Картограми глибини залягання і хімізму ґрунтових вод

Важливими показниками меліоративного стану земель є глибина залягання ґрунтових вод, зокрема, в період весняних польових робіт, їхня загальна мінералі­зація, хімічний склад, лужність ґрунтових вод і верховодки (за її наявності).

Для повноцінного аналізу матеріалів спостережень за меліоративним станом земель, зокрема, зрошуваних, і для обґрунтування заходів з регулю­вання водно-сольового режиму ґрунтів і охорони водних і ґрунтових ресур­сів необхідне проведення спостережень за загальним водним балансом не тільки на природно інтенсивно дренованих землях (зі стійким глибоким заляганням ґрунтових вод), а особливо в зонах низької природної дренованості, що є дуже важливо для зрошуваних масивів.

У комплекс досліджень за ґрунтовими водами входять також спостере­ження за режимом ґрунтових вод на території населених пунктів, зокрема, в зонах зрошення.

Спостереження за режимом ґрунтових вод проводять на опорній, внутрі­господарській і тимчасовій мережі свердловин. Крім цього, використовують регіональ­ну геологічну мережу, а також спостерігають за витратою підземних вод, які виклинюються.

Спостережні свердловини обладнують трубами з накривками. Всі види спостережних пунктів мусять мати планову й висотну прив'язку. Опорну сітку свердловин розміщують по площі та створах, ураховуючи гідрогеоло­гічні, ґрунтові та іригаційно-господарські умови.

У разі розміщення по площі на кожному сівозмінному масиві, під який відводиться переважно від 200 до 600 га, за подібних ґрунтово-гідрогеоло­гічних умов обладнують одну свердловину, при різнорідних — дві-чотири.

Середня відстань між свердловинами, розміщеними створами, 1-2 км. Спостереження за рівнем ґрунтових вод проводять тричі на місяць, врахо­вуючи, що деталі коливання рівня та закономірності режиму ґрунтових вод відомі зі спостережень за регіональною геологічною мережею свердловин. Проби на хімічний аналіз мінералізованих ґрунтових і прісних вод з підви­щеною лужністю відбирають два рази в рік — на початку і в кінці вегета­ційного періоду. Проби прісних не лужних ґрунтових вод відбирають один раз у два-три роки. Відбирають проби після попереднього відкачування зі свердловин двох-трьох об'ємів води, які містяться у ній. У пробах води визначають: сухий залишок, НС0₃^-, C0₃^-2, S0₄^-2, CI^-, Са⁺², Mg⁺², Na⁺, (Na⁺+K⁺), а при підвищеній лужності — рН.

Спостереження за температурою ґрунтових вод проводиться при вико­ристанні їх для зрошення на вибіркових пунктах один раз в місяць у спеці­ально обладнаних свердловинах.

У районах напірного живлення ґрунтових вод опорні пункти обладнують у вигляді двоярусних п'єзометрів: верхній — для спостереження за рівнем ґрунтових вод, нижній — за п'єзометричним рівнем напірних. Спостере­ження за п'єзометрами проводять одночасно.

Внутрігосподарська сітка спостережних свердловин має забезпечити де­тальну площинну характеристику положення рівня і мінералізації ґрунто­вих вод на землях з неглибоким заляганням рівня — менше 4-5 м (у період сезонного низького положення). Розміщують мережу на планах землеко­ристування масштабу 1:10 000 порівняно рівномірно по площі, враховуючи ґрунтово-гідрогеологічні та іригаційно-господарські умови, відповідно до „Методических рекомендаций по контролю за мелиоративным состоянием орошаемых земель" (1978). На кожних 100 га земель обладнують у серед­ньому одну-дві свердловини. В комплексі з опорними свердловинами мере­жа внутрігосподарських пунктів спостереження має дати змогу складати карти глибин залягання і мінералізації ґрунтових вод у масштабах 1:50 000 і 1:25 0Q0, необхідних для планування і коригування режимів зрошення, вологозародкових і промивних режимів, поліпшення технічного стану чи розвитку колекторно-дренажної мережі, розрахунків водно-сольового ба­лансів тощо.

Спостерігають за рівнем ґрунтових вод один раз у місяць, використовую­чи для більш детальної характеристики режиму дані з регіональної і опор­ної мережі свердловин. Проби води на аналіз відбирають у районах форму­вання мінералізованих ґрунтових вод або прісних вод, але з підвищеною лужністю, перед початком вегетаційного періоду і після його закінчення. Спостереження по внутрігосподарській мережі свердловин, як і по опорних свердловинах, проводять постійно, не перериваючи їх і після корінної мелі­орації зрошуваних земель.

Спостереження за режимом підземних вод, які виклинюються і які вико­ристовуються для зрошення, проводять на спеціально обладнаних гідромет­ричних постах. Спостереження мають забезпечити повний облік стоку всіх вод, які виклинюються. На конусах винесення, як правило, враховується стік на верхній і нижній межах зони вклинювання. Періодичність спостере­жень за витратами води — тричі на місяць. Відбирають проби на аналіз у той самий спосіб, що й на опорній мережі.

Спостереження за режимом ґрунтових вод на території населених пун­ктів проводять на свердловинах, які розміщують, ураховуючи глибину заля­гання ґрунтових вод, розміщення промислових підприємств, парків, при­міських зрошуваних ділянок, близьких зрошуваних каналів, а також з урахуванням планової забудови території. Мета спостережень — вияснення причин підтоплення населених пунктів, контроль інженерно-геологічних умов і прогноз їхніх змін. Періодичність спостережень за рівнем ґрунтових вод — три рази в місяць. Проби води на аналіз відбирають за наявності небезпеки агресивного впливу ґрунтових вод, які неглибоко залягають, на підземні частини споруд і комунікацій — із 50% свердловин спостережень. Періо­дичність відбору проб - двічі на рік: при високому і низькому положенні рівня.

В процесі опрацювання матеріалів складають і аналізують таблиці рівнів, температури і мінералізації підземних і ґрунтових вод, заповнюють паспор­ти точок спостережень, журналів, каталогів опорних і внутрігосподарських пунктів.

Опрацювання матеріалів спостережень на опорній мережі включає побу­дову хронологічних графіків коливання рівнів, температури і мінералізації ґрунтових вод у найбільш характерних свердловинах, розміщених на по­ливних і прилягаючих неполивних землях.

Графіки коливання рівня складають, вказуючи, з одного боку, вертикаль­ну шкалу глибини дзеркала ґрунтових вод (у метрах від поверхні землі), з другого — абсолютні відмітки. Масштаб графіків визначають залежно від амплітуди коливання рівня ґрунтових вод — від 10-20 см до 40-50 см в 1 см міліметрового паперу, намагаючись чітко виявити характер коливань рівня. Масштаб часу для сезонних і річних графіків — 1 день (1 мм), для багато­річних — 1 місяць (6 мм). Багаторічні графіки можна будувати за середньо­місячними даними, графіки сезонних і річних коливань — за терміновими вимірюваннями. Поряд з графіками розміщують гідрогеологічний розріз свер­дловини спостережень, показуючи проміжки робочої частини фільтра. На графіках необхідно показати план розміщення опорних свердловин, зазна­чивши зрошувані й дренажні канали, поливні та неполивні землі. Графіки коливань рівнів ґрунтових вод співставляють із хронологічними графіками природних та іригаційно-господарських факторів.

Із природних факторів необхідно показати середньомісячні температури і дефіцит вологи повітря, місячні кількості опадів, їхні суми за вегетаційний і невегетаційний періоди тощо.

Для тих районів, де у формуванні режиму ґрунтових вод відіграє роль водоносність річки, на графіку показують динаміку витрат ріки, використо­вуючи для цього дані замірів на ближніх до свердловин або створу свердло­вин водомірних постах. Водночас необхідне ув'язування рівнів ґрунтових вод з горизонтами ріки, для чого ті й ті будують в абсолютних відмітках. Така побудова графіка дає змогу виявити взаємозв'язок ґрунтових і повер­хневих вод і їхню динаміку за сезонами року.

Для районів, які знаходяться в зоні живлення ґрунтових вод, на графіках

доцільно рівні ґрунтових вод поєднувати з інтегральною кривою відхилень стоку ріки від середнього.

З іригаційно-господарських факторів необхідно показати склад сільсько­господарських культур, водоподачу на поливи та промивки, витрати скид­них вод і дренажний стік. Необхідно, щоб ці дані стосувалися того госпо­дарства чи сівозмінного масиву, режими ґрунтових вод яких аналізують.

Для аналізу режиму ґрунтових вод по свердловинах, розміщених у зоні впливу каналів і колекторів, графіки коливання їхнього рівня співставляють зі змінами горизонтів води у каналах, показуючи їх в абсолютних відмітках. Оцінюючи роль іригаційно-господарських факторів у формуванні режиму ґрунтових вод, необхідно проаналізувати також дані про втрати води і ди­наміку ККД зрошуваних систем, планові і фактичні терміни відкриття та закриття зрошуваних систем, планові і фактичні зрошувані норми, питому протяжність колекторів і дрен, динаміку дренажного модуля тощо.

Будують гідрогеологічні профілі за створами опорних свердловин, пока­зуючи середньомісячні мінімальні й максимальні горизонти ґрунтових вод і відповідні їм горизонти води в ріках, каналах, колекторах, які перетинають­ся цими створами. На профілі для порівняння наносять горизонти ґрунто­вих вод за попередні роки спостережень.

Для окремих районів, підземний стік яких зарегульований і ґрунтові води в своєму режимі ніби підсумовують зміни джерел живлення, можна реко­мендувати розглядати живлення не в абсолютному, а в інтегральному вира­женні.

Графіки коливання рівня ґрунтових вод за наявності даних поєднують з графіками мінералізації та хімічного складу ґрунтових вод. Рівні будують в абсолютних або відносних величинах, що дає можливість виявити залеж­ність між рівнем ґрунтових вод і п'єзометричним рівнем напірних вод, і можливі зміни цього взаємозв'язку в результаті меліоративних робіт. Поєд­нання графіків коливання рівнів ґрунтових вод і факторів, що їх визнача­ють, недостатнє для повноцінного аналізу режиму і може бути використане лише на першому етапі режимних спостережень, коли ще немає даних про водний і сольовий баланс. Тільки ці дані є об'єктивною оцінкою для аналізу режиму ґрунтових вод і розроблення проектів меліоративних заходів. У ході побудови й аналізу графіків режиму ґрунтових вод на зрошуваних землях складають і аналізують графіки режиму ґрунтових вод на поливних землях, які знаходяться в аналогічних геоморфологічних умовах.

Природний режим ґрунтових вод є фоном для формування іригаційного режиму ґрунтових вод. Зіставлення цих та інших графіків дає змогу розріз­нити вплив зрошення на режим ґрунтових вод і вплив природних факторів.

На відміну від опорної мережі, для внутрігосподарської мережі свердловин не треба будувати хронологічні графіки коливання рівня і зміни мінералізації ґрунтових вод. Оброблення матеріалів обмежується побудовою карт глибин залягання ґрунтових вод і їхньої мінералізації — для мінералізованих вод — на початок і кінець вегетаційного періоду в масштабі 1:50 000 — 1:25 000. Такі карти доцільно складати періодично для кожного господарства, в межах якого мінералізовані ґрунтові води залягають на глибині менше 4-5 м та існує загроза засолення ґрунтів, або ґрунти уже засолені чи солонцюваті. При стій­ко прісних не лужних ґрунтових водах і відсутності засолення ґрунтів можна обмежитися тільки картою глибин залягання ґрунтових вод.

На карти глибин залягання ґрунтових вод наносять гідроізогіпси (пере­тином приблизно 0,25-0,50 м), які мають бути прив'язані до відміток гори­зонтів води в каналах, колекторах, дренах. Поєднання гідроізогіпсів з гори­зонталями рельєфу дає можливість побудувати детальні карти глибини за­лягання для порівняно обмеженої кількості свердловин спостережень.

У точках перетину горизонталей рельєфу і гідроізогіпсів (побудованих в абсолютних чи відносних величинах) глибина залягання ґрунтових вод дорів­нює різниці відміток цих і других. Додаткові дані про глибини за межами точок перетину горизонталей і гідроізогіпсів знаходять способом інтерполяції.

На картах виділяють контури площ з глибинами рівня ґрунтових вод менше 0,5 м; від 0,5 до 1,0; від 1,0 до 1,5; від 1,5 до 2,0; від 2,0 до 3,0; від 3,0 до 5,0 і більше 5,0 м.

На картах мінералізації ґрунтових вод виділяють контури з переважаю­чою мінералізацією до 1 г/л; 1-3 г/л; 3-5 г/л; 5-10 г/л; 10-15 г/л і більше 15 г/л. Особливо виділяють площі з підвищеною лужністю ґрунтових вод.

Потім карти глибин залягання і мінералізації ґрунтових вод планіметру -ють і підраховують площі з різною глибиною і мінералізіцією ґрунтових вод. Отримані дані переносять у таблиці, в яких для порівняння подають анало­гічні дані за інші терміни. Якщо такі дані є, їх порівнюють за декілька років.

У межах зрошуваних і зрошувано-обводнюваних систем із розсереджу-ваними масивами зрошення необхідно давати окрему характеристику пло­щам з різною глибиною залягання і мінералізації ґрунтових вод для зрошу­ваних і незрошуваних площ. Усередині зрошуваних земель доцільно виді­ляти площі з наявністю штучного дренажу і недреновані, а також площі, що зайняті рисовими сівозмінами.

Для сівозмінних масивів зі складним меліоративним станом, що спричи­нений підняттям рівня ґрунтових вод, ростом їхньої мінералізації, засолен­ням чи солонцюватістю ґрунтів, для обґрунтування експлуатаційних та ін. меліоративних заходів доцільно складати карти глибин залягання, мінера­лізації ґрунтових вод і засоленості ґрунтів у більшому масштабі — 1:10 000-1:5 000. Для цього закладають додаткові (тимчасові) свердловини для одноразового замірювання рівня і випробування ґрунтових вод і сольо­вого складу ґрунтів. Такі карти можна назвати картами „мікрогідрогеологічного" районування. Вони чітко відображають різницю гідрогеологічних умов і засолення ґрунтів у зонах впливу зрошуваних каналів, колекторів і дрен, а також її залежність від мікрорельєфу. Такі карти дають змогу дифе­ренціювати комплекс агротехнічних заходів (терміни посіву, режим зро­шення і промивних поливів, норми внесення добрив, а при потребі, хімічних меліорантів тощо). Такі детальні карти дають можливість впроваджувати заходи з поліпшення технічного стану або розвитку дренажу.

На підставі багаторічних даних режиму ґрунтових вод і водно-сольового режиму ґрунтів для зрошуваних земель з високим заляганням ґрунтових вод складають оперативні і довготривалі прогнози. Ці прогнози необхідні для початку весняних польових робіт, на середину вегетаційного періоду (у випадку ускладнення меліоративного стану, спричиненого підняттям ґрун­тових вод), до початку промивних поливів засолених земель, на період зби­рання врожаю на рисових зрошуваних системах.

Прогнози необхідно складати за два-чотири тижні до намічених термі­нів. Прогнози можна виконувати за методом математичної статистики, водного балансу, аналогії тощо. Разом з тим, мають бути враховані гідромете­орологічні прогнози, а також прогнози режиму ґрунтових вод, які складають режимні гідрогеологічні служби.