Орошение и рациональное использование водных ресурсов

Лекция  №1

Орошение  и рациональное использование  водных ресурсов 

1. Резервы экономии  воды при орошении

    В связи с проблемой острого  дефицита существующих запасов пресной  воды появился ряд предложений и  идей по его покрытию.

    Главные из них – снижение расходов воды на орошение. Имеется в виду снижение расчетных, экономически оправдывающих орошение земель норм на 30-50 %. Достичь этого можно путем внедрения водосберегающих способов орошения, прежде всего капельного орошения.

    Объемы  воды, затраченные на орошение, зависит от водопотребления или биологически обоснованной потребности с/х культур, плюс потери воды при ее доставке к полю и во время самого процесса полива, а так же непроизводительные потери воды на самом поливном поле.

    Учеными страны выполнен анализ возможного снижения водопотребления на орошение. Определены темпы снижения водопотребления за последние 15 лет, установлены реальные, отвечающие современному уровню науки и техники, резервы снижения до 2005 года.

    Главные пути реально возможного снижения водопотребления при орошении: совершенствование конструкций противофильтрационных покрытий каналов, все шире производятся облицовки магистральных каналов монолитным бетоном при помощи бетоноукдадочных комплексов.

    Потери  воды на фильтрацию из каналов, облицованных монолитным бетоном на 30...50 % ниже, чем при покрытии их сборными облицовками.

    Эффективно  защищают от фильтрации воды из каналов  грунто-пленочные экраны, Главным  направлением их совершенствования  является переход на применение пленки, толщиной 0,36...0,4 мм вместо укладываемой в настоящее время пленки, толщиной 0,2 мм в два слоя. Это повысит противофильтрационные свойства экранов, их долговечность, позволит применять при устройстве регулирующих бассейнов и прудов-накопителей дренажно-сбросных и сточных вод.

    Начато  внедрение покрытий каналов асфальтополимербетоном . Наиболее правильным представляется применение его для каналов - оросителей, питающих дождевальные машины.

    Внутрихозяйственная сеть, как правило, должна быть трубчатая, потери в ней составляют 2 %. Причем в последнее время предпочитают прокладывать полихлорвиниловые трубы.

    Задача  состоит в повышении прочности  и долговечности сети, исключений порывов, при которых теряется работоспособность  и определенные объемы воды. В практику вошла новая запорно-регулирующая и предохранительная арматура на сети, каждый участок имеет электрохимическую защиту стальных и железобетонных трубопроводов, используются усиленные муфты на асбестоцеменных трубопроводах. 

2. Водосберегающие  технологии орошения

    а) капельное и синхронно-импульсное орошение

    Широко  освоено в производстве и применяется  для орошения садов и виноградников  сложность применения такого типа орошения состоит в необходимости дополнительной очистки воды, что увеличивает  затраты.

    б) струйчатое орошение

    В настоящее время проведены экономические  расчеты, которые показывают возможность  применения более простого и менее  энергоемкого способа - струйчатого  орошения. При этом способе не требуется  очистка воды; вместо капельниц применяются  простейшие распылители, трудозатраты при его устройстве значительно ниже.

    Струйчатое  орошение дешевле, чем капельное  и может широко применяться для  орошения как садов, так и овощных  культур, ягодников и кустарников.

    в) комбинированное орошение

    В его основу положен принцип сочетания обычного увлажнения почвы с увлажнением поверхностного слоя воздуха и поверхности растений (мелиорация климата). Если орошение позволяет обеспечить растение водой, то второе способствует уменьшению расходования этой воды на транспирацию растениями, которая доставляет около 90 % от всей влаги, отбираемой растениями из почвы.

    По  данным исследований в июне - июле, расход воды на транспирацию и испарение  в посеве кукурузы составляет 70...90 м³/га в сутки. Это главная статья расхода воды из почвы. Полевые опыты с комбинированным орошением, дали экономию воды по сравнению с обычным дождеванием в количестве 550...875 м³/га.

    Комбинированное (обычное + мелкодисперсное) орошение проводилось  дождевальной машиной ДДА-100 МА, оборудованной  специальными дефлекторными насадками.

    Для зон орошения, где кроме недостатка естественного увлажнения, часты  суховеи - это единственный способ орошения, способный гарантировать проектные  урожаи.

    Однако  применение этого способа сдерживается из-за отсутствия дождевальных машин, способных вести мелкодисперсное дождевание. 

3. Повторное использование  дренажно-сбросных  вод

    Дренаж - основное инженерное мероприятие  по регулированию водно-солевого режима почвы сохранению ее плодородия. Однако, в связи с развитием орошения и дренажа возникла проблема возвратного стока, который составляет 15...30 % водозабора (на открытых системах), а на закрытых системах не более 10...12 % , на рисовых системах —50 %.

    Повышенная  минерализация ДСВ (дренажных вод) и наличия в них вредных  примесей пестициды, нитраты и т.д.) затрудняет повторное использование их для орошения.

    При оценке пригодности ДСВ для полива необходимо рассматривать не только общую минерализацию, но и тип  химизма воды, особо выделяя содержание натрия, хлора и соды.

    Оценку  дренажной воды орошения необходимо проводить по тем же показателям, что приводится на водозаборах, но кроме того учитывать загрязнение химическими средствами защиты растений от вредителей и удобрениями.

    Нормативы допустимого содержания пестицидов в используемой воде для орошения всей отсутствуют, поэтому необходимо давать токсикологическую оценку возможности использования грунтовых вод.

    Чаще  всего использование ДСВ связано  с их разбавлением чистой водой.

    Кратность разбавления определяется по формуле:

К=С_м (1+С_о)

где , К - кратность разбавления до концентрации 1 г/л

С_м - минерализация ДСВ, г/л

С_о - минерализация воды, используемой для разбавления, г/л 

    Разбавление минерализованных ДСВ не защищает почвы  от накопления солей. Поэтому оно  более всего приемлемо на массивах с легкими почвами.

    Для улучшения качества ДСВ – опасной  по возможному осолонцеванию почв из-за повышенного состава натрия –  применяется химическая мелиорация – внесение в воду (или почву) серной кислоты, гипса, известняка.

    Значительные  объемы ДСВ собираются на рисовых системах. Их можно использовать, как правило, без разбавления пресной водой, но не более одного-двух раз. 

4. Организация водоучета

    Новые методы хозяйствования предусматривают  введение платы за воду. Это создает  предпосылки для развития водосберегающих технологий производства, проведений реконструкции и переустройства мелиоративных систем, мероприятий по сокращению непроизводительных сбросов, совершенствования и  внедрения прогрессивных способов и техники полива.

    Для осуществления контроля за расходованием воды и проведение расчетных операций с хозяйствами, а также оценки ее рационального использования необходима совершенная организация водоучета на оросительных системах. На основе водоучета будет осуществляться управление водозабором и водораспределением, регулирование водного режима на орошаемых участках, контроль за мелиоративным состоянием земель, технической эксплуатацией сооружений, каналов и систем в целом.

    Для учета воды на оросительных системах разрабатывается сеть гидрометрических постов различного назначения: мелиоративным состоянием земель, технической эксплуатацией сооружений, каналов и систем в целом.

    Для учета воды на оросительных системах разрабатывается сеть гидрометрических постов различного назначения:

    1. Опорные - на источниках орошения, располагаемые выше водозабора из источника и предназначенные для учета его водных запасов;

    2. Головные для учета водозабора, устраиваемые в головах или головных участках магистральных каналов, внутрихозяйственных источников, орошения;

    3. Для Учета распределения воды по сети магистральных каналов системы, в головах распределителей всех порядков;

    4. Для Учета выдела воды хозяйствам, предприятиям;

    5. На внутрихозяйственной сети. Для распределения и контроля использования воды водопользователями данного хозяйства.