Коммунистическая партия, последовательно осуществляя курс аграрной политики, выработанной на историческом мартовском /1955 г./ Пленуме ЦК КПСС и развитый на последующих Пленумах, на ХХШ-ХХУ1 съездах КПСС, провела большую работу по обеспечению подъема сельскохозяйственного производства. Одной из важнейших сосгавных частей аграрной политики является мелиорация земель, программа которой была разработана и одобрена майским /1966 г./ Пле: зумом ЦК КПСС.
За период после майского /1966 г./ Пленума площадь мелиорируемых земель в стране увеличилась более чем в два раза и достигла к настоящему времени 30,7 млн. га, в том числе орошаемых 17,7 млн. га и осушаемых 13 млн.га.
Продовольственной программой принятой майским /1982 г./Пленумом ЦК КПСС, предусматривается дальнейшее повышение роли мелиорации в увеличении производства сельскохозяйственных продуктов. Площади орошаемых земель намечено довести в 1985 г. до 20,8 млн. га и в 1990 г. до 23−25 млн. га, осушенных земель соответственно до 15,5 млн. га и 18−19 млн.га. В районах орошаемого земледелия создать зоны гарантированного производства зерна. Обеспечить валовый сбор зерна с орошаемых земель в 1985 г. в количестве не менее 15 млн. тонн и в 1990 г. — 20−22 млн.тонн. Довести производство кормов на мелиорируемых землях в 1985 г. до 63 млн. тонн и в 1990 — 80−82 млн. тонн кормовых единиц.
Благодаря мелиорации коренным образом изменилась структура сельского хозяйства, неиспользуемые или малопродуктивно используемые земли цревратились в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья. В 1981 г. с мелиорированных земель, составляющих 11% эбщей площади пашни и многолетних насаждений по стране и Щ> по.
Украине, получено соответственно 36 и 18,4% всей валовой продукции земледелия.
За период с 1966 г. средняя урожайность в республике возросла на орошаемых землях на 20%, на осушаемых — на 18%.
Важным резервом в увеличении производства сельскохозяйственных продуктов Левобережной части Украинского Полесья являются заболоченные и переувлажненные земели. Площадь осушенных земель в настоящее время составляет 160,1 тыс. га, из них открытой сетью осушается 73% и гончарным дренажем 27%.
Вместе с тем потенциальные возможности осушаемых земель далеко не исчерпаны, продуктивность их недостаточно высока. Проектная урожайность по большинству сельскохозяйственных культур в целом для региона не достигнута. В то же время отдельные хозяйства с высоким уровнем мелиорации и сельскохозяйственного освоения получают с осушенных земель стабильные высокие урожаи.
Одной из причин низкой продуктивности осушенных земель является недрстижение в оптимальные сроки благоприятной мелиоративной обстановки на них.
В связи с этим возникает необходимость в комплексной оценке эффективности мелиоративных систем, в изучении первопричин неблагоприятной мелиоративной обстановки и в разработке на этой основе рекомендаций по регулированию водно-воздушного режима на мелиорируемых землях.
В настоящей работе обобщены и проанализированы результаты дноголетних исследований условий формирования мелиоративной об-зтановки на осушаемых землях территории, выполненных автором в 1ерниговской гидрогеолого-мелиоративной экспедиции Минводхоза ГССР. Кроме этого, автором привлечены и проанализированы материа-ш натурных наблюдений других организаций Минводхоза и Мингео ГССР, выполненные на этой территории.
Актуальность работы. Продуктивность мелиорированных земель зависит от мелиоративной обстановки и уровня агротехнических мероприятий. Мелиоративная обстановка в свою очередь зависит от правильности и обоснованности проектного решения, качества строительства и уровня эксплуатации мелиоративных систем.
Таким образом, мелиоративная обстановка является комплексным показателем эффективности мелиорации (проектирования, строительства, эксплуатации). Создание и поддержание оптимальной мелиоративной обстановки невозможно без детального изучения процесса ее формирования во взаимосвязи естественных и техногенных факторов. Одним из определяющих показателей мелиоративной обстановки на осушаемых землях является режим грунтовых вод, его связь с природными условиями (метеорологическими и геолого-геоморфологическими). Закономерности указанных связей являются основой прогнозирования и оперативного регулирования водно-воздушного режима почв — главного условия научного ведения сельскохозяйственного производства на осушаемых землях.
Выполненные автором разработки в вопросах комплексной оценки мелиоративного состояния осушаемых земель с учетом причин заболачивания и переувлажнения, закономерностей режима грунтовых вод позволят повысить качество проектов и надежность работы мелиоративных систем по обеспечению оптимальной мелиоративной обстановки в течение всего вегетационного периода, коренным образом улучшить эксплуатацию их, обоснованно подходить к выбору севооборотов применительно к складывающимся мелиоративным условиям, предотвратить возможные негативные последствия осушительных мелиорации.
Работа выполнена в плане исследований УкрНИИГиМ по теме:
Разработать научные основы составления и ведения мелиоративного кадастра СССР «(номер государственной регистрации 8Ю84 565).
— 6.
Целью диссертационной работы является:
— комплексная оценка эффективности мелиоративных систем;
— выявление закономерностей формирования мелиоративной обстановки на осушаемых землях с учетом разнообразия природных условий и типов мелиоративных систем посредством изучения режима и баланса грунтовых вод;
— разработка методической основы оценки мелиоративного состояния осушаемых земель;
— научное обоснование мероприятий по регулированию,' водного режима почв.
В задачу настоящей работы входило:
— выявление закономерностей формирования режима и баланса грунтовых вод на осушаемых землях;
— количественная оценка типов водного питания заболоченных и переувлажненных земель;
— изучение эффективности мелиоративных мероприятий в различных природных условиях;
— научное обоснование мероприятий по регулированию* водного режима почв на осушаемых землях.
Методика исследований заключается в:
— обобщении, систематизации и анализе литературных, фондовых и архивных материалов по вопросам геоморфолого-гидрогеологи-ческих и почвенно-мелиоратявных условий, мелиоративному и сельскохозяйственному освоению заболоченных и переувлажненных земель;
— натурных исследованиях режима грунтовыж вод и эффективности существующих мелиоративных систем;
— экспериментальных исследованиях баланса грунтовых вод;
— обработке материалов наблюдений вероятностно-статисти-гескими методами с применением ЭВМ «МИР-2» и «НАЙРИ-К» .
— 7.
Научная новизна. Впервые для Левобережной части Украинского Полесья выявлены закономерности режима и баланса грунтовых вод в условиях осушительных мелиорации. Количественно оценена роль напорного питания и бокового притока грунтовых вод в процессе заболачивания земель. На основе выявленных закономерностей режима грунтовых вод осушаемых земель разработаны способы прогнозирования уровня грунтовых вод с целью оперативного регулирования водно-воздушного режима почв осушаемых территорий. На основе водно-балансовых исследований выполнено районирование региона по условиям формирования баланса грунтовых вод на осушаемых землях, количественно характеризующего типы водного питания этих земель.
Практическая значимость. Выполненные исследования позволяют:
— комплексно оценить эффективность мелиоративных мероприятий;
— с учетом прогноза гидрогеологических условий разрабатывать эксплуатационные мероприятия по поддержанию оптимального водно-воздушного режима, а также корректировать систему севооборотов с целью повышения эффективности осушаемых земель;
— в соответствии с типом водного питания и его количественной характеристикой обоснованно назначать методы и способы осушительных мелиораций при разработке проектов на новые и реконструируемые мелиоративные системы.
Реализация работы. Результаты количественной оценки водного питания осушаемых земель использованы при разработке проекта реконструкции осушительной системы «Убедь» на площади 3000 га. Эксплуатационной службой используются предложенные автором уравнения связи режима грунтовых вод с образующими его факторами при оперативном регулировании водно-воздушного режима почв на площади 25 тыс.га.
Разработки по оптимизации режимных наблюдений за грунтовыми водами на осушаемых землях на основе выявленных закономерностей режима внедрены в практической деятельности Черниговской гидрогеолого-мелиоративной экспедиции на площади 350 тыс.га. Экономический эффект от этого внедрения составил за 1981;82 гг. 139 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на методических и научно-производственных семинарах в Чернигове /1976,1977/, Пинске /1976/, Киеве /1981/. Отдельные положения вошли в «Рекомендации по оценке и прогнозу гидрогеологической обстановки на осушенных землях» /Киев, 1977/, «Рекомендации по усилению контроля за мелиоративной обстановкой на орошаемых и осушаемых землях Украинской ССР» /Киев, 1980/, «Рекомендации по совершенствованию режимных наблюдений за уровнем подземных вод» /Киев, 1982/.
Материалы исследований режима и баланса грунтовых вод, условий водного питания заболоченных и переувлажненных земель опуб-кикованы в шести печатных статьях.
Предмет защиты. Автором на защиту выносятся следующие по-южения диссертационной работы:
— региональные зависимости режима грунтовых вод осушаемых (емель от комплекса определяющих его факторов;
— районирование территории по особенностям режима и балан-ia грунтовых вод осушаемых земель;
— научное обоснование мероприятий по регулированию водно-оздушного режима мелиорируемых земель.
I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЛЕВОБЕРЕЖНОЙ ЧАСТИ УКРАИНСКОГО ПОЛЕСЬЯ.
I.I. Физико-географическая характеристика.
Исследуемая территория расположена в северо-восточной части Украинской ССР и занимает северные районы Черниговской и Сумской областей. На западе, севере и востоке она оконтурена административными границами этих областей, на юге — границей между географически — ландшафтными зонами Полесья и Леоостепи, проходящей по линии Киев-Нежин-Батурин-Кролевец-Глухов.
В соответствии с физико-географическим районированием /В.П.Попов и др., 1968/ в пределах описываемой территории выделяются две физико-географические области — Черниговское и Новго-род-Северокое Полесья, граница между которыми проходит в субмеридиональном направлении по линии Добротово-Оболонье-Савинки-Гута Студенецкая и совпадает с подножием северо-западного склона Средне-Русской возвышенности.
В орографическом отношении Черниговское Полесье представая ет собой северо-западную) часть Приднепровской низменности, а Эовгород-Северское Полесье — юго-западный склон Срвдне-Русской возвышенности. Общий уклон поверхности прослеживается с северо-востока на юго-запад. Абсолютные отметки колеблются от 222 м на северо-востоке до 95 м на юго-западе. Величина уклона поверхности по территории неравномерная. Среднее значение его в пределах Зредне-Русской возвышенности составляет 0,001, Приднепровской низменности 0,0003−0,0004. Восточная часть характеризуется значительной расчлененностью рельефа. Глубина расчленения достигает о.
100 м, а густота овражно-балочной сети превышает I км/км. В дентральной и западной частях расчлененность рельефа незначительна, глубина расчленения не превышает 20 м, овражно-балочная сеть практически отсутствует.
Основными реками района являются Десна, Остер, Белоус, Снов, Убедь, Сейм, Судость, Шостка, Знобь и многочисленные их притоки. Водный режим рек характеризуется весенним половодьем, летней и зимней меженью. Половодье на реках ддится: от нескольких дней на малых реках до 35−45 на крупных. Паводковые воды ежегодно затапливают пойму. Продолжительность и площадь затопления пойм зависят от величины половодья. В годы со снежными зимами весеннее затопление продолжается до 1,5−3,0 месяцев, в малоснежные оно не превышает 1−2 недель. Зимой реки замерзают, продолжительность ледостава составляет 3,0−3,5 месяца. Модуль речного стока колеблется о от 3,0 — 3,5 л/сек с 1 км в западной равнинной части до 4,0 —4,5 л/сек в восточной достаточно расчлененной части.
Климат района умеренный с мягкой зимой и теплым летом. Среднегодовая температура воздуха изменяется от +6,7°С на юго-западе до +5,5°С на северо-востоке (приложение № I). Все зимние месяцы и март характеризуются отрицательной среднемесячной температурой. Наиболее холодным является январь со среднемесячной температурой 6,2 — 8,0°С. Абсолютный минимум составляет -33,0−36,0°С. Среднемесячная температура самого теплого месяца (июля) составляет 18,6−14°С, максимальная 35,0 -39,0°С. Среднемноголетняя температура вегетационного периода (май-сентябрь)составляет 15,7−16,6°С. Переход температуры воздуха через 0,+ 5 и +Ю°С в многолетнем разрезе осуществляется весной 21−26 марта, 9−14 апреля и 26 апре-яя-2 мая, осенью — 13−20 ноября, 20−27 октября и 23 сентября -3 октября. Первые морозы наступают 6-Ю октября на западе и 30 сентября — 2 октября на востокепоследние — 20−27 апреля и I — 5 мая соответственно. Среднемноголетняя продолжительность безморозного яериода составляет 147−172 дня. Зкмплитуда годовых колебаний температуры изменяется от 25,5 до 26,6°С.
Среднегодовое количество осадков увеличивается в северо-восточном направлении от 540 мм в Чернигове до 564 мм в ХуторМихайловском (приложение В 2). Западная часть района вблизи Киевского водохранилища характеризуется повышенным количеством осадков 570 мм (ГМС Остер). Осадки вегетационного периода изменяются по территории от 281 до 319 мм. Наибольшее количество их приходится' на летний период, наименьшее — на зимний. Самым влажным является июль 67−78 мм, самым сухим — февраль 26−32 мм. В летний период нередко наблюдаются ливневые дожди, когда за 1−3 часа выпадает месячная норма.
Устойчивый снежный покров формируется обычно во второй декаде декабря на северо-востоке и в третьей на юго-западе. Максимальная высота снежного покрова приходится на февраль и достигает 20−30 см на юго-западе и 27−31 см на северо-востоке. Сходит снежный покров 2−4 апреля на юго-западе и 6−7 апреля на северо-востоке.
Среднегодовая относительная влажность воздуха изменяется от 78 до 80%, средневегетационная — от 71 до 79% (приложение № 3). Наиболее высокая влажность 86−88% приходится на ноябрь-январь, наименьшая 66−68% - на май.
Годовая величина испарения с суши составляет 546 мм, с водной поверхности за период апрель-октябрь — 504 мм (приложение М). Янтенсивность испарения изменяется от 1−3 мм/мес, зимой до 100—Ю2 мм/мес-летом.
В соответствии с классификацией И. Е. Бучинского /И.Е.Бучинс-ешй, 1960/ рассматриваемая территория по степени увлажнения отно-зится к зоне достаточного и неустойчивого увлажнения. Коэффициент увлажнения (Кув), соответствующий величине отношения осадков к юпарению с водной поверхности, колеблется в пределах 0,95−1,04. 3 разрезе года осадки и испарение распределяются крайне неравно-дерно, закономерным является увеличение их в летний период и уменьшение в зимний.
Вегетационный период характеризуется малой степенью увлажненности, коэффициент увлажнения за период в целом и за отдельные месяцы не превышает 0,84 /А.Д.Панадиади, 1974/. Во влажные годы он в отдельные месяцы повышается до 1,20−1,55.
В геоморфологическом отношении ./В.П.Попов и др ., 1968; З. С. Соболев, 1931/ описываемая территория в целом представляет собой моренно-зандровую равнину;
Западная ее часть, в пределах Черниговского Полесья — это! изменная слабоволнистая равнина, расчлененная современными долинами Днепра, Десны, Снова и проходными долинами /3амглай, 0ль-паная/. Отдельными участками выделяется аккумулятивно-террасовая равнина, сложенная водно-ледниковыми и древнеаллювиальными отло-кениями /Замглайско-Смячский район/ и аккумулятивная равнина в 1ижнем течении Десны, сложенная в одно-ледниковыми и древнеаллк>-зиальными отложениями. Значительным развитием пользуются степ-ше блюдца округлой или продолговато-овальной формы, площадью от (Олей до 3−5 га, глубиной не более 1,0−1,5 м. Вода в блюдцах, бла-'одаря наличию в них с поверхности иловатой корки, удерживается в фодолжение 3−6 недель в обычные годы, а во влажные — в течение jсего года.
В пределах Новгород-Северского Полесья моренно-зандровая)авнина носит признаки водораздельной равнины. Характерной осо->енностью> ее является наличие холмов и грив с относительной вы-ютой 15−20 м, которые чередуются с большими, в несколько десят-:ов гектар, понижениями.
Широким развитием на всей территории пользуются поймы. Поймы вусторонние, ширина их изменяется от 200−400 м для малых рек до 0−12 км для крупных /Десна/"Глубина расчленения рельефа крупными ечными долинами достигает 20−36 и 3−5 м мелкими. Поймы рек осложнены старицами, озерами, а в восточной части территории-эо-ловыми образованиями. В большинстве случаев поймы заболочены, мощность торфяного покрова достигает 3−5 м, а в отдельных случаях 8−10 м.
Надпойменные террасы прослеживаются в долинах крупных и средних рек: Десны, Снова, Сейма и др. Ширина первых надпойменных террас колеблется от 0,2−0,7 до 2,0−4,0 км. От поймы они отделены уступом 2,0−6,0 м. Вторые надпойменные террасы не всегда четко выражены и сочленяются с первыми пологим уступом. Ширина их не превышает 0,5−3,0 км. Поверхность террас осложнена многочисленными замкнутыми понижениями площадью от нескольких десятков квадратных метров до 1,0−1,5 га. Пониженные участки нередко заболочены. Для северо-восточной части характерно наличие урочищ и боровых террас.
Почвенный покров /В.П.Попов и др., 1968/ характеризуется широким распространением дерново-слабо и среднеподзолистых почв на валунных суглинках, водно-ледниковых и аллювиальных супесчаных и песчаных отложениях. В меньшей степени распространены дерново-подзолиотые почвы в комплексе с дерново-глеевыми и болотнымисветло-серые, серые и темно-серые лесные почвыаллювиальные луговые и болотные почвы. Незначительное распространение в виде «островов» имеют луговые и солончаковые почвы в комплексе с болотными. К северо-востоку удельный вес серых лесных почв и торфяников уменьшается, а темно-серые лесные почвы и оподзоленные черноземы в пределах Новгород-Северокого Полесья отсутствуют совсем.
1.2. Геологическое строение.
В геоструктурном отношении территория Левобережной части Украинского Полесья расположена в пределах северо-западной части Днепровско-Донецкой впадины и юго-западного склона Воронежекого кристаллического щита. Мощность осадочных отложений различного возраста и генезиса изменяется от 700−800 м на склонах Воронежского щита до 4,0−7,0 км в средней части Днепровско-Донец-кой впадины /И.И.Галака, 1971/.
На формирование мелиоративной обстановки оказывает влияние верзшяя часть разреза, где развит первый от поверхности земли водоносный горизонт — грунтовые воды и связанные о ними напорные водоносные горизонты. В центральной и юго-западной частях исследуемой территории эта часть разреза ограничивается олоем глин и мергелей киевской свиты палеогена, являющимся региональным во-доупором между грунтовыми водами и нижележащими водоносными горизонтами. В северо-восточной части, где-водоупор размыт, она ограничивается глубиной развития трещиноватых верхнемеловых отложений.
Отложения верхнего мела представлены однообразной мергель-но-меловой толщей маастрихтского яруса — белым писчим мелои с прослойками мелоподобного плотного мергеля. Трещиноватость мер-гельно-меловой толщи затухает на глубине 100−150 м.
Палеогеновые отложения развиты повсеместно и представлены сумокой, лузановокой, каневской, бучакской, киевской, харьковской и берекокой свитами. Отложения сумской и лузановокой свит имеют ограниченное распространение и представлены алевролитами, песками и песчаниками. Пески с прослоями кремнистого песчаника каневской овиты распространены повсеместно, отсутствуют только в местах глубокого размыва в долинах крупных рек северо-восточной части территории.
Отложения бучакской свиты развиты в центральной и юго-западной частях. Восточная граница их распространения проходит через Кролевец-Короп-Новгород-Северский. Перекрываются эти отложения в полосе шириной 10−20 км вдоль восточной границы распространения четвертичными отложениями, а к западу-глинами и мергелями киевской свиты. Глубина залегания кровли бучакских отложений изменяется от 20−30 м в восточной части до I00−110 м на западе. Представлены эти отложения песками от мелкозернистых до среднезернистых.
Отложения киевской свиты развиты в центральной и юго-западной частях территории и представлены в нижней части крупнозернистыми и среднезернистыми песками мощностью 2,5−16,0 м, в среднейизвестковистыми глинами и мергелями мощностью 2,0−24,0 м и в верхней — бескарбонатными глинами и алевритами мощностью 3,0−12,0 м.
Отложения харьковской свиты расцространены в основном в пределах Черниговского Полесья и представлены зеленовато-серыми мелкозернистыми песками с прослойками алевритовых местами углистых глин. Подстилаются они отложениями киевской овиты, перекрываются четвертичными, реже отложениями берекской свиты и неогена. Глубина залегания кровли изменяется от 10−20 м на востоке до 30−60 м в западной части территории, мощность соответственно от 5,0−10,0 м до 30,0−50,0 м.
Кварцевые пески, глины, алевриты и бурые угли берекской свиты распространены в виде небольших останцев.
Неогеновые отложения имеют ограниченное распространение и представлены мелкозернистыми кварцевыми песками с прослоями вторичных каолинов и бурого угля полтавской свиты. Залегают они на глубине 2,5−20,0 м, мощность их не превышает 10—15 м.
Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение за исключением участков выхода на дневную поверхность верхнемело-аых отложений и представлены нижним, средним, верхним и современным отделами. Подстилаются отложениями харьковской, полтавской, Зучакской и киевской свит и верхнего мела.
Нижнечетвертичные отложения развиты на повышенных участках, а представлены суглинками и глинами с карбонатными стяжениями и.
Зобовинами окислов железа и марганца.
Нижне-среднечетвертичные аллювиальные и водно-ледниковые отложен:. присутствуют на четвертых террасах Днепра и Десны. Представлены они кварцевыми песками мелкозернистыми и разнозернистыми.
Среднечетвертичнъш комплекс имеет широкое распространение и 1редставлен водно-ледниковыми, озерно-ледниковыми и ледниковыми эбразованиями днепровского оледенения, аллювиальными отложениями третьих надпойменных террас, водно-ледниковыми отложениями московского оледенения.
Водно-ледниковые и оеерно-ледниковые подморенные отложения развиты в пределах моренно-зандровых равнин и четвертых надпойменных террас, представлены переслаиванием песков мелкозернистых л среднезернистых и суглинков. Мощность достигает 15−20 м.
Ледниковые отложения широко развиты в пределах моренно-занд-ровой равнины и четвертых надпойменных террас. Представлены суглинками красно-бурого, реже желто-бурого и серого цвета, песчанистыми, карбонатными с включением валунов, гравия и гальки кристаллических и осадочных пород. Залегают они на подморенных песках в центральной и юго-западной частях и на неогеновых, палеoreновых и верхнемеловых отложениях в северо-восточной части. Перекрывается морена подморенными водно-ледниковыми о озерно-ледниковыми отложениями. Мощность ледниковых отложений не превышает Ю-12м.
Водно-ледниковые и озерно-ледниковые надморенные отложения развиты в границах распространения морены. Представлены они мелкозернистыми и среднезернистыми песками, а на террасах — озерно—ледниковыми суглинками. Мощность их составляет 15−19 м. уменьшаясь к северо-востоку до 10−12 м.
Водно-ледниковые отложения московского оледенения имеют ограниченное распространение в северо-восточной части, где они принимают участие в строении водно-ледниковых долин московского времени. Представлены они преимущественно мелкозернистыми песками с обломками кристаллических пород. Мощность их составляет 8−6 м.
Аллювиальные отложения третьих надпойменных террас присутствуют на отдельных участках долин Днепра и Десны и цредстав-лены мелкозернистыми и средне зернистыми кварцевыми песками, мощность© не более 6−8 м.
Верхнечетвертичные отложения имеют широкое раоцространение и представлены аллювиальными песками, суглинками вторых и первых надпойменных террас. Деоны, Сейма, Убеди, Замглая. Мощность их колеблется от 2−3 до 25−30 м. Русловой аллювий представлен песками от мелкозернистых до крупнозернистых с галькой кристаллических пород. Пойменная фация представлена суглинками и песками. Мощность аллювиальных отложений колеблется в пределах 15−45 м.
Верхнечетвертичные отложения распространены в границах четвертой надпойменной террасы Днепра, представлены суглинками иловатыми и торфянистыми разностями.
Современные отложения развиты повсеместно и представлены генетически аллювиальными, болотными, озерными и пролювиально-делювиальными образованиями.
Современный аллювий развит в поймах рек и представлен песчаными, суглинистыми и глинистыми разностями общей мощностью от 2−3 до 25−32 м.
Болотные и озерные отложения развиты преимущественно в поймах рек и балок, представлены торфом, иловатыми суглинками и песчано-торфянистыми образованиями. Мощность торфа 0,5−1,5 м, реже 5−7 м. Торф гипновый или осоковый, разной степени разложения и зольности, карбонатный и солончаковый.
Пролювиально-делювиальные отложения распространены в северо-восточной части территории, где овражно-балочная сеть развита наиболее интенсивно. Наблюдаются они вдоль склонов речных долин, балок и оврагов, слагают конуса выносов. Представлены суглинками и супесями. Мощность пролювиальных отложений изменяется от 1,0 до 6,0 м.
1.3. Гидрогеологические условия.
Начало гидрогеологическим исследованиям было положено в конце прошлого и в начале нынешнего века в связи с освоением болот и заболоченных земель. Проводились они эпизодически и разрозненными участками. Наиболее крупными работами того времени являлись труды ШЯ. Арй&шевского /1883/, Е. В. Оппокова /1905,1914/, П.А.Тут-ковского /1910,1918/. Первой сводной работой по гидрогеологии республики быда книга ША. Тутковского «Щдземнг води Укра! ни», изданной в 1918 г.
После Великой Октябрьской социалистической революции исследования приобрели систематический, плановый характер, связанные с комплексным освоением природных ресурсов северо-западной части ЗССР. В этот период следует выделить труды Д. Н. Соболева /1931/, tC. И. Макова /1938,1940/ и др. В 1939 г. быда выполнена крупномасштабная геологическая съемка в пределах Сумской и Черниговской областей и к отчетам приложены «Карты расцространения подземных вод» .
После Великой Отечественной войны гидрогеологические иссле-10вания проводились по следующим основным направлениям: гидрогео-югическая, комплексная геолого-гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемкиисследования с целью водоснабженияинже-1ерно-геологические исследованияисследования с целью осушениятзучение режима подземных водизучение гидрогеологических усло-)ий месторождений полезных ископаемыхизучение термальных, минеральных и промышленных водизучение химизма подземных вод, карста. Работы выполнялись организациями Украинского геологического управления, институтом геологических наук АН УССР, Гидро-энергопроектом, Укргипроводхозом и др.
После Майского (1966 г.) Пленума ЦК КПСС в связи с широким развитием мелиоративных работ гидрогеологические исследования получили целевое направление, в частности детальное изучение режима подземных вод на мелиорируемых и прилегающих к ним землях с целью обоснования мелиоративного строительства и эксплуатации мелиоративных систем. До 1970 г. эти работы выполнялись Институтом «Укргипроводхоз» и управлениями осушительных систем. С созданием Черниговской гидрогеолого-мелиоративной экспедиции гидрогеолого-мелиоративное обслуживание осушаемых земель осуществляется этой службой.
Основными задачами гидрогеолого-мелиоративного обслуживания осушаемых земель являются:
— изучение режима и баланса грунтовых вод и режима влажности почв мелиорируемых земель;
— разработка научно обоснованных рекомендаций по регулированию водно-воздушного режима мелиорируемых земель с целью недопущения негативного воздействия мелиорации.
С этой целью на мелиорируемых землях рассматриваемой территории создана сеть наблюдательных скважин, водомерных постов, балансовых участков и ключевых участков по исследованию динамики влаги в зоне аэрации.
В качестве методологической основы при проведении исследований использованы работы Г. Н. Каменского /1943,1953,I960/, П#А. Киселева /1950;1975/, А. В. Лебедева /I951−1980/, В. С. Ковалевского /1959;1960/, В. Г. Ткачук /1951/, А. А. Коноплянцева /1961;1969/, А. Н. Костякова /I960/, Б. С. Маслова /1963;1981/, Д. М. Каца /1967,.
— cv.
1969/, Э. А. Зальцберга /1970;1980/, А.И.Ивицкого/1958;1974/, В. Е. Алексеевского /1972;1980/, И. Ю. Наседкина /1981/ и др.
Одним из основных факторов, определяющих мелиоративную обстановку на осушаемых землях исследуемой территории, являются подземные воды, в частности первый от поверхности земли водоносный горизонт — грунтовые воды. Грунтовые воды имеют повсеместное распространение, приурочены они на большей площади к четвертичным отложениям и в меньшей мере к эоценовым и верхнемеловым отложе-ния?, которые выходят на дневную поверхность в пределах юго-западного склона Среднерусокой возвышенности (Новгород-Северское Полесье). Нижележащие водоносные горизонты на преббладающей площади в границах распространения водонепроницаемого слоя глин и мергелей киевской овиты, изолированы от грунтовых вод и не оказывают влияния на формирование мелиоративной обстановки. В северо-восточной части территории, где водоупор отсутствует грунтовые воды гидравлически связаны с напорными водоносными горизонтами в бучакских и верхнемеловых отложениях (рис. 1 Л).
Водоносный горизонт в аллювиальных отложениях развит в долинах рек и балок, в цределах их пойм и надпойменных террас. Во-довмещащими отложениями являются мелкозернистые и среднезернио-тые пески с прослоями супесей и суглинков. Глубина залегания в зависимости от геоморфологических особенностей изменяется от 0,5 м в поймах до 10−20 м на террасах, мощность — от 1,0−2,0 до 20−30 м.
Водоносный горизонт большей частью безнапорный, лишь на участках, где с поверхности развиты слабо водопроницаемые суглинки и торфяники, он приобретает незначительные (0,5−5,0 м) напоры. [1итание обусловлено инфильтрацией атмосферных осадков и паводковых вод, а в северо-восточной части, где региональный водоупор (глины и мергеля киевской овиты палеогена) размыт и восходящим деретоком из напорных водоносных горизонтов отложений бучакской gssmschs: гогаяамп.
В еовртппьа аллювиальных отложениях: пест, супеси, суглыжи в средне — верх/к четвертичная* аляоеиаль-ных отложениях: песни.аратети.супеси.
Вверхмечетеертгмчных аллодиальных отложения: поспи с sjxmjKM и акялыюй.
В среднечетеертсгчнлес гряотжтеляциалым отложениях: пест/, супеси, а&гпимни. в нитнечетеёртычнык аллювиальных опию-штат: песни, csjhecu. cye/mytntu. в эоцемовых огткпсмгсмиях: песни. песчаники, алевриты. в еерхпемеловых оттоженжуях: мел, мергель I to I.
—Цц"—Контур рм/рестримт шя водоупорных imm и трсёяеи пиеоспою пруса.
Карта соста&яема по л^лхтериаяам /*и>/т*эо, ЯИ"-гилровоЛгаз ' StCCR.
Рис. I.I. Ридрогеол. одическая карта — Левоберезвсаой «части.
Украинского Полесья. свиты палеогена и верхнего мела. На этой же территории, благодаря значительной расчлененности рельефа, грунтовые воды аллювиальных отложений получают питание за счет склоновых грунтовых вод. Разгрузка водоносного горизонта осуществляется речной и дренажной сетью, а также за счет испарения.
Водоносный горизонт озерно-аллювиальных отложений широко развит в междуречье Десна-Снов и Десна-Остер на первых и вторых, реже на третьих и четвертых надпойменных террасах. Водовмещающи-ми являются мелко, — среднеи крупнозернистые пески с прослоями суглинков и глин. Подстилается водоносными песками харьковской свиты, покрываются моренными отложениями. Мощность водосодержа-щей толщи неравномерная и изменяется от 0,5 до 37,5 м, глубина залегания от 5,0 до 69,0 м. Воды напорные, величина напора изменяется от 1,5 до 50,0 м. Пьезометрический уровень устанавливается на глубине от 0,5 до 47,5 м. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка — дренированием речной сетью*.
Водоносный комплекс флювиогляциальных отложений развит в междуречье Днепр-Десна, Убедь-Десна в пределах моренно-зандровой равнины. Водосодержащими являются подморенные и надморенные мелко, — среднеи крупнозернистые пески. Воды надморенного горизонта безнапорные, глубина залегания их 0,5−30,0 м, подморенногонапорные, величина напора изменяется от 2−3 до Ю-20 м. Питание осуществляется в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка в речную сеть.
Морена распространена в пределах моренно-зандровой равнины, представлена суглинками.
Водоносный горизонт харьковских отложений имеет повсеместное распространение, при этом в пределах Черниговского Полесья он имеет сплошное развитие, а в пределах Новгород-Северского островное на междуречных пространствах. Залегает он ниже местных базисов эрозии и вскрывается эрозионной сетью лишь в своей верхней части. Подстилается на большей части территории водоупорными отложениями киевской свиты, а в северо-восточной части — мергель-но-меловыми отложениями верхнего мела. Водовмещающими породами являются кварц-глауконитовые мелкои тонкозернистые пески в нижней части с прослоями глин и песчаников. Глубина залегания изменяется от 1−3 м в северо-восточной части до 80−90 м в юго-западной, мощность от 10−15 до 40−50 м. Водоносный горизонт в основном безнапорный. Лишь на участках, где он перекрывается слабо проницаемыми образованиями, приобретает напор от 1−2 до 20−35 м. Пье-зометрический уровень устанавливается на глубине 0,2−18,0 м. Пи-тание осуществляется в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков на площади распространения, разгрузка в долине р.Днепр.
Водоносный горизонт бучакских отложений развит в центральной и юго-западной части рассматриваемой территории. В западном направлении водоносный горизонт погружается на значительные глубины и перекрывается региональным водоупором — глинами и мергелями киевской свиты. Лишь на северо-восточной окраине, где отсутствует региональный водоупор, водоносный горизонт узкой в 10−20 км полосой непосредственно подстилает обводненную толщу четвертичных отложений и образует с последней единый водоносный комплекс. Водовмещающими породами являются пески от мелкозернистых до крупнозернистых с прослоями и линзами кремнистых песчаников и глин. Глубина залегания кровли водоносного горизонта изменяется от 15−20 м на северо-востоке до 100−120 м в центральной части. Водоносный горизонт на территории распространения регионального во-цоупора имеет напорный характер, величина напора увеличивается эт 10−15 в северо-восточной части до 80−120 м на юго-западе.Пьезометрический уровень устанавливается обычно на уровне дневной певерхности, а в пониженных местах на 0,5−2,0 м выше. Мощность водоносной толщи изменяется в том же направлении от 6−10 до 80−100 м. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков в северо-восточной части территории, где эти отложения имеют наиболее высокие гипсометрические отметки и перекрыты маломощной водопроницаемой толщей четвертичных отложений. Разгружается водоносный горизонт в основном в долине Днепра./ К.Н.ВараваДЧН.Негода, 1968/.
Водоносный горизонт верхнемеловых отложений развит на всей территории. Водосодержащей является трещиноватая зона мергельно-меловой толщи. На преобладающей площади, в пределах развития водонепроницаемых мергелей и глин киевской свиты водоносный горизонт напорный. Величина напора в зависимости от глубины погружения водоупора достигает 120−150 м, пьезометрический уровень устанавливается на уровне дневной поверхности, а в пониженных участках — на 2−4 м выше. Скважины, вскрывающие этот водоносный горизонт, нередко самоизливают. В северо-восточной части территории, ?де водоупор отсутствует, водоносный горизонт верхне-меловых от-южений непосредственно подстилает четвертичные отложения, а на сдельных участках выходит на дневную поверхность. Питание водо-[осный горизонт получает за счет инфильтрации атмосферных осад-ов на территории, где он выходит на дневную поверхность. Гипсо-етрически эти участки значительно выше остальной территории, что предопределяет высокую напорность горизонта/К.Н.Варава, 1968/.
Осушаемые земли приурочены в основном к поймам рек, наибо-ее пониженным участкам. Водовмещающими являются аллювиальные и зерно-болотные отложения — пески, супеси, суглинки, торфа, при том прослеживаются двухслойное строение толщи: верхний слой мощ-зстью 10−12 м представлен слабо проницаемыми разностями — торфа, /глинки и супеси, нижний — аллювиальными песками мелкои средзернистыми. Залегают грунтовые воды на незначительных глубинах до 1,5 м), питание их происходит за счет инфильтрации атмосферпи осадков и паводковых вод, притока склоновых поверхностных ирунтовых вод, а в северо-восточной части, где региональный водопор отсутствует, и за счет восходящего перетока из бучакского и ерхнемелового водоносных горизонтов.
Поскольку в заболачивании и переувлажнении земель принимают частие грунтовые воды, изучение их режима приобретает важное знаение. На основе выявленных закономерностей режима грунтовых вод редставляется возможным прогнозировать его, что необходимо для аучного обоснования мелиоративных мероприятий с целью создания и оддержания оптимальных водно-воздушных условий в корнеобитаемом яое /В.Р.Будцей, 1979, В. М. Зубец, М. Г. Мурашко, 1973, М. Ф. Козлов, Э67−1976, В. А. Коробейников, 1964/.
Для характеристики режима грунтовых вод нами принята класси-икационная схема А. А. Коноплянцева и В.С.Ковалевского/1960,1963/. еа схема более полно учитывает генетические особенности режима, 5условленного литологическим характером водовмещающих пород, более гтально учитывает баланс грунтовых вод каждой таксономической еди-щы.
В соответствии с этой классификацией территория Левобережной юти Украинского Полесья относится к типу сезонного, цреимущест-iHHoro весеннего и осеннего питания. По величине питания грунтовых д данная территория в основном относится к подтипу умеренного пиния. Поймы рек, к которым в большинстве случаев приурочены осушаее земли, характеризуются гидрологическим подтипом. В зависимости геоморфологических особенностей выделяются виды режима: между-чный, террасовый и приречный.
Начало весеннего подъема обусловливается устойчивым потепнием, когда прекращается охлаждающее воздействие поверхности или на слой сезонно мерзлого почво-грунта, в результате го испарение прекращается, а скопившаяся ранее влага в зоне рации начинает поступать в водоносный горизонт /А.А.Коноплянцев,.
И. Семенов, 1974/ и цриходится на конец йнваря — февраль.
I iO i I i it.
1 U ftftJ.
MO 00.
1нтенсивность подъема уровня грунтовых вод в период от начала подъела до полного оттаивания верхних олоев почвы не превышает 3,004 м/сут. После полного оттаивания почвы благодаря инфильтрации юверхностных вод и атмосферных осадков интенсивность подъема достигает 0,012−0,024 м/сут. Весенний максимум приходится обычно на юмент устойчивого перехода температуры воздуха через 0 °C в сто-зону потепления — конец марта-апрель, реже конец февраля или пер-1ая половина мая.
Летнее снижение уровня грунтовых вод обусловлено превышением >асхода за счет испарения над пополнением. Межень достигается обыч-ю в конце лета — начале осени.
Осенний подъем происходит в условиях резкого понижения температуры воздуха, в силу чего пополнения запасов грунтовых вод февышает их расходование. Продолжается осенний подъем до наотупения устойчивой отрицательной температуры воздуха и промерзания [очв — обычно это октябрь-ноябрь, реже сентябрь либо декабрь.
Зимний спад обусловлен прекращением пополнения грунтовых вод, а счет инфильтрации поверхностных вод и атмосферных осадков в ус-:овиях отрицательной температуры воздуха и образовавшейся зоны прсмерзания. Продолжается спад от момента установления устойчивой от-ицательной температуры воздуха, до устойчивого потепления. В го-ы с неустойчивым температурным режимом наблюдается кратковремен-ое повышение уровня грунтовых вод в периоды оттепелей.
Водораздельный вид режима прослеживается на междуречных ространствах, представленных моренно-зандровой равниной. Дрени-ованность равнины незначительная, что обусловливает характер ре-има грунтовых вод.
На широких (до 70−100 км) слабо дренированных междуречьях езонная цикличность в режиме прослеживается незначительно (рис. .2, приложение? 7). Амплитуда весеннего подъема составляет.
ЗГ Ш ю 10 1.
60, 120 во I 40.
1 0J.
197;
TL т к.
1975 п.
976 а Ч.
977 ш й.
978 м ш.
1979 й.
30 30 Ъ /О |.
0 f I э Оо.
РИС. I.&4 колебания уровня грунтовых вод на мевдуречъе Десна-Остер (екв. Л 291).
0,09−0,23 м, летнего спада — 0,08−0,29 м, осеннего подъема -0,130,35 м и зимнего спада — 0,05−0,33 м. Величина годовой амплитуды изменяется в пределах 0,14−0,35 м. В связи со слабой естественной отточностью этих территорий и различным соотношением осадков и испаряемости наблюдаются периоды устойчивого подъема уровня грунтовых вод (I966-I97I гг. и с 1978 г.) и периоды их стабилизации (1972;1977 гг.). Общая амплитуда колебания уровня грунтовых вод за период наблюдений составила 1,06 м.
На нешироких (20−25 км) междуречьях благодаря более высокой дренированности сезонная цикличность прослеживается более отчетливо (рис. 1.3, приложение № 7). Здесь амплитуда весеннего подъема изменяется в пределах 0,47−0,90 м, летнего спада -0,652,11 м, осеннего подъема — 0,03−0,95 м, зимнего спада- 0,15 —0,65 м. Годовая амплитуда изменяется от 0,77 до 1,75 м, амплитуда за период наблюдения составила 3,10 м.
Террасовый вид режима характеризуется хорошо выраженной сезонной цикличностью в силу значительной дренированности этих территорий речными долинами (рис. 1.4−1,9, приложение № 7). Амплитуда весеннего подъема колеблется в пределах 0,17−1,90 м, летнего спада — 0,28−2,23 м, осеннего подъема — 0,03−0,50 м, зимнего спада — 0,04−1,26 м. Годовая амплитуда изменяется от 0,50 до 1,94 м, за период наблюдений — от 2,12 до 4,48 м.
В многолетнем разрезе для террасового вида режима характерна 10−12 летняя цикличность, обусловленная метеорологическими условиями, в частности соотношением осадков и испарения / Зальц-берг 3.А., 1973,1976;77,-Ковалевский B.C., 1976,-Коноплянцев А.А., 1968,1970;Коношшнцев А, А., Ковалевский B.C., Семенов С. М., 1963; Коноплянцев А, А., Семенов С. М., 1974/.Минимальные уровни отмечались в 1964;65 гг. и в 1975;76 гг. максимальныев I97Q-I97I гг.
Рис. 1.4. График колебания уровня грунтовых вод на 1У надпойменной террасе Днепра (скв. Л 7).
От 'ВХф&р OMillMOUUAl.
4.Л-л1л '".
I I JI I ' ' «ц 33 § % % а % § Q.
3 е" 4S < «, tv 'gog x/.
OJ о И, а со я п ^ о ' и о.
•4.
11 о • РЧ Я Й.
Р>> О.
CW.
03.
W в.
Й и.
Й S о я ft t=t pj о.
СО Qt чэ а) а) й (=5 о й и са СЦ Рч ю • • о Ы PU '/tXpDOO V.
Рис. 1.6. График колебания уровня грунтовых вод яа Л надпойменной террасе Десны (скв. № 53).
0.0л to.
200.
М.0- 160-М i' «5 ws г.
Я 1 рГ ъ т 90 ?.
— to о.
О IK о.
•/О •90 f ?.
Vjlg. 1.7. График колебания уревшя грунтовых вод на I надпойменной террасе Десны (скв. $ 6 15).
Рис. 1.8. График колебания уровня грунтовых вод на I надпойменной террасе Десны (скв. В 679).
СхЗ СЛ.
Рис. 1.9. График колебания уровня грунтовых вод на I надпойменной террасе Остра (скв. № 487).
Рис. I.IQ. Графики колебания уровня грунтовых вод в пойме р. Десны (скв* № I—а) ж уровня воды в р. Десна.
В отличие от предыдущих видов он обусловлен кроме метеорологических условий и гидрологическим режимом реки (рисЛ.10,приложение № 7)..
В весеннем подъеме уровня грунтовых вод, как правило, отмечается два этапа. Начало подъема приходится обычно на конец января — февраль и связано с повышением температуры воздуха. После незначительного подъема в 0,2^-0,4 м в течение 15−25 суток наступает уменьшение его интенсивности в течение Ю-20 суток, возможна стабилизация уровня в этот период, а в отдельные годы (1979) происходит даже его спад. С началом весеннего половодья происходит резкое повышение уровня грунтовых вод, синхронно повышению воды в реке. Максимум приходится обычно на середину-конец апреля или начало мая и совпадает с пиком половодья р.Десны. Грунтовые воды в весенний максимум устанавливаются в зависимости от величины пика половодья на глубинах 0,00−1,20 м, амплитуда подъела изменяется в пределах 0,33−1,42 м. В таблицах I. I и Ь2 приветны данные наблюдений, характеризующие связь режима грунтовых зод пойм с климатическими факторами и гидрологическим режимом).Десны в весенний период..
Таблица I. I.
Сведения о сроках начала весеннего подъема грунтовых вод и устойчивого повышения температуры воздуха.
Годы.
1975.
1976.
1977.
1978.
1979 ата начала весеннего подъеа УГВ в скв. № 1-а 27,02 17,02 20,01 27,02 27,02 ата устойчивого повышения 22,02 17,02 16,01 24,02 20,02 емпературы воздуха.
Таблица 1.2.
Сведения о положении весеннего максимума в р. Десне в период половодья и амплитуды весеннего подъема грунтовых вод.
Годы 1975 1976 1977 1978 1979.
1ревышение уровня в р. Дес-ia над «нулем» графика, м 2,72 3,35 3,64 5,23 6,04.
Амплитуда весеннего подъела УГВ в скв. № I-а, м 0,33 0,96 1,08 1,09 1,42.
Характер летнего спада также тесно связан с характером гидрологического режима реки и климатическими условиями. Нача-ю спада связано преимущественно со спадом половодья и увеличи-заются в связи с этим дренирующим воздействием реки. Летне-осен-1яя межень наступает в сентябре-октябре, амплитуда спада составит 0,22−1,02 м. На фоне общего спада наблюдаются кратковремен-1ые подъемы с амплитудой 0,3−0,6 м под воздействием атмосферных >садков или при прохождении паводков..
Осенний подъем продолжается до нрября, реже до начала ян-аря, амплитуда подъема составляет 0,11−0,25 м. Зимний спад при тсутствии инфильтрации продолжается до конца января-второй поло-ины февраля. Амплитуда спада изменяется от 0,06 до 0,18 м..
Материалы наблюдений показывают, что наибольшей динамич-остью режим грунтовых вод обладает при глубине их залегания, 0- 3,0 м (приложение № 7). Величина амплитуд при этих условиях оставляет: весеннего подъема 1,27 м, летнего спада 1,87 м, осен-его подъема 0,89 м, зимнего спада 0,60 м, годовая — 1,87 м. При ощности зоны аэрации 8,0−9,0 м амплитуды соответственно равны:, 20- 0,21- 0,20- 0,25 и 0,20 ма при мощности аэрации равной.
1-Е м — 0,53- 0,52- 0,16- 0, Ц и 0,78 м. На сроки начала весеннего подъема глубина залегания грунтовых вод влияния не оказывает, здесь решающим фактором является температурный режим воздуха /Коношшнцев А.А., Ковалевский В. С., I960- КоноплянЦев А.А., Ковалевский B.C., Семенов С. М., 1963/. В разрезе года весенний максимум и летне-осенняя межень, как правило, являются экстремальными. В отдельные годы с дождливым летом и осенью годовой максимум формируется в осенние месяцы. В годы с холодной зимой годовая межень приходится на зимние месяцы. Отношение амплитуды весеннего подъема к годовой изменяется в широких пределах — 0,151,00. Это подтверждает положение, что рассматриваемая территория относится к зоне неустойчивого увлажнения /А.А.Коноплянцев, С. В. Ковалевский, С. М. Семенов, 1963/..
Анализ многолетних данных наблюдений показывает, что основании режимообразующими факторами в режиме грунтовых вод являются аетеорологические (осадки, температура воздуха) и гидрологические..
Грунтовые воды в условиях осушительных мелиораций являются одним из основных факторов, определяющих гидрогеолого-мелиоратив-1ую обстановку. Изучение закономерностей формирования режима грунтовых вод приобретает первостепенное значение для выбора техни-1еской схемы мелиоративной системы и назначении эксплуатационных аероприятий. Кроме того, на основе выявленных закономерностей режи-ia представляется возможным прогнозировать его в определенных ус-ювиях, а при необходимости и задавать ему нужное направление..
Автором впервые для рассматриваемой территории на основании систематизации и анализа материалов многолетних наблюдений за ре—имом грунтовых вод выявлены характерные особенности его формиро-1ания.Обработка материалов производилась методами графических свя-ей и математической статистики с применением ЭВМ ,!Мир-2пи «Наи-|И-К» .В результате проведенного анализа установлена связь режима рунтовых вод о режимообразующими факторами..
При оптимизации математической модели оценка информативности ежимообразующих факторов осуществлялась первоначально на основа-ии логическо-априорного анализа, а в последующем по степени их лияния на выходную функцию. Наиболее информативными оказались по-ожения уровня грунтовых вод предшествующего периода и количество садков..
Для оценки количественных показателей влияния режимообразую-их факторов на характерные уровни грунтовых вод нами использован ппарат парной и множественной корреляции /Э.А.Зальцберг, 1976, Э80- А. А. Коноплянцев, С. М. Семенов, 1974/. При этом в качестве пре-актанта принимались амплитуда весеннего подъема, максимальные ве-енние либо минимальные летне-осенние уровни, в качестве предикто-аколичество осадков, минимальные предвесенние и максимальные зсенние уровни. С помощью парной корреляции установлена зависи-ость амплитуды весеннего подъема грунтовых вод от суммы осадков, а период от момента устойчивого перехода температуры воздуха че-эз 0 °C в сторону похолодания до наступления весеннего максимума..
Получена линейная зависимость вида у = a+bx (I.I) е у зависимая переменная величина (амплитуда) — х — независимая переменная величина (осадки) — а и b — коэффициенты уравнения регрессии, которые определяют-i по формулам:.
П П п h «I*!yi-у ni^i-(ixi)2 (к2).
1=1 i=1 J, а = п е п — число членов рядап п.
5 Yi — ь? х i.
J=1 -^—(1.3).
Xi — наблюденное количество осадкову — наблюденная амплитуда весеннего подъема. Теснота линейной зависимости величин у и Xi устанавливается при помощи коэффициента корреляции, который вычисляется по формуле.
Р 1=1 j (Xi-X)(y-y).
V ?<*,-*)" 2 <�у.-йв (I-4) i=1 1=1 де — среднее значение переменных х и у. тандартная ошибка Sy, характеризующая разброс наблюденных зна-[ений у относительно найденной линии регрессии, определяется ю формуле:.
Стандартное отклонение рассчитанного уровня определяется по фор-уле: у v n (i.6) ценка эффективности корреляционной зависимости характеризуется оотношением между ошибками рассчитанного уровня и отклонениями ассчитанного уровня от его среднемноголетнего значения, ри.
-§¦ ^ о, 5 — зависимость хорошаяz.0,8 — зависимость удовлетворительная-.
Asor — зависимость неудовлетворительная. 6″? * си соотношения справедливы при числе наблюдений п ^ 25 .В слу5 ае, если число ряда, приведенные значения слезет уменьшить на 0,05, а при л <15 — на 0,1. j.
График связи амплитуды весеннего подъема с осадками за предшествующий период приведен на рис. I. II, а уравнения связи в таблице 1.3..
Графики связи весеннего максимального уровня с предвесенним минимальным, летне-осеннего минимального с весенним максимальным приведены на рис. I.12−1.13..
Для количественной оценки связи весеннего максимального и летнего минимального уровней с предшествующими уровнями и осадками использован метод множественной корреляции. Уравнение множественной линейной регрессии при двух независимых переменных имеет вид: у= а+ btx, + ь2×2 ^^ где у — зависимая переменнаях, и х2- независимые переменныеb, Ь2 — коэффициенты уравнения регрессииа — свободный член уравнения. Сойффициенты уравнения регрессии оцределяются по формулам:.
Jry TyXj-ryXg ГХ, х2 1 бх, 1-r2XfX2 (1.8) 6fy ryxz-ryx, rx, x2 г—Тх7 1-r^XlX2 (1*9).
•де г — коэффициент парной корреляции между соответствующими переменнымиб' - стандартные отклонения переменных, еличину свободного члена уравнения (а) оцределяют по одной: з приведенных ниже зависимостей: na + bl|xi+ = (1.Ю) a ix+ ьДх^^^х^ (I.II) i=i i=i i=i i=1 ¦. .. л Нбесм Д.
1-го.
20 ЧО 60 SO 100 180 140 160 180 2D0.
ОСММ.
Рис. Г-II. График зависимости амплитуды весеннего подъема от суммы осадков за предшествующий жолодный период, г.
НВес.м 9.20.
9.Ю.
О.ОО.
А ол.
6.60 б.70 в. 60 8 SO 8 М.
8.60 &?0 8.80 8.90 9.00 Я/0 9.20 930 9 М.
Нзим.м.
И Sec. м 6.00 550 500 ti. OO 3.50 3.00 250 [ 9.00.
S).
300 3.50 4.00 450 5.00 5JO 6.00 6−50 7.00.
Н зим. м.
Я*.
Рис. 1.12. Графики зависимости весеннего максимального уровня грунтовых вод от предвесеннего минимального: а) водораздел Десна-Снов (скв.$ 276) — в) Ш надпойменная терраса Днепра (скв. JS .101).
Нлрт. м.
9.Ч0L 9.30 9.20 9.10 9.00 8.90 8. ВО ПО 8.60 о).
8.60 ?.70 6.6О 190 9.00 9 М 9.20 BJO.
Нёес.м гоо гго joeJ. fi, м чрооо ^ еУо Я***" я*.
СП Рис. I. I3. Графики зависимости летнего минимального уровня грунтовых вод от весеннего максимального:.
выводы.
1. По степени естественной увлажненности территория Левобережной части Украинского Полесья относится к зоне неустойчивого увлажнения. Летний период характеризуется преобладанием испарения над осадками. В этих условиях оптимальный воднот-воз-душный режим возможно поддерживать только с применением осуши-тельно-увлажнительных мелиоративных систем..
2. Естественный режим грунтовых вод на заболоченных и переувлажненных землях характеризуется многолетней (10−12 лет) и сезонной цикличностью, обусловленной метеорологическими условиями..
3. Закономерности режима грунтовых вод на осушаемых землях описываются линейными уравнениями парной и множественной корреляции амплитуды весеннего подъема с осадками за предшествующий холодный период, весенних максимальных уровней с предвесенними минимальными и осадками за холодный период, среднегодовых уровней с осадками за гидрологический год, составленных с учетом торфяных, связанных и рыхлых минеральных почвогрунтов. Коэффициент корреляции составляет 0,62−0,97, эффективность корреляционной зависимости хорошая и удовлетворительная и находится в пределах 0,22−0,76..
4. Полученные уравнения связи позволяют прогнозировать режим грунтовых вод на осушаемых землях с целью заблаговременной разработки эксплуатационных мероприятий по поддержанию благоприятной мелиоративной обстановки или же корректировать сельскохозяй-зтвенное использование осушаемых земель в соответствии с ожидаемыми мелиоративными условиями..
5. По данным исследований баланса грунтовых вод впервые ко-шчесгвенно охарактеризованы источники водного питания осушаемых шмель, основными из которых являются инфильтрационный (Черни.
— 162 говское Полесье) и напорно-инфильтрационный (Новгород-Северское Полесье). При этом доля напорного питания составляет 25−60% суммы приходных статей. Выполнено районирование исследуемой территории по типам баланса грунтовых вод, что является основой для обоснования мелиоративных мероприятий прр разработке проектов на строительство и реконструкцию мелиоративных систем..
6. Формирование мелиоративной обстановки на осушаемых землях определяется характером их водного питания и способа мелиорации. В весенний период проектная норма осушения обеспечивается аа площади преимущественно инфильтрационного питания независимо эт способа осушения. На площадях напорно-инфильтрационного писания норма осушения в этот период достигается только с помощью датериального дренажа. В период интенсивной вегетации сельско-:озяйственных культур предупредительное шлюзование оказывается >ффективным только на площади с напорно-инфильтрационным питанием, 5де приток напорных вод составляет 150−300 мм/год или 1500 -3000 м3/га..
7. Количественная оценка водного питания осушаемых земель, а осушительной системе «Убедь» положена в основу расчета моду-я дренажного стока при разработке проекта реконструкции на пло-ади 3000 га. При планировании мероприятий по пропуску весенних аводков и регулирования водного режима на осушительных системах Эстер-1 очереди", «Остер-П очереди» и «Выдра Косачевская» общей ющадью 25 тыс. га используются уравнения связи, описывающие за-шомерности режима грунтовых вод. Разработки по оптимизации ре-шных наблюдений за уровнем грунтовых вод на основе выявленных осономерностей внедрены на площади 350 тыс.га..
Расчетный экономический эффект от внедрения разработок по теме диссертации составляет 139 тыс. руб..
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.
1. Для своевременного обеспечения благоприятной гидрогеолог о-мелиоративной обстановки в предпосевной и поддержания ее в вегетационный периоды, службе эксплуатации необходимо составлять оперативные прогнозы о заблаговременност ыо от одной до трех недель с использованием приведенных в работе зависимостей..
2. При разработке проектов строительства и реконструкции осушительных систем необходимо основываться на выявленных и обобщенных автором закономерностях режима и баланса грунтовых вод. Так, в пределах Новгород-Северского Полесья с преобладанием напорного водного питания переувлажненных земель возможно создание осушительно-увлажнительных систем с использованием предупредительного шлюзования. В остальных случаях двойное регулирование возможно только с использованием дополнительного внешнего водоисточника..
— 164.
