Возможность орошения сельскохозяйственных культур дренажно-коллекторными водами в условиях Туркменистана

В статье автор определяет возможность орошения сельскохозяйственных культур коллекторно-дренажными водами находящимися в головных коллекторах Туркменистана.

Ключевые слова: коллекторно-дренажные воды, минерализация, засоление, орошение.

Проблема нехватки воды для Туркменистана имеет чрезвычайно острый характер. Обусловлена данная ситуация тем, что пресной воды, пригодной для питьевых целей и для орошения земель, становится все меньше из-за увеличения площадей освоенных сельскохозяйственных земель, развития процессов засоления и загрязнения, неправильного и нерационального ее использования.

Работа исходит из гипотезы, что при недостатке оросительной воды возможно использовать для полива почв коллекторно-дренажные воды.

Целью работы является оценка возможности использования дренажно-коллекторных вод как водоисточника при орошении.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

– изучить данные коллекторно-дренажной системы, коллекторно-дренажных вод (далее КДВ);

– провести анализ эффективности использования дренажных вод для орошения.

Методология исследования заключается в следующем:

– обзор информационных источников;

– проведение анализа на основе полученных данных.

Климат в регионе континентальный, аридный. Туркменистан — область с недостаточным увлажнением. На равнинной территории количество годовых осадков порядка 150 мм, в Карабогазголе и Арале — менее 100, при этом в горных районах — 350 мм. Земледелие в Туркменистане основано исключительно на искусственном орошении.

Общая протяженность системы коллекторов Туркменистана более 2650 км. Сток КДВ зависит от того, каков режим орошения, каковы фильтрационные свойства почвы, уровни и режимы грунтовых вод, состояние коллекторно-дренажной сети и погодных условий. На территории Туркменистана общий объем КДВ с учетом дренажных вод, поступающих с Хорезмской области Узбекистана доходит до 10820 млн.м³ [1]

На территории Туркменистана 12198 тыс. га пригодных к сельскому хозяйству земель, из них только 1423.2 тыс. га незасоленные.

Классификация вод по интегральным показателям качества для орошения делится на 4 класса, из которых воды класса 3 оказывают неблагоприятное воздействие на орошаемые земли и сказываются на плодородии почв, а воды класса 4 не пригодны для использования предварительно не изменив качественный состав стока. [2, 6]

Минерализованные дренажные воды делятся на две группы: воды нейтрального и воды щелочного засоления. При орошении водами нейтрального засоления в условиях промывного режима полива происходит вымывание солей. Поскольку хлориды имеют высокую растворимость быстро вымываются в грунтовые воды, а в почве накапливаются сульфаты которые устраняют угрозу осолонцевания. При орошении водами щелочного состава в почве развиваются очень токсичные для растений содовые загрязнения и происходит быстрое осолонцевание почвогрунтов. В условиях Туркменистана, как правило, дренажные воды и почвы насыщены гипсом (это кальциевые и карбонатные соли), благодаря этому опасность осолонцевания почв в данном регионе при использовании дренажных вод не критична. [3]

При орошении земель дренажными водами от природных условий участка орошения зависит максимально допустимая минерализация КДВ. На землях с высоким уровнем грунтовых вод достижимость позитивного результата при данном типе орошения сокращается ввиду того, что сами по себе грунтовые воды являются источниками засоления. Промывка почв затруднена при высоком уровне грунтовых вод, из-за этого уменьшается мощность слоя в котором распространяются соли вносимые при поливе. В таких условиях необходим интенсивный дренаж и промывной режим орошения. Легкие почвы являются максимально благоприятными для полива минерализованными водами, при этом на средних и тяжелых почвах применение вод данного типа можно допустить только при орошении затоплением. [4]

Согласно TDS-2761–84 вода имеет несколько категорий в зависимости от минерализации

Таблица 1

Категории вод взависимости от минерализации (г/дм³⁾

Таблица 2

Минерализация КДВ на крупных коллекторах Туркменистана (г/л)

Перманентное использование дренажных вод на легких (по водопроницаемости) грунтах ограничено минерализацией 2,0 г/л, при этом положительное влияние на рост растений сохраняется при минерализации воды более 3 г/л. На грунтах II и III категорий водопроницаемости этот порог составляет 1,5 г/л. На грунтах IV категории коллекторно-дренажную воду на орошение использовать крайне нежелательно. В маловодные годы или на землях, орошение на которых применяется, но где жестко обозначился дефицит воды и возникла необходимость сохранить хотя бы пониженную продуктивность этих земель, при орошении водой со степенью минерализации до 4,0 г/л также сохраняется позитивный эффект. [5]

Как видно из вышеизложенного, при орошении коллекторными водами нужно учитывать много факторов, это и допустимая минерализация подаваемой воды, тип засоления дренажных вод, плотность грунтов которые планируется орошать, а также помимо этого необходимо учитывать уровень залегания грунтовых вод.

На территории Туркменистана достаточно большое количество земель, пригодных для данного типа орошения. По интегральным показателям качества, допустимый класс вод пригодный для орошения является класс 3. Также немаловажным фактором является тип засоления, к примеру орошение водами щелочного засоления недопустимо ввиду аккумуляции содовых отложений в почве при данном типе орошения. Согласно тому, что на территории Туркменистана преобладают почвы с умеренным содержанием кальция и карбонатов, осолонцевание почв не является критичной проблемой. Необходимо учитывать и уровень грунтовых вод, так при высоком уровне будет затруднена промывка земель в случае отсутствия системы водоотведения. От типа почвогрунтов зависит и тип орошения участка, ввиду того, что легкие почвы более благоприятны для разных типов орошения, а средние и тяжелые почвы допускают лишь орошение затоплением. И соответственно уровень минерализации самый важный фактор данного типа орошения. Использование минерализованных КДВ на орошение на засоленных или склонных к засолению грунтах негативно влияет на рост, урожайность и развитие растений.

Рис. 1. Средняя минерализация на головных коллекторах Туркменистана

Исходя из данных, предоставленных выше, наиболее оптимальными для орошения по степени минерализации являются воды Главного Левобережного, Главного Гяверского коллекторов, минерализация вод в них не превышает допустимый порог в 2 г/л. Нежелательное, но допустимое при критических условиях орошение водами Ашхабадского объединительного, Дарьярлыкского и Джарского коллекторов обуславливается тем, что порог минерализации вод данных коллекторов не превышает 4 г/л. Независимо от того какие это виды сельскохозяйственных культур, при превышении порога минерализации поливных вод свыше 4 г/л, их развитие и рост резко замедляются. Таким типам вод соответствуют воды Геоктепинского Восточного, Озерного. Главного Мургабского и Тедженского Центрального коллекторов.

Но несмотря на то, что воды с минерализацией большей допустимого составляют немалый объем от общего стока КДВ их также можно использовать, например, путем смешивания КДВ с обычной водой, используемой для орошения, тем самым уменьшая уровень минерализации и делая смешанную воду доступной для применения в орошении. Также при необходимости возможно применение опреснительных и деминерализационных установок для опреснения коллекторно-дренажного стока. Конечно же, это требует больших затрат, для обеспечения возможности использования водных ресурсов, но в критических случаях, возможно использовать и такой вариант.

В заключении можно сказать, что орошение КДВ в Туркменистане возможно и во многих случаях эффективно, так как большая часть дренажных вод имеет допустимый порог минерализации, но различие в степени минерализации дренажных вод требует дифференцированного подхода к их использованию по зонам формирования, так как воды с минерализацией свыше 4 г/л непригодны для орошения без предварительного изменения их качественного состава. Для орошения дренажной водой рекомендуются только воды нейтрального засоления классом не выше «2», использование вод щелочного засоления категорически неприменимо. Сельскохозяйственные культуры неоднозначно реагируют на наличия засоления в почве, а их урожайность напрямую зависит от типа засоления земель и ее степени и от категории по водопроницаемости грунтов. На территории Туркменистана значительная часть почв — это легкие грунты, что несомненно большой плюс, так как именно этот тип грунтов наиболее соответствует орошению данным типом вод.

1. Вольмурадов К.. Туркменское Озеро Золотого Века и его роль в экологическом оздоровлении окружающей среды // Проблемы освоения пустынь. — 2014. — № 4. — С. 14–49.
2. . Охрана природы. Гидросфера. Критерии и показатели качества воды для орошения // Государственный стандарт. — СССР:, 1991. — П. 2.
3. . Правила использования коллекторно-дренажных вод на орошение сельскохозяйственных пастбищных культур и на промывку засоленных земель // Сборник Министерства мелиорации и водного хозяйства. — ТССР: Ылым, 1988. — С. 17–18.
4. Киличов О. Г., Санбетова А. Т. Использование сельскохозяйственных сточных вод для орошения // Молодой ученый. — 2016. — № 13. — С. 945–947.
5. .Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения // Государственный стандарт Туркменистана. — Ашхабад: Национальный институт государственной статистики и информации Туркменистана, 1999. — С. 4.
6. Коллекторно-дренажный сток Центральной Азии и оценка его использования на орошение // Cawaterinfo. URL: http://cawater-info.net/library/rus/cdf_ru.pdf (дата обращения: 21.01.2020).