Для успешного освоения новых земель и обеспечения всех орошаемых массивов водой необходимо изыскивать дополнительные водные источники. Одно из возможных решений этой проблемы-использование минерализованных подземных и дренажных вод.
Подземные воды издавна используют для орошения сельскохозяйственных культур. До настоящего времени во многих странах применяют устройства для перехвата выходящих на поверхность подземных вод для нужд сельского хозяйства. В Индии 66 % всех орошаемых земель получают воду из скважин и колодцев. В Саудовской Аравии и Ливане подземные воды-единственный источник для орошения.
В Италии солоноватыми подземными водами орошают десятки тысяч гектаров. Развитие поверхностного орошения в некоторых прибрежных морских районах сопровождалось исследованиями по применению солоноватых вод для орошения некоторых культур, которые раньше не поливали, и прежде всего винограда. Иногда чрезмерно соленые воды смешивали с пресной водой, более дорогой и имеющейся в недостаточном количестве. Значительных накоплений солей в почвах по сравнению с неорошаемыми участками не отмечено. К концу поливного периода большая (до 83 %) часть солей, поступающих в активную зону почвы, выносится с поливной водой [3].
В восточных штатах США, особенно на побережье Атлантического океана, для полива овощных и других сельскохозяйственных культур используют воду рек, прудов и других источников, находящихся в полосе прилива и имеющих в связи с этим различную степень минерализации. При орошении такими водами увеличивается концентрации солей в пахотном горизонте, которая последствии снижается при выпадении обильных осадков или при проведении промывок.
Исследования по использованию слабоминерализованных вод для полива различных культур в странах Средиземноморья, в США, Австралии, Индии и Пакистане показали, что для полива некоторых овощных и бахчевых культур, люцерны, риса, пшеницы и других культур можно с успехом использовать воду с довольно высокой минерализацикй-5,7 г/л.
Опытами по изучению влияния солеными водами на мелиоративные состояние незасоленных почв Туниса установлено, что на песчаных почвах для полива можно использовать воду с минерализацией до 5 г/л, а иногда и более; на тяжелых почвах концентрация солей в оросительной воде составляла 2–2,5 г/л. применение для орошения в течение нескольких лет минерализованных вод значительно снизило степень засоления почв при условии хорошей дренированности.
Опыты по использованию минерализованных вод на участках Хоразмской и Бухарской опытных станций, Центральной Голодностепской опытно-мелиоративной станции, а также в производственных условиях свидетельствуют о возможности применения минерализованных коллекторно-дренажных вод для орошения сельскохозяйственных культур. Так, на Хорезмской опытной станции для полива хлопчатника использовали дренажные воды с минерализацией 3,5–4,6 г/л, по хлор-иону-0,86–1,14 г/л. урожайность хлопчатника при этом изменялась от 18 ц/га до 42 ц/га.
При орошении земель солеными водами их предельно допустимая минерализация зависит от природных условий массива орошения. На землях с близким залеганием уровня грунтовых вод возможность орошения их минерализационными водами значительно сокращается из-за того, что грунтовые воды сами являются источников засоления. Они затрудняют промывку почв, так как сокращается мощность слоя, в котором распределяются вносимые при поливе соли. В этих условиях требуется интенсивный дренаж и промывкой режим орошения. Наиболее благоприятными для орошения минерализованными водами являются легкие почвы, а на тяжелых и средних по механическому составу почвах применение минерализованных вод можно допустить только при культуре риса с затоплением.
Одним из резервом водных ресурсов является слабоминерализованные дренажные и подземные воды, которые практически здесь не используется. Ежегодный сток только слабоминерализованных дренажных вод, отводимых за пределы орошаемой территории трех крупных районов: Хорезмской области, республики Каракалпакстан и Ташаузская область (республика Туркмения), сбрасываемый в Сарыкамышскую котловину, составляет около 2,5 км3 [3].
Общие количество коллекторно-дренажных вод по Узбекистану составляет 18 млрд.м3/год, в том числе только по бассейну р. Сырдарьи 10–12 млрд.м3/год (в зависимости от водности года) /1/, которые не могут использоваться повторно на орошение в связи с высокой минерализацией и наличием солей токсичных ионов: хлоридов, сульфатов, магния, натрия.
Минерализация коллекторных вод колеблется от 2 до 19 г/л. преобладающими ионами химического состава является сульфаты:52–59 %; хлориды 16–20 %; магний 6–8 %; (Na+К)+ до 19 % от сухого остатка воды (г/л) /1, 2 /.
Пригодность воды на орошение, ввиду отсутствия единых утвержденных требований, определяется на основе химического анализа по ирригационным коэффициентам, расчет которых производится различными методами /3, 4/. Например, качественная оценка вод по Стеблеру /2/ производится по соотношению ионов Na+ и Сl-
, (1)
где:
-ирригационный коэффициент,
-количество мгэкв/л чем выше значения , тем лучше качество воды. Метод Сабольча и Дароб /1/ основан на процентном содержании в воде катоиона магния по отношению к сумме 
и 
(2)
По их расчетам магний оказывает вредное воздействие на почву, если содержание его в оросительной воде выше 50 % от суммы 
и .
Согласно вышеизложенному, для улучшения качества оросительной воды необходимо удаление из воды ионов магния, натрия и сульфатов.
К настоящему времени накоплен определенный опыт по опреснению минерализованных вод с помощью электрического тока, солнечной энергии, различных химических реагентов и др. В силу технической сложности этих методов они в сельском хозяйстве должного развития не получили /5/.
В процессе обработки в зоне отрицательного электрода происходит повышение рН среды с 8 до 11,6–12,0 окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал) меняет полярность: С+350 до –920.
Нами, при униполярной обработке коллекторно-дренажных вод, режим обработки был направлен на полное удаление из воды ионов магния с полным сохранением иона кальция. Наилучшие результаты были получены при напряжении 24–40V, плотность тока 5–140 А/м2. Время воздействия 15 мин. Интенсивность воздействия 12-330 кл/л в зоне отрицательного электрода.
При обработке в этом режиме происходит выпадение ионов магния на 92–100 %; кальция-до 2 %. Хлориды и сульфаты за счет миграции в кислую среду (зону катода) снижаются до 36 %. Общее содержание солей уменьшается на 24–32 %.
Нами были проведены оценка качества вод для орошения по двум вышеизложенным методам /1,2/ до и после униполярной обработки коллекторно-дренажных вод (табл. 1.1.).
Таблица 1
Оценка качества коллекторно-дренажных вод на орошение
|
По Стеблеру |
По Сабольч иДароб |
||
|
Исходная |
Обработанная |
Исходная% |
Обработанная% |
|
К=2,75 К=2,83 К=2,09 К=2,18 К=2,93 |
К=5,9 К=4,26 К=3,68 К=2,89 К=6,05 |
62 65,5 62 59 64 |
1,45 0,0 0,0 2,6 1,2 |
Согласно полученным результатам по методу Сабольч и Дароб (2) исследуемая коллекторная вода до обработки относилась к классу вод непригодных для орошения (Мg>50 %); после обработки процент снизился до 0–14,5 %; т. е. вода перешла в класс пригодной. Повысился и ирригационный коэффициент по Стеблеру (с 1,75 до обработки до 6,05 после обработки), что указывает на улучшение качества обработанной коллекторно-дренажной воды. В некоторых случаях вода переходит в класс пригодного для орошения (К3>5,9).
Особый интерес в области кондиционирования оросительных и коллекторио-дренажных вод представляет принципиально новый метод электрохимической активации жидких сред путем униполярной обработки жидкости в диафрагменном электроактиватора, разработанный в институте «СредазНИИГаз». Метод униполярной обработки позволяет путем электрохимического превращения веществ снизить минерализацию воды, изменить ее химический и ионный состав, физико-химические и электродинамические свойства, повысить биологическую активность воды; регулирует количество обработанной воды нужного качества.
Литература:
- Рахимбаев Ф. М., Ибрагимов Г. А., Использование дренажных и грунтовых вод для орошения.-М: Колос 1978 г.
- А. С. В 1101419 Способ умягчения природной водн. Авт.Лубянская М. Г., Мамаджанов У. Д., Алехин С. А., и др.; Заявитель: СредАзНииГаз.
- Воллырев А. Н. Физическая и коллоидная химия. Учебное пособие для с/х вузов. М., Высшая школа, 1974г, с.394–420.
- Электрохимические методы в технологии очистки природных и сточных вод: Опыт Зарубежного строительства. М.,1974, с. 50.
- Бахир В. М. и др. Технические процессы с использованием электрохимической активации веществ. М., 1983 г.
- Даниелова Л. И., Джалилов З. Х., Рахматов А. Ж. Исследование возможности использования минерализованных вод на орошение хлопчатника при униполярной обработке, Ташкент, 1981–1983 гг.
