А — Каховское море, б — территория орошения — 1 млн га, в — главный Каховский канал длиной 130 км

Чтобы подать воду к высохшим землям, создаются уникальные каналы, такие, как Каракумский протяженностью 1400 км, Иртыш — Караганда — 450 км, Северо-Крымский — 405 км, Днепр — Донбасс — 262 км, Волго-Урал и многие другие.

Приходится исправлять несправедливость природного распределения воды. Мого воды на севере и мало на юге. Поэтому решено ряд северных рек повернуть вспять. Для этого предполагается переброска части стока северных рек Печоры и Вычегды в реку Каму (до 40 км³ воды в год), Иртыша, Тобола, Оби в бассейн Аральского моря (до 35 км³ воды) (рис. 51).

Вот таковы грандиозные планы, намеченные XXV съездом КПСС. В решениях съезда с особой силой подчеркивается необходимость строгого осуществления намеченной партией программы мелиорации земель. Советский Союз в настоящее время занимает третье место в мире по площади орошаемых земель (15 млн. га). Первое место прочно удерживает Индия, имеющая 39 млн. га, а на втором месте стоят США, обладающие площадью орошения в 21,5 млн. га, четвертое место принадлежит Индонезии с площадью орошения 6,8 млн. га.

Мелиоративное строительство теснейшим образом связано с гидрогеологическими особенностями орошаемых и осушаемых территорий. Львиная доля работы падает на плечи гидрогеологов. Они должны рассчитать, сколько воды на пути к полям потеряют каналы за счет ее инфильтрации в горные породы, слагающие стенки и дно. Такие потери могут составить 50 — 60%, поэтому крайне важно знать их величину. Ведь чем они больше, тем больше воды должно поступать в канал, чтобы обеспечить для полива необходимые количества. А от этого зависят размеры каналов и потребность в воде. Другая задача гидрогеологов — это изучение подземных вод орошаемой территории. Они должны установить, какая система водоупоров имеется в массиве, сколько водоносных горизонтов, уровень грунтовых вод и их химический состав. Сложной задачей, решаемой гидрогеологами, является изучение изменения уровня грунтовых вод по временам года.

Рис. 51. Так собираются забрать воду у Иртыша и Оби и направить часть ее в Среднюю Азию

Если не знать всего этого, могут возникнуть серьезные неприятности, ведь поливные воды, подаваемые на поля в больших количествах, начнут взаимодействовать с подземными водами. Это легко понять, если учесть, что в среднем на орошение одного гектара посева в течение года подается от 11 до 15 тыс. м³ воды. При чрезмерном поливе в грунтовые воды начинает поступать много дополнительной поливной воды. В результате изменяется их режим. Предусмотреть последствия крайне важно.

Особой заботой является выяснение путей отвода использованных при поливе вод или вод, оказавшихся излишними. Необходимо искать лучшие трассы для устройства дренажей и помогать гидротехникам в их расчетах. Много других задач приходится решать гидрогеологу. Отсюда следует вывод — без гидрогеологии создание мелиоративных систем невозможно.

Печальный опыт

Создание орошения началось еще в глубокой древности. Ирригационные системы воздвигались в Древнем Египте, Древнем Китае, в древних странах Средней Азии, в Месопотамии.

Болеслав Прус в своем романе «Фараон» писал: «Чтобы сохранить воду круглый год, египтяне создали целую сеть каналов длиной в несколько тысяч миль, а чтобы предотвратить наводнение, воздвигали мощные плотины и строили водохранилища. Одно из них — искусственное Меридово озеро (XIX век до н. э.) занимало площадь в триста квадратных километров при глубине в двенадцать ярусов...»

Человечество накопило за прошлые десятилетия богатый опыт подобных работ. Но были не только успехи, но и неудачи и разочарования. Оказалось, что орошение во многих случаях ведет к подтоплению территорий и заболачиванию. Другой страшный бич мелиорации — засоление почв. Там, где были цветущие нивы, иногда после начала поливов неорошаемых участков начинает расти содержание солей в почвах (главным образом, хлористого натрия, сульфатов и карбонатов). Через 5 — 10 лет на этом месте образуется пустыня, покрытая солонцами, на которой ничего не растет.

Получается, что природа как бы мстит человеку за те временные успехи, которых он достигает в результате орошения.

Многие ученые занимались этой загадкой. В конце концов удалось ее разгадать.

Итак, почему происходит заболачивание и подтопление территорий? Почему в одних случаях, этот процесс развивается в течение нескольких лет эксплуатации оросительной системы, а в других он не возникает даже в течение многих лет?

Разгадка оказалась простой. Все определяется особым геологическим строением участков. В большинстве случаев заболачивание и подтопление возникают тогда, когда на сравнительно небольшой глубине встречаются породы, обладающие малой водопроницаемостью. В этом случае поливные воды и воды из каналов, инфильтруясь внутрь, постепенно накапливаются. Если здесь до этого не было горизонта грунтовой воды, то он образуется. По мере поступления новых партий воды ее уровень неуклонно растет, достигая даже поверхности земли. Примером могут служить орошаемые массивы Волго-Дона, где подъем уровня грунтовых вод за четыре первых года полива составил от 0,5 до 5 м. В результате первого этапа орошения территорий Северного Крыма резко изменился характер грунтовых вод. Там, где их не было, они появились, а где были — резко поднялся их уровень.

Борьба с утечкой воды из каналов ведется путем создания экрана из полиэтиленовых пленок толщиной 0,2 — 0,4 мм, уплотнением, трамбованием, устройством бетонных покрытий и т. д. Это благоприятно сказывается на снижении утечек воды до минимума.

Хуже обстоит дело с засолением почв. Оно вызывается многими причинами: присутствием солей в поливных водах, переносом солей, содержащихся в почвах, выносом солей капиллярным током воды к поверхности и др.

Если уровень подземных вод стоит достаточно высоко, то грунтовые воды и содержащиеся в них соли поднимаются по капиллярам на поверхность. Здесь вода испаряется, а выпадающие из нее соли остаются в почве. Все новые порции капиллярной воды поднимаются вверх, оставляя свои следы.

Этот процесс может идти в обратном направлении, если в почву поступает вода с поверхности из каналов, водохранилищ или поливных участков. Тогда имеющиеся в почве соли растворяются и переносятся в глубину пород. В качестве примера влияния орошения можно привести Северный Крым, где минерализация грунтовых вод до орошения составляла 1 — 10 мг/л, а после орошения в течение ряда лет поднялась до 30 мг/л. Это привело к повышению засоленности почв на участках, грунтовые воды залегают высоко. В Голодной степи большинство земель в результате орошения в той или иной степени засолено — это значительно снижает урожаи сельскохозяйственных культур.

Советский ученый Л. И. Прасолов подсчитал, что площадь засоленных земель в СССР достигает 50 млн. га. Больше всего от естественных процессов засоления страдают почвы пустынь и полупустынь. Правда, среди этих масс засоленной земли только 2% вызваны мелиорацией.

Наиболее простой путь борьбы с засолением орошаемых территорий — это правильный выбор поливных норм. Воды на участки должно подаваться столько, сколько требует данная культура. Другой путь — это устройство дренажа, который помогает понизить уровень грунтовых вод как природный, так и возникающий после эксплуатации оросительных систем до величины, исключающей капиллярный привнос солей в почвы.

Можно бороться с естественным и искусственным засолением почв путем их промывки пресными водами для удаления солей. Люди должны помнить, что когда мы что-нибудь получаем от природы, всегда нужно быть готовым к различным изменениям в ней. Часто эти изменения бывают неблагоприятными.

Примером может служить Каракумский канал, позволивший оросить обширные территории Туркмении. Но вместе с тем его воды подтопили г. Ашхабад, ухудшив этим сейсмическую устойчивость города.

Поворот сибирских рек на юг, несомненно, благоприятно отразится на климате и условиях мелиорации Средней Азии, спасет Аральское море от высыхания.