М.Т. ГАЙРАТОВ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ (ЮЖНЫЙ ТАДЖИКИСТАН)

Интернет-журнал ВАК Кыргызской Республики. №1, 2014
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК: 624. 131. 1. 551. 4 (575. 3)
М.Т. ГАЙРАТОВ
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ
(ЮЖНЫЙ ТАДЖИКИСТАН)
Таджикский Государственный Университет
Периодическое промачивания верхнего слоя в районах с одинаковым
климатическим режимом, но отличающиеся по рельефу и геоморфологии проходит на
разную глубину. Эти процессы влияют на содержание водорастворимых соединений
гранулометрический состав, характер и степень увлажнения, плотность,
просадочность пород и другие показатели.
Ключевые слова: склон, слой, климат, рельеф, плотность, массив, лёсс, грунт.
КАПТАЛ ЖЕРЛЕРДИ КОЛДОНУДА ЭФФЕКТИВТҮ ТААСИРЛЕР ТИЙГИЗГЕН
ГЕОМОРФОЛОГИЯЛЫК ФАКТОРЛАРЫ
Окшош бирдей климаттык райондо үстүнкү катмардын мезгил-мезгилинен нымнандыш,
бирок рельеф жана геоморфологиясы аргандай терендиктерде айырмаланып турат. Бул
процесстер гранулометрипялык составтардын сууэриген кошумчалардын кармалышына
мүнөзүнө жана нымнандынын даражасына, тыгыздыгына, тектердин чөгүшүно, жана
башка көрсөткүчтөргө таасир этет.
M.T.GAYRATOV
THE GEOMORFOLOGICAL FACTORS, DRAGGING ON EFFICIENSY
USE OF SLOPE LANDS (THE SOUTHERN TAJIKISTAN)
Tajik National University
Periodic watering of the top layer in areas with an identical climatic mode, but differing
on a relief and geomorphology to pass on different depth. These processes are influence the
contents water –soluble connection granulometric structure, character and extent of moistening,
density of breeds and other indicators.
Key words: slope, layer, climate, relief, density, massive, loess, soil.
Проведенные нами исследования показали, что характер увлажнения пород в зоне
аэрации, помимо количества осадков и испаряемости, тесно связаны с рельефом
местности и геоморфологическими условиями, особенно в предгорных районах[1-4].
Так, лессовые породы на низкорасположенных участках, куда устремляются талые
и ливневые воды, сильнее увлажнены, чем на повышенных участках.
По мере выполаживания уклонов поверхности при переходе от предгорий к
центральным частям долины возрастает часть осадков, которая остается на месте и
впитывается в почву, в то время как на склонах и возвышенностях основная их доля
трансформируется в поверхностный сток.
Периодическое промачивание верхнего слое в районах с одинаковым
климатическим режимом, но отличающиеся по рельефу и геоморфологии, происходит на
разную глубину и с меняющейся интенсивностью, что, в конечном итоге, влияет на
содержание воднорастворимых соединений, гранулометрический состав, характер и
степень увлажнения, плотность пород, просадочность и другие показатели.
Нами для оценки показателей физико-механических свойств, были исследованы
воздействия геоморфологического фактора, влияющего на прогноз просадки в лессовых
грунтах плато Дангара.
Выполненный анализ пористости (𝓃) лёссовых пород методами математической
статистики позволил установить уменьшение средних значений 𝓃 от высоких к низким
геоморфологическим элементам и доказать, что послойно в пределах каждого из них
лессы достаточно однородны [1, 4]. Это подтверждается малыми величинами
среднеквадратического отклонения.
Анализ влияния геоморфологических условий на состав и свойства лёссовых
грунтов Дангаринской долины с учетом последних данных свидетельствует, что
изменения содержания воднорастворимых соединений, плотности, пористости,
естественной влажности, плотности твердых частиц, недостатка насыщения,
просадочности подчинено зональности, обусловленной геоморфологическим фактором [1,
3, 4].
Зональность расположения определяет изменения относительной просадочности
грунтов, которая возрастает от низких геоморфологических элементов к высоким. В
верхних слоях (до 4-5 м) просадочные свойства лёссовых пород близки между собой.
Просадочность лёссовых пород, слагающих периферийной части конусов выноса,
затухает уже на глубине 16-20 м, а на водораздельных участках и склонах лессы на
глубине 20-25 м ещё высокопросадочны. Таким образом, с увеличением высоты
геоморфологических элементов наблюдается не только повышение просадочности
лёссовых грунтов на одной и той же глубине, но и рост мощности просадочной толщи.
Крутизна склонов также влияет на характер впитывания влаги в грунтах. С
уменьшением уклонов местности условия для инфильтрации осадков более благоприятны,
особенно на распаханных; на крутых же участках почвенный слой промачивается хуже,
чем объясняется различная влажность лёссовых пород на близких глубинах.
Так, например, в Яванской долине на двух склоновых участках крутизной 18 0
(уклон 0,32) и 380 (уклон 0,78) естественная влажность в среднем отличалась на 2,4%, что
обусловило разную плотность грунтов. [1, 2, 4].
Влияние крутизны склонов на состав и свойства лёссовых грунтов в Дангаринской
долине изучались на различных участках расположения гидротехнических сооружений,
каналов [1, 2, 4].
Изменения значений плотности сухого грунта, пористости, естественной
влажности и просадочности на склонах крутизной 10-190 менее существенны, чем на
выположенных участках (крутизна 2-100).
В первом случае при уменьшении уклона на каждые 30 пористость в среднем
снижается на 0,4%, просадочность – на 0,5%, а влажность возрастает на 0,6%. На
пологосклонных участках интенсивность изменений влажности и пористости вдвое, а
просадочность втрое выше, что свидетельствует об общих закономерностях влияния
крутизны склонов на свойства лессовых грунтов, включая просадочность.
Микрорельеф местности вызывает локальные изменения состава и свойства
лессовых грунтов, иногда довольно существенно. Так, например, на Ташрабадском
массиве (Вахшский район) на водоразделе предгорных возвышенностей в седловине
мощность просадочного слоя была в 1,8 раза, а расчетная просадка в 3,5 раза меньше, чем
на соседних вершинах, что объясняется эрозией и уничтожением на седловине верхней
части лессовой толщи [1, 3]. Соответственно различались значение относительной
просадочности, плотности, пористости.
Влияние микрорельефа изучено на плато Алимтай, где широкие бессточные
понижения, образовавшиеся вследствие суффозии и карста в подстилающих лессы гипсах,
чередуются с пологосклонными мягкими возвышенностями высотой до 20 м .
Характер изменения просадочности в дне понижений и на водоразделах различен.
Максимальные значения коэффициента относительной просадочности (пр) в чашах на
глубине 9-10 м не превышает 0,03, а на вершинах адыров в интервале 12-17 м достигает
0,13.
Таким образом, географо-геоморфологические условия играют важную роль в
формировании и сохранении недоуплотненности лёссовых пород. По масштабам и охвату
территории их можно разделить на несколько категорий. Климатический фактор,
определяемый коэффициентом увлажнения (Кув) в современных и палеоусловиях,
являются наиболее общим, действующим регионально на всей площади распространения
лессовых пород в предгорных районах, включая Таджикистан. От показателя К ув зависит
влажность лёссовых пород в зоне аэрации, их глинистость, засоление, плотность,
просадочность, положение подошвы просадочного слоя.
Не менее значимы в распределении и изменении просадочности
геоморфологические показатели, характеризующие общие закономерности увлажнения
пород в разных климатических зонах.
В пределах структурных или орографических элементов Юго-Западного
Таджикистана (межгорные впадины, предгорные равнины, речные долины) особенности
изменений просадочности по площади и глубине контролируются геоморфологическими
условиями.
Факторами второго порядка являются экспозиция и крутизна склонов, особенности
микрорельеф и шероховатости поверхности рельефа. Они определяют локальные
особенности свойств лессовых пород, связанные с условиями инфильтрации атмосферных
осадков и их миграции в лёссовой толщи, и играют заметную роль в прогнозах
просадочности в условиях предгорных территорий.
Учитывая вышеизложенное, а также с целью максимального (возможного)
сохранения плодородного слоя почвогрунтов, получения высоких и устойчивых урожаев
сельхозкультур, ускоренного ввода новых орошаемых площадей в сельскохозяйственное
использования, сокращения объемов и затрат на капитальную планировку, сохранения
оросителей от разрушений и т.п., предлагается следующий порядок освоения территорий
со структурно-неустойчивыми грунтами и сложным рельефом поверхности:
- на слабопросадочных грунтах (ожидаемая просадка до 15 см) при всех категориях
сложности микрорельефа, планировочные работы, строительство оросительной сети с
сооружениями и сельскохозяйственное освоение земель целесообразно проводить как на
непросадочных.
- на среднепросадочных грунтах (ожидаемая просадка 16….50 см) при спокойном и
средней сложности микрорельефе поверхности, требующем проведения незначительных
объемов планировочных работ, капитальную планировку можно не проводить.
Посев сельскохозяйственных культур производить после текущей (предпосевной)
планировки. Тщательные текущие планировки проводить ежегодно.
При сложном и очень сложном микрорельефе поверхности, требующем проведения
планировок в больших объемах, во избежание затруднений в проведении поливов на
среднепросадочных грунтах, целесообразно проводить капитальную планировку.
- сильнопросадочные грунты, независимо от категории сложности микрорельефа
поверхности, осваивают в два этапа.
Это предложение защищено авторским свидетельством на изобретение за №
1047444 (авторы Комилов О.К., Сурин В.А.).
На начальном этапе освоения (период от начала освоения до завершения основных
интенсивны неравномерных деформаций) по поверхности поля монтируют временную
передвижную оросительную сеть, состоящую из быстросборных (типа РТШ) или гибких
армированных (типа АНШ) распределительных трубопроводов (шлангов) и поливных
полиэтиленовых шлангов.
Поперечные размеры проводящей сети, диаметры отверстий в поливном шланге,
расстояния между гидрантами-равное длине поливных борозд, принимаются из условия
пропуска необходимого расхода воды по целинным (исходным) характеристикам
лёссовых грунтов.
Капитальная планировка на этом этапе не проводится, а в место нее проводится
ежегодное выравнивание поверхности поливных участков (неизбежные в любом случае
при бороздковом поливе) для создания возможности проведения поливов и обработки
сельскохозяйственных культур. На втором этапе временную передвижную оросительную
сеть перемещают на новый участок, а взамен её строят стационарную сеть (согласно
проекту) но с учетом новых, стабилизированных, характеристик почвогрунтов.
Планировку поверхности на сильнопросадочных землях при спокойном и средней
сложности микрорельефе проводят в следующем порядке.
В период строительства до начала орошения осуществляют выравнивание
поверхности длинобазовыми планировщиками, а перед посевом планировщикамивыравнивателями. На первом этапе освоения ежегодно проводится эксплуатационная
планировка длинобазовыми планировщиками и выравниванием полей выравнивателями.
После завершения просадочных деформаций (в конце первого этапа) при необходимости
проводят капитальную планировку.
Планировку сильнопросадочных земель при сложном микрорельефе проводят в
следующем порядке. В строительный период выполняют сначала грубую планировку
отдельных участков скреперами и бульдозерами, а затем сплошное выравнивание
поверхности длинобазовыми планировщиками и выравнивателями. При грубой
планировке срезают грунт с повышенных участков, на которые не подается вода, и
засыпают понижения.
Благодаря планировкам и последующему сплошному выравниванию создаются
условия для проведения производственных поливов.
На первом этапе освоения ежегодно выполняют эксплуатационную планировку
длинобазовыми планировщиками и выравнивание полей выравнителями.
После завершения просадочных деформаций (в конце первого этапа) проводят
капитальную планировку орошаемых площадей, если в этом будет необходимость.
Эксплуатационную планировку на втором этапе освоения проводят один раз в два … три
года, выравнивание полей ежегодно. Оценка качества поля после планировки
осуществляется с помощью показателя годности поля, вычисляемого по одной из
предлагаемых нами следующих формул [1, 2, 3.].
𝛿 =1−
𝐹𝑔
F
или 𝛿 = 1 −
n
N
где
𝛿- показатель годности поля; F- общая площадь поля, м2; Fq-площадь участков
поля, высотные отметки рельефа которые превышают пределы допуска (± ∆); N- общее
число точек нивелирования; n- число точек, отметки которых превышают пределы
допуска.
Площадь Fq- определяют по плану с помощью планиметрирования.
При δ=0,95 качество планировочных работ считается хорошим. В период до
завершения просадочных деформаций можно признавать поле годным для
сельскохозяйственного использования при 𝛿 ≥0,8.
.
Выводы
1. Исследования, проведенные в условиях Гараутинского и Ташрабадского массивов
показали, что способ освоения сильнопросадочных земель в два этапа экономически более
эффективен, чем существующий способ их освоения.
2. Двух этапный способ освоения позволяет начать возделывание сельскохозяйственных
культур сразу же после завершения строительства крупных гидротехнических
сооружений (насосные станции, магистральные каналы) и выравнивание поверхности
земель без предварительной замочки намеченных для орошения полей, что сокращает
сроки освоения просадочных земель.
3. Освоение просадочных земель в два этапа легче осуществить при одновременном вводе
сравнительно небольших площадей. Сравнительно небольшие площади одновременного
ввода вполне позволяют применить на первом этапе освоения временную передвижную
внутрихозяйственную оросительную сеть из гибких или полугибких трубопроводов и
поливных полиэтиленовых шлангов.
4. Опыт освоения последней десятилетки по Таджикистану показывают, что площади
одновременного ввода орошаемых земель не превышают 200…600 га.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сквалецкий Е.Н., Ахмеров А.С. Рациональное использование орошаемых земель
Таджикистана и охрана природной среды. Обзорная информация. Душанбе: Таджик
НИИНТИ, 1986.
2. Гайратов М.Т. Мероприятия по сведению к минимуму ущерба от эрозионнооползневых и просадочных деформаций лёссовых грунтов (на примере Яванской долины)
[Текст] / М.Т. Гайратов // Вестник ТНУ.- Душанбе, 2013, №1/2 (106). -С. 289-291.
3. Гайратов М.Т. Современное состояние вопроса технологии освоения и планировочных
работ на землях со сложным рельефом и просадочными грунтами [Текст] / М.Т. Гайратов.
Вестник ТНУ.- Душанбе, 2013, №1/3 (110). -С. 248-250.
4. Комилов О.К., Гайратов М.Т. Проявления инженерно-геологических процессов при
освоении склоновых земель в зоне распространения лёссовых грунтов в Дангаринской
долине [Текст]: / О.К. Комилов, М.Т. Гайратов. Земледелец ТАУ.- Душанбе, 2013, №3
(59). -С. 33-35.
Адрес для корреспонденции: Гайратов Маликдод Топалангович.
старший преподаватель. 734033, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр.
Рудаки 17, Таджикский Национальный Университет. Телефон: (+992) 93523-70-85, (+992) 90-999-44-14. Е-mail: gairatov_malikdod@ mail.ru
Диссертационный
исследований
выполняется
Дангаринского массива Республики Таджикистан.
в
пределах
Ф.И.О. Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Комилов Одина Комилович.