Полная версия

Главная arrow Экология arrow ИНЖЕНЕРНОЕ ОБУСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИЙ. МЕЛИОРАЦИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ПРОМЫВКА ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Основные положения

Засоление почвы - это процесс накопления в них растворимых солей, приводящий к образованию солончаковатых (глубинное засоление), солонцовых (поверхностное засоление) и содозасоленных почв.

По состоянию на 2010 г. по данным Института мировых ресурсов (Word Resources Institute) около 10 % поверхности континентов Земли покрыто засоленными почвами. В большей степени они распространены на территориях аридных районов. Проблема засоления почв серьезно проявляется в 75 странах мира, в том числе в Австралии, Китае, Индии, Ираке, Мексике, Пакистане, США и др. Из 222 млн га пашен засоленные и осолонцованные почвы занимают 40 млн га; солонцы, солончаки, солоди - 62 млн га. Для орошаемых земель применение агрохимической мелиорации требуется на территориях общей площадью 211 тыс. га, где сильно засоленные почвы составляют более 110 тыс. га [14].

Засоленные почвы России располагаются на территориях, составляющих 53 997 тыс. га или 5 % общей площади России, в том числе 10 % площади равнин.

При этом все природно-экономические районы нашей страны на территориях от Центрально-Черноземного до Дальневосточного, кроме Северного, засолены в пределах от 0,28 до 31,40 %. Наибольшей степени засоления подвержены Поволжский и Северокавказский регионы, соответственно на 31,40 и 16,55 % [15].

Засоление по источникам может быть первичным и вторичным. Первичное засоление почв происходит вследствие испарения грунтовых вод, солености почвообразующих (материнских) пород или в результате действия переносов солей и их отложения. Вторичное засоление возникает в результате искусственного изменения водного режима, например, при проведении неправильных технологий орошения.

Засоленные почвы представляются группой почв разного генезиса и свойств, имеющих в профиле такое количество легкорастворимых солей, которое ухудшает плодородие почв и отрицательно влияет на рост и развитие большинства растений [15].

По химизму засоления различают почвы с нейтральным засолением при pH равном или менее 8,5 (хлоридное, сульфатно-хлоридное, хлорид- но-сульфатное, сульфатное), и щелочным засолением, когда значение pH становится более 8,5 (хлоридно-содовое, содово-хлориднос, сульфатносодовое, содово-сульфатное, сульфатно-хлоридно-гидрокарбонагное).

Оценка засоления почв, как правило, определяется значениями анионов (СОз2, НС03 , S042") и катионов (Са2+, Mg2+, Na К+) лсгкораствори- мых солей. В некоторых случаях дополнительно к ним определяют ионы боратов, нитратов и нитритов [22].

Токсичное действие легкорастворимых солей проявляется в увеличении осмотического давления почвенной влаги, снижении ее доступности для корневой системы растений, нарушении нормального соотношения элементов минерального питания, отрицательном воздействии на свойства почв. В этом случае соли могут оказывать на растения специфическое токсическое действие.

Легкорастворимые соли засоленных почв находятся как в составе почвенного раствора, так и твердых фазах почвы (как в виде минералов, так и в виде ионов в составе почвенного поглощающего комплекса).

Основными соединениями, участвующими в засолении почв, являются: карбонат кальция - мел (СаС03) - сильно сцементирован; карбонат магния (MgC03); карбонат натрия - сода (Na?C03- ЮН20) - крайне токсичен; карбонат калия - поташ (К2С03) - токсичен; сульфат кальция - гипс, алебастр (CaS04 Н20, CaS04); сульфат магния - английская соль, горькая соль - магнезия (MgS04-7 Н20) - крайне высокая токсичность для растений; хлорид натрия (NaCl) - поваренная соль (вещество, токсичное для растений); хлорид калия (KCI); хлорид магния - бишофит (MgCI2) - высокая токсичность для растений [22].

К нетоксичным солям относят СаС03, CaS04 - Н20 и Са(НС03)2.

Наибольшей токсичностью для растений обладают карбонаты натрия, затем следуют хлориды и нитраты щелочей; сульфаты - наименее токсичны. Смесь различных солей всегда более безвредна, чем преобладание одной соли [18].

С точки зрения плодородия почв наиболее важным показателем является засоленность верхнего (метрового) корнеобитаемого слоя. Наличие солей на глубинах второго метра почвенного профиля и в подстилающих породах способствует развитию вторичного засоления [15,17].

Источниками поступления солей в почвы служат горные породы, почвенно-грунтовые воды, эоловый перенос солей с моря на сушу, атмосферные осадки, разложение растительности, неэффективное орошение [14].

Основной источник образования солей в почве - процесс выветривания горных пород с последующим перераспределением солей под действием поверхностных вод и их аккумуляцией в понижениях рельефа. При выветривании горных пород образуются хлориды, сульфаты, нитраты, силикаты и карбонаты (за счет взаимодействия с С02 воздуха).

Засоление почв может происходить под влиянием тектонических поднятий, когда соленосные породы выклиниваются на рельефную поверхность ландшафта. Кроме этого также возможно вторичное растворение солей почвообразующих подстилающих пород пресными грунтовыми (ирригационными) водами, а также их перенос и аккумуляция в нижние горизонты почвенного профиля.

Засоление может быть вызвано также эоловым переносом солей с моря на сушу (импульверизация) в виде капель и твердых аэрозолей в бассейнах соленых озер, морей и с поверхности солончаков. Такой перенос солей ветром может достигать от 20 до 30 т/км2 [14].

Источником солей, кроме того, служат атмосферные осадки. Содержание солей в них обычно не превышает от 20 до 30 мг/л, но в приморских районах достигает 400 мг/л.

Засоление почв может происходить также в процессе разложения остатков растительности, особенно галофитной. В этом случае освобождаются минеральные вещества остатков растительных и животных организмов и продуктов их жизнедеятельности.

К галофитным относят растения сильно засоленных почв - солончаков и морских побережий, устойчивых к повышенным конценграциям солей. Такими являются солянки, ксрмск, тамариск, некоторые виды полыни и др.

Неэффективное орошение (превышение поливных норм и неудовлетворительный дренаж) служит причиной вторичного засоления почв.

Оросительные воды при бездренажном орошении в аридном климате могут быть источником солей в почве, так как содержат то или иное количество растворимых солей. Оптимальное содержание солей как источника питания корневой системы растения в поливной воде составляет 1 г/л и меньше.

Особо выделяются случаи засоления почвы грунтовыми водами. Они являются непосредственными источниками поступления солей в почву вследствие высокой испаряемости влаги. Поверхностные и грунтовые воды, содержащие в себе легкорастворимые соли, не всегда достигают водо- приемного русла и задерживаются на территориях рельефа с наименьшими уклонами. Уровень грунтовых вод становится близким к поверхности и составляет от 1 до 3 м, в результате чего происходит капиллярный подъем минерализованных грунтовых вод. Вода при этом быстро испаряется, а минеральные соли остаются в верхних слоях почвы, засоляя их. Наибольшая величина концентрации солей, которая при определенной глубине и режиме орошения не вызывает засоления почвы, называется критической минерализацией природных вод. Глубина расположения критической концентрации солей зависит от механического состава почвы, величины и интенсивности испарения.

Засоленность природных вод происходит в ходе насыщения природных вод минеральными веществами (солями) [15].

Степень минерализации воды оценивают по сухому остатку, представляющему собой содержание в воде нелетучих минеральных и органических соединений в единицах массы на объем воды г/м3, мг/л. Классификация минеральных вод по степени минерализации представлена в табл. 8.

Таблица 8

Классификация минеральных вод

Г руппа вод

Подгруппа вод

Минерализация, г/л

Улырапресиыс

Менее 0,2

Пресные

Умеренно пресные

от 0,2 до 0,5

Собственно пресные

от 0,5 до 1,0

Солоноватые

Слабосолоноватые

от 1,0 до 3,0

Умеренно солоноватые

от 3,0 до 10

Соленые

Слабосоленые

от 10 до 30

Сильносоленые

от 30 до 50

Слабые

от 50 до 100

Рассолы

Крепкие

от 100 до 320

Сверхкрепкие

от 320 до 500

Предельно насыщенные

Свыше 500

Под критической минерализацией грунтовых вод понимают степень концентрации солей, при которой в условиях гидроморфных почв (в естественных условиях или при ирригации и дренаже) капиллярновосходящие токи грунтовых вод вызывают засоление верхних почвенных горизонтов.

По водородному показателю pH засоленные природные воды подразделяются на кислые, когда pH составляет менее 7, нейтральные при рН=7 и щелочные при pH более 7.

Для характеристики состава промывочных вод применяют полевой, сокращенный и полный анализы.

Промывки засоленных почв подразделяют на капитальные и эксплуатационные (профилактические). Капитальные промывки проводят при среднем и сильном исходном засолении почв, эксплуатационные - при слабом засолении. Нормы расходов воды при капитальных и эксплуатационных промывках зависят от содержания и химизма воднорастворимых солей в почве, мощности промываемого слоя, воднофизических и физико-химических свойств почв и грунтов, минерализации промывной воды и условий их отвода.

Промывной нормой нетто называют количество воды, необходимой только для растворения и выноса водно-растворимых солей из расчетного слоя почвы. Она измеряется в метрах слоя воды м/га или в кубометрах на гектар (м/га).

Общее количество воды, необходимое для удаления из почвы избыточных солей промывкой на площади 1 га, называют промывочной нормой брутто. Промывочные нормы устанавливают расчетом и на основании изучения опыта промывки засоленных почв в условиях проектируемого объекта или по аналогам, полученным в аналогичных почвенномелиоративных условиях. Такая норма на глинистых почвах в 4 раза больше, чем на почвах легкого механического состава. При этом она колеблется от 1500 до 12500 м3/га и складывается из объема воды, необходимого для насыщения слоя почвы И для наименьшей влагосмкости, и из объема воды, необходимого для растворения избыточных солей, вымывания и отвода их в дренаж. Засоленные земли промывают следующими друг за другом поливами с интервалом не более восьми дней.

Наибольшая эффективность промывного полива наблюдается при поливной норме, соответствующей от 30 до 40 % наименьшей влагоемко- сти опресняемого слоя. Для метрового почвенного слоя на легких почвах норма промывного полива находится в пределах от 700 до 900 м3/га, на средних - от 900 до 1100 м3/га и на тяжелых - от 1100 до 1500 м3/га [25].

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>