Водоносные горизонты. Эксперт – о методе борьбы с опустыниванием земель

Стоит отметить, что для решения вышеназванной проблемы проводится большая работа: составлены программы, созданы научные коллективы, выделены средства, но площади деградированных земель расширяются. Это видно на примере состояния земель южных регионов России, хотя на отдельных массивах получены положительные результаты по борьбе с ветровой эрозией.

Установлено, что если не удается остановить процессы и глобальное направление, то их можно замедлить, уменьшить с применением ослабляющих природных факторов. Поэтому нами предложена разработка по использованию подземных пресных вод (ППВ), поскольку актуальность проблемы для республики высока. Разработку рассмотрели и поддержали депутаты Народного Собрания РД.

Выбор этого ресурса в качестве фактора ослабления негативных воздействий объясняется тем, что от поверхностных вод ППВ отличаются стабильностью химического состава, возобновляемостью запасов в течение одного сезона и отсутствием загрязнителей. Дело в том, что ареалы этих вод в Прикаспийской низменности отличаются загрязненностью мышьяком и вредными солями, они занимают до 40–45 % от общей площади. Выделение незагрязненных ареалов по типам почв осуществляется по гидрогеологической карте Дагестана, составленной и используемой сотрудниками Института геологии ДФИЦ РАН.

Представленная карта с дифференцированием площадей загрязненных и незагрязненных почв использована в наших опытах и рекомендуется как модель для подбора зерновых, кормовых культур с поливом ППВ на различных незагрязненных типах почв.

Эксперименты проведены на полигоне Кочубейской биосферной станции ДФИЦ РАН площадью более 3 тыс. га, где влияние антропогенного фактора представлено интенсивным пастбищным использованием. Количество атмосферных осадков за год 200–250 мм, что в 3–4 раза меньше величины испарения. Осадки выпадают в основном в начале и конце лета и осенью. Характерная особенность климата – очень жаркое, сухое лето, с часто повторяющимися суховеями, сильными ветрами и пыльными бурями. Все эти факторы способствуют аридной деградации и развитию процессов опустынивания.

Установлено, что если не удается остановить процессы и глобальное направление, то их можно замедлить, уменьшить с применением ослабляющих природных факторов. Поэтому нами предложена разработка по использованию подземных пресных вод (ППВ), поскольку актуальность проблемы для республики высока. Разработку рассмотрели и поддержали депутаты Народного Собрания РД

Значительную часть территории опытного полигона представляют нарушенные, деградированные варианты светло-каштановых карбонатных и лугово-каштановых солонцеватых почв. Они лишены растительного покрова, и поверхность представлена мелкоземлистой почвообразующей породой. В качестве опытных растений использованы рапс озимый, пырей песчаный и травосмесь, характерная для пастбищной растительности региона. На расстоянии 90–100 м от опытных посевов построен ключевой объект – накопитель ППВ, используемый для аккумуляции поливной воды. Поливы проводили шлангами, напуском по полосам с нормой расхода 90–100 м3/га.

Накопитель построен на ровном месте, прямоугольной конфигурации с размерами: длина – 40 м, ширина – 30 м, глубина – 1,4 м. Общая емкость более 1,6 тыс. м3 воды. В накопителе постоянно хранится ППВ, извлекаемая из водоносных геологических слоев, в объеме 60–70 % от общей емкости. Запасы, аккумулированные в накопителе, подвергаются испарению, просачиванию в подпочвенные горизонты и потреблению растениями для транспирации. Параметры расходов по перечисленным процессам заранее определены согласно срокам, указанным в календарном плане, установлено, что потребляемая часть ППВ расходуется для транспирации и составляет 70–75 %.

При составлении технологической карты возделываемых культур-мелиорантов в ареале проявления высшей степени опустынивания, определены ресурсы воды, залегающие в различных геологических ярусах. Исследования показали, что глубина водоносных горизонтов колеблется от 280–450 метров. Подземная вода добывается из Хвалынского и Хазарского ярусов четвертичных отложений. Изменение глубины в большей степени связано с интенсивностью водообмена и периодическим затоплением Приморской полосы Каспием из-за изменения уровенного режима. Для использования ППВ очень важна восстанавливающая способность их запасов. В нашем регионе эти функции выполняют Каспийское море, речные системы Волги, Урала, Терека и других рек. Как показали многолетние наблюдения, режим подземных пресных вод в регионе стабилен и его пьезометрический уровень практически не меняется в течение года. Это связано с тем, что водоносные горизонты имеют небольшой уклон в сторону Каспийского моря.

Сравнительный анализ полученных данных с условиями некоторых других подобных районов мира, где ППВ также используются в борьбе с опустыниванием и засухой, показывает эффективность их применения в регионах Прикаспийской низменности. Например, в пустынях алжирской Сахары и Эфиопии эти воды залегают на глубине более 1 километра. Водоносным горизонтам нужно значительно больше времени для восстановления, чем у нас. Затраты для бурения одной скважины на порядок выше, чем в Терско-Кумской низменности. Значительно дороже и другие статьи капитальных вложений.

После изучения гидрогеологических основ использования ППВ провели исследования химического состава и возможностей практического использования водных ресурсов. Минерализация поступающей из скважины воды такова: содержание мышьяка – 0,023 мг/л, тогда как предельно допустимая концентрация (ПДК) этого вещества – 0,05 мг/л. Содержание опасных, вредных элементов хлора, сульфатов, бикарбонатов ниже ПДК. Анализ химического состава свежей подземной пресной воды в сравнении с той, что длительное время имела контакт с атмосферой, существенных изменений не показал. Плодородие почв и величина зеленой массы травостоя рапса озимого составили более 50 ц/га. Такой результат позволяет отметить, что добываемые пресные подземные воды могут использоваться для возрождения засушливых деградированных земель без ограничений и на длительный срок.

По прогнозным оценкам, ресурсами ППВ можно восстановить продуктивность и биологическое разнообразие только в Терско-Кумской низменности – 0,5 млн га. Почвы здесь деградированы, нарушены, но потенциальное плодородие не утрачено. Кроме того, функционируют недостаточно изученные процессы и их роль в восстановлении плодородия почв не исключена. Целесообразно проведение междисциплинарных, фундаментальных и прикладных исследований по биологии, гидрогеологии, агрономии и другим смежным наукам.