В. В. Морозов гіс в управлінні водними І

Вид материала

Содержание

Оцінка поливної води за меліоративними показниками.
Вплив роботи ГНС на якість поливної води.
Дослідження впливу зрошувальної води на еколого-меліоративний стан зрошуваних агроландшафтів.

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

В процесі формування зрошувальної води у вегетаційний період виділяються три характерні періоди роботи ГНС. Перший - початок роботи системи, коли триває відкачка мінералізовані води на ділянці річки Інгулець від гирла до ГНС. Другий - період інтенсивного проведення поливів. Цього часу спостерігаються значні витрати до системи, що сприяє покращенню якості поливної води внаслідок зростання частки дніпровської. Третій - кінцевий період, коли зі зменшенням витрат до каналу збільшується частка води р. Інгулець в поливній та підвищується її загальна мінералізація. Останніми роками, навіть у періоди інтенсивного водозабору, мінералізація води в магістральному каналі рідко зменшується до позначок менш 1 г/л, а у більшості випадках її значення знаходяться у межах від 1 до 3 г/л. Згідно класифікації ДСТУ 2730-95 "Якість води для зрошення" за вмістом токсичних солей поливи такою водою можуть викликати вторинне засолення зрошуваних ґрунтів.

Для зниження мінералізації води у магістральному каналі потрібні більші витрати ніж ті, що існують сьогодні. Встановлено, що складність регулювання якості поливної води на ІЗМ полягає не тільки у регулюванні співвідношення часток інгулецької та дніпровської вод, але й у тому, що, у порівнянні з дніпровською, інгулецька вода досить мінлива за своїми меліоративними показниками. При однаковій кількості працюючих насосних агрегатів ГНС відмічено коливання мінералізації від 0,45 до 1,57 г/л.

Нестаціонарність якості води у р. Інгулець викликає значні зміни у якості зрошувальної води МК. Динаміка іонів Cl^-, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ у воді МК відрізняється від річкових в залежності від режимів роботи ГНС. Відокремлюються роки після зниження витрат до системи (1997-2004 рр.). В цей період зросли середні значення вмісту іонів при збільшення їх коливань від середніх значень. Стандартне відхилення σ хлоридів збільшилося до 2,7-3,7 мекв/л. Коливання вмісту натрію дещо зменшилося (від 3,5-4,7 до 1,9-3,4 мекв/л)

Оцінка поливної води за меліоративними показниками. Внаслідок скорочення поливів та зменшення об’ємів води, що надавалася до МК, середня мінералізація поливної води зросла останніми роками до 1,1-1,6 г/л (рис.5.4).

Дослідженнями встановлено, що зі зниженням забезпеченості років атмосферними опадами погіршується якість поливної води. Це визначається зниженням потреби у воді користувачів із зростанням водності року, що в свою чергу викликає зменшення витрат до системи та збільшення частки р. Інгулець порівняно дніпровської у її формуванні. Із іншого боку у більш багатоводні роки збільшується стік річки, що також

Рис.5.4 Середня мінералізація води в Інгулецькому магістральному

каналі за період досліджень

впливає на зростання його частки у поливній воді. Мінералізація води в МК в свою чергу залежить від впливу всіх цих факторів.

Протягом часу проведення інтенсивних поливів, після закінчення відкачки забруднених вод із ділянки ГНС - гирло річки, мінералізація наближується до значень доброї якості при одночасній роботі 4 і рідко 3 насосних агрегатів ГНС. При довготривалій роботі 3 насосів загальна концентрація солей у поливній воді лише наближується до сприятливих значень і тільки при значних зменшеннях витрат або вмісту хлоридів у річці може визначатися за ДСТУ 2730-94 як вода доброї якості.

Динаміка іригаційних коефіцієнтів коефіцієнт іонного обміну, небезпечності осолонцювання ґрунтів, іригаційний коефіцієнт, показник натрієво-адсорбційного відношення, вивірене натрієве адсорбційне відношення за весь період досліджень також вказує, що останніми роками (1996-2004 рр.) якість поливної води Інгулецької зрошувальної системи погіршилася. Значення іригаційних показників вказують на необхідність проведення заходів щодо покращення якості води для запобігання процесів деградації у зрошуваних ґрунтах (вторинне засолення, осолонцювання).

Вплив роботи ГНС на якість поливної води. Проектом ІЗС передбачена постійна робота 3-4-х насосних агрегатів для підтримки необхідної якості води у магістральному каналі. Належним чином ці вимоги виконувались у 1973-1974 та 1985-1986 роки. Із 1997 року витрати до системи значно скоротилися (див. табл.5.1). Порівняно із 1996 роком вони зменшилися майже у 2 рази, що збільшило частку стоку річки Інгулець у формуванні поливної води та загальну мінералізацію води (рис.5.5). Із графіків видно, що динаміка іригаційних показників у воді магістрального каналу знаходиться під впливом витрат ГНС і, як відзначено вище, роботу зрошувальної системи можна розподілити на періоди початку роботи, проведення інтенсивних поливів, поступового припинення роботи системи.

Дослідження впливу зрошувальної води на еколого-меліоративний стан зрошуваних агроландшафтів. Дослідження проведені з метою визначення особливостей впливу на ґрунти зрошувальної води ІЗМ. При тривалому зрошенні у сівозміні без люцерни у шарі ґрунту 0-200 см сума легкорозчинних солей перевищувала в 2,1 рази ніж на незрошуваному перелозі. При вирощуванні багаторічних трав у сівозміні сума солей при різних варіантах системи добрив порівняно із перелогом зросла на 29,0-54,8 %. Відмічена найменша кількість легкорозчинних солей, що накопичені в ґрунті на сівозміні, де вирощувалася люцерна та використовувалися мінеральні добрива із внесенням один раз за ротацію 60-80 т/га напівперепрілого гною. Вміст солей у шарі ґрунту 0-100 см при цьому становив 16,40, а 0-200 см – 34,96 т/га. У порівнянні з перелогом це більше відповідно на 19,3 та 29,0 %. Вміст обмінного кальцію на ділянках із вирощуванням люцерни в орному шарі темно-каштанового ґрунту зменшився на 17,3-58,8 %, а у шарі 0-200 см - на 30,0-44,4 %. Вміст обмінного натрію при цьому підвищився, що зменшило відношення кальцію до натрію. Особливо цей процес простежується на ІЗМ при

Рис. 5.5 Графік роботи ГНС і динаміка мінералізації в воді магістрального каналу ІЗС

тривалому зрошенні без включення до сівозміни багаторічних трав, у ґрунтах підвищується вміст сульфатів та хлоридів.

Після тривалого зрошення ґрунт, порівняно із незрошуваним перелогом, відзначається гіршими фізичними властивостями. Такий ґрунт має більшу щільність складання, меншу шпаруватість. Особливо це виділяється на сівозміні без багаторічних трав та без застосування добрив. Порівняно з незрошуваним перелогом щільність таких ґрунтів зросла відповідно на 12 та 7 %, а шпаруватість, навпаки, зменшилася на 17 та 9 %. У зрошуваному ґрунті підвищився вміст фізичної глини, що вказує на посилення процесів внутришньогрунтового вивітрювання та руйнування первинних мінералів. Відбувається руйнування структури ґрунту. Порівняно із перелогом найбільше зменшення вмісту водостійких агрегатів відзначається на площах із сівозміною без багаторічних трав (в 1,3 рази). При зрошенні люцерни та застосуванні під неї системи добрив їх кількість знижується у 1,2 рази. Вміст мікроагрегатів зріс відповідно у 1,52 та 1,38 рази. Таким чином, багаторічне зрошення водою ІМК з мінералізацією 1,0-1,3 г/л і більше, та неблагополучним іонним складом визиває деградацію ґрунтів, зниження їх родючості.

Надходження щорічно на поля з поливною водою значної кількості солей (3,5-4,0 т/га) суттєво впливає на засоленість ґрунтів, як чорноземів південних так і темно-каштанових. В 1975 р. вторинно засолені землі в Херсонській області в зоні ІЗМ займали 2,3 тис. га, в 1986 р. - 3,5, в 1995 р. - 5,5 і в 2000 р. - 6,3 тис. га. Площа засолених ґрунтів за цей період зросла в 2,7 рази, це збільшення відбувалося за рахунок слабозасолених ґрунтів.

Зміна стану земель при поливі мінералізованими водами негативно позначається на продуктивності сільськогосподарських культур. Зниження врожайності сільськогосподарських культур на землях зі слабким ступенем солонцюватості становить 15-20 %, при середньому - 20-30 і сильному - 40-50 %. Останнім часом відзначається зменшення середньої урожайності озимої пшениці на 38-67 %, озимого ячменю – 33-75 %, ярих – на 33-67 %, кукурудзи на зерно – 48-87 %, цукрового буряку – 50-70 %, багаторічних трав – на 45-74 % (табл. 2). Крім того, необхідно враховувати, що обробка солонцюватих ґрунтів потребує додаткових зусиль та технологічних операцій, які в кінцевому результаті, зменшують прибуток.

5.6. Інформаційно-статистичні дослідження впливу основних факторів на формування якості зрошувальної води

Дослідженнями встановлено, що загальна кількість солей у магістральному каналі ІЗС прямо пропорційна концентрації іону хлору та відповідає лінійній моделі (рис.5.6).

Коефіцієнт детермінації (R²) за роки коливався від 91,4 до 96,6 % (рис. 6). У 1996 році він знизився до 76,9 % внаслідок низького зв'язку показників у інгулецькій воді. З рис. 5.6 видно, що динаміка показника a₁ пов’язана із розвитком промисловості. Роки досліджень за меліоративними показниками, можна поділити на три характерні періоди - 1973-1974, 1985-1986 та 1996-2004 рр.

Рис.5.6 Залежність загальної мінералізації від вмісту іонів хлору
в воді магістрального каналу ІЗС

Таблиця 5.2 – Урожайність сільськогосподарських культур на землях Інгулецької зрошувальної системи (за даними УК ІЗС)

В останній час (1996-2004 рр.) відмічено зростання коефіцієнта детермінації між іонами до 90-98 % та параметрів рівнянь (табл. 5.3). Особливо посилився зв’язок між вмістом іонів кальцію та вмістом хлоридів (від 0,312 до 0,770 за коефіцієнтом детермінації).

Таблиця 5.3 - Регресивний аналіз вмісту катіонної частини та загальної мінералізації поливної води від хлоридів за роки досліджень

Показник	Рівняння	Роки	Коефіцієнти у рівнянні	R²
a₁	а₀	а₂
Мінералізація	y=a·x+b	1973-1986	1,963	361,5	-	0,793
1996-2004	3,296	518,2	-	0,893
Натрій	y=a·x+b	1973-1986	0,453	39,9	-	0,736
1996-2004	0,670	56,3	-	0,720
Кальцій	y=a·ln(x)+b	1973-1986	27,47	-75,3	-	0,312
1996-2004	47,19	-166,2	-	0,770
Магній	y=a·x²+b·x+c	1973-1986	-0,001	0,18	9,04	0,640
1996-2004	-0,001	0,254	1,03	0,678

Blog

В. В. Морозов гіс в управлінні водними І

Содержание

Роки