Мелиоративное воздействие - Экология геологической среды
Разнообразны формы загрязнения геологической среды в районах мелиоративного освоения. Фильтрационные воды из водохранилищ и каналов распространяются на глубины до сотни метров и на десятки километров по латерали, сильно изменяя водно-солевой режим территорий.
Грандиозные мелиоративные работы, во время которых в Беларуси было осушено около 3 млн га болот и заболоченных земель, привели к коренной перестройке процессов формирования режима и баланса подземных вод.
На большей части существующих мелиоративных систем из-за их технического несовершенства не удается обеспечивать поддержание оптимальных уровней грунтовых вод. Как следствие в зоне Белорусского Полесья в пределах мелиоративных систем переосушено от 20 до 60 % их площади. В засушливые годы уровни грунтовых вод снижаются до 1,5-2,0 м. Снижение уровней грунтовых вод на прилегающей к мелиоративным системам территории в зоне Полесья прослеживается на расстоянии до 3-4 км. В центральных и северных районах Беларуси, где в составе покровных отложений преобладают супеси и суглинки, зона влияния значительно меньше и составляет 0,1-0,8 км. В результате произошло обмеление поверхностных водотоков и снижение уровня грунтовых вод на больших площадях (на 0,7-1,5 м непосредственно на осушенных массивах и на 0,5-1 м на прилегающих землях). Установлено, что в результате осушительной мелиорации в Белорусском Полесье глубина залегания уровня грунтовых вод существенно превышает норму осушения: во влажные годы почти в 1,5 раза, в засушливые - в 3 раза. Нарастающее иссушение территории достигло водоразделов и охватило практически весь полесский регион. Дефицит водных ресурсов на осушенных землях достигает 3,6-4,2 млрд м3, что составляет 20-30 % годового стока р. Припять в домелиоративный период.
Осушительная мелиорация оказывает существенное влияние на формирование баланса грунтовых вод. При снижении среднегодового уровня грунтовых вод с глубины от 0,3-0,5 м до 1,5-2,0 м происходит резкое сокращение испарения. Инфильтрация начинает преобладать над испарением, а боковой отток над притоком. Это обусловливает формирование слоя подземного стока, величина которого в песчаных грунтах (именно они преобладают в зоне Полесья) может достигать 100-130 мм. Вследствие этого усиливается подземный сток в реке и водность песчаных грунтов возрастает. В то же время почвы в пределах таких мелиоративных систем испытывают острый дефицит влаги.
По итогам балансовых расчетов доказано, что поддержание проектной нормы осушения (порядка 0,8 м ниже поверхности земли) и оптимального водно-воздушного режима в почвенном слое невозможно без дополнительной подачи воды на увлажнение из источника, находящегося вне мелиоративной системы. В пределах бассейна Припяти при условии поддержания уровня воды в среднем на глубине 0,8 м от поверхности земли дополнительное увлажнение почвенного слоя потребует 40-60 мм слоя воды (400-600 м3/га). В засушливые годы потребность в воде возрастает до 1000 м3/га. Во влажные годы возникает необходимость сброса воды с мелиоративной системы до 300-400 м3/га. На мелиоративных системах, построенных на супесчаных грунтах, для поддержания оптимального водно-воздушного режима потребуется около 500 м3 воды на каждый гектар.
На существующих мелиоративных системах уровни грунтовых вод в большинстве случаев располагаются не только ниже нормы осу-
Шения, но и ниже критических глубин залегания. Вследствие этого на системах формируется дренажный сток в реки от 800 до 1500 м3/га, увеличивающий их водность. Так, среднегодовой сток р. Припять - главной водной артерии Полесья - с начала интенсивного мелиоративного строительства в этом регионе возрос с 331 (1970 г.) до 446 м3/с (1989 г.), т. е. на 35 %. Вместе с тем расчеты показывают, что для поддержания на всех существующих в бассейне р. Припять мелиоративных системах (1,4 млн га) оптимальных водно-воздушных условий в корнеобитаемом слое в засушливые годы потребуется не только привлечение этого современного избыточного дренажного стока, но и дополнительных водных ресурсов в количестве 1,4 млрд м3 в год, что составит около 24 % среднегодового расхода Припяти (Мозырь).
Осушение огромных массивов болот и заболоченных земель, интенсивное их сельскохозяйственное использование, широкое применение удобрений - все это приводит к формированию совершенно новых геохимических качеств подземных вод в пределах освоенных территорий.
Многолетние режимные гидрогеологические наблюдения (1976-1995), проводившиеся в пределах Лельчицкого гидрогеологического стационара на болотных массивах различных генетических типов сначала в естественных (до начала мелиоративных работ), а затем в нарушенных (после осушения) условиях, показали, что резкое изменение гидродинамических условий в результате осушения приводит к существенной перестройке геохимических процессов, формирующих состав подземных вод, и в первую очередь к изменению геохимических условий миграции химических элементов с переменной валентностью (Fe, S, Mn и др.). Резко изменяются газовый состав вод (О2 и СО2), величины Eh и pH.
В послемелиоративный период заметно изменяется и макрокомпонентный состав грунтовых вод. Процесс собственно осушения сопровождается ростом минерализации главным образом за счет ионов SO, и реже Сульфат-ион - наиболее характерный компонент грунтовых вод осушенных земель. Вследствие его накопления (до 200-240 мг/л) грунтовые воды приобретают вместо гидрокарбонатно-кальциевого сульфатно-кальциевый состав, ранее совершенно не характерный для пресных подземных вод Полесья. Накопление сульфат-иона в водах обусловлено окислением органического вещества торфа и сульфидных минералов железа (пирит и гидротроилит) в связи с усиленной аэрацией торфяной залежи после осушения. В результате совместного накопления в грунтовых водах ионов Ca и SO и соответственно роста насыщенности вод по гипсу в отдельные засушливые периоды при интенсивном капиллярном подтягивании вод возможно выпадение на поверхности мелиоративных торфяников этого минерала в виде тонких налетов. Однако запасов серы в торфяниках немного, поэтому реальной опасности загипсования почв на осушенных болотных массивах Белорусского Полесья не существует. Отметим, что если для осушенных торфяников процесс накопления сульфат-иона в грунтовых водах - характерное явление, то на мелиоративных системах, выбывших из эксплуатации, наблюдается обратный процесс, т. е. постепенное сокращение содержания сульфат-иона в грунтовых водах вследствие формирования восстановительной обстановки в условиях подъема уровня грунтовых вод.
Накопление в водах ионов Ca и Mg определяется процессами разрушения осушенного торфа (его органической составляющей) и связанного с ними снижения емкости поглощения торфяных почв. Происходит вынос Ca и Mg, первоначально содержащихся в торфе преимущественно в ионообменной форме. Исключение могут составлять случаи карбонатной минерализации в торфяниках. Увеличение содержания Ca и Mg при прочих равных условиях способствует росту значения рН и как следствие сдвигу карбонатного равновесия в сторону образования гидрокарбонат-иона с соответствующим накоплением его в воде.
Помимо рассмотренных выше процессов, протекающих в осушенной торфяной залежи, рост содержания таких компонентов, как НСО, Ca и Mg может быть обусловлен усилением потока напорных вод, причем подток напорных подземных вод в послемелиоративный период на отдельных системах может достигать 100-128 мм в год и проявляться в нижней части горизонта грунтовых вод, находящейся ниже зоны дренирующего влияния осушительных каналов. В верхней же части горизонта преобладает нисходящее и латеральное движение вод к дренам. В условиях промывного режима в верхней зоне изменения в гидрогеохимической обстановке обусловлены лишь процессами, происходящими собственно в торфяной залежи.
При исследованиях на осушительных системах особого внимания заслуживает изучение поведения в грунтовых водах железа, поскольку с ним связаны такие негативные процессы, как кольматация гидроксидом железа дренажных труб и фильтров скважин вертикального дренажа, ожелезнение приповерхностной толщи осушаемых торфяников вследствие капиллярного подтягивания грунтовых вод и др. В естественных условиях на неосушенных болотных массивах наблюдаются значительные сезонные колебания концентрации железа (Feи Fe) в грунтовых водах, определявшиеся главным образом их уровенным режимом. Концентрация железа изменялась от 0,1-0,5 мг/л при самых высоких положениях уровня до 8-10 мг/л и более в межень при снижении уровня грунтовых вод до глубины 0,5-0,7 м. В этот период вследствие ухудшения взаимосвязи с атмосферой отмечалось сокращение концентрации кислорода в верхней зоне грунтовых вод с 3-5 до
0,5-1,0 мг/л, что способствовало формированию восстановительной обстановки, благоприятной для накопления в водах закисного железа. При осушении болотных массивов резкое снижение уровней грунтовых вод сопровождалось первоначально значительным ростом концентрации железа, достигавшим 10-18 мг/л и более при снижении уровней до 1,0-1,5 м. В этот период кислород в водах практически отсутствовал либо обнаруживался в концентрациях 0,5-0,8 мг/л. Наиболее отчетливо рост содержания железа проявляется на низинных, особенно пойменных торфяниках, что связано с большими запасами в них суммарного железа в различных формах по сравнению с верховыми торфяниками.
Похожие статьи
-
Высокой трансформацией геологической среды отличается район разработки крупнейшего в Беларуси месторождения строительного камня "Микашевичи"....
-
Распространение тепловых выбросов в окружающей среде - Тепловое воздействие энергетики на экологию
За счет большого количества сжигаемого органического топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается огромное количество углекислого газа. Если бы он весь...
-
Радиоактивное загрязнение - Экология геологической среды
Весьма значительно как по площади проявления, так и по длительности взаимодействия на окружающую среду радиоактивное загрязнение значительной части...
-
Устойчивость геологической среды - Экология геологической среды
Рассматривая нарушенность и загрязнение геологической среды как определяющие факторы образования напряженных экологических обстановок, следует иметь в...
-
Экологические последствия техногенеза Влияние хозяйственной деятельности человека на геологическую среду усиливается с каждым годом и приобретает все...
-
Антропогенное воздействие на почвы - Основы экологии
Механическое воздействие на почву -- пахота, перемещение почвы, уплотнение, уничтожение. Степень распаханности почв на разных материках колеблется в...
-
Государственная экологическая политика. Роль Магнитогорской администрации и ММК в сфере улучшения экологической обстановки Распад СССР усугубил кризисное...
-
Восточно-Казахстанская область Республики Казахстан расположена в пределах центральной части материка Евразии, в южной половине умеренного пояса....
-
Антропогенное воздействие на околоземное пространство - Основы экологии
Все больше накапливается научных данных, свидетельствующих о том, что технопреобразование окружающей среды распространяется не только на нижние части...
-
Воздействие промышленного производства и прочих факторов на окружающую природную среду Территория Ханты-Мансийского автономного округа - Югры занимает...
-
Сооружение водохранилищ и их влияние на окружающую среду В антропогенном перераспределении ресурсов пресных вод создаваемые водохранилища играют большую...
-
К ущербообразующим геохимическим процессам можно отнести следующие: 1. Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубокими подземными...
-
Горнолыжный курорт воздействие Период строительства Планируемые земляные работы, в силу их локального воздействия не окажут сколько-либо заметного...
-
Нормирование качества воды состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно...
-
Описание текущей ситуации Филиальная сеть Банка насчитывает 89 отделений, каждое из которых оснащено световым оборудованием, имеются помещения, где...
-
Экология (от греч. жилище, местопребывание и понятие, учение) -- наука, изучающая взаимоотношения организмов друг с другом и со средой их обитания....
-
Схема воздействия окружающей среды на здоровье человека - Характеристика социальной экологии
Немалую роль в процессе деградации природной среды и ухудшения здоровья населения играет промышленное производство, и в частности химическая отрасль,...
-
Воздействие человека на окружающую среду - Жизнедеятельность человека и окружающая среда
Загрязнение антропогенный климат Воздействие - непосредственное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую природную среду. Все виды...
-
Группы повышенного риска воздействия свинца среди населения - Свинцовое загрязнение окружающей среды
Взрослое население В России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского...
-
К числу антропогенных изменений почвы относится эрозия. Широко распространена и наиболее разрушительна водная эрозия. Она возникает на склонах и...
-
Запасы воды на Земле огромны. Оценочно около 1 млрд. 450 млн. км3, но на долю пресных вод приходится около 30 млн. км3 воды. Причем из них 68,7%...
-
Круговорот веществ на Земле - повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее выраженный циклический...
-
Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды - Общая экология
Экологические факторы могут выступать как: - Раздражители и вызывать приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; - Ограничители...
-
Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения - Экология города
В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в частности, существенные различия в...
-
Выбросы на земную поверхность и в гидросферу - Воздействие ТЭЦ на окружающую среду
Можно выделить несколько групп наиболее важных взаимодействий энергоустановок с конденсированными компонентами окружающей среды: - водопотребление и...
-
Классификация абиотических факторов среды. И воздействия на растения
Абиотическими факторами следует называть все физико-химические воздействия, которые испытывает организм со стороны среды как необходимые для его жизни,...
-
Согласно общеевропейским нормам в каждой стране созданы системы сбора и утилизации КЛЛ Систему сбора КЛЛ и их утилизацию финансируют...
-
Антропогенное воздействие на магнитосферу - Основы экологии
Длительное время ракетная проработка околоземного пространства незаслуженно замалчивалась в науке и обойдена вниманием мировой общественности....
-
Наблюдения показывают, что ионосфера находится в состоянии постоянного и сложного движения. В нижней ионосфере заряженные ионизированные частицы движутся...
-
В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье городского населения. Об этом свидетельствуют, в частности, существенные различия в...
-
Находясь в постоянном взаимодействии с природой, человек все острее ощущает необходимость налаживания таких взаимосвязей с окружающей средой, при которых...
-
ПРАВОВАЯ ОСНОВА ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ Концепция охраны окружающей природной среды Современная концепция охраны окружающей природной среды...
-
Смыв с сельскохозяйственных полей азотных удобрений значительно повышает содержание в воде относительно безвредных нитратов, которые, однако, могут...
-
Проблемы адаптации человека к окружающей среде - Экология и здоровье человека
В истории нашей планеты (со дня ее формирования и до настоящего времени) непрерывно происходили и происходят грандиозные процессы планетарного масштаба,...
-
1. Промышленная разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений допускается только при условии, когда добываемый вместе с нефтью газ используется в...
-
В зоне производственной деятельности нефтегазодобывающих управлений, использующих при разработке месторождений химические реагенты, достаточно широко...
-
Хранение отработавших свой срок изделий осуществляется на месте их использования. Для сбора и временного хранения ламп необходимо обеспечить специальные...
-
Автомобильный транспорт является основным источником загрязнения атмосферного воздуха городов вредными веществами, шумом, инфразвуком. Он является также...
-
Контроль за эксплуатацией трамвая, троллейбуса и метро - Воздействие транспорта на экологию
Трамвай, троллейбус и метро, использующие в качестве "топлива" электричество, полностью отвечают экологическим требованиям. Курсируя по городу, они не...
-
Метод оценки жизненного в управлении отходами Концепция ОЖЦ как инструмента экологического менеджмента Оценка жизненного цикла может быть определена, как...
Мелиоративное воздействие - Экология геологической среды