижележащие земли, засоляя и подтапливая их.

Для предотвращения такого негативного явления необходимо, чтобы последовательность освоения земель соответствовала направлению потоков, то есть освоение шло сверху вниз.

При этом поля необходимо размещать в строгом соответствии со структурой поверхности территории. Освоение можно веста двумя способами:

а) Освоение начинается с верхней части дельт (I очередь), затем осваивается средняя часть дельт (И очередь) и, наконец, их нижняя часть (III очередь) (рис. 21г). Такую последовательность освоения можно назвать "каскадно-нисходя-щей" (Хакимов, 1984).

б) Дельты А, Б, В, последовательно осваиваются целиком, не разделяя на части (рис. 21д). В этом случае очередность освоения будет следующей: I очередь -осваивается дельта А, II очередь - осваивается дельта Б, III очередь - осваивается дельта В. Такое освоение земель можно называть "системным" или "целостным".

Предлагаемая последовательность освоения в полной мере относится и к реконструкции оросительных систем. Она способствует достижению стабильности мелиоративных условий территории в наиболее короткие сроки.

3) Строительство коллскторно-дренажной сети.

Орошение в аридных областях резко активизирует почвенно-геохимические процессы, особенно процессы солепереноса. В зависимости от водного и солевого режимов почв в первые же 3-5 лет орошения может произойти значительное засоление или рассоление почвенной толщи и грунтовых вод. При этом пространственное проявление этих процессов практически всецело определяется элементами мезо- и микро-рельефа, так как водный и солевой режим почв на положительных

Рис. 22. Закладка дренажной сети в соотвествии со структурой рельефа орошаемого массива: а — существующая дренажная сеть на почвенно-мелиоративной карте, составленной традиционным методом; В - существующая дренажная сеть на карте пластики рельефа (не соответствует структуре рельефа, более 50% дрен не работают); в - пример закладки дренажной сети на основе карты пластики рельефа (в соответствии со структурой рельефа и почвенного покрова}.

Условные обозначения: 1 — выпуклые, 2 — вогнутые поверхности, 3 — коллекторно-дре-нажнаи сеть

и отрицательных элементах рельефа оказываются принципиально различными. На повышениях образуются растекающиеся местные потоки растворов, направленные в прилегающие понижения, и формируется промывной рассолительный режим.

Понижения, наоборот, оказываются приемниками и испарителями водно-солевых масс. Быстрый подъем уровня грунтовых вод выше критического значения, их расход на поверхностное испарение приводит к интенсивному вторичному засолению почвенного профиля. На таких участках солевой режим должен регулироваться с помощью искуственного дренажа.

Поскольку в искуственном дренировании остро нуждаются почвы понижений, то закладка дренажной сети по тальвегам понижений, как это показано на рис. 22в,

является наиболее приемлемой. При этом повышения оказываются в середине меж-дреньев. Проложенная таким образом дрена эффективно работает по принципу природных водотоков. В нее будут стекаться потоки со всего бассейна, а совпадение русла дрены с тальвегом - способствовать свободному отводу вод. Поэтому мелиоративный эффект будет ощущаться не только на прилегающих к дрене понижениях, но и на пологих склонах за счет снятия дреной подпора грунтовых вод. Однако на практике на орошаемых массивах дренажная сеть очень часто закладывается не по такому принципу. В оспове лежит расчет расстояния между дренами и стремление получать поля больших размеров и удобной формы, чаще прямоугольной (рис. 226). Получается парадоксальная картина: положение дрен не согласуется с элементами рельефа, которые полностью определяют направление потоков и создают пространственную неоднородность водно-солевого режима в пределах орошаемого массива.

Причиной такого явления следует считать отсутствие на традиционных почвенных и других картах достоверной информации о структуре земной поверхности. Как видно из рис. 22а, традиционная почвенно-мелиоративная карта, ввиду отсутствия на ней информации о структуре поверхности и связанных с ней явлений, даже не позволяет ставить вопрос о соответствии или несоответствии дренажной сети элементам рельефа.

Этот пример, к сожалению не единичный, а скорее типичный для многих мелиоративных систем.

8.2. Мероприятия, направленные на предотвращение засоления почв и рациональное использование водно-земельных ресурсов

1. Одной из основных мер по экономии воды и рациональному использованию земель в бассейне Аральского моря следует считать ликвидацию и предупреждение вторичного засоления. По имеющимся данным средне- и сильнозасоленные почвы от площади орошения составляют: в Узбекистане - 60%, в Туркменистане - 80%, в Таджикистане - 35%, в Киргизстане - 40%, в Казахстане - 60-70%. Основные орошаемые массивы в этих республиках расположены на дельтах и крупных конусах выноса.

Известно, что в среднезасоленных почвах урожаи с/х культур снижаются на 40%, а в сильнозасоленных - на 70%. Если принять отношение площадей среднезасоленных почв к сильнозасоленным как 2:1, то в Узбекистане недобор с/х продукции в перерасчете на всю орошаемую площадь составит 30%. Это значит, что почти одна треть площадей орошается и обрабатывается без отдачи, что 30% воды можно было бы не расходовать, что значительную часть материальных и трудовых затрат можно было бы сэкономить. К тому же эти засоленные земли ежегодно "вырабатывают" огромное количество солей, которые возвратными водами сбрасываются в реки, повышая минерализацию речных вод и загрязняя их.

По Туркменистану показатель недобора продукции составит 40%, по Казахстану - 30-33%, По Таджикистану - 18%, по Киргизстану - 20%.

Поэтому необходимо провести тщательную инвентаризацию земель на основе картографических материалов, отображающих системно-структурную организацию территорий. По результатам инвентаризации следует разработать дифференциро-

ванные мероприятия по устранению засоления, а при необходимости злостно засоленные участки исключить из орошения.

2. Необходимо отказаться от тенденции к расширению площадей орошаемых земель, добиваться, чтобы каждый освоенный гектар, каждый кубометр воды давали ожидаемую отдачу. Для этого необходимо уделять постоянное внимание каждому орошаемому гектару: не допускать вторичного засоления, внедрять севообороты, вносить органические и местные удобрения и т.п. Следует запретить осваивать новые площади под орошение тем хозяйствам, районам, областям, у которых имеются орошаемые пашни с бонитетом ниже 80-90 баллов. Такая мера вынудит пересмотреть отношение к орошаемой пашне, будет способствовать улучшению состояния орошаемых земель и более эффективному их использованию.

3. В условиях орошения недопустимо использование земель по переложной системе, когда земли осваиваются без научно-обосновашых проектов и дренажа, используются б течение непродолжительного перилта. очень быстро засоляются и выводятся из сельскохозяйственного оборота, утратив при этом первоначальное плодородие. Тем более это недопустимо в условиях дельты, где естественная дре-нированность весьма слабая.

4. Важной мерой, направленной на уменьшение поверхностного испарения грунтовых вод и предотвращения засоления почв является оптимизация площадей пропашных культур и правильное сочетание их в севооборотах с многолетними травами и зерновыми колосовыми, а также осторожное и ограниченное размещение рисовников, не допуская при этом заболачивания и засоления почв прилегающих к рисовникам полей. Целесообразно переводить хозяйства на возделывание семенников люцерны, лакричного корня и др.

5. Не менее важной мерой в улучшении почвенно-солевых условий орошаемых массивов и в экономии воды является устранение непроизводительных расходов оросительной воды путем повышения КПД оросительных систем и соблюдения расчетных поливных и оросительных норм.

6. Неотложной мерой является обеспечение всех орошаемых земель, эффективно работающей дренажной сетью, используя при этом комбинированный дренаж (горизонтальный: открытый и закрытый; горизонтальный и вертикальный) с учетом конкретных гидрогеологических, геохимических и литологических условий территорий.

7. Орошаемые почвы в дельте имеют высокую биологическую активность и в тоже время низкое естественное плодородие. Поэтому крайне важно внедрение и соблюдение севооборотов, внесение органических и минеральных удобрений.

8. В опустынивающейся части дельты следует избегать разовых и редких периодических обводнений, так как они приведут лишь к еще большему засолению почв. Здесь целесообразно создавать постоянно обводненные участки для пастбищ и систему озер для рыбоводства.

9. Очень важно своевременное проведение фитомелиораций в опустынивающейся части дельты и обсохшей части дна моря в целях кормопроизводства и для предотвращения засоления почв и ветрового выноса солей.

10. Необходимо проводить комплексные научно-исследовательские работы по целевым программам, направленным на разработку мероприятий по улучшению состояния орошаемых земель, повышению их плодородия, по разработке принципиально новых приемов ведения орошаемого земледелия. Для проведения таких

работ целесообразно создавать стационарные станции в наиболее типичных районах.

ВЫВОДЫ

1. Дельтовые поверхности имеют хорошо выраженную древовидную структуру морфологических элементов, созданную потоками разного порядка и выявляемую при анализе толокарт методом пластики рельефа.

2. Наиболее информативными параметрами структуры дельты являются иерархия элементов, геометрические формы дельтовых образований, их взаиморасположение, упорядоченность и ориентированность, продольные и поперечные уклоны.

3. Пространственная неоднородность механического состава дельтовых отложений, почвообразования и засоленности всецело обусловлена структурной организацией дельтовой поверхности, то есть неоднородность является следствием принципа единства морфо- лито- педо- галогенеза.

4. Эволюция почв в дельтах аридных областей протекает под воздействием как местных гидроморфных условий, так и зональных климатических. При преобладании воздействия гадроморфных условий в течении длительного времени формируются нормальные гумусированные луговые почвы; под воздействием зонального климата - переходные почвы к зональным, а затем - зональные (такыровидные и пустынные песчаные).

5. Основными особенностями почвообразоввания в дельтах являются его стадийность и прерываемость. Стадийность проявляется в переходе почв по ряду болотные—луговые—зональные автоморфные, осложненому переходными и солончаковыми почвами. Прерываемость вызвана чередованием в дельтах периодов формирования почв и их погребения мощным слоем аллювия. После каждого погребения почвообразование начинается как бы "с нуля".

6. Интенсивное опустынивание дельт нарушает естественное протекание стадий почвообразования и приводит к образованию большого набора почв опустыненного ряда с остаточными луговыми и солончаковыми признаками.

7. Орошение аридных почв коренным образом меняет их профиль и почвенный покров.Древнеорошаемые почвы с ирригациошю-гидроморфным режимом характеризуются равновесным состоянием гумусоиакопления, солепроявления и благоприятными водно-физическими свойствами. Недавноорошаемые почвы имеют неустановившийся водно-солевой режим, динамичное гумусное состояние, направление изменения которых определяется комплексом факторов и условий (дренирован-ность, водоподача, агротехника и др.). Для них характерна большая пространственная неоднородность. Орошаемые почвы занимают различное положение: при достаточном дренаже они по своим свойствам приближавются к древнеорошаемым почвам, а при недостаточном дренаже - подвергаются значительному засолению.

. 8. Основным источником солей, поступающих в дельту, являются речные воды. В конкретных условиях определенную роль в соленакоплении играют минерализованные подземные воды и ветровой перенос солей. .

9. Главной причиной интенсивного соленакоиления в дельтах является высокая испаряемость. Поверхностное испарение речных слабоминерализованных вод в течение года приводит к накоплению солей в 0-10 см слое в количестве 1,04% от

еса почвы. Сужение значений отношения твердого стока к химическому стоку в >ечных водах в результате строительства гидросооружений усиливает процессы со-шнакопления в почвах дельт.

10. Типизация дельтовой поверхности и составление карты типов территорий юзволили отобразить выявленные закономерности пространственной дифференци-щии почвепно-галогеохимических условий, то есть получить пространственную модель принципа единства морфо- лито- педо- галогенеза.

11. Рекомендуемые мероприятия по выбору массивов орошения, очередности эсвоения и строительства коллекторпо-дренажной сети вытекают из результатов анализа роли системно-структурной организации земной поверхности в создании тространственной неоднородности почвепно-галогеохимических условий и могут ^тужить основой для предупреждения и устранения засоления орошаемых почв и повышения эффективности орошения.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Монографии

1. Почвенно-мелиоративпые условия опустыяивающихся дельт (тенденция изменений и пространственная дифференциация). Пущи по, ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1989 г., 216 с.

2. Эксперимент "Убсу-Нур". Коллективная монография. Часть 1, 2. М.: "Интеллект". 1995. 336 с. (ч. 1), 272 с. (ч. 2).

II. Карты

3. Карта возможного сельскохозяйственного использования земель Срединного региона СССР. М.: ГУГК СМ СССР, 1981. М 1:2500000. Коллектив авторов.

4. Карта глубины залегания уровня грунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта). Западная часть Узбексткой ССР и Ташаузская область Туркменской ССР. М 1:500000. М.: ГУГК СМ СССР, 1982. В соавторстве.

5. Карта минерализации и химического состава фунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта). Западная часть Узбекской ССР и Ташаузская область Туркменской ССР . М 1:500000. М.: ГУГК СМ СССР, 1982. В соавторстве.

6. Карта систем почвенного покрова Туркменской ССР. М 1:1500000. М.: ГУГК СМ СССР, 1984. В соавторстве.

7. Количественная и качественная оценка засоления почв и пород (толщи 01 м) Западной части Узбекской ССР и Ташаузской области Туркменской ССР. М 1:500000. М.: ГУГК СМ СССР, 1985. В соавторстве.

8. Почвы и наносы Западной части Узбекской ССР и Ташаузской области Туркменской ССР. М 1:500000. М.: ГУКГ СМ СССР, 1985. В соавторстве.

9. Карта систем земной поверхности и почвенного покрова части Средней Азии. М 1:1500000. М.: ГУГК СМ СССР, 1989. В соавторстве.

10. Почвенная карта Убсунурской котловины. М 1:500000. В печати. В соавторстве.

III. Методики

11. Методика составления серии тематических среднемасштабных карт "При-родно-мелиоративная и сельскохозяйственная оценка Срединного региона

СССР"//Оценка цриродно-мелиоративных условий и прогноз их изменений. Пущине: ОИТИ НЦБИ АН СССР, 1977. В соавторстве.

' 12. Временная методика по составлению карт пластики рельефа крупного и среднего масштабов. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1984. В соавторстве.

13. Методические основы составления почвенной карты с использованием пластики рельефа//Почвенно-мелиоративное обоснование проекттов мелиоративного строительства. М.: Союзгипроводхоз, 1985. В соавторстве.

14. Методическое руководство по составлению карт пластики рельефа (детального, крупно- и среднего масштабов). Фрунзе, 1985. В соавторстве.

IV. Информациошше материалы

15. Пояснительная записка к карте "Пластика рельефа". Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1980. В соавторстве.

16. Пояснительная записка к карте "Природно-мелиоративное районирование Туркменской ССР". Часть 1, 2. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1981, 1982. В соавторстве.

17. Пояснительная записка к карте "Количественная и качественная оценка засоления толщи 0-1 м. Западная часть Узбекской ССР и Ташаузская область Туркменской ССР". Часть 1. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1983. В соавторстве.

18. Пояснительная записка к карте "Глубина залегания грунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта). Западная часть Узбекской ССР и Ташаузская область Туркменской ССР". Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1983. В соавторстве.

19. Пояснительная записка к карте "Минерализация и химический состав грунтовых вод (первого от поверхности водоносного горизонта)". Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1983. В соавторстве.

20. Природно-мелиоративное районирование низовьев Амударьи. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. В соавторстве.

V. Научные статьи

21. Применение бассейнового галогеохимического метода анализа территорий при солевых съемках//Тез.докл.научно-техн. совещания "Итоги и направления научных исследований по рассолению и освоению тяжелых почв". Бухара, 1980. В соавторстве.

22. Выявление устойчиво повторяющихся связей между свойствами почв и рельефом методом картографирования. М.: ВИНИТИ, N 286-83. 1983. В соавторстве.

, 23. Взаимосвязь симметрии почвенного покрова с его геохимическим состоянием на территории Средней Азии//Биологический круговорот веществ и энергии в системе почва—растение. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1983. В соавторстве.

24. Природно-мелиоративные условия низовьев Амударьи (оценка и рекомен-дации)//Почвенно-экологические и мелиоративные проблемы переброски части стока северных и сибирских рек на юг страны. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1983.

25. Системный подход как методологическая основа изучения связей между формами структур почвенного покрова и свойствами почв//Материалы Всесоюзн. конф. "Современные методы исследования почв". М.: Изд-во МГУ 1983.

26. Карта систем почвенного покрова Средней Азии как основа для изучения и рационального освоения земель//Тез. докл. республ. научной конференции "Гео-

•рафические основы природопользования в Узбекской ССР". Ташкент: 1983. В »авторстве.

27. О формировании почвенно-геохимических структур равнин Средней \зии//Тез. докл. I Всесоюзн. конф."История развития почв СССР в голоцене". Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1984.

' 28. К вопросу картографического обеспечения оценок и прогнозов почвенно-меляоративных условий орошаемых массивов//Матер. IV научно-производственной конференции Туркменского филиала ВОП. Ашхабад: Изд-во "Ылым", 1984.

29. О каскадно-писходящей последовательности ирригационно-мелиоративного освоения земель//Тез. докл. ко II съезду географического общества Узбекской ССР. Ташкент: 1985.

30. Формирование почвенного покрова дельты Амударьи//Эволюция и возраст почв СССР. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986.

31. Структура ncissniicrc пскрсга н ее роль и мргтиоряггии//Плодооодие почв и биологическая продуктивность агроценозов. Пущсшо: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. В соавторстве.

32. Карта пластики рельефа и возможности ее использования при изучении почвенного покрова//Ииформационные проблемы изучения биосферы. Эксперимент "Убсу-Нур". Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. В соавторстве.

33. Процессы опустынивания и вопросы мелиорации почв в низовьях Аму-дарьи//Тез. докл. V Всесоюз. конф. "Экологические проблемы освоения пустынь и охраны природы". Ашхабад: Изд-во "Ылым", 1986.

34. Прострапственно-структурный анализ почвенного покрова как основа повышения эффективности орошаемого земледелия//Проспект ВДНХ СССР. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1987. В соавторстве.

35. Влияпие орошения на минерализацию грунтовых вод в низовьях Аму-дарьи//Матер. XXVIII Всесоюз. совещ."Изучение процессов формирования химического состава природных вод в условиях антропогенного воздействия". Часть 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. В соавторстве.

36. Использование карт пластики рельефа при выборе объектов мелиорации//Гидротехника и мелиорация. 1987, N 12.

37. Возможности повышения информативности тематических карт и их роли в мелиорации//Метод пластики рельефа в тематическом картографировании. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1987.

38. Форма и узор контуров на карте пластики рельефа как индикационный признак типов территорий//Там же. В соавторстве.

39. Дифференциация рассеянных металлов и формы их нахождения в почвах и отложениях дельты Амударьи в связи со структурой поверхности//Там же. В соавторстве.

40. Карта систем почвенного покрова Туркменистана//Почвоведение, 1988, N 6. В соавторстве.

41. Методологические вопросы изучения миграции, концентрирования и фазового распределения тяжелых металлов в почвах и ландшафтах//Нормирование антропогенных нагрузок на ландшафтах. М.: Изд-во ИГ АН СССР, 1988. В соавторстве.

42. Природно-мелиоративные условия дельты Амударьи и рекомендации по их

улучтению//Вестник Каракалпакского филиала ЛН УзССР. Нукус: 1988,

43. Системно-структурный подход в мелиорации почв дельт//Тез.докл. VIII Всесоюз. съезда почвоведов. Кц. 5. Новосибирск: 1989.

44. Геохимические поля рассеянных элементов в почвах и структурная организация поверхности//Там же. В соавторстве.

45. Метод анализа пластики рельефа как основа при составлении прогнозных почвенно-мелиоративных карт//Проблемы прогнозного почвенно-мелиоративного картографирования и топографо-геодезических изысканий в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. М.: В/О "Согозводпроект", 1989.

46. Особенности формирования почвенного покрова Убсунурской котловины в связи со структурой земной поверхности//Информациошше проблемы изучения биосферы. Убсунурская котловина - природная модель биосферы. Пущиио: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990. В соавторстве.

47. Системно-структурный анализ земной поверхности и почвенного покрова как основа для устранения и предупреждения вторичного засоления при орошении/ /Фундаментальные науки - народному хозяйству. М.: Наука, 1990. В соавторстве.

48. Влияние орошения на пространственную организацию почвенного покрова дельтовых поверхностей//Пространственно-временная организация и функционирование почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990. В соавторстве.

49. Системно-структурное разбиение земной поверхности при эколого-геохими-ческом картографировании//Тез. докл. Междунар. совещ. "Принципы и методы экологического картографирования (па русск. и англ. языках). Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1991.

50. Системно-структурный анализ и типизация территории бассейна озера Уб-су-Нур//Информационные проблемы 'изучения биосферы. Эксперимент "Убсу-

N 4(114).

Нур". 1995.

Заказ 1. Тир. 100 экз. Уч.-нзд. л. 3,7. Отпечатано на ротапринте в ИПФС РАН.

Информация о работе

Хакимов, Фикки Ибраевич
доктора биологических наук
Пущино, 1995
ВАК 03.00.27

Автореферат

Похожие работы