УДК 631.628

Ж.С. Мустафаев

(Казахский национальный аграрный университет,

 г. Алматы, Казахстан)

К.Б.Абдешев, Н.С.Мынжасаров

(Таразский государственный университет имени М.Х.Дулати,

г. Тараз, Казахстан)

Д.Джумамуратова

(Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата,

г. Кызылорда, Казахстан)

 

Оценка целесообразности использования минерализованных вод в промывке засоленных почв

 

Современное обустройство в природе должно базироваться на принципах, противоречащих естественным законам и процессам. Природные комплексы и их компоненты ценны сами по себе независимо от их отношения к интересам человека. Однако для обеспечения своей жизнедеятельности, человек вынужден обустраиваться в природе, сталкиваясь с необходимостью изменения свойств природной среды, то есть утилизация возвратных вод промышленных объектов и городов. Изменения в природной среде могут происходить за счет влияния на нее возмодимых объектов при утилизации возвратных вод. Поэтому, целью природообустройства, при утилизации возвратных вод должно быть восстонавление, поддержание и формирование природных систем на землях сельскохозяйственного назначения. Задачи природообустройства при утилизации возвратных вод промышленных объектов и городов – защита урбанизированных территории и населенных мест от загрязнения, затопления и подтопления, предупреждение нарушения экологического равновесия, восстановление утраченных свойств природной среды, сохранение природных ресурсов от истощения в интересах достижения благосостояния населения, улучшения качества жизни, защиты интересов будущего поколения [1-5].

Для достижения целей и выполнения задач приходиться принимать сложные инженерно-технические решения по объектам природообустройства при утилизации возвратных вод промышленных объектов и городов.

Поэтому, целесообразность повторного использования возвратных вод промышленных объектов и городов должна обосновываться экономическими, экологическими и гидрогеохимическими критериями и показателями (таблица1).

 

Таблица 1 – Показатели и кретерии оценки целесообразности использования возвратных вод промышленных объектов и городов при мелиорации сельскохозяйственных земель [6]

Технологические процессы

Прогнозная расчетная модель

Критерии оценки

1

2

3

Промывки

, где α – параметр солеотдачи почвы;  - концентрация почвенного раствора, г/л;  - минерализация возвратных вод, г/л; N – промывная норма, м.

, где  – коэффициент, характеризующии пригодность возвратных вод для промывки засоленных почв.

, где  - коэффициент эффективности использования возвратных вод для промывки засоленных почв;  - ожидаемые продуктивности сельскохозяйственных культур по степени остаточного засоления почвы;  . максимально-возможные продуктивности сельскохозяйственных культур

Орошение речными водами

, где Ос – осадки6 мм; ΔW – продуктивный запас влаги в почве, мм; Еv – суммарное водопотребление, мм;  

, где  - минерализация речных вод, г/л;  - коэффициент, характеризующий эффективность промывного режима орошения;  - коэффициент, характеризующий интенсивность промывного режима орошения;

Орошение возвратными водами

, где η – КПД системы и техники полива; , где  - остаточное содержание молей в почве после полива речной водой, т/га.

, где САС – коэффициент сезонной аккумуляции солей в почве; Sдоп – допустимое содержание солей, обеспечивающая , т/га;  - концентрация почвенного раствора в почве после полива речной водой, г/л. ;.

 

Следует отметить, что системы формул, приведенные в таблице 1 для проведения прогнозных расчетов, являются ориентировочными из-за множества различного рода предположений при их выводе, которые требуют необходимости на основе физического, лабораторного и опытно-пройзводственного моделирования определить их надежность, достоверность и параметризацию. А также, разработку технологической карты экологически безопасного использования возвратных вод для освоения засоленных почв, по результатам комплексных научно-производственных исследований включфющих:

- изучение механизма выщелачивания солей при промывке сильно засоленных почв с использованием возвратных вод городских систем;

- изучение процесса рассоления почвы на основе промывного режима орошения в период адаптации сельскохозяйственных земель на среднезасоленных почвах;

- изучение механизма соленакопления в почве в период орошения с использованием возвратных вод городских систем;

При этом, структурная оценка применимости технологической схемы утилизации возвратных вод промышленных объектов и городов при освоении засоленных почв, во многом зависит или определяется приоритетностью рассматриваемых проблем и системы ценностей, то есть исходя из строго определенных конечных целей [1-5].

В связи с этим, в стадии разработки экологические, экономические и инженерно технические требования для оценки применимости экологически безопасной технологической схемы утилизации возвратных вод промышленных объектов и городов при освоении засоленных почв, должны осуществляться на основе принципов: этапности, обоснованности, последовательности экологизации и модернизации систем, широко применяющихся в сфере природопользования.

В последнее время мелиоративной наукой ведется поиск экологически безопасных путей утилизации возвратных вод промышленных объектов и городов, для снижения антропогенной нагрузки на природную среду. Выполненные к настоящему времени исследования о возможности использования минерализованных и возвратных вод для прния минерализованных и возвратных вод для прния минерализованных и возвратных вод для промывки засоленных почв доказывают их применимость не только при промывке засоленных почв, но и на орошение сельскохозяйственных культур [6].

Оценка возможности использования возвратных вод для промывки засоленных почв включает два основных аспекта: степень засоления почвы и минерализацию возвратных вод [7-9].

При этом классификация засоленных почв позволяет правильно наметить методы оценки пригодности ввозвратных вод для промывки засоленных почв (таблица 2).

Содержание солей в почвенном слое определяется по формуле:  , где Н – мощность расчетного слоя, м; d – обьемная масса почвы, м/т3; γ – содержание солей в почве, в % от веса сухой почвы.

Количественное значение почвенного раствора на засоленных почвах можно определить по формуле:

 

,                          (1)

 

где, βнв – влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, в % от веса сухой почвы.

 

Таблица 2 – Классификация почвы по степени засоления в зависимости от содержания плотного остатка (по Н.И. Базилевич, Е.И. Панковой)

Степень засоления почвы

Содержания солей

Состояние растений, характеризующиее среднюю солеустойчивость (Уі/Уmax)

Сухой остаток (γ), %

Smax, т/га

Почвенного раствора

(), г/л

Незасоленные

<0,30

35,0

11,2

1,00

Слабозасоленные

0,30-0,50

70,0

22,4

0,80

Среднезасоленные

0,50-1,00

140,0

44,8

0,75

Сильнозасоленные

1,00-2,00

280,0

89,6

0,25

Солончаки

>2,00

>280,0

>89,6

0,00

 

Для оценки степени пригодности возвратных вод для промывки засоленных почв можно использовать соотношение концентрации почвенного раствора () к минерализации возвратных вод ():

 

,                              (2)

 

Эффективность или степень применимости возвратных вод для промывки засоленных почв оценивается по формуле:

 

,                       (3)

 

где  - коэффициент эффективности использования возвратных вод для промывки засоленных почв;  - ожидаемые продуктивности сельскохозяйственных культур по степени остаточного засоления почвы;  . максимально-возможные продуктивности сельскохозяйственных культур в конкретных природно-климатических условиях.

Ожидаемые продуктивности сельскохозяйственных кульутр () по степени остаточного засоления почвы или почвенного раствора определяется по формуле:

 

        (4)

 

Где  - величина содержания почвенного раствора после промывки возвратными водами, г/л; Сдоп – допустимое содержание почвенного раствора, обеспечивающее максимально-возможную продуктивность сельскохозяйственных культур (Уmax).

Таким образом, предлагаемый методологический подход оценки степени пригодности возвратных вод для промывки засоленных почв позволяет разработать комплекс мелиоративных мероприятий, обеспечивающих экологическую устойчивость не только агроландшафтов, но и в целом природной системы.

Литература

 

1. Мустафаев Ж.С., Умирзаков С.И., Шегенбаев А.Т., Сейдуалиев М.А. Экологическое обоснование безотходных технологии утилизации городских стоков в системе водоснабжения и водоотведения (Аналитический обзор).-Тараз, 2001.-68с.

2. Умирзаков С.И. Экологические безопасные технологии утилизации сточных вод. –Тараз, 2008.-234с.

3. Мустафаев Ж.С., Умирзаков С.И., Шегенбаев А.Т., Казыкенова Г.В., Телеуов О.Т. Совершенствование технологии экологической безопасной утилизации возвратных вод промышленных и сельскохозяйственных объектов // Гидрометрология и экология, 2006.-№4.-С. 128-136.

4. Умирзаков С.И., Шегенбаев А.Т. Экологические оценки безотходной утилизации возвратных вод // Международная научно-практическая конференция / «Казахстанское общество: национальные приоритеты и ключевые факторы конкурентоспособности».-Тараз, 2007.-С.188-192.

5. Умирзаков С.И., Шегенбаев А.Т. Технологическая основа утилизации возвратных вод // Труды международной научно-практической конференции / «М.Ауэзов – гений нового времени».-Шымкент, 2007. –С. 241-244.

6. Мустафаев Ж.С., Казыкенова Г.В. Методика оценки степени пригодности возвратных вод для промывки засоленных почв // Вестник ТарГУ им. М.Х.Дулати / Природопользование и проблемы антросферы, 2005.-№2(18). –С. 126-129.

7. Безденина С.Я. Концепция экосистемного водопользования в агропромышленном комплексе России // Мелиорация и водное хозяйство, 2002.-№3.-С.26-28.

8. Беляев С.Д., Черняев А.М. Стратегия водоохраной деятельности на основе целевых показателей состояния водных объектов // Мелиорация и водное хозяйство, 2002.-№2.-С.52-54.

9. Мустафаев Ж.С., Казыкенова Г.В. Совершенствование технологии экологически безопасной утилизации возвратных вод // Вестник ТарГУ им. М.Х.Дулати / Природопользование и проблемы антросферы, 2005.-№2(18). –С. 62-68.