CC BY
33
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК-631.16
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТИЯ ОРОШЕНИЯ НА БАЗЕ КАНАЛА ВОЛГО-ДОН
EFFICIENCY OF IRRIGATOIN DEVELOPEMENT ON THE BASIS OF VOLGA-DON CHANNEL
M.C. Григоров, C.M. Григоров
ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
M.S. Grigorov, S.M. Grigorov
Volgograd state agricultural academy
Климат в Волгоградской области не позволяет получать устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, т.к. среднегодовое количество осадков в 1,5-2,0 раза меньше испаряемости с поверхности почвы.
Поэтому необходимо орошение, но сток реки Дон мал - 29,5 км3, и поэтому предусмотрена переброска части стока реки Волги, у которой среднегодовой сток 243 км3. Переброска части стока Волги (1,8 км3) позволит увеличить площадь орошаемых земель в южных районах области на 140 тыс. га, что обеспечит животноводство кормами, а население этих районов - овощами и фруктами.
Climate of Volgograd region does not allow to get sustainable harvests of commercial crops because average precipitation rate per year 1,5...2,0 times less than evaporation from the soil surface.
That is why irigation is necessary, but the flow rate of river Don is low - 29,5 km3 and because of that transferring the part of Volga river flow, its average annual flow is 243 km3, was anticipated. Transferring the part of Volga river flow - 1,8 km3 allows to broad areas of irrigated lands in south parts of the region yby 140 thousand ga, that will supply the cattle raising by forage and the population of the regoin by vegetables and fruit.
Волгоградская область является крупным зерновым и животноводческим районом страны.
Пахотные угодья области занимают 4,4% от площади пашни РФ. В среднем за 5 лет на этих землях производят 4...5% зерна, 7...8% семян подсолнечника, столько же томатов, более 10% проса и свыше 50% горчицы от всего производства в республике.
Однако сельскохозяйственное производство области ведется в чрезвычайно сложных погодных условиях и поэтому неустойчиво по годам.
Климат области характеризуется жарким засушливым летом и холодной малоснежной зимой. Среднегодовое количество осадков
составляет 270...400 мм, что в 1,4...2,3 раза меньше испаряемости. Характерна высокая ветровая активность. За год бывает до 20...30 дней с сильными ветрами, достигающими 35 м/с, до 40...60 суховейных дней. Каждые 4-5 лет из 10 являются очень засушливыми. За последние 76 лет сильные засухи наблюдались 31 раз. Сельскохозяйственное производство в неблагоприятные годы несет большие убытки, исчисляемые сотнями миллионов рублей. Особенно велики колебания в производстве растениеводческой продукции.
Например, среднегодовой валовый сброс зерна в 1950... 1988 гг. составил 3543 тыс. т и изменялся от 1047 тыс. т в 1954 г. до 7918 тыс. тонн в 1978 г. (в 7,6 раза).
Колебания стоимости продукции животноводства, вызываемые погодными условиями (уменьшением производства кормов), менее выражены за счет использования в неблагоприятные годы страховых запасов кормов, заготовок за пределами области и увеличения поставок концентратов из государственных фондов.
Таблица 1
Стоимость продукции с 1 га орошаемой и богарной пашни, млн руб.
Г оды производства Стоимость продукции с 1 га пашни, руб. Отношение стоимости продукции с 1 га орошаемой пашни к богарной
орошаемой богарной
1975 742 70 10,6
1976 764 199 3,8
1977 737 139 5,3
1978 798 195 4,1
1979 690 106 6,5
1980 695 141 4,9
1975-1980 738 142 5,2
1981 670 117 5,7
1982 689 127 5,4
1983 794 157 5,1
1984 658 62 10,6
1985 673 134 5,0
1981-1985 697 119 5,9
1986 548 88 6,2
1987 621 135 4,6
1988 501 166 3,0
1986-1988 557 130 4,3
1975-1988 684 131 5,2
В последние годы все более заметную стабилизирующую роль в кормопроизводстве начали выполнять орошаемые земли. В 1985 г. с них получили примерно третью часть, а в 1988 г. - 41% всего производства кормов. С каждого поливного гектара кормовых посевов было получено в 1985 г. 41,8 ц к.ед., в 1986 г. - 49,6, в 1987 - 58,2, в 1988 - 61,3 ц к.ед.
Все эти достаточно убедительные выкладки свидетельствуют о народнохозяйственной целесообразности и высокой экономической эффективности организации орошаемого земледелия в области.
О сравнительно высоком уровне интенсификации земледелия при орошении и его эффективности свидетельствуют и данные по средней стоимости продукции с 1 га богарной и орошаемой пашни.
В среднем за последние 14 лет орошаемый гектар в области работал за 5,2 га богарной пашни. По отдельным годам это соотношение менялось отЗ до 10,6 га (таблица 1).
В 9 административных районах, расположенных в Донском бассейне, производится в среднем 19 % растениеводческой и 13,3 % животноводческой продукции области. Повторяемость сильно засушливых лет здесь не ниже 4-5 из каждых 10 лет.
Результаты уточненных расчетов по определению потребности в продукции растениеводства на уровень 1990, 1995, 2000 и 2005 годов, возможные объемы ее производства в экстремальных условиях на богарных и существующих орошаемых землях приведены в таблице 2.
Как видно из этих данных, потребности в продукции растениеводства покрываются по кормам на 61... 63%, по продовольственному зерну - на 62...65%, по картофелю - на 18...26% и по овощам - на 87%.
Учитывая большие колебания в производстве зерна и кормов на богарных землях в различные по увлажнению годы, устойчивое решение продовольственной программы области возможно только при условии рационального развития орошаемого земледелия.
Таблица 2
Потребности в продукции растениеводства в 1990-2005 гг.
Показатели Ед. изм. Значение показателей на расчетные годы
1990 1995 2000 2005
1 2 3 4 5 6
1. Требуется произвести: - кормов для скота и птицы во всех категориях хозяйств тыс. т к.ед. 8000 8542 9145 9242
- зерна для питания населения и поставок в союзнореспубликанские фонды тыс. т 3547 3352 3377 3391
- то же овощей тыс. т 393 407 423 439
- то же картофеля тыс. т 346 359 372 386
2. Возможное производство: - кормов на богарных землях тыс. т 3456 3456 3456 3456
- кормов на существующих орошаемых землях к. ед. тыс. т 1593 1907 2158 2220
ИТОГО кормов тыс. т 5049 5363 5614 5676
к. ед. 2161 2161 2161 2161
- Кормов на богарных землях - кормов на существующих орошаемых землях тыс. т тыс. т 31 35 39 43
ИТОГО зерна тыс. т 2192 2196 2200 2204
- Овощей на существующих орошаемых землях тыс. т 341 354 368 381
- картофеля тыс. т 63 73 86 99
3. Дефициты производства: - кормов тыс. т к. ед. 2951 3179 3531 3566
- зерна тыс. т 1355 1156 1177 1187
- овощей тыс. т 52 53 55 58
- картофеля тыс. т 283 286 286 2876
4. Площади новых орошаемых земель, необходимых для ликвидации дефицита: - кормов тыс. га 422 448 458 458
- зерна тыс. га 246 210 214 216
- овощей тыс. га 2,5 2,5 2,5 2,5
- картофеля тыс. га 22,5 22,5 22,5 22,5
1 2 3 4 5 6
ИТОГО новых орошаемых земель тыс. га 693 683 697 699
Площадь существующих орошаемых земель на 1.01.1990 тыс. га 427 427 427 427
г. всего тыс. га 351,5 351,5 351,5 351,5
в т.н.: с регулярным орошением тыс. га 75,5 75,5 75,5 75,5
лиманным орошением Всего потребность в орошаемых тыс. га 1120 1110 1124 1126
землях в т.н.: регулярное орошение тыс. га 1044,5 1034,5 1048,5 1050
лиманное орошение тыс. га 75,5 75,5 75,5 75,5
Ожидаемое наличие орошаемых земель на 1 января года - всего тыс. га 427 677 927 1126
в т.ч.: с регулярным орошением тыс. га 351,5 601,5 851,5 1050,5
лиманным орошением тыс. га 75,5 75,5 75,5 75,5
В использовании орошаемых земель при их дефиците приоритет будет отдан производству кормов для животноводства, обеспечению населения картофелем, плодами и ягодами.
Эффективность использования богарных и орошаемых земель На начало 1989 года в области имеется 326,4 тыс. га земель регулярного орошения.
Динамика прироста орошаемых земель с 1970 по 1988 гг. характеризуется следующими данными (наличие на конец периода, тыс. га):
Всего в т.ч.
с регулярным орошением
Производственное использование орошаемых земель было подчинено задачам устойчивого кормопроизводства и овощеводства. Удельный вес кормовых культур в посевной площади составил 80%, из которых свыше 30% занимали многолетние травы. Расширены посевы зерновой кукурузы - до 15% - как гаранта производство фуражного зерна. Структура посевных площадей приведена в таблице 3.
Таблица 3
Структура посевных площадей на фактических политых землях регулярного орошения, %
1970 г. 1975 г. 1980 г. 1985 г. 1988 г.
108,0 182,3 224,9 307,5 401,9
64,6 132,9 169,8 234,1 326,4
Группы культур 1965 г. 1970 г. 1975 г. 1980 г. 1985 г. 1986 г. 1987 г. 1988 г.
Вся посевная площадь в том числе: 100 100 100 100 100 100 100 100
а) зерновые 6,2 21,8 16,8 9,8 3,9 7,6 10,0 15,9
б) технические 0,2 0,6 0,14 2,6 0,9 0,6 0,7 0,6
в) кормовые из них: 42,4 54,2 64,9 77,3 82,5 83,5 82,0 76,4
многолетние травы г) овощи, картофель и 39,5 42,6 46,8 43,5 48,6 29,2 22,5 57,0
бахчи 51,2 23,4 18,16 10,3 8 8,8 5,7 7,1
Орошение оказывает заметное положительное влияние на развитие социальной сферы сельского населения. Наряду с расширением площади орошаемых земель на селе в больших объемах строятся жилье, дороги, школы и дошкольные учреждения, объекты производственного назначения.
С организацией орошения возрастает занятость людей, увеличивается потребность в квалифицированных рабочих кадрах. Все
это замедляет отток сельского населения в город, способствует стабилизации и даже некоторому росту численности населения, особенно в этих районах, где орошаемое земледелие развивается наиболее интенсивно.
В Г ородищенском районе, например, сельское население увеличилось с 18,4 тыс. чел. в 1976 г. до 30,9 тыс.чел. в 1988 г. при росте орошаемых земель соответственно с 7 до 27,7 тыс. га; в Среднеахтубинском районе сельское население возросло с 23,1 тыс. человек в 1979 г. до 24,4 тыс. чел. в 1988 г. при росте поливных земель с 11,3 до 21,3 тыс. га. В Николаевском, наиболее засушливом Заволжском районе орошением начали заниматься в начале семидесятых годов. С этого периода не наблюдается снижения численности сельского населения. В 1970 г. оно составляло 17,9 тыс. чел., а к 1988 г. не только не сократилось, но и возросло на 1,2 тыс. чел.
Выполнены сравнительные расчеты по производству растениеводческой продукции на оросительных системах, рассматриваемых при переброске волжской воды в р. Дон, с затратами на импорт.
Затраты на импорт продукции за нормативный срок окупаемости в 2 раза больше в сравнении с затратами на строительство систем и издержками на производство такого же объема.
Строительство орошаемых систем позволит значительно увеличить производство сельскохозяйственной продукции, снизить ее себестоимость, повысить производительность труда.
Существующее поголовье скота будет обеспечено кормами в необходимом их балансе. В государственные ресурсы поступят значительные объемы зерна, молока, мяса.
Производство и прирост сельскохозяйственной продукции за счет орошения представлены таблица 4.
Таблица 4.
Производство и прирост сельскохозяйственной продукции за счет орошения
Виды продукции Валовая продукция, тыс.т В том числе прирост за счет орошения
Зерно 338,2 308,2
Овощи 118,1 118,1
Картофель 32,7 32,7
Бахчевые 13,7 13,7
Корма в к. ед. (без зернофуража) 638,8 550,4
Молоко 176,4 146,4
Мясо (жив. вес) 28,8 23,5
Шерсть 0,9 0,6
Плоды 6,8 6,8
В области имелось около 350 тыс. га регулярного орошения, и в 1988 году на орошении получено 1,2 млн тонн кормовых единиц, что составило почти половину объема всех грубых и сочных кормов. Расчеты показывают, что строительство первого пускового комплекса канала «Волго-Дон» позволяет использовать 18 км3 воды в год без отрицательных экологических последствий.
В результате выполненных проработок определились следующие основные технические решения по системам.
Местоположение головных водозаборов определено из условия
обеспечения необходимых для водозабора глубин, нанесения минимальной величины ущерба рыбному хозяйству и получения минимальных затрат на магистральное питание систем.
Определились конструкции головных водозаборов двух типов:
- стационарные с рыбозащитными устройствами селективного типа или конусного типа с рыбоотводом;
- плавучие с рыбозаградителями конусного типа с рыбоотводом.
Плановое и высотное положение магистральных и
межхозяйственных каналов определилось в результате техникоэкономического сравнения различных вариантов трасс магистрального питания и расположения орошаемых массивов.
Конструкция магистральных и межхозяйственных каналов
определена в увязке с принятой схемой автоматизированного водораспределения.
Все каналы выполнены с противофильтрационными мероприятиями, что позволяет обеспечить КПД системы не менее 0,95. Каналы оснащены необходимым количеством гидротехнических
сооружений, которые работают в автоматическом режиме. При
необходимости управление может осуществляться с диспетчерского пункта системы.
На оросительных системах предусматривается полив сельскохозяйственных культур дождеванием; при этом используются, как правило, высокопроизводительные дождевальные машины кругового действия «Кубань-ЛК», «Фрегат», которые позволяют
осуществлять управление с диспетчерских пунктов хозяйств и сокращать количество операторов дождевальных машин.
Дождевальные машины по своим параметрам обеспечивают полив эрозионно-допустимыми нормами, которые определены в проектах с учетом почвенных и рельефных условий. В плодовых хозяйствах, где предусмотрена посадка высокодоходных культур, намечается капельное орошение и внутрипочвенное орошение.
Для улучшения условий эксплуатации системы для вывоза сельскохозяйственной продукции с орошаемых земель вдоль магистральных каналов предусматривается строительство дорог с твердым покрытием. Внутри севооборотных участков намечается сооружение профилированных полевых дорог.
Управление оросительными системами предусматривает и использование средств автоматики и телемеханики.
Объектами автоматизации и телемеханизации являются:
- головные и перекачивающие насосные станции;
перегораживающие и водовыпускные сооружения на
магистральных и межхозяйственных каналах;
- дождевальные машины «Кубань-ЛК», «Фрегат».
Автоматизация процесса водораспределения и полива
гарантирует современную подачу воды хозяйствам, сводят к минимуму технологические сбросы воды из каналов, обеспечивают экономное использование водных ресурсов и повышение урожайности с/х культур.
Диспетчерская связь с эксплуатационными участками,
хозяйствами, насосными станциями организуется посредством воздушных и кабельных линий.
На орошаемых землях с целью борьбы с водной эрозией почв предусмотрены противоэрозионные мероприятия, основными из них являются:
- гидротехнические, включающие строительство донных запруд, водозадерживающих и водорегулирующих валов, сопрягающих сооружений, рассекателей стока, капитальную планировку орошаемых земель;
- агротехнические и лесомелиоративные, в состав которых входит посадка прибалочных и полезащитных лесополос, внедрение почвозащитных кормовых севооборотов, плоскорезную обработку почвы, щелевание посевов;
- эксплуатационные, когда полив намечается производить с соблюдением эрозионно-допустимых поливных норм, с/х обработка полей поперек склона.
Вышеуказанные мероприятия позволяют значительно уменьшить не только водную, но и ветровую эрозию почв.
Техническими средствами водоучета оснащаются все насосные станции на системах, магистральная и межхозяйсгвенная сеть, хозяйственные и межхозяйсгвенные коллекторы, дождевальные машины, что обеспечивает:
- выполнение воднобалансовых расчетов на системе;
- коммерческий учет воды в целом по системе и каждого водопотребителя (хозяйство, севооборот, поле);
- получение информации о соблюдении режима полива;
- определение фактических КПД каналов;
- определение фактических коэффициентов использования воды.
По прогнозу ожидается интенсивность поднятия уровня
грунтовых вод в результате орошения от 0,2 до 0,8 м в год, что потребует строительства дренажа в первые 10 лет эксплуатации на площади 14,0 тыс. га; через 10...20 лет - 19,9 тыс. га и более 20 лет -43,4 тыс. га.
Тип дренажа - горизонтальный, закрытый, из поливинилхлоридных труб с укладкой их современными дреноукладчиками.
Объем дренажного стока - 21,8 млн м3 в год. Минерализация дренажных вод - от 3 до 7 г/л.
В связи с отсутствием на рассматриваемой территории водоприемника дренажных вод отвод их решается автономно - в пруды-испарители, устраиваемые на малоценных землях (неудобья, балки, склоны и т.д.), с противофильтрационным экраном.
На территориях проектируемых систем сохраняются существующие ареалы растительности и обитания птиц; улучшаются условия их обитания посадкой лесополос и противоэрозионных насаждений, строительством прудов.
Чтобы свести к минимуму отрицательные последствия при миграции животных, предусматривается строительство переходов для них со специальной конструкцией каналов.
Общая экологическая и экономическая оценка природоохранных мероприятий
Намечаемые природоохранные мероприятия позволяют:
- исключить или свести к минимуму водную эрозию с орошаемых площадей;
- ликвидировать ветровую эрозию;
- приостановить рост оврагов и балок в пределах границ орошаемых массивов;
- предотвратить сброс поверхностных и дренажных вод с орошаемых земель с ПДТС выше допустимого;
- снизить нагрузку на пастбища за счет получения кормов на орошении;
- стабилизировать уровень грунтовых вод, не допуская его превышения выше критической отметки, тем самым не допустить вторичного засоления, осолонцевания и заболачивания почв;
- ликвидировать солонцеватость почв и улучшить структуру почвенного покрова.
Ущерб рыбному хозяйству предполагается компенсировать за счет строительства рыбохозяйственных сооружений, полностью восполняющих потери рыбных запасов.
Затраты на природоохранные мероприятия определились в размере 250,2 млн руб.
Библиографический список
1. Алпатьев, А.М. Испарение влаги почвой в связи с орошением / А.М. Алпатьев // Метеорология и гидрология. - 1940 - №5-6. С. 91-95
2. Бирюкова, А.П. Влияние орошения на водный и солевой режим почв Южного Заволжья / А.П. Бирюкова. - М., 1962. - 264 с.
3. Гаврилов, А.М. Интенсивное использование орошаемых земель / А.М. Гаврилов. - М.: Колос, 1971.-311 с.
4. Григоров, М.С. Охрана природных ресурсов при проведении гидротехнических мелиораций / М.С. Григоров, В.Ф. Лобойко. - М., 1992. - 94 с.
5. Григоров, М.С. Внутрипочвенное орошение/М.С. Григоров. -М.: Колос, 1983. - 129 с.
6.Народно-хозяйственная необходимость орошения в Волгоградской области на базе канала Волго-Дон // Исполнительный комитет Волгоградского областного совета народных депутатов. - Волгоград, 1989.
