Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Эколого-мелиоративные проблемы орошаемых земель голодностепского массива

Значительные объемы технологических потерь воды в оросительной сети и на полях орошения неизбежно приводят к засолению и осолонцеванию орошаемых земель и загрязнению водных источников.

Анализ развития орошаемого земледелия в Казахстане показывает, что при сложившейся тенденции устойчивого сокращения водных ресурсов и ухудшения их качества,  проблемы экономного  расходования  воды на  орошение  приобретают не менее важное значение, чем использование дополнительных источников орошения  (подземных и дренажно-сбросных вод). Например, во второй половине ХХ века сельско- хозяйственными культурами использовалось только 40-45% забираемой воды из оросительных систем, а остальная часть расходовалась на фильтрацию, испарение и сброс[1, 2]. Значительные объемы технологических потерь воды в оросительной сети и на полях орошения неизбежно приводят к засолению и осолонцеванию орошаемых земель и загрязнению водных источников.

Аналогичная картина наблюдается и в Махтааральском районе Южно- Казахстанской области. В зависимости от климатических условий и вида возделываемых культур каждый гектар в Махтааральском районе должен получать от 5 до 8 тыс м3/га воды. Однако в настоящее время фактические размеры водоподачи на орошаемые земли меньше, чем требуемые оросительные нормы.

Эффективность орошения главным образом предопределяется техническим уровнем оросительной системы, т.к. неудовлетворительное техническое состояние оросительных систем и орошаемых земель неизбежно приводят к переполиву или не дополиву сельскохозяйственных культур. В результате этого резко ухудшается почвенно- мелиоративное состояние орошаемых земель, замедляются темпы роста сельскохо- зяйственных культур и снижение продуктивности орошаемого гектара.

На основе количественных показателей КПД магистральных и межхозяйственных каналов, внутрихозяйственной оросительной сети, техники полива устанавливается КПД оросительной системы или коэффициент использования воды (КИВ) на орошаемых землях (отношение объемов накопления воды в корнеобитаемом слое почв к водозабору из источников орошения). Согласно данным Южно-Казахстанской ГГМЭ, КПД магистрального канала Достык изменяется в пределах 0,8-0,85 [3]. Средневзвешанный КПД систем межхозяйственных и внутрихозяйственных каналов по Махтааральскому массиву составляет 0,69, Жетысайскому – 0,71, Асык-Атинскому – 0,57 (таблица 1)

Таблица 1 – Показатели КПД оросительной сети в Махтааральском районе 

        Показатели КПД оросительной сети в Махтааральском районе

Установлено, что в условиях Махтааральского района, при поливах сельскохозяйственных культур потери воды на сброс, испарение и инфильтрацию доходят до 30% от размеров водоподачи на поле. Следовательно, КПД элементов техники полива составляет 0,7. Используя данный параметр, расчетным путем определены показатели КПД оросительной системы по массивам и в целом Махтааральскому району (таблица 2).

Таблица 2 – КПД оросительной системы по массивам орошения и Махтааральскому району

 КПД оросительной системы по массивам орошения и Махтааральскому району

Выход из строя СВД и ухудшение технического состояния КДС привело к снижению дренированности орошаемых земель, что не обеспечивает отвод инфильтрационных вод за пределы массивов (таблица 3). Например, в 2008 году, при объеме потерь воды 426,5 млн. м3 или 3073 м3/га, объем отведенных коллекторами вод составил 158,6 млн.м3.. В результате объем не отведенных инфильтрационных вод составил 267,9 млн. м3 или 1931 м3/га. Аналогичная ситуация имеет место и в 2009 году.

Таблица 3 – Объемы дренажно-сбросных вод 

Объемы дренажно-сбросных вод

В условиях Голодностепского массива главным фактором, оказывающим влияние на эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель являетсяуровень залегания и минерализация грунтовых вод. Обобщение имеющихся материалов показало, что прекращение работы скважин вертикального дренажа и ухудшение технического состояния открытых коллекторов предопределило интенсивный подъем уровня грунтовых вод (таблица 4).

Таблица 4 - Распределение орошаемых земель по глубине залегания грунтовых вод, тыс.га/% от общей площадей

  Распределение орошаемых земель по глубине залегания грунтовых вод, тыс.га/% от общей площадей

Сравнительный анализ приведенных данных показывает, что с уменьшением дренированности территории происходит снижение площадей орошаемых земель с уровнем залегания грунтовых вод более 2 м. В 1994 году, когда работали СВД, площадь орошаемых земель с глубиной более 2 м составляла 93,7%, а в настоящее время - 47,5%.

Пределы использование грунтовых вод на субирригацию и их влияние на эколого-мелиоративное  состояние  орошаемых  земель  зависят  от  их минерализации.

Анализ имеющихся материалов показывает, что снижение дренированности орошаемых земель оказывает влияние не только на уровень грунтовых вод, но и на  их минерализацию.

В период работы СВД и КДС в полном объеме, площадь орошаемых земель с пресной грунтовой водой (до 3 г/л) составила 54,9% от общей площади орошаемых земель (таблица 5). В дальнейшем, с выходом из строя СВД и ухудшением технического состояния КДС, произошло снижение площадей орошаемых земель с пресной грунтовой водой, и в 2009 г составила 25,2%. 

Таблица 5 – Распределение орошаемых земель по минерализации грунтовых вод, га

 Распределение орошаемых земель по минерализации грунтовых вод, га

Из представленных материалов видно, что в 1994 году площадь орошаемых земель с минерализацией 3-5 г/л и более составила 56727 га или 45,1%, а в 2009 году – 103813 га или 74,8%.

Снижение дренированности орошаемых земель, подъем уровня залегания минерализованных грунтовых вод, а также высокая минерализация оросительной воды с низким качеством приводит к усилению деградационных процессов в корнеобитаемом слое почв (рисунок 9). Мониторинг за изменением физико-химических свойств орошаемых почв, выполненный Южно-Казахстанской гидрогеолого-мелиоративной экспедицией, показал, что под воздействием антропогенных (систем орошения) и природных факторов происходят качественные и количественные изменения в структуре корнеобитаемого слоя почв. В частности большими темпами изменяется органо- минеральный состав почв, особенно солевой режим, находящийся в функциональной зависимости от технического состояния оросительных систем и их водообеспеченности, режима грунтовых вод и орошения.

Опыт эксплуатации оросительных систем показывает, что динамика солевого режима почв зависит не только от технического состояния оросительной и коллекторно- дренажной сети, но и технологии орошения, водообеспеченности орошаемых земель. В таких случаях эффективность орошаемого земледелия зависит от водности источников орошения, технического состояния оросительной сети, технологии орошения, культуры земледелия (агротехники, ротации сельхозкультур, системы удобрений) и совершенства службы эксплуатации оросительных систем. Поэтому в сложившейся ситуации на орошаемых землях Голодностепского массива, несоблюдение технологии полива сельскохозяйственных культур, низкого технического состояния оросительных сетей и КДС, нерабочих СВД, роста минерализации оросительных вод произошло усиление темпов протекания деградационных процессов (рисунок).

Сравнительный анализ степени засоления почв, отобранных с различных мест орошаемых земель Голодностепского массива в 1982-1987 г и 2005-2009 года показалусиление темпов протекания процессов засоления почв.

 Засоленные и солонцеватые почвы

Рисунок  -Засоленные и солонцеватые почвы 

Результаты исследований КазНИИВХ, проведенных в 80-егоды прошлого века показали, что в 72% проб отобранных в различных местах Голодностепского массива, содержание токсичных солей и ионов хлора не превышали порог токсичности, а в 13% пробах – почвы имели слабоезасоление, в 8% - среднее и на 5% проб - сильное.

Для характеристики солевого режима орошаемых земель Казахстанской части Голодной степи в таблице 6 приведено содержание общих запасов солей, запасов токсичных солей и ионов хлора.Результаты исследований показали, что увеличение токсичных солей в верхнем 0-40 см слое по Голодностепскому массиву составляет всего 1,9 т/га.

 Таблица 6 – Изменение запасов солей в корнеобитаемом слое за период с 1985 по 2009 гг 

 Изменение запасов солей в корнеобитаемом слое за период с 1985 по 2009 гг

Из приведенных данных видно, что в корнеобитаемом слое почв интенсивно накапливаются ионы хлора, которые являются наиболее токсичными элементами. При этом установлено, что в 0-40 см слое их запасы возросли в 2 раза или на 1,2 т/га. В 0-100 см слое их запасы возросли на 81% или на 2,5 т/га. Причиной быстрого накопления токсичных хлоридов является близкое залегание грунтовых вод, их легкорастворимость и низкая сорбционная способность. Накопительный характер солей в корнеобитаемом слое почв предопределил рост площадей засоленных орошаемых земель (таблица 7).

Таблица 7 – Динамика степени засоления почвогрунтов (в слое 0-100 см) по административным районам   за период 1995-2008г.

 Динамика степени засоления почвогрунтов (в слое 0-100 см) по администра- тивным районам   за период 1995-2008г.

В условиях орошения одной из причин ухудшения почвенно-мелиоративного состояния орошаемых земель является осолонцевание почв, поэтому рассмотрена динамика катионного состава ППК за 25 лет (таблица 8) 

Таблица 8 – Почвенно-поглощающий комплекс почв Голодностепского массива

 Почвенно-поглощающий комплекс почв Голодностепского массива

Сравнительный анализ приведенных данных показывает, что в корнеобитаемом слое почв протекают процессы магниевого осолонцевание почв. При этом анализ 25 летних данных показывает снижение запасов катиона кальция в 0-60 см слое на 1,2 мг-экв, натрия на 0,23 мг-экв, а катионы магния  увеличились на 1,2 мг-экв.

Таким     образом,     результаты     анализа     почвенно-мелиоративного    состояния орошаемых земель Голодностепского массива показали:

  • ухудшение физического состояния почв;
  • снижение дренированности орошаемых земель;
  • подъем уровня грунтовых вод выше критических глубин;
  • засоление почвы;
  • осолонцевание почвы;
  • возможность использования коллекторно-сбросных вод на орошение и промывку.

В сложившейся эколого-мелиоративной ситуации в Голодностепском массиве орошения показывает, что проблему устойчивого развития орошаемого земледелия можно решить путем:

  • технического перевооружения оросительной сети и сооружений;
  • улучшение физико-химических свойств почв (рыхление, рассоление, рассоло- нцевание, внесение органических и минеральных удобрений);
  • усовершенствование и внедрение водосберегающих технологий орошения;
  • усиление дренированности орошаемых земель;
  • утилизация грунтовых и дренажно-сбросных вод путем использования их на орошение и субирригацию;

Повышение водообеспеченности орошаемых земель и утилизации грунтовых вод можно достичь путем согласования режима работы дренажа (вертикального, горизонтального) с режимом орошения, т.е. путем интегрированного управления поверхностными и грунтовыми водами. Например, расширение диапазона работы горизонтального дренажа, путем строительства подпорных сооружений, создаст условия для интегрированного управления поверхностными и подземными водами, увеличения водообеспеченности орошаемых земель за счет использования фильтрационных вод на субирригацию. Эти процессы лучше регулируются на фоне вертикального дренажа за счет согласования режима его работы с глубиной залегания грунтовых вод.

К сожалению, методам интегрированного управления поверхностными и грунтовыми водами не уделялось должного внимания, поэтому противофильтрационные мероприятия чаще использовались в тех местах, где их эффективность невелика, а в местах острой необходимости они обычно не применялись. По этой причине работы по реконструкции оросительных систем не обеспечивали предполагаемого уровня экономии воды и роста урожайности возделываемых культур, а сама идея экономии воды себя дискредитировала, так как не улучшала состояния орошаемых земель.

  • На слабозасоленных и склонных к засолению орошаемых землях, где минерализация грунтовых вод возрастает до 5 г/л и становится слабопригодной для растений, проблему экономии воды следует решать преимущественно за счет повышения КПД оросительной сети и техники полива.
  • На засоленных землях, где минерализация грунтовых вод превышает 5 г/л и становится физиологически непригодной для растений, уровень грунтовых вод в течение вегетационного периода необходимо поддерживать глубже зоны влияния капиллярной каймы, т.е. ниже 2,5 м от поверхности земли. На таких землях нормы дренирования (естественные, искусственные) находятся в прямой зависимости от КПД оросительной сети и техники полива, а капиталовложения на противофильтрационные мероприятия следует определять за минусом затрат, которые необходимо вкладывать на выполнение работ по повышению работоспособности дренажа, утилизации дренажно-сбросных вод.

На современном этапе эксплуатации оросительных систем, когда водность источников орошения стабильно снижается, особенно в бассейнах трансграничных рек, а инвестиции ограничены, проблему устойчивого развития орошаемого земледелия целесообразно решать, прежде всего, за счет использования финансовых средств на малозатратные мероприятия, которые обеспечат экономию воды и качественное улучшение орошаемых земель. Во всех случаях технические решения по изменению существующего уровня КПД оросительной сети и техники полива, использованию грунтовых вод на субирригацию и работы дренажа должны приниматься на  основе анализа степени засоления почв, режима грунтовых вод, технического состояния оросительной сети, дренированности (естественной, искусственной) орошаемой территории, культуры земледелия и т. д.

Разработка системы мероприятий по улучшению физико-химических свойств почв и повышение водообеспеченности орошаемых земель требует исследование:

  • процессов влаго-и   солепереноса    при    изменении   параметров    технологии орошения, промывок;
  • установление размеров потерь на каналах и орошаемых землях, динамику уровня залегания грунтовых вод;
  • установление параметров солеотдачи почв, чеков и разовых промывных норм при промывках засоленных почв;
  • установление процессов ионообменной сорбции при изменении норм внесения химических мелиорантов и минерализации воды;
  • установление пределов использование грунтовых вод на субирригацию;
  • установление пределов использование коллекторно-сбросных вод на орошение и помывку с учетом степени засоления почв;
  • оптимизировать параметры и режим работы СВД и КДС; Разработать ресурсосберегающие технологии:
  • орошения сельскохозяйственных культур;
  • рассоления засоленных почв;
  • химической мелиорации солонцеватых и щелочных почв;
  • использование грунтовых вод на субирригацию;
  • коллекторно-сбросных вод на орошение и промывку;
  • разработать мероприятий по повышению КПД оросительной системы.

 

Литература

  1. Вышпольский Ф.Ф., Мухамеджанов Х.В. Технологии водосбережения и управления почвенно-мелиоративными процессами при орошении. – Тараз, 2005. -162 с.
  2. Вышпольский Ф.Ф., Бекбаев Р.К., Мухамеджанов Х.В., Бекбаев У.К. Совершенствование метода расчета расхода грунтовых вод на эвапотраеспирацию //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, 2003, № 8. -С. 44-47.
  3. Отчет о мелиоративном состоянии орошаемых земель Южно-Казахстанской области за 2009 год. Шымкент, 2010. - 90 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.