logo search
Мелиорация 07

2.2. Определение методов и способов осушения земель в зависимости от типа водного питания и водного баланса переувлажненных территорий

Для обоснования методов улучшения водного режима, определения количества из­быточной воды, составления прогнозов динамики грунтовых вод проводится анализ природных условий. Качественный анализ устанавливает тип водного питания переувлажненных земель, количественный анализзаключается в составлении водных балансов территории.

Тип водного питания указывает основные источники поступления избыточных вод, которые при соответствующих природных условиях приводят к переувлажнению почвенного слоя. От типа водного питания зависит метод осушения.

Выделяют четыре типа водного питания земель:

1. Атмосферный;

2. Грунтовый:

а) приток грунтовых вод с водосбора (поток грунтовых вод);

б) бассейн грунтовых вод (грунтово-инфильтрационный);

в) приток фильтрационных вод из рек и водохранилищ;

3. Грунтово-напорный;

4. Намывной:

а) делювиальный - приток поверхностных вод с водосбора или склоновый;

б) аллювиальный - приток поверхностных вод из рек, озер и водохранилищ.

Основные признаки различных типов водного питания следующие.

  1. Атмосферный тип водного питания (рис.2.2.1):

Рис.2.2.1. Атмосферный тип водного питания:

1 – водоупор, 2 – уровень грунтовых вод; 3 – слабопроницаемые грунты; 4 – заболоченные земли; 5 – верховое болото.

• заболоченный участок расположен на водоразделе или на равнине;

• глинистые и суглинистые почвы и подстилающие грунты слабоводопроницаемы;

• как правило, участок имеет малые уклоны поверхности земли (I<0,001);

• грунтовые воды расположены глубже 5 м от поверхности земли и не участвуют в заболачивании;

• площадь заболоченной территории примерно совпадает с площадью водосбора. Избыточная влага образуется в результате застаивания на поверхности земли атмосферных осадков, среднегодовое количество которых превышает испарение.

Основными причинами заболачивания являются слабопроницаемые грунты и малые уклоны поверхности земли.

  1. Грунтовый тип водного питания(рис. 2.2.2):

Рис.2.2.2. Грунтовый тип водного питания

а) приток вод с водосбора; б) замкнутый бассейн; в) приток фильтрационных вод из рек и водохранилищ; 1 – водоупор; 2 – водоносный пласт; 3 – уровень грунтовых вод; 4 – уровень грунтовых вод после подпора; 5 – уровень воды в реке после подпора; 6 – уровень воды в реке до подпора; 7 - атмосферные осадки

а) Приток грунтовых вод с водосбора - поток грунтовых вод:

• заболоченный участок расположен в долине реки, на нижних участках или у подножья склона или в местном понижении рельефа;

• почвы и подстилающие грунты заболоченного участка и водосбора хорошо водопроницаемы (пески, супеси, торф);

• грунтовые воды расположены близко (менее 1 м) от поверхности земли. Поток грунтовых вод направлен в сторону заболоченной территории.

• площадь водосбора в несколько раз больше площади заболоченного участка.

Основной причиной заболачивания является приток грунтовых вод на заболоченный участок со стороны водосбора, а также плохая естественная дренированность территории.

б) Замкнутый бассейн грунтовых вод :

• заболоченный участок расположен в локальном понижении;

• почвы и подстилающие грунты на заболоченном участке хорошо водопроницаемы;

• грунтовые воды расположены близко от поверхности земли

• поверхность грунтовых вод практически не имеет уклона;

• площадь водосбора примерно равна площади заболоченного участка.

Основной причиной заболачивания в данном случае является то, что грунтовые воды располагаются очень близко к поверхности земли. Это вызвано инфильтрацией выпадающих на заболоченном участке атмосферных осадков (осадки превышают суммарное испарение) и слабой естественной дренированностью территории.

в) Приток грунтовых вод из рек, озер и водохранилищ:

• расположение на прибрежных низменностях;

• высокий уровень воды в источнике, который подпирает поток грунтовых вод и препятствует дренированию территории;

• грунты хорошо проницаемые;

•дренированность территории слабая.

Для осушения требуется уменьшить или перехватить фильтрационный поток.

3. Грунтово-напорный тип водного питания.

Основные признаки такого типа водного питания следующие:

• земли расположены на пониженных элементах рельефа;

• наличие напорного водоносного горизонта;

• площадь переувлажнения меньше площади водосбора;

• плохая естественная дренированность.

а) Выклинивание напорных вод (рис. 2.2.3,а). При этом подтипе водного питания напорные воды выходят на поверхность в местах размывов верхней водонепроницаемой толщи и образуют одно или цепочку соединенных протоками озер, на месте которых формируются притеррасные болота. Озера отличаются обычно постоянными уровнями, холодной водой.

б) Капиллярное заболачивание (рис. 2.2.3,б). Верхний слабопроницаемый слой не разрушен, и вода насыщает его под давлением. Заболачивание усиливается выпадающими осадками, делювиальными водами.

Рис.2.2.3. Грунтово-напорный тип водного питания.

а) выклинивание напорных вод; б) капиллярное заболачивание; 1 – водоупор; 2 - водоносный пласт;

3 – слабо проницаемый грунт; 4 - пьезометрический уровень грунтовых вод

На таких землях образуются низинные болота. Чтобы устранить причину переувлажнения нужно снизить уровень пьезометрического напора подземных вод.

4. Намывной тип водного питания:

Рис.2.2.4. Намывной тип водного питания

а) аллювиальный подтип; 1 – водоупор; 2 – аллювиальные отложения; 3 – бытовой уровень воды в реке; 4 – паводковый уровень воды в реке; б) делювиальный подтип; 1 - слабопроницаемые грунты; 2 – делювиальные воды со склона; 3 – осушаемая территория; 4 – овраги.

б) Аллювиальный подтип:

• наличие паводковых вод рек, озер, затапливающих низменность;

• паводковый уровень в источнике выше поверхности земли;

•безуклонный рельеф

•слабопроницаемые грунты;

•замедленность стекания подземных вод.

а) Делювиальный подтип:

• заболоченный участок расположен в нижней части или у подножья склона или в местном понижении;

• почвы и подстилающие грунты на заболоченном участке и водосборе слабо водопроницаемы;

• площадь водосбора в несколько раз превышает площадь заболоченного участка;

• на прилегающих к заболоченной территории склонах имеются овраги и промоины.

Избыточная влага образуется в результате поступления на участок делювиальных (поверхностных склоновых) вод, образованных атмосферными осадками, выпадающими на площадь внешнего водосбора, а также выклинивающимися грунтовыми водами.

В пределах одной территории можно выделить участки со смешанным типом водного питания. На таких участках имеют место признаки, присущие различным типам водного питания. Например, грунтово-атмосферное питание, атмосферно-намывное и пр. В таком случае выде­ляют преобладающий тип водного питания, который и определяет направление мелиоративных мероприятий.