РЕЖИМ И ДИНАМИКА УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД
В ЛЕСОАГРАРНОМ ОАЗИСЕ КАМЕННОЙ СТЕПИ
Крячкова М.П.
младший научный сотрудник
Научно-исследовательский институт
сельского хозяйства
Центрально-Черноземной полосы им.
В.В. Докучаева,
Россия, Воронежская область, Каменная
Степь
Аннотация.
В статье изложены многолетние
результаты наблюдений за уровнем
грунтовых вод с1956 по 2006гг., наблюдательная сеть скважин находится на
территории НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. Режим грунтовых вод обусловлен
расположением территории полигона в зоне умеренного увлажнения на слабо
дренируемом водоразделе. Главное воздействие на режим грунтовых вод оказывают
геолого-геоморфологические и метеорологические факторы, а также искусственные
факторы: лесные массивы и полосы, сельскохозяйственное производство и другие
виды хозяйственной деятельности человека.
Ключевые слова: уровень грунтовых вод, рельеф местности,
водораздел, элементы баланса.
Актуальность. Каменная Степь расположена на границе лесостепной и степной
частей России, но в результате
искусственного лесонасаждения в настоящее время представляет собой лесостепной
оазис.
Изучение режима подземных
вод в Каменной Степи начато под руководством выдающегося русского почвоведа
проф. В.В. Докучаева в конце XIX столетия (1892г.). В это же время были заложены
первые два колодца. Колодец № 1 сохранился до настоящего времени.
Климат района
континентальный, с относительно холодной зимой и жарким, нередко засушливым,
летом. Среднегодовая температура равна +6,0о
С. Самый теплый месяц - июль, его средняя
температура равна +20.3 оС, самый холодным - январь -8,9 оС.
Каменная Степь
расположена в зоне недостаточного увлажнения. В среднем за год выпадает до
480мм осадков, но распределяются они год от года, и в течение года, весьма
неравномерно. Снежный покров сохраняется в течение 100 и более дней, средняя
его высота в поле составляет 15-20 см, в лесополосах и балках она увеличивается
до 1м и более.
В условиях искусственно
созданного ландшафта, сложился своеобразный микроклимат. По сравнению с
открытой степью здесь происходит большее снегонакопление, повышается влажность воздуха и почвы, ослабевает действие ветра и суховеев. Экстремальные
проявления климатообразующих факторов сглаживаются, что сказывается на общих
климатических условиях территории.
В условиях длительной
эволюции на территории Каменной Степи сформировался довольно разнообразный
почвенный покров. Наибольшее распространение имеют обыкновенные и типичные
черноземы с высоким содержанием гумуса, которые покрывают водоразделы и пологие
склоны. Почва опытного
участка – чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый,
с благоприятными физико-химическими и агрохимическими показателями. К крутым
склонам приурочены аллювиально-делювиальные почвы. В микропонижениях рельефа
распространены солонцеватые черноземы и типичные солонцы.
Режим грунтовых вод
обусловлен расположением территории полигона в зоне умеренного увлажнения на
слабо дренируемом водоразделе. Главное воздействие на режим грунтовых вод
оказывают геолого-геоморфологические и метеорологические факторы, а также
искусственные факторы: лесные массивы и полосы, пруды, сельскохозяйственное
производство и другие виды хозяйственной деятельности человека.
График изменения уровня
грунтовых вод по шурфу №1 показывает, что до 1956 года колебания уровня
грунтовых вод сохраняет определенную цикличность, связанную с 11 летним циклом
солнечной активности, сохраняя при этом постоянство на граничных точках циклов.
С 1956 года четкая цикличность нарушается и появляется тенденция к подъему уровня
грунтовых вод (рисунок 1).
В 1956 году на большей
части территории грунтовые воды залегали на глубине 4,0-5,0м. В наиболее
пониженных участках рельефа, в балочных понижениях, глубина залегания, в
среднем, составляла 3,0м. На водоразделе в центре полигона и на межбалочных
поднятиях грунтовые воды залегали на
глубине более 7,0м [3].
За период с 1956 по 1991
год на всей территории Каменной Степи произошел подъем уровня грунтовых вод.
Большая часть площади лесоаграрного полигона
в 1991 году находилась в зоне от 1,0 до 2,0 м. В балочных понижениях глубина
залегания грунтовых вод не превышала 1,0 м.
На водоразделе в центральной части полигона и на межбалочных поднятиях
глубина до уровня грунтовых вод составляла 3,0-4,0 м. Среднее значение подъема
грунтовых вод, рассчитанное по всем наблюдательным пунктам, составило 3,13м (табл.2).
В то же время, за этот период произошло существенное изменение элементов
баланса грунтовых вод (табл.1).
Таблица 1 - Элементы водного баланса.
|
Периоды наблюдения |
Сумма осадков |
Температура воздуха |
Суммарное испарение |
Слои стока |
|
1929-1956 |
440 |
5,2 |
- |
44,9 |
|
1956-1991 |
498 |
6,0 |
424 |
28,7 |
|
1991-2006 |
539 |
6,7 |
466 |
43,2 |
Так сумма среднегодовых атмосферных осадков
увеличилась на 58мм, при снижении средней величины суммарного поверхностного
стока с водосборов на 16,3мм. Увеличение количества атмосферных осадков на 58мм,
с учетом величины водоотдачи равной 0.02, принятой в балансовых расчетах, для
надморенных суглинков, соответствует подъему уровня грунтовых вод на 2,9м, что
близко со средней величиной фактического
подъема уровня грунтовых вод, рассчитанной по наблюдательным пунктам[1-2].
За период с 1991 по 2006
годы существенных изменений в положении уровня грунтовых вод не произошло
(табл.2). Среднее значение подъема уровня грунтовых вод, рассчитанное по
наблюдательным пунктам, составило всего 0,07м. В то же время суммарное годовое
количество атмосферных осадков возросло на 41мм, при повышении величины
поверхностного стока на 14,5мм, суммарной годовой величины испарения с
поверхности почвы на 42мм, и температуры окружающего воздуха на 0,7оС.
Таким образом, в
многолетнем цикле наблюдений за грунтовыми водами, на основе анализа динамики
изменения уровня грунтовых вод и элементов водного баланса, можно выделить три
характерных периода.
Первый период от начала
наблюдений и до 1956 года характеризуется относительно стабильным положением
уровня грунтовых вод, сохраняя определенную четкую цикличность.
Во втором периоде (с 1956
по1991 год) с увеличением суммарного количества атмосферных осадков происходит
подъем уровня грунтовых вод при снижении величины поверхностного стока и
относительно небольшом повышении температурного фона, т.е. избыток атмосферных
осадков идет на пополнение запаса в водоносном комплексе.
В третьем периоде (с 1991
по 2006 год) существенных изменений в
положении уровня грунтовых вод не наблюдается. Увеличение атмосферных осадков
расходуется не на пополнение запасов в водоносном горизонте, а на прямое
испарение при высоком температурном фоне и повышенной величине поверхностного
стока.
Таким образом,
многолетний ход уровня грунтовых вод по полигону согласуется с климатическими
особенностями выделенных периодов и зависит как от количества атмосферных осадков,
так и от температуры окружающего воздуха, величины суммарного испарения и
поверхностного стока, т.е. от совокупности всех показателей, определяющих
баланс грунтовых вод.
Таблица 2 - Изменение уровня
грунтовых вод в ретроспективе.
|
№ по порядку |
№ скважин |
Глубина до уровня грунтовых вод |
Изменение положения УГВ за период |
|||
|
1956 |
1991 |
2006 |
1956-1991 |
1991-2006 |
||
|
1 |
114 |
7,39 |
2,59 |
1,93 |
4,8 |
0,66 |
|
2 |
595 |
2,87 |
1,8 |
2,76 |
1,07 |
-0,96 |
|
3 |
1016 |
6,72 |
2,12 |
1,75 |
4,6 |
0,37 |
|
4 |
70 |
5,49 |
1,879 |
1,72 |
3,61 |
0,159 |
|
5 |
737 |
3,31 |
1,51 |
1,25 |
1,8 |
0,26 |
|
6 |
712 |
3,61 |
1,73 |
1,42 |
1,88 |
0,31 |
|
7 |
40 |
7,36 |
1,76 |
1,59 |
5,6 |
0,17 |
|
8 |
39 |
4,59 |
1,69 |
1,49 |
2,9 |
0,2 |
|
9 |
28 |
6,15 |
1,75 |
1,85 |
4,4 |
-0,1 |
|
10 |
49 вт |
7,65 |
6,25 |
4,34 |
1,4 |
1,91 |
|
11 |
413 |
5,3 |
2,9 |
3,19 |
2,4 |
-0,29 |
|
12 |
1ин |
2,97 |
1,77 |
1,08 |
1,2 |
0,69 |
|
13 |
63а |
4,05 |
1,95 |
1,28 |
2,1 |
0,67 |
|
14 |
584 |
4,03 |
1,03 |
1,14 |
3 |
-0,11 |
|
15 |
13 |
7,44 |
2,74 |
2,84 |
4,7 |
-0,1 |
|
16 |
шурф №1 |
7,56 |
2,86 |
3,13 |
4,7 |
-0,27 |
|
17 |
35 |
6,63 |
2,23 |
2,23 |
4,4 |
0 |
|
18 |
561 |
4,06 |
2,26 |
2,15 |
1,8 |
0,11 |
|
19 |
710 |
2,59 |
1,49 |
0,99 |
1,1 |
0,5 |
|
20 |
52 |
4,44 |
1,44 |
1,48 |
3 |
-0,04 |
|
21 |
2 |
5,16 |
2,16 |
2,24 |
3 |
-0,08 |
|
22 |
1 |
5,4 |
2,3 |
1,84 |
3,1 |
0,46 |
|
23 |
56 |
6,26 |
2,76 |
2,79 |
3,5 |
-0,03 |
|
24 |
45вт |
8 |
2,4 |
3,47 |
5,6 |
-1,07 |
|
25 |
604 |
8,11 |
3,68 |
3,73 |
4,43 |
-0,05 |
|
26 |
400 |
5,9 |
1,8 |
1,96 |
4,1 |
-0,16 |
|
27 |
58 |
4,98 |
2,28 |
2,86 |
2,7 |
-0,58 |
|
28 |
58а |
4,95 |
2,75 |
2,96 |
2,2 |
-0,21 |
|
29 |
24 |
4,1 |
0,97 |
1,06 |
3,13 |
-0,09 |
|
30 |
42 |
3,84 |
1,04 |
1,29 |
2,8 |
-0,25 |
|
31 |
393 |
2,18 |
0,18 |
0,21 |
2 |
-0,03 |
|
Среднее значение по полигону |
|
3,13 |
0,07 |
|||
Многолетний график
колебаний уровня грунтовых вод по среднегодовым значениям по шурфу №1
Список литературы:
1.Киселев П.А. Режим и баланс подземных вод. / П.А. Киселев
Минск, 1967, стр.3-92
2.Ковалевский В.С. Условия формирования и прогноза естественного режима подземных вод./ В.С.
Ковалевский М:-Недра, 1973г.
3.Сомов К.Ф. и др.- Отчет по итогам 100-летнего изучения
режима и баланса грунтовых вод в Каменной Степи (Воронежской области), Воронеж,
1992
REGIME
AND DYNAMICS OF GROUNDWATER LEVEL IN THE FOREST-BOUNDARY OASIS OF THE STONE
STEPPE.
Kryachkova
M. P.
junior researcher Research Institute of
agriculture Central-Chernozem band named after V. V. Dokuchaev, Russia,
Voronezh region, Stone Steppe
Abstract.
Abstract. The article presents long-term results of
observations of the groundwater table from 1956 to 2006, the observation
network of wells is located on the territory of the Institute of Chemical
Technology of the Central Scientific Center of the Russian Academy of Sciences.
V.V. Dokuchaev. The groundwater regime is determined by the location of the
landfill in the zone of moderate moistening at the slightly drained watershed.
The main impact on the groundwater regime is provided by
geological-geomorphological and meteorological factors, as well as by
artificial factors: forest massifs and strips, agricultural production and
other types of human economic activities.
Key words: groundwater
level, terrain topography, watershed, balance elements.
References:
1.Kiselev P. A. Regime and balance of underground waters. / P. A.
Kiselev Minsk, 1967 page 3-92
2. Kovalevsky
V.S. Conditions for the formation and prediction of the natural regime of groundwater.
Kovalevsky M: -Nedra 1973
3. Somov K.F. and others - a report on the results of
a 100-year study of the regime and balance of groundwater in the Kamennaya
Steppe (Voronezh Region), Voronezh, 1992