Занимательная гидрогеология (стр. 7 )

По составу воды Железноводска сложные углекислые, гидро-карбонатно-кальциевые. Среди них есть и холодные (температура 10 — 20°С), теплые и горячие, температура которых достигает 51 — 55°С. Они часто содержат небольшие количества радия, который повышает лечебную эффективность минеральных вод.

Этот чудесный» уголок нашей Родины является одним из крупнейших центров бальнеологического лечения. Необычайно разнообразный набор минеральных вод делает его одним из лучших курортов мира.

Каждый год здесь строятся новые здравницы, вскрываются новые горизонты минеральных вод, увеличивается выпуск воды в бутылках. Партия и правительство уделяют большое внимание развитию этого крупнейшего центра оздоровления трудящихся.

Еще многие другие

Минеральные воды встречаются на обширных пространствах Советского Союза повсеместно. Многие из них пользуются мировой славой.

Солнечная Украина. Ее недра таят большие запасы самых разнообразных лечебных вод. Практически здесь присутствуют все основные типы минеральных вод.

Кто из читателей не знает знаменитые бальнеологические курорты Моршин и Трускавец (рис. 48). Особой известностью пользуется знаменитая «Нафтуся» — изумительное средство для лечения почечно-каменной болезни, печени и желчных путей. Вода получила наименование от украинского слова «нафта» (нефть) за специфический запах и привкус. Это почти пресная слаборадиоактивная вода, обогащенная сернистыми углеводородами и жирными кислотами нефтяного происхождения. Следует сказать, что в Трускавце кроме «Нафтуси» имеются и другие источники, носящие название «Мария», «София», «Бронислава», «Барбара», «Эмма» и др. Это все сероводородные или хлоридно-натриевые воды, позволяющие лечить желудочно-кишечные заболевания и заболевания верхних дыхательных путей. История этого курорта уходит в далекие времена средневековья, когда целебными водами пользовались местные жители. Первая лечебница была создана еще в 1827 году.

Моршин — другой курорт, расположенный в Львовской области (рис. 49). Его минеральные воды были случайно открыты в 1838 году, когда здесь были обнаружены залежи соли. Однако питьевое лечение здесь началось лишь в начале XX века. Моршин известен своими высокоминерализованными водами «Бонифаций» и «Магдалина», а также маломинерализованными «Людмила» и «Моршанка». На этом курорте прекрасно излечивают язвенную болезнь, гастрит, колит, заболевания печени и др.

На широком пространстве Центральной Украины встречаются радоновые воды, которые связаны с гранитами, гранодиори-тами и другими породами, слагающими Украинский кристаллический щит. На базе этих вод организовано водолечение в г. Хмельницке, в районе Мироновки (Киевская область), г. Житомире и других местах.

Сероводородные воды широко распространены в западных областях УССР. Y рорт «Шкло», имеющий мощный источник сероводородной Bv лы, по существу является самым старым бальнеологическим курортом России. Первая водолечебница была организована еще в 1616 году.

На Украине имеются источники углекислых минеральных вод типа нарзана. В жаркий день в Ужгороде вы можете напиться нарзана из бювета, расположенного в самом центре города, около университета. Заметим, что Закарпатье весьма богато минеральными водами. Здесь известно более 400 источников, на базе которых круглый год работает 21 санаторий.

Рис. 48. Трускавец. Бювет минеральных вод

Встречаются также источники с водой боржомского, джульф-гинского и ессентукского типов. Богата Украина источниками лечебных вод. С каждым годом ширится их использование для лечения трудящихся.

Перенесемся на север. Здесь возле Петрозаводска был найден во времена Петра I источник железистых минеральных вод. Сам Петр I неоднократно приезжал на этот источник лечиться. Сейчас в районе Ленинграда имеется крупный источник железистых минеральных вод — Полюстровский. Здесь есть и радиоактивные воды в районе. Сестрорецка, на базе которых еще в XIX веке был создан бальнеологический курорт.

Широкой известностью в СССР пользуются минеральные воды в Боржоми (Грузия), Арасане (Киргизия), Дарасуне (Восточная Сибирь), Мааканске (Камчатка) и, др.

Сероводородные воды Мацесты превратили Сочи в крупнейший бальнеологический курорт. Пользуются успехом минеральные воды этого типа — сергиевские (г. Куйбышев), талги (Дагестан), ейские, Горячий ключ, Усть-Качка (Приуралье), Кемери (Латвия), Менджи (Грузия) и др. Из радиоактивных источников особенно известны Цхалтубо, Белокуриха (Алтайский край), Махинджаури (Аджария) и др., хлоридно-натрие-вые: Друскеникай (Литва), Старая Русса.

В настоящее время появилось много бутылочной минеральной воды: «Московская», «Киевская», «Ташкентская», «Харьковская», «Горьковская» и др. Это результаты поисков гидрогеологов и последующего устройства буровых скважин. В целом ряде районов СССР, где ранее не было известно о минеральных водах, сейчас обнаружены лечебные воды, на базе которых создаются новые курорты.

Примером может служить Крым. Всем известно, что это один из лучших климатических и морских курортов нашей страны. За последние десятилетия он постепенно превращается также в крупный центр бальнеологического лечения. Здесь открыто свыше 100 минеральных источников.

Неподалеку от грязевого курорта Саки из артезианской скважины мощностью 2500 м3 в сутки бьет источник лечебной воды. По составу она соляно-щелочная, слаборадиоактивная. В ее составе йод и бром. Температура извергающейся воды до 39°С. Эта вода не уступает минеральным водам Пятигорска и Ессентуков.

В районе Феодосии к двум давно известным водам — «Крымский нарзан» и «Феодосия» — прибавились новые горячие сероводородные источники.

Рис. 49. Моршин. Бювет минеральных вод

В 50-х годах около Симферополя обнаружен крупный источник лечебной воды, близкой по типу к «Ессентукам № 17». На южном берегу Крыма сооружен каптаж минерального источника на территории санатория «Мелас». Мы не будем продолжать далее, ясно одно, что Крым постепенно будет приобретать значение бальнеологического курорта.

Все больше новых источников минеральных вод появляется на карте нашей Родины. В последнее время появились «Ярославская», «Горьковская» и ряд других лечебных вод.

Советский Союз занимает первое место в мире по количеству выпускаемой бутылочной минеральной воды и числу людей, получающих бальнеологическое лечение.

Чудесные источники Чехословакии

Богато одарила природа минеральными подземными водами Чехословакию. Сейчас в этой стране более 50 городов-курортов и известно множество лечебных источников. Их количество превосходит 950. Со всего мира сюда едут больные в поисках избавления от своих недугов. Тысячи людей возвращаются с бальнеологических курортов Чехословакии оздоровленными, а иногда и полностью излеченными.

Королем курортов этой страны, без сомнения, являются Карловы Вары (по - чешски varu — источник), хорошо известный у нас. До 1945 года его целебные источники были доступны только богачам. Однако с 1945 года Карловы Вары, как и другие курорты ЧССР, широко раскрыли свои двери для трудящихся.

Что представляют собой минеральные источники Карловых Вар? Несколько десятков миллионов лет назад гранитный массив под давлением земной коры треснул. Из образовавшейся трещины вырвалась лава, и началось длительное вулканическое извержение. Постепенно вулкан стал затихать и, наконец, прекратил свою деятельность. Как отзвук давно ушедших в геологическую историю бурных времен осталось более 75 источников, вырывающихся на поверхность из трещин в граните.

Минеральные воды богаты различными солями калия, магния, кальция и многими другими элементами. Воды часто фонтанируют. Их особенностью является сравнительно высокая температура (до 75° С). Люди давно знали о целебной силе карловских вод, хотя официальной датой основания курорта считается 1359 год.

Основным источником во всей группе является знаменитый «Вржидло». Его выход представляет собой величественную картину. Мощная струя, вырывающаяся из трещины на высоту 12 м, в минуту выбрасывает 2000 л прекрасной минеральной воды. Температура ее около 70°С. Еще в прошлом столетии над источником была возведена монументальная колоннада.

По химическому составу карловарские воды гидрокарбонат-но-сульфатно-хлоридно-натриевые. Они помогают лечить болезни органов пищеварения, печени, диабет, подагру и др. Из этих минеральных источников добывается знаменитая карлсбадская соль, которую вывозят за пределы ЧССР. Ее можно встретить и в наших аптеках.

А вот другой курорт — Марианские Лазни (в переводе курорт им. Марии) — известен не менее 400 лет. Здесь также из трещин вырывается более 40 минеральных источников. Воды пьют и принимают на их базе ванны. Лечат здесь внутренние, нервные и кожные заболевания. Отсюда во многие страны мира экспортируются минеральные воды «Фердинандка», «Рудольф-ка», «Амброжка», по заслугам получившие мировое признание.

Трудно перечислить замечательные чехословацкие бальнеологические курорты. Здесь и Франтишковы Лазни, где бьют 24 источника минеральных вод, которые лечат гинекологические и сердечно-сосудистые болезни. Широко известен курорт Пнештяны, где каждую минуту минеральные термальные источники, имеющие температуру 68°С, выбрасывают 2400 л чудесной воды, успешно излечивающей ревматизм, подагру, ишиас.

Интересен курорт Сливач. Его минеральные воды долго считались «смертоносными»? Всегда у них находили мертвых животных и птиц, которые погибали из-за большого количества углекислоты, переходящей из воды в воздух. Например, Купель-ный источник дает в секунду 6 л воды и 8 л газа при температуре 44°С. Сейчас эти воды лечат атеросклероз, гипертонию, ишемию — болезни XX века.

В этой стране много и других прекрасных курортов с ценными источниками минеральных вод, поставленными на службу трудовому народу ЧССР.

В Болгарии

Прекрасная София — столица солнечной Болгарии. Она не случайно возникла еще в V веке до н. э. именно здесь, на месте скрещения путей движения народов. В свое время тут жили и фракийцы, давшие ей первое название — Сердика. Через этот город проходили пути Филиппа Македонского и его сына Александра. В годы владычества Рима Сердика была одним из самых блестящих городов империи. Позднее здесь пронеслись, все сокрушая, гунны. Потом византийское владычество и, наконец, славяне. А далее то турки, то печенеги, то мадьяры, то крестоносцы — пестрые толпы народов. Наконец, София, освобожденная от турецкого ига русскими воинами в 1878 году, становится окончательно болгарским городом.

Почему именно в этом месте с такой охотой селились люди? Среди ряда причин важное место занимают многочисленные минеральные источники, выходящие на поверхность земли на территории города.

На площади Бенеш высится здание Центральных минеральных бань. Источник бьет из трещины непосредственно около здания. От него отведен небольшой фонтанчик, из которого прохожие пьют приятную на вкус воду. Ее температура достигает 47°С. Софийские жители уже сотни лет используют эту воду для лечения ревматизма, заболеваний желудка, нервной системы, кровеносных сосудов.

Можно видеть как человек, решивший на скорую руку позавтракать, набирает воду из фонтанчика и запивает ею булочку или пирожок, купленный в ближайшем киоске. Софийские жители шутливо говорят, что этот источник — «пенсионерский чай».

Минеральных бань в городе несколько. Это Горна баня, Княжевска баня, Овча Купел, Банкя и др. И все они на целебных минеральных водах, приносящих пользу людям. Температура вод от 30 до 48°С.

Если вы войдете во двор центрального отеля «Балкан», то увидите вскрытые из-под многовековых наносов римские термы — баню, построенную еще во времена римского императора Трояна.

Болгария необычайно богата минеральными источниками. Их насчитывается несколько сотен. Эти источники крайне разнообразны — щелочные, сернистое, бромные, йодные, железистые, радиоактивные. Одни из них холодные, другие горячие. Наиболее значительную температуру имеет ключ, выходящий у с. Се-перева Баня. Она достигает ни много, ни мало — 102°С.

Народное правительство Болгарии организовало на базе минеральных источников широкую сеть курортов. Среди них пользуются известностью Выршевец, Хисаря, Момина Баня, Горна Баня, Наречен, и многие другие. Тысячи граждан страны и больные из-за рубежа ежегодно лечатся и проводят свой отпуск на этих курортах.

Некоторые минеральные воды Болгарии известны еще со времен Римской империи. Например, хисорская вода, излечивающая тяжелые почечные недуги и болезни печени.

Зайдем в любое кафе или в ресторан. На полках стоят бутылки с болгарской минеральной водой. Здесь вы найдете и михалковскую углекислую воду, напоминающую нам нарзан, и радиоактивную нареченскую, и меричлерскую, по химическому составу весьма близкую карловарской, и брезнийскую — прекрасное средство для укрепления организма, содержащую в своем составе много железа, и другие минеральные волы, пользующиеся успехом у здоровых и больных, у пожилых и молодых.

Я вспоминаю свою поездку в Болгарию. Когда гостеприимные хозяева привезли меня в г. Сливен — один из центров освободительной борьбы народа — то первое, с чем я познакомился, был местный курорт, основанный на источнике минеральной воды. Автобус из города за 20 минут доставляет больных к красивому зданию, утопающему в зелени. Здесь прибывших встречает медицинский персонал, внимательно изучает больного, а затем направляет на минеральные ванны и дает указание о количестве, времени приема и температуре воды. Тут же расположены процедурные кабинеты. Трудящиеся города могут без отрыва от работы получать бальнеологическое лечение.

Поистине Народная Республика Болгария — страна минеральных вод.

Минеральные воды Земли

Эти чудодейственные воды, облегчающие страдания людей, имеются на всех континентах. Наиболее изучены и освоены они в Европе и Северной Америке.

Богата бальнеологическими курортами Румыния. В настоящее время в этой стране их насчитывается более 172. Среди источников много теплых и горячих хлористо-натриевых, сернистых, йодистых, мышьяковистых. Среди них курорт Бэйле-Геркулане, имеющий восемь теплых и горячих серных и радиоактивных источников (температура до 55°С), известен более 2000 лет. Римляне на этом месте воздвигли Геркулесовы термы еще в I веке до н. э.

Известностью пользуются и многие другие бальнеологические курорты Румынии: Кэлименешть, Совата, Слэникул, Молдовей и т. д., имеющие разнообразные минеральные воды.

Всемирной известностью пользуются минеральные вбды Баден-Бадена. Здесь в горах Шварцвальда выходят на поверхность горячие соляно-щелочные источники, привлекающие круглый год тысячи больных.

Часто Баден-Баден путают с двумя другими бальнеологическими курортами, также пользующимися известностью. Первый — это Баден, расположенный в Австралии, а второй — Баден в Северной Швейцарии. Оба этих европейских курорта имеют источники теплых серных минеральных вод.

Не меньшей известностью пользуется Висбаден с многочисленными горячими источниками. Их температура достигает 50° С.

Своими минеральными водами славится Югославия. Здесь особенно известен курорт Баня-Лука с теплыми сернистыми источниками и Враждинские-Топлице, где из-под земли бьют радиоактивные и серные минеральные воды. Много источников во Франции в пределах центрального массива (Виши, Биарриц и др.).

Минеральные воды имеются почти во всех странах Европы: Англии, Бельгии, Италии, Венгрии, Польше, ГДР и др.

Чрезвычайно богата минеральными водами Азия. Однако здесь они слабо изучены. Историческое развитие стран этого континента было таким, что формирования крупных бальнеологических курортов в общем не произошло. Не считая азиатской территории Советского Союза, пожалуй, наиболее известны курорты Японии: Атамин, Беппу и др. Особо развиты здесь серные горячие минеральные источники.

Совсем незначительно изучены минеральные воды Африки. Наиболее известны курорты в Северной Африке (например, горячие источники Гафса Тунис). Имеются многочисленные мощные минеральные источники в Эфиопии, Кении и по разлому земной коры («дрифт») в районах. озера Танганьика и Ньяса. Эти источники часто используются местным населением для лечебных целей, но несомненно, что дальнейшее развитие молодых независимых государств Африки приведет к созданию сети курортов для лечения населения.

Хорошо исследованы минеральные воды Северной Америки, где имеется широкая сеть бальнеологических курортов.

В общем человечество еще далеко недостаточно использует возможности для излечения многих болезней путем применения подземных минеральных вод. Особенно это относится к слаборазвитым странам.

Бальнеологические курорты капиталистических стран Западной Европы и Северной Америки заполняются богатыми людьми, а доступ на них простому человеку закрыт. Только в социалистических странах минеральные воды поставлены на службу оздоровления трудящихся.

ХЛЕБ, РИС, ОВОЩИ И ВОДЫ ПОД ЗЕМЛЕЙ

Земля жаждет

Задумывались ли вы когда-нибудь, как много воды требуется, чтобы вырастить, например, овощи.

В огурцах содержится до 95% воды, в картофеле — 80%, а в арбузе даже 96%. Поэтому, чтобы вырастить овощи, фрукты и зерновые, требуется много воды, которую они получают из почвы.

Для производства 1 кг сухого зерна (пшеницы, ржи) необходимо от 730 до 760 кг воды. Один гектар капусты требует около 7500 — 8000 т воды в течение сезона, а кукурузы — 3200 т.

Вот поэтому в почвах должно быть достаточно воды, чтобы вырастить насущно необходимые для человечества растительные продукты.

Еще больше воды потребует животноводческое хозяйство. Небольшое стадо коров в 50 голов расходует ежедневно до 6000 л воды.

Весной 1975 г. население планеты Земля перешагнуло крупную цифру 4 млрд. Стремительный рост населения земного шара выдвигает перед людьми задачу непрерывного роста производства продовольствия. Одним из препятствий в развитии земледелия является нарушение благоприятного для сельскохозяйственных культур влажностного режима почв. В одних случаях грунтовые воды стоят высоко, атмосферных осадков много, а испарение малб, в результате почвы переувлажнены,

а нередко и заболочены. В этих районах, без сомнения, количество поступающей в почву воды превосходит испарение. Специалисты тогда говорят об избыточном увлажнении. Географически зона с такими почвами располагается севернее 58 — 60 параллели (севернее городов Рига, Калинин, Иваново).

В иных случаях грунтовые воды залегают глубоко, а количество атмосферных осадков малб. В подобных районах почвы недостаточно увлажнены. Влаги не хватает для роста растений. Эта зона «недостаточного увлажнения» располагается южнее 48 — 50 параллели (южнее городов Полтава, Саратов, Чкалов).

Большая часть степной территории СССР с наиболее плодородными почвами имеет недостаточное увлажнение. Примером может служить Украина. В этой цветущей республике более 1/3 сельскохозяйственных угодий требует орошения. Каждые 3 — 4 года выпадают засушливые годы, во время которых урожай резко сокращается.

Какой же выход из этого положения?

Как видно, необходимо организовать регулирование содержания влаги в почвах. Достигается это в районах с недостаточным увлажнением путем орошения, а там, где влаги много, — комбинированного осушения и орошения. Все мероприятия, повышающие плодородие почв, получили название мелиорации. В настоящее время на Земле мелиоративные территории занимают только 15% пахотной земли, но это оказывается достаточным, чтобы кормить более половины населения планеты.

В Советском Союзе в соответствии с решениями партии и правительства проводятся широкие мероприятия по расширению мелиорируемых земель. Создаются такие гигантские оросительные системы, как Каховская (УССР), которая должна оросить 1 260 тыс. га, Поволжская (500 тыс. га), Каршинская (900 тыс. га), и многие другие (рис. 50).

Согласно решениям XXV съезда КПСС, в десятой пятилетке предусматривается оросить и осушить весьма значительные территории. За все прошлое время на Украине и в Молдавии (до 1 сентября 1975 г.) было орошено 1 639 тыс. га, а в течение одной только десятой пятилетки должно прибавиться 745 тыс. га новых мелиорированных земель. В Средней Азии, где за всю историю была создана ирригация (орошение) на площади 6950 тыс. га (до сентября 1975 г.), за десятую пятилетку будет добавлено 1112 тыс. га. В Поволжье до 1875 г. было орошено 346 тыс. га, а в новой пятилетке будут созданы мелиоративные системы на площади 847 тыс. га.

Особое внимание уделяется Нечерноземью. Здесь на 1 нояб-. ря 1975 г. было осушено 2260 тыс. га, а в десятой пятилетке намечено дополнительно провести осушение на площади 1781 тыс. га. В Прибалтике, Белоруссии и Западной Украине за всю историю (до 1 ноября 1975 г.) осушено 750 тыс. га, а за одну десятую пятилетку намечено осушить 2422 тыс. га.

Рис. 50. Грандиозная Каховская оросительная система:

а — Каховское море, б — территория орошения — 1 млн га, в — главный Каховский канал длиной 130 км

Чтобы подать воду к высохшим землям, создаются уникальные каналы, такие, как Каракумский протяженностью 1400 км, Иртыш — Караганда — 450 км, Северо-Крымский — 405 км, Днепр — Донбасс — 262 км, Волго-Урал и многие другие.

Приходится исправлять несправедливость природного распределения воды. Мого воды на севере и мало на юге. Поэтому решено ряд северных рек повернуть вспять. Для этого предполагается переброска части стока северных рек Печоры и Вычегды в реку Каму (до 40 км3 воды в год), Иртыша, Тобола, Оби в бассейн Аральского моря (до 35 км3 воды) (рис. 51).

Вот таковы грандиозные планы, намеченные XXV съездом КПСС. В решениях съезда с особой силой подчеркивается необходимость строгого осуществления намеченной партией программы мелиорации земель. Советский Союз в настоящее время занимает третье место в мире по площади орошаемых земель (15 млн. га). Первое место прочно удерживает Индия, имеющая 39 млн. га, а на втором месте стоят США, обладающие площадью орошения в 21,5 млн. га, четвертое место принадлежит Индонезии с площадью орошения 6,8 млн. га.

Мелиоративное строительство теснейшим образом связано с гидрогеологическими особенностями орошаемых и осушаемых территорий. Львиная доля работы падает на плечи гидрогеологов. Они должны рассчитать, сколько воды на пути к полям потеряют каналы за счет ее инфильтрации в горные породы, слагающие стенки и дно. Такие потери могут составить 50 — 60%, поэтому крайне важно знать их величину. Ведь чем они больше, тем больше воды должно поступать в канал, чтобы обеспечить для полива необходимые количества. А от этого зависят размеры каналов и потребность в воде. Другая задача гидрогеологов — это изучение подземных вод орошаемой территории. Они должны установить, какая система водоупоров имеется в массиве, сколько водоносных горизонтов, уровень грунтовых вод и их химический состав. Сложной задачей, решаемой гидрогеологами, является изучение изменения уровня грунтовых вод по временам года.

Рис. 51. Так собираются забрать воду у Иртыша и Оби и направить часть ее в Среднюю Азию

Если не знать всего этого, могут возникнуть серьезные неприятности, ведь поливные воды, подаваемые на поля в больших количествах, начнут взаимодействовать с подземными водами. Это легко понять, если учесть, что в среднем на орошение одного гектара посева в течение года подается от 11 до 15 тыс. м3 воды. При чрезмерном поливе в грунтовые воды начинает поступать много дополнительной поливной воды. В результате изменяется их режим. Предусмотреть последствия крайне важно.

Особой заботой является выяснение путей отвода использованных при поливе вод или вод, оказавшихся излишними. Необходимо искать лучшие трассы для устройства дренажей и помогать гидротехникам в их расчетах. Много других задач приходится решать гидрогеологу. Отсюда следует вывод — без гидрогеологии создание мелиоративных систем невозможно.

Печальный опыт

Создание орошения началось еще в глубокой древности. Ирригационные системы воздвигались в Древнем Египте, Древнем Китае, в древних странах Средней Азии, в Месопотамии.

Болеслав Прус в своем романе «Фараон» писал: «Чтобы сохранить воду круглый год, египтяне создали целую сеть каналов длиной в несколько тысяч миль, а чтобы предотвратить наводнение, воздвигали мощные плотины и строили водохранилища. Одно из них — искусственное Меридово озеро (XIX век до н. э.) занимало площадь в триста квадратных километров при глубине в двенадцать ярусов...»

Человечество накопило за прошлые десятилетия богатый опыт подобных работ. Но были не только успехи, но и неудачи и разочарования. Оказалось, что орошение во многих случаях ведет к подтоплению территорий и заболачиванию. Другой страшный бич мелиорации — засоление почв. Там, где были цветущие нивы, иногда после начала поливов неорошаемых участков начинает расти содержание солей в почвах (главным образом, хлористого натрия, сульфатов и карбонатов). Через 5 — 10 лет на этом месте образуется пустыня, покрытая солонцами, на которой ничего не растет.

Получается, что природа как бы мстит человеку за те временные успехи, которых он достигает в результате орошения.

Многие ученые занимались этой загадкой. В конце концов удалось ее разгадать.

Итак, почему происходит заболачивание и подтопление территорий? Почему в одних случаях, этот процесс развивается в течение нескольких лет эксплуатации оросительной системы, а в других он не возникает даже в течение многих лет?

Разгадка оказалась простой. Все определяется особым геологическим строением участков. В большинстве случаев заболачивание и подтопление возникают тогда, когда на сравнительно небольшой глубине встречаются породы, обладающие малой водопроницаемостью. В этом случае поливные воды и воды из каналов, инфильтруясь внутрь, постепенно накапливаются. Если здесь до этого не было горизонта грунтовой воды, то он образуется. По мере поступления новых партий воды ее уровень неуклонно растет, достигая даже поверхности земли. Примером могут служить орошаемые массивы Волго-Дона, где подъем уровня грунтовых вод за четыре первых года полива составил от 0,5 до 5 м. В результате первого этапа орошения территорий Северного Крыма резко изменился характер грунтовых вод. Там, где их не было, они появились, а где были — резко поднялся их уровень.

Борьба с утечкой воды из каналов ведется путем создания экрана из полиэтиленовых пленок толщиной 0,2 — 0,4 мм, уплотнением, трамбованием, устройством бетонных покрытий и т. д. Это благоприятно сказывается на снижении утечек воды до минимума.

Хуже обстоит дело с засолением почв. Оно вызывается многими причинами: присутствием солей в поливных водах, переносом солей, содержащихся в почвах, выносом солей капиллярным током воды к поверхности и др.

Если уровень подземных вод стоит достаточно высоко, то грунтовые воды и содержащиеся в них соли поднимаются по капиллярам на поверхность. Здесь вода испаряется, а выпадающие из нее соли остаются в почве. Все новые порции капиллярной воды поднимаются вверх, оставляя свои следы.

Этот процесс может идти в обратном направлении, если в почву поступает вода с поверхности из каналов, водохранилищ или поливных участков. Тогда имеющиеся в почве соли растворяются и переносятся в глубину пород. В качестве примера влияния орошения можно привести Северный Крым, где минерализация грунтовых вод до орошения составляла 1 — 10 мг/л, а после орошения в течение ряда лет поднялась до 30 мг/л. Это привело к повышению засоленности почв на участках, грунтовые воды залегают высоко. В Голодной степи большинство земель в результате орошения в той или иной степени засолено — это значительно снижает урожаи сельскохозяйственных культур.

Советский ученый подсчитал, что площадь засоленных земель в СССР достигает 50 млн. га. Больше всего от естественных процессов засоления страдают почвы пустынь и полупустынь. Правда, среди этих масс засоленной земли только 2% вызваны мелиорацией.

Наиболее простой путь борьбы с засолением орошаемых территорий — это правильный выбор поливных норм. Воды на участки должно подаваться столько, сколько требует данная культура. Другой путь — это устройство дренажа, который помогает понизить уровень грунтовых вод как природный, так и возникающий после эксплуатации оросительных систем до величины, исключающей капиллярный привнос солей в почвы.

Можно бороться с естественным и искусственным засолением почв путем их промывки пресными водами для удаления солей. Люди должны помнить, что когда мы что-нибудь получаем от природы, всегда нужно быть готовым к различным изменениям в ней. Часто эти изменения бывают неблагоприятными.

Примером может служить Каракумский канал, позволивший оросить обширные территории Туркмении. Но вместе с тем его воды подтопили г. Ашхабад, ухудшив этим сейсмическую устойчивость города.

Поворот сибирских рек на юг, несомненно, благоприятно отразится на климате и условиях мелиорации Средней Азии, спасет Аральское море от высыхания.

Можно ли орошать подземными водами?

А почему нельзя? Даже более того — нужно. Представьте себе, что в Узбекистане площадь, пригодная для орошения, составляет около 11 млн. га, а речная вода может обеспечить орошение только 4,5 млн. га. Чтобы освоить еще 6,5 млн. га, необходима добавочная вода. Откуда ее взять? В первую очередь из подземных океанов и морей.

В Северной Америке более четверти всех поливных территорий орошается подземными водами. Здесь 20% общей массы воды, затрачиваемой на орошение, поступает из подземных источников. В Индии они обеспечивают ирригацию более 5 млн. га. Грунтовые воды в СССР пока мало используются для орошения. Главными потребителями грунтовых вод являются некоторые совхозы Украины, Средней Азии, Северного Кавказа. Этого, конечно, недостаточно. Специалист в этой области считает, что подземные воды для полей орошения нужно шире использовать в Голодной степи, в верховьях Амударьи, Азербайджане и в других районах. При откачке воды для орошения, с одной стороны, мы получаем необходимую для полива воду, а с другой — понижаем уровень грунтовых вод. Последнее позволяет уменьшать опасность засоления почв.

Использование грунтовых вод для орошения в районах новых водохранилищ, где их уровень быстро повышается, было бы очень полезным. Еще одно преимущество подземных вод — они не содержат мути и семян сорных растений, зато часто обогащены минеральными веществами, которые могут служить удобрением для почв.

Наконец, может быть значительно упрощено строительство самих оросительных систем за счет уменьшения или даже полного исключения из системы: магистральных каналов, насосных установок и других атрибутов современной мелиорации. Однако применение грунтовых вод должно быть осторожным, чтобы избежать их быстрого истощения. Оно возникает тогда, когда отбираемое для орошения количество воды будет превосходить естественное пополнение подземных горизонтов. Здесь слово за специалистами по мелиоративной гидрогеологии.

Подземные воды используются для орошения во многих странах мира.

Затопленная земля

Обширные территории нашей страны заняты болотами или имеют грунтовые воды, поднявшиеся близко к поверхности земли. А тут еще малое испарение, обилие снега, дождей — вот вам и пересыщенная водой затопленная земля на суше. А ведь эти затопленные земли часто плодородны, на них можно выращивать рожь, овес, разнообразные овощи. Как сделать эти земли пригодными для сельского хозяйства?

Первое, что приходит на ум, это понизить уровень грунтовых вод и этим осушить почвы. Решение правильное. Осушение является старейшим методом превращения переувлажненных почв в пригодные для сельскохозяйственного использования земли.

Ликвидация болот может дать возможность использовать имеющийся на них слой торфа для сельскохозяйственных целей и отопления. Так называемые низинные болота, существование которых в первую очередь связано с высоким стоянием грунтовых вод, после осушения могут использоваться под различные сельскохозяйственные культуры: овощные, технические, а также для посева различных трав и т. д.

В Нечерноземье более 19% всех земель требует осушения. Партия и правительство приняли решение до 1990 года провести осушительные работы на значительной площади.

Как же осуществляется осушение? Наиболее старой является система открытого дренажа. Это сеть открытых канав и каналов, перехватывающих как грунтовые, так и поверхностные воды и отводящих их сначала в центральный — магистральный канал, а затем в реку, озеро или какое-либо понижение местности. Но такие открытые системы требуют постоянного ухода и ремонта, а срок их службы не превышает 10 лет.

Более современным и совершенным является так называемый закрытый дренаж. Он отличается тем, что в вскрываемых траншеях на дне укладывают специальные асбоцементные, гончарные или даже деревянные трубы небольшого диаметра. Глубина укладки их для обеспечения достаточного снижения уровня грунтовых вод колеблется в пределах 0,8 — 1,5 м. Система таких дренажных труб соединяется с центральной большего диаметра — коллектором, по которому вода и отводится в ближайшую реку, ручей, озеро.

Преимущество этой системы дренажа очевидно — более длинный срок работы (до 50 лет и более), вся поверхность земли используется для посевов.

Кажется, что проблема решена. Но это не совсем так. В природе бывает так, что и в Прибалтике, и в районах Нечерноземья время от времени выпадают засушливые месяцы и даже годы. Тогда почва иссушается, ее естественная структура распадается. В результате она теряет свою способность к плодородию, такая почва легко разрушается ветром. А это уже на грани бедствия.

В начале этой главы мы уже говорили о необходимости осуществления в прибалтийских республиках и Нечерноземье не просто осушения, а регулирования влажности почвы. Это обозначает, что время от времени почвы должны увлажняться. Как же это осуществить?

Как видно, нужно воспользоваться той же закрытой дренажной системой. Если при осушении вода самотеком поступает в трубы, то при необходимости увлажнения почв можно через эту же систему труб нагнетать воду под давлением. Это вполне достаточно для быстрого повышения влажности почвенных горизонтов.

Конечно, количество подаваемой при этом воды должно быть строго определенным, превышение установленной нормы может привести к вторичному заболачиванию и затоплению почв.

Роль гидрогеолога при проектировании осушения весьма значительна. Он должен выявить водопроницаемость почв и пород, установить требуемую величину снижения уровня грунтовых вод, ожидаемое поступление грунтовых вод к дренажным трубкам и, наконец, предсказать понижение уровня грунтовых вод после устройства водорегулирующей системы и его изменения в течение года.

Как видите, работы здесь много. Там, где проводится регулирование водного режима почв, создаются новые совхозы, расширяются сельскохозяйственные угодья колхозов. Население получает дополнительно огурцы, капусту, картофель и другие овощи, расширяются животноводческие базы.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8