Развитие орошения в бассейне Амударьи и, соответственно, увеличение объема безвозвратного изъятия воды привело к резкому сокращению поступления воды в дельту. Отступление моря и потеря естественной связи с его заливами привела к исчезновению морской подпитки дельты и полной ее зависимости от режима поступления воды из реки.
Изучаемая территория расположена на севере Туркменистана и занимает часть древней и современной дельты реки Амударьи. Исследуемую территорию охватывает Дашогузский велаят — один из крупнейших регионов орошаемого земледелия, где имеются большие массивы плодородных земель древнего орошения.
Сегодняшний день водный комплекс Дашогузского региона обеспечивает работу таких важных отраслей экономики, как орошаемое сельское хозяйство и хозяйственно-питьевое водоснабжение. Источниками сельскохозяйственного хозяйственно-бытового, питьевого водоснабжения являются ирригационные каналы и водохранилища. Этот комплекс территории обводняет пастбища, в том числе освояемые земли. Источником питания всех ирригационных систем велаята является река Амударья. Водоприемником коллекторно-дренажных и сбросных вод является Сарыкамышская котловина и Туркменское озеро Золотой век (понижение Карашор).
В результате постоянного снижения этого притока с 1960 года озера стали играть роль естественных испарителей с резким уменьшением объемов воды в них и, как следствие, увеличением ее минерализации. Главным фактором гидрологического состояния дельты является поступление воды по реке Амударья и менее значительное поступление воды по коллекторам, питающим некоторые озера в смеси с пресными водами или самостоятельно.
Бесперебойное водоснабжение населения выступает в числе основных приоритетов государственной политики как один из ключевых факторов дальнейшего повышения качества и уровня жизни народа. Важнейшим аспектом данной работы является рациональное водопользование за счет широкого внедрения передовых технологий. Это, в свою очередь, тесно связано с обеспечением экологического благополучия и охраной окружающей среды.
Национальная программа социально-экономического развития Туркменистана на 2011–2030 годы предусматривает широкое внедрение в стране методов капельного и подземного орошения для экономии воды и повышения плодородия почв. В 2021–2030 годах такими методами полива в стране будут использоваться на площади 80–85 тысяч гектаров. Успешное выполнение работ позволит повторно использовать около 60–70 % дренажных вод, собираемых из дренажных систем страны.
Общеизвестный спектр совершенных водосберегающих технологий на уровне фермера включает лазерную планировку поверхности поливных участков, капельное орошение. Это технология позволяет снизить водопотребление на 10–40 % по сравнению с традиционным поверхностным поливом. Однако этот способ требует значительных капиталовложений, для окупаемости которых необходимо, по мнению специалистов, повышение урожайности не менее чем на 30 %.
Целью исследования является выявление эффективного метода водопользования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
— описание физико-географических условий местности;
— изучить современное состояние водных объектов, оценить обеспеченность водными ресурсами;
— проанализировать оптимальные варианты водопользования.
Район исследования
Климат данной территории характеризуется резкой континентальностью, типичной для внетропических пустынь. Зима холодная, более продолжительная, чем в южных частях Туркменистана. Лето жаркое и сухое. Среднегодовая температура воздуха составляет 12,4 0 С. Атмосферные осадки выпадают в ограниченном количестве. Годовая сумма осадков составляет 105 мм.
Самые дождливые месяцы — март, апрель. Характерной особенностью является большая изменчивость суммы осадков из года в год и отклонение их количества от среднегодовых и среднемесячных норм.
По многолетним наблюдениям глубина промерзания почвы достигает 63 см.
В ветровом режиме характерно преобладание северо-восточных ветров. Среднегодовая скорость ветра составляет 3,0 м/с. Среднегодовая величина испарения с водной поверхности 1290 мм.
Массив расположен в пределах центральной части Присарыкамышской дельты. В районе работ основными рельефообразующими факторами являются водная эрозия, аккумуляция, денудация и деятельность ветра.
Поверхность представляет собой современную плоскую ирригационную равнину, которая имеет плоский слегка волнистый рельеф с общим пологим уклоном в западном направлении.
В гидрогеолого-структурном плане вся исследуемая территория приурочена к юго-западному артезианскому бассейну. Водовмещающая толща четвертичных отложений представлена, главным образом, песчаными, песчано-суглинистыми, реже — глинистыми отложениями аллювиального, аллювиально-озерного, озерного и эолового генезиса. Общая мощность четвертичных отложений колеблется в пределах 30–70 м.
В фильтрационном отношении четвертичный водоносный комплекс характеризуется значительной планово-вертикальной неоднородностью, что обусловлено пестротой литологического строения. Величина коэффициента фильтрации супесчано-суглинистых и глинистых пластов изменяется от 0.003 до 0.5 м/сутки. Характерной особенностью строения территории является широкое развитие покровных отложений супесчано-суглинистого типа, мощность которых на большей части изменяется от 0,5 ÷ 1,0 м до 5 ÷ 6 м.
Естественной гидрогеологической границей четвертичного водоносного комплекса в пределах рассматриваемой территории является река Амударья, региональной зоной разгрузки — Саракамышская впадина.
Водоприемником коллекторно-дренажных и сбросных вод является Сарыкамышская котловина, и Туркменское озеро Золотого века. В Сарыкамыш и Туркменское озеро Золотого века минерализованные воды отводятся с орошаемых земель данного региона и транзитом с территории Хорезмского велаята Узбекистана и Амударьинского этрапа Каракалпакии. Отвод осуществляется по системам межгосударственных коллекторов: Дарьялыкскому — длиной 324 км (в том числе по территории Дашогузского велаята 267 км) и Озерному им. Дружбы народов длиной — 363 км (по территории Дашогузского велаята 218 км) и по Дашогузскому вводу Туркменского озера Золотого века длиной — 386 км.
За последние десять лет средневзвешенная глубина залегания уровня грунтовых вод за вегетационный период составляет 1,5–2,0 м, против показателя пятидесятых годов прошлого века в 10–15 м.
По градациям залегания уровней грунтовых вод, площади орошения распределяются следующим образом:
— менее 1 м — 7,0 %,
— от 1 м до 1,5 м — 9,2 %,
— от 1,5 м до 2 м — 15,2 %,
— от 2 м до 3 м — 48,8 %
— более 3 м — 19,8 %.
По условиям питания и движения подземные воды, приуроченные к неоген-четвертичного комплекса пород представляют собой гидравлический грунтовой поток. Начало потока приурочено к долине реки Амударьи. От долины идет растекание грунтовых вод к периферии дельты, где они растекаются в районе Сарыкамышской котловины, грунтовый поток частично перехватывается Озерным и Дарьялыкским коллекторами.
Согласно природно-климатическим, почвенно-мелиоративным и хозяйственно-экономическим условиям исследуемая территория Дашогузского велаята относится к Нижнее-Амударьинской подзоне.
Почвообразование основано на многих факторах: климат, рельеф, горные и материнские породы, живые организмы, время, хозяйственная деятельность человека, а также грунтовые воды. Все эти факторы действуют, как правило, совместно, но в отдельных случаях превалирует действие двух-трех факторов.
Например, роль близкого залегания минерализованных грунтовых вод в условиях пустынного климата — в образовании солончаков, роль пустынного климата и растительности — в образовании пустынных песчаных почв.
В результате проведенных изысканий изучены геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические условия на территории.
Грунтовые воды на территории залегают на глубине 1,5–2,0 м.
На всей исследуемой территории выделены почвы пустынного типа: пустынно — луговые, луговые. Из не почвенных образований распространены пески мелкобугристые полузакреплённые.
Уровень грунтовых вод на момент обследования повсеместно находился на глубине 1–2 метра и 2–3 метра. При развитии орошения при отсутствии дренажа уровень грунтовых вод поднимется ещё выше.
Анализ
Из имеющихся в наличии велаята водных ресурсов видно, что земли, подлежащие комплексной реконструкции посевных площадей по состоянию и водообеспечению, не имеют достаточного водного обеспечения. Комплексная реконструкция посевных площадей и получение с орошаемых земель гарантированного урожая возможно только путем внедрения водосберегающих технологий, техники полива и повышения КПД оросительных систем, что потребует значительных материальных и финансовых ресурсов.
Следовательно, в условиях дефицита водных ресурсов требуется рациональное использование оросительной воды путем усовершенствования принципов почвенно-мелиоративного и гидромодульного районирования. Разработки и внедрения научно-обоснованных режимов орошения и установления водопотребления сельскохозяйственных культур, применение прогрессивных водосберегающих технологий орошения, улучшения мелиоративного состояния земель, а также разработка и внедрение новых, прогрессивных способов техники и технологии орошения, и их оптимизации, обеспечивающих повышение урожайности, увеличение выхода продукции с поливного гектара и введение в оборот новых орошаемых земель — имеют важное научно-прикладное значение [3, 4, 5].
Способ полива по бороздам. Этот способ может успешно применяться для полива любых пропашных культур, в том числе технических, овощных, зернобобовых и других, а также многолетних насаждений на орошаемых массивах с уклонами до 0,05°. На участках с большими уклонами полив этим способом возможен в случае использования контурных борозд.
Преимущества и недостатки бороздкового полива
Преимущества:
— дешёвый полив;
— не требует большой инвестиции;
— подходит для всех сельхоз культур;
— может использоваться на склонах;
— рациональное использование воды (по сравнению с методом затопления);
— фермеры уже знают данную технологию.
Недостатки:
— требуется значительное количество затраченного труда;
— риск эрозии почвы;
— риск потери воды;
— сельхозкультуры могут быть повреждены из-за переполива;
— при неправильном использовании технологии урожай может быть неравномерным;
— потребность в выравнивании земли;
— можно справиться только с небольшим количеством воды;
— проведение наблюдения за нормой может быть сложным;
— измерение воды требует некоторой практики (опыта).
Капельное орошение. Это способ увлажнения почвы в корнеобитаемом слое растений путем непрерывной порционной (капельной) подачи воды специальной капельницей. Система состоит из резервуара, фильтра, краника, магистрального, распределительного и поливного трубопровода и капельницы. Оросительная вода с помощью специальных капельниц (микротрубок) без потерь подается к каждому растению.
Условия применения капельного орошения
Систему капельного орошения можно использовать в следующих условиях:
— в районах дефицита оросительной воды;
— на склоновых, не ровных и предгорных землях;
— на высоко водопроницаемых почвах (каменистые, песчаные, гравелистые и т. д.);
— на тех землях, где другие способы орошения (полив по бороздам и полосам, дождевание и т. д.) не приемлемы и неэффективны.
Систему капельного орошения можно применять для абрикоса, яблони, персика, черешни, виноградника, томата, перца, огурца, клубники, арбуза, дыни и других высокодоходных сельскохозяйственных культур, а также в теплицах для овощей.
Особенности капельного орошения
Система капельного орошения имеет следующие преимущества:
— в 4–10 раз экономия воды по сравнению с поливом по бороздам;
— в 1,5–2 раза повышение урожайности культур по сравнению с поливом по бороздам;
— хорошее развитие однолетних побегов, ускорение созревания культур на 10–20 дней;
— не допускается смыв плодородного слоя почвы, засоление и заболачивание почвы;
— с маленьким расходом воды можно поливать большие площади;
— не требуется планировка земель, требующая больших затрат;
— возможность внесения удобрений вместе с оросительной водой.
Недостатки капельного орошения
Система капельного орошения имеет следующие недостатки:
— высокая стоимость системы по сравнению с другими способами орошения;
— для системы требуется чистая оросительная вода, так как отверстие капельниц имеет маленький размер (0,2–2 мм) и они могут быть засорены.
Методы дождевания. Дождевание — способ полива, при котором оросительная вода под напором выбрасывается дождевальным аппаратом в воздух, дробится на капли и падает на растения и почву в виду дождя.
Орошение сельскохозяйственных культур проводят различными дождевальными установками, агрегатами и машинами.
Дождевальные агрегаты — это дождевальные машины, снабженные насосно-силовым оборудованием для забора воды из канала (трубопровода), создания нужного напора и подачи ее в дождевальные насадки (аппараты).
Преимущества и недостатки дождевания.
Дождевание — наиболее совершенный и перспективный способ полива. Оно имеет следующие преимущества по сравнению с поверхностным орошением:
— полная механизация работ;
— поливная норма регулируется более точно и в широких пределах (от 30–50 до 300–800 м 3 /га и более);
— можно поливать участки с большими уклонами и со сложным микрорельефом. Забор воды возможен из каналов, идущих в выемке;
— улучшаются развитие корневой системы, повышаются плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Запланированный урожай можно получить при меньших (на 15–30 %) затратах воды, чем при поверхностном орошении;
— можно одновременно с орошением вносить в почву удобрения.
В предгорных районах для дождевания возможно использование естественного напора.
Недостатки дождевания:
— высокие затраты металла на изготовление дождевальных машин, труб и аппаратуры (40–100 кг на 1 га);
— большая энергоемкость процесса дождевания (40–100 кВт/ч на 1 полив при m=300 м3/га);
— неравномерность полива при ветре;
— невозможность глубокого промачивания тяжелых почв при высокой интенсивности дождя без образования луж и поверхностного стока;
— нецелесообразность использования на тяжелых почвах в условиях сухого и жаркого климата.
Дождевание наиболее широко применяют на безуклонных и малоуклонных участках для полива овощных, технических, зерновых культур, садов, питомников.
Орошение дождеванием незаменимо на участках с близким залеганием грунтовых вод, со слабозасоленными почвами.
Заключение
Перечисленные способы повышения эффективности использования водных ресурсов в данном регионе требуют значительных капиталовложений, однако повышенной урожайностью можно достичь окупаемости этих средств.
Таким образом, ухудшение состояния орошаемых земель и экологического состояния прилегающих оазисных земель можно объяснить не недостатком водных ресурсов в реке Амударья, а только нерациональным использованием водных ресурсов. Сегодня вода является основным ресурсом, ограничивающим развитие сельского хозяйства.
В настоящее время наилучшим решением всех проблем, связанных с водой, станет интеграция традиционных ирригационных технологий в современную систему водоснабжения.
Литература:
- Голованов А. И., Айдаров И. П., Григоров М. С. и др. Мелиорация земель — М.: Колос, 2011–824 с.
- Пулатов Я. Э. Водосберегающие технологии орошения и эффективность использования воды в сельском хозяйстве. Научный рецензируемый журнал «Экология и строительство» 2017. — № 4. — С.21–26.
- Пулатов Я. Э. Рекомендации по применению капельного орошения сельскохозяйственных культур/Пулатов Я. Э., Пулатова Ш. С. [и др.].– Душанбе, 2014. — 96 с.
- Шумакова Б. Б. Мелиорация о водное хозяйство; Справочник, т.6 Орошение — М. Агропромиздат, 1990. — 415 с.
- Ходжамурадов Г., Маммедов А. Основы орошения. Ашхабад. ТДКП, 2005. — 239 с.
- Арифов, Х. О. Применение международного опыта при водопользовании в бассейне Аральского моря / Арифов Х. О., Негматуллаев С. Х., Арифова П. Х. // Экономика Туркменистана: стратегия, развития, 2007. — № 2. — С.101–112.
- Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, 1985.
- Качинский Н. А. Физика почв. — М.: Высшая школа, 1970.
- Костяков А. Н. Основы мелиорации. — М.: Сельхозгиз, 1960.
- Мелиоративные системы и сооружения // СНиП 2.06.03. 85. — М., 1985.
