CC BY
21НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология № 3 2016
УДК 551.482.212.3
Доктор геогр. наук В.Е.Чуб 1 Канд. хим. наук Н.Г. Верещагина 1 А. А. Щетинников 1
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МУТНОСТИ ВОДЫ В КАНАЛАХ И КОЛЛЕКТОРАХ В НИЗОВЬЯХ АМУДАРЬИ
Ключевые слова: мутность воды, каналы и коллекторы, антропогенное влияние на мутность
В связи с вводом в строй руслового Туямуюнского водохранилища в среднем течении Амударьи в 10...23 раза уменьшилась мутность воды в реке ниже водохранилища, что привело к размыву русла реки. Считается, что мутность воды в каналах равна мутности в реке в месте водозабора. Кроме этой исходной мутности, взвешенные наносы поступают в каналы и коллекторы за счет размыва их русел осветленной водой из реки, а также с орошаемых полей со сбросными водами. В них взвешенные наносы попадают при ирригационной эрозии. С учетом этого рассчитана мутность воды в 9 магистральных каналах и в 6 крупнейших коллекторах в низовьях Амударьи.
После завершения строительства и ввода в эксплуатацию руслового в системе Туямуюнских водохранилищ в среднем течении Амударьи началось интенсивное заиление верхнего бьефа этого водоема из-за резкого снижения скоростей движения воды в нем по сравнению с речными. Это привело к значительному снижению мутности воды, сбрасываемой в нижнее течение Амударьи. Большую часть времени мутность воды у Туя-муюна составляет 0,07...0,20 кг/м3. Только в маловодные годы, в июле -августе, она может превышать 1,5.2,0 кг/м3 (при увеличении попусков из водохранилища до 1000. 1200 м3/с). Столь малая мутность воды (в 10.23 раза меньше той, которая наблюдалась до ввода в строй Туямуюнских водохранилищ) отмечалась некоторыми авторами еще в конце 90-х годов прошлого столетия [3].
Из-за осветления речной воды в низовьях начался процесс общего размыва русла реки и снижения уровней водной поверхности, и это приве-
1 Научно-исследовательский гидрометеорологический институт,
Ташкент, Республика Узбекистан
ло к значительному ухудшению условий водозабора более чем в 30 ирригационных каналах, и, соответственно, к систематическому недобору запланированного количества воды в ирригационные системы.
Исследователи стока взвешенных наносов рек и каналов принимают априори, что мутность воды в каналах равна мутности воды в реке. Однако изучение мутности воды в Каракумском канале Туркменским институтом гидротехники и мелиорации (Туркмен НИИГим) показало, что значительная часть наносов крупных фракций оседает вблизи головного водозабора в Каракумский канал, поскольку скорость течения воды в канале существенно ниже, чем в реке [4].
Однако в низовьях Амударьи процесс формирования мутности воды в каналах совсем иной, так как в них поступает вода из реки с очень низкой мутностью, и уже в головах происходит захват донных наносов, и содержание наносов в воде этих водотоков заметно возрастает [3]. Кроме того, согласно атласу почвенного покрова Узбекистана, большая часть почв в орошаемой зоне Каракалпакстана легкосуглинистые и супесчаные, сравнительно легкоразмываемые.
Поскольку никаких измерений мутности воды в каналах ни Мин-сельводхоз РУз, ни Узгидромет не производят, и фактические величины мутности не известны, определять мутность воды в каналах авторы попытались исходя из следующих соображений.
По длине реки ниже Туямуюнского водохранилища мутность несколько возрастает у гидропоста Кипчак. Вероятно, за счет размыва русла в нижнем бьефе водохранилища, который отмечался во время экспедиционных работ сотрудниками САНИИРИ и САО Гидропроекта. Затем мутность воды очень резко падала - от 1870 г/м3 у Туямуюна до 54 г/м3 у Са-манбая и до 94 г/м3 у Кзылджара (табл. 1). На участке от Туямуюна до Са-манбая в вегетационный период (апрель - сентябрь) 20 каналов с водозаборами от 10 до 180 м3/с забирают 800 м3/с. Кроме этого, имеется еще множество мелких каналов. Если в июне - сентябре у Туямуюна месячные расходы воды в среднем меняются от 1440 до 756 м3/с, то забор 800 м3/с приводит к резкому уменьшению стока воды в реке ниже Саманбая. В отдельные месяцы маловодных лет ниже 10 м3/с. При этом никакого размыва русла быть не может, а при резком падении скоростей течения происходят наоборот седиментация наносов и дальнейшее уменьшение величины мутности воды соответственно.
Итак, в каналы поступает вода с низкой мутностью. В табл. 1 показано местоположение голов 9 магистральных каналов с пропускной способностью от 100 до 300 м3/с между гидропостами. За начальную мутность воды примем среднее многолетнее за вегетационный период ее значение в реке, в ближайшем к голове гидростворе.
Таблица 1
Некоторые характеристики реки Амударьи
Гидроствор Расстояние от * устья, км Среднее многолетнее
расход воды, м3/с мутность, г/м3
Атамурат 1045 1444 2400
Туямуюн 475 860 1870
Кипчак 308 582 2150
Саманбай 240 240 54
Кзылджар 127 221 94
_ *
Примечание: Расстояние от устья в разные по водности годы может меняться.
На орошаемых массивах поливная вода размывает почвы. Махсу-дов Х. с соавторами экспериментально изучал ирригационную эрозию на полях в зоне, относящейся к Левобережному каналу из Тюябугузского водохранилища в Ташкентском вилояте. Согласно данным этих исследователей, поливы хлопчатника, например, производят с интенсивностью 0,05... 0,06 л/с. Но даже при такой интенсивности средний смыв может составлять на более устойчивых к эрозии почвах Ташкентского вилоята по сравнению с почвами Каракалпакстана 7,3 т/га [5]. Однако при незначительных уклонах в условиях Каракалпакстана, равных 0,0003.0,0005, даже расходы воды в борозде 0,4.0,5 л/с считаются недостаточными. При долгом нахождении воды в бороздах больше воды фильтруется, быстрее происходит смыкание поверхностных вод с грунтовыми, которые находятся на глубине от 0 до 180 см [2]. Согласно данным Минсельводхоза РУз, расходы воды в поливных бороздах составляют в среднем 0,45 л/с, что приводит к вторичному засолению земель, а в среднем 42,4 % орошаемых земель в Каракалпакстане - сильнозасоленные (табл. 2), и грунтовые воды имеют здесь минерализацию часто более 3 г/дм3 [2]. Именно вторичное засоление в основном является причиной очень низких урожаев хлопка в Каракалпакии - меньше 17 ц/га [7]. По механическому составу 57 % поливных земель - тяжелые.
Вода ирригационных каналов выносит на поля определенное количество взвешенных наносов, но, кроме того, в каналы попадает какое-то
количество наносов со сбросными водами с полей, образовавшееся при эрозии почв на полях и их смыва. И.Ю. Денисов и Ю.Г. Безбородов с соавторами считают допустимой норму смыва почвы за вегетационный период от 2,5 до 5 т/га [1].
Таблица 2
Механический состав и засоление почв в Каракалпакстане, %
Район Почва
мехсостав засоление
тяжелые легкие слабое и среднее сильное
Турткульский 41,1 58,9 91,5 8,5
Нукусский 54,8 45,2 70,7 29,3
Караузякский 66,8 33,2 40,6 59,4
Тахтакупырский 62 38 57,5 42,5
Кегейлийский 61,1 38,9 50,6 49,4
Чимбайский 59,1 40,9 64,2 35,8
Канликульский 62,9 37,1 73,7 26,3
Кунградский 69,4 30,6 56,3 43,7
Муйнакский 36,1 63,9 13,4 86,6
Среднее 57,0 38,5 57,6 42,4
Ирригационным смывом для гипсированных почв Мурадов Ш.О. считает величину близкую к 2,0. 2,5 т/га [6].
Если с точки зрения высокой минерализации и химического состава дренажные воды представляют опасность для орошения, то мутность их невелика - визуально они прозрачны, их мутность ниже мутности воды в каналах. Поэтому, ирригаторов не интересует эта характеристика вод, но с тем количеством взвешенных наносов, которое они могут выносить на орошаемые земли, поступают органические вещества. При малой гумус-ности почв Каракалпакстана эта органика может быть полезна растениям.
Поскольку на орошаемых полях при поливах с каждого гектара смывается от 2,5 до 5 т мелкозема, примем, что в концевые коллекторы, как утверждает Х. Максудов [5], поступает 10 % этого количества, т.е. 250 000 г. Обслуживаемая всеми коллекторами площадь равна 486,7 тыс. га, следовательно, за вегетационный период в них может поступить 121 675 т наносов. Суммарный расход коллекторов 132,6 м3/с [2], а объем воды в них за поливной период 2,06 км3, т.е. за счет смыва с полей ориентировочно может сформироваться мутность воды в 59 г/м3.
Сколько взвешенных наносов выносится на поливные земли при использовании коллекторной воды на орошение подсчитать не представ-
ляется возможным, так как используется на орошение от 6 до 15 % этой
воды по-разному в годы различной водности в определенном районе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безбородов Ю.Г., Безбородов Г. А., Денисов И.М., Эсанбеков М.Ю. Нормативные показатели качества бороздкового полива // Актуальные проблемы водного хозяйства и мелиорации орошаемых земель: Матер. республ. На-уч.-практ. конф., 2011. - Ташкент: «ИП Курбанов О.» - С. 304-310.
2. Верещагина Н.Г., Щетинников А.А., Чуб В.Е., Мухаметзянова А.М. Гидрологический режим коллекторов и его связь с грунтовыми водами // Вопросы географии и экологии. - Алматы: 2015. - № 3. - С. 8-12.
3. Икрамова М.Р. Бесплотинные водозаборы в низовьях реки Амударьи. // Тр. САНИИРИ. - 2006. - С. 512-519.
4. Каракумский канал и изменение природной среды в зоне его влияния. - М.: Наука. - 1978. - 232 с.
5. Максудов Х., Паганяс К., Зусина И. Ирригационная эрозия на хлопковых полях и некоторые меры борьбы с ней. / Засоленные почвы Узбекистана и вопросы их освоения и мелиорации // Тр. Института почвоведения и агрохимии АНУз. - 1978. - Вып. 16. - С. 126-134.
6. Мурадов Ш.О. Научное обоснование водоустойчивости аридных территорий юга Узбекистана. - Ташкент: «Фан», - 2012. - 374 с.
7. Палуашова Г.К. Эффективность полива хлопчатника через борозду в условиях Хорезмской области // Актуальные проблемы водного хозяйства и мелиорации орошаемых земель. Материалы республиканской научно-практической конференции. - 2011. - Ташкент: «ИП Курбанов О.» - С. 310- 315.
Поступила 28.09.2016
Геогр. гылымд. докторы В.Е.Чуб Хим. гылымд. канд. Н.Г. Верещагина
А.А. Щетинников
амудария езЕншщ темЕнп БелтндЕп
КОЛЛЕКТОРЛАРДА ЖЭНЕ КАНАЛДАРДА СУ ЛАЙЛЫЛЫГЫНЬЩ ЦАЛЫПТАСУ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
Тушн свздер: су лайлылыгы, каналдар жэне коллекторлар, лайлылывда антропогендш ьщпал
Амударияны, орта белШнде арналы/ Туямуюн арналы/ бегешн енггзугмен байланысты, бвгеннен темен взен суыны, лайлылыгы
10...23 есеге KeMidi, бул жагдай взен арнасыныц шайылуына альт кeлдi. Озеннщ суды бвгеу жeрiндeгi су лайлылыгы каналдардагы судыц лайлылыгына тец деп eсeптeлiнeдi. Бул бастап/ы лайлылы/тан бас/а каналдар мен коллекторларга взеннен арналардыц шайылуынан, сонымен /атар суармалы е^стен /айтарма сулармен /ал/ыма тасындылар тYсeдi. Оларда /ал/ыма тасындылар ирригациялы/ эрозиядан тYсeдi. Осылардыц бэрiн ескере отырып Амударияныц твмeнгi бвлiгiндeгi 9 магистральдi каналдар мен 6 iрi коллекторлардагы судыц лайлылыгы есептелтген.
Chub V.E, Vereshagina N.G., Shetinnikov A.A.
FEATURES OF FORMATION OF TURBIDITY IN THE CHANNELS AND RESERVOIRS IN THE LOWER REACHES OF THE AMUDARYA
RIVER
Keywords, turbidity of water, channels and manifolds of Amudarya River, man's impact on turbidity
In connection with the commissioning of the channel Tuyamuyun reservoir in the middle reaches of the Amudarya River in 10-23% decrease in the turbidity of the water in the river below him, which led to the erosion of the river bed. It is believed that the turbidity of water in the channels is equal to the turbidity in the river in the place of water intake. In addition to this source of turbidity, suspended sediment enters the reservoir and due to the erosion of their channels of clarified water from the river, and the son of irrigatedfields with waste waters. They suspended sediment fall when irrigation erosion. Taking into account the calculated turbidity of the water in 9 the main channels and in the 6 largest reservoirs in the lower reaches of the Amudarya River.
