Теоретические основы мелиорации изложены в работах [196, 197]. Опираясь на учение [137, 138] и [91], он указывал, что важнейшей задачей земледелия и мелиорации является управление круговоротом воды и зольных питательных элементов. Надо создавать необходимые для растений водный, воздушный, питательный и тепловой режимы соответственно в каждой критической зоне, при этом не допускать перехода питательных веществ из почвы в геологический круговорот, а извлекать их из него.
Таким образом, Костяковым была поставлена проблема управления малым биологическим и через него большим геологическим круговоротами воды, элементов, ионов и веществ. Целью управления является сохранение или повышение плодородия почв и поддержание благоприятной экологической обстановки в целом.
В концептуальном теоретическом обосновании современных мелиорации эта проблема не получила должного развития, в практике мелиоративного строительства о ней забыли полностью [10].
Большие оросительные нормы и потери на фильтрацию в проводящей сети и на поле приводили к водонасыщению оросительными водами всей мощности покровных отложений зоны аэрации и практически во всех случаях переводили земли в оросительно-гидроморфный режим. Это способствовало их засолению и заболачиванию и приводило к необходимости строительства дренажа. Отвод этих вод, обогащенных солями, в водоприемники и реки ухудшал качество воды источников. Интенсивная связь почвенных вод с грунтовыми приводила к выщелачиванию гумуса и зольных элементов, а также удобрений и ядохимикатов в дрены, выносу их в подземные воды и источники, т. е. к выпадению их из биологического круговорота и переходу в геологический с негативными экологическими последствиями.
Наиболее актуальной, сложной и недостаточно решенной проблемой при развитии орошаемого земледелия является регулирование солевых процессов. Успех в решении проблемы в значительной мере зависит от разработки основ регулирования на базе раскрытия закономерностей выхода в растворы ионов и солей в разных природно-климатических зонах и движения растворов в зависимости от морфоструктурного и геологического строения территории, хозяйственных условий. Орошение изменяет один из самых важных природных факторов — гидрологию почв, а вместе с ней воздушный, солевой, тепловой, питательный и микробиологический режимы.
[5, 7] теоретически показал связь между водным и солевым балансами и положил начало широкому развитию математических моделей для расчетов водно-солевого режима орошаемых земель. Он детально рассмотрел структуры водного и солевого балансов, изменение составляющих в процессе орошения, доказал необходимость рассмотрения не только общего баланса, но и частных балансов поверхностных вод, почвенных
12
вод и грунтовых. Аверьянов впервые выделил важное связующее звено — водообмен между почвенными и грунтовыми водами через зону аэрации ±g и между грунтовыми и глубинными подземными водами -Л_р (рис. 1.1).
