CC BY
41ЭКОЛОГИЯ И ЭНЕРГОРЕСУРСЫ ПУСТЫНЬ
ECOLOGY AND POWER RESOURCES OF DESERTS
Статья поступила в редакцию 11.09.13. Ред. рег. № 1751
The article has entered in publishing office 11.09.13. Ed. reg. No. 1751
УДК 621.383; 621.472
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ПУСТЫНЬ: ОПУСТЫНИВАНИЕ, ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ И ЗАСУХИ, УСТОЙЧИВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ И ВОДООБЕСПЕЧЕНИЕ
А.М. Пенджиев
Заключение совета рецензентов: 12.09.13 Заключение совета экспертов: 13.09.13 Принято к публикации: 16.09.13
Туркменский государственный архитектурно-строительный институт Туркменистан, 744032, Ашхабат-32, м. Бекрова, Солнечный 4/1 Тел.: +(99312)37-09-50, e-mail: [email protected]
Статья рассматривается как аналитический источник базовой информации экологических проблем освоения пустынь, опустынивания, деградации почв и засухи в мировом масштабе, устойчивого управления земельными ресурсами и водообеспечения с использованием гелиомелиоративного комплекса. Приведена карта водных ресурсов мира. Деятельность человека в освоении пустынь указывает на тенденции, имевшие место на протяжении последних десятилетий, соединяя и сочетая задачи и существующие приоритеты.
Ключевые слова: экология, энергоресурсы пустынь, автономный гелиомелиоративный комплекс, опустынивание, проблемы освоения пустынь, деградация почв и засухи, устойчивое управление земельными ресурсами, геоинформационная система.
ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF DESERTS DEVELOPMENT: DESERTIFICATION, DEGRADATION OF SOILS AND DROUGHTS, STEADY MANAGEMENT OF GROUND RESOURCES AND WATER DELIVERY
A.M. Penjiyev
Referred 12.09.13 Expertise: 13.09.13 Accepted: 16.09.13
Turkmen State Institute of Architecture and Construction Solnechny 4/1, m. Bekrova, Ashabad-32, 744032, Turkmenistan Tel.:+ (99312) 37-09-50, e-mail: [email protected]
Article is considered as an analytical source of basic information of environmental problems of deserts development, desertification, degradation of soils and droughts on a global scale, steady management of ground resources and water delivery using helio-reclamation complex. A map of water resources of the world and activity of a human in development of deserts specifies the tendencies taking place throughout last decades, connecting and combining problems and existing priorities.
Keywords: ecology, power resources of deserts, independent helio-reclamation complex, desertification, problems of deserts development, degradation of soils and drought, steady management of ground resources, geoinformation system.
Введение
Туркменистан, придает особое значение решению проблемы деградации земель, проводит мероприятия по мониторингу опустынивания, рациональному использованию и улучшению пастбищ, разведению и восстановлению лесов, закреплению и облесению подвижных песков, рациональному использованию и мелиорации орошаемых земель, развитию приоритетных научно-технических направлений. Инвестируются средства в рациональное использование и охрану водных ресурсов, другие природоохранные мероприятия.
Грамотно построенное водопользование не только экономит воду, но и бережет землю. Из
общей площади используемых пастбищ песчаные пустыни на сегодняшний момент занимают до 90% территории, наиболее интенсивно используемой в отгонном животноводстве. Из этих земель сформирован мелиоративный фонд - более 17 млн. гектаров, пригодных для дальнейшего освоения. Около 2 млн. гектаров в стране занято под орошаемое земледелие. Проводимая в стране аграрная политика направлена, прежде всего, на обеспечение продовольственного изобилия в государстве, а основная инфраструктура агропромышленного комплекса сконцентрирована на орошаемых землях. Для сельскохозяйственного производства приоритетными остаются хлопчатник,
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
пшеница, кормовые и другие культуры, и это требует особого внимания к состоянию земельных ресурсов.
Большим вкладом Туркменистана в решение вопросов внутри страны по водо- и землепользованию, а также по Аральской экологической проблеме является строительство Туркменского озера «Алтын асыр». Огромное значение озера заключается в том, что его строительство позволит прекратить сброс минерализованных дренажных вод в Амударью. Значимость эксплуатации этого масштабного проекта в национальном и региональном аспектах можно обозначить по нескольким направлениям. Это улучшение мелиоративной обстановки на орошаемых землях страны, повышение эффективности сельскохозяйственного производства, получение дополнительного дохода от производства кормов вдоль трасс коллекторов, создание вокруг севооборотных массивов защитных лесополос из солеустойчивых сортов древесно-кустарниковой растительности, выращенной с использованием коллектор-дренажных вод (КДВ), улучшение обводненности северо-запада Туркменистана, предотвращение процессов деградации земель, стабилизация процессов и смягчение последствий изменения климата в Средней Азии [1].
Освоение и рациональное использование важнейших природных ресурсов пустынь способствует решению и таких вопросов, как водоснабжение, строительство дорог, населенных пунктов, закрепление и облесение песков и т. п.
В наше время бурное развитие науки и техники дали человеку могучие средства преобразования природы, позволили глубоко проникнуть в жизнь пустыни и успешно использовать ее богатейшие ресурсы для развития народного хозяйства страны.
Теперь с полным основанием можно говорить о рождении новой науки - пустыноведения, которая разрабатывает научные основы природопользования и преобразования пустынь, создания приемлемых условий для жизни и труда населения.
Наука о пустыне, основы которой заложены в нашей стране, решает многие неотложные проблемы. Без решения этих проблем невозможно освоение природных богатств и длительное пребывание человека в этой трудной природной обстановке.
Пустыноведение, помимо развития научных конструктивных направлений, ставит задачи прогноза и выяснения последствий применения достижений научно-технического прогресса, разработки необходимых мер по управлению естественными процессами, нейтрализации неблагоприятных природных явлений,
экономической оценки природопользования и средств воздействия общества на природу.
Пустыноведение охватывает сложный комплекс наук и предполагает координированное участие ученых и практиков разных специальностей. Только
при этом условии можно овладеть ценными и полностью еще не раскрытыми ресурсами огромной территории, пересечь которую многие столетия считалось подвигом. В наше время пустынные территории становятся местом самого разнообразного хозяйственного использования [2,11,16-24 ].
Планомерное изучение и освоение пустынь, начатые полвека назад и в широких масштабах продолжающиеся в настоящее время, побуждают нас с гордостью думать о величии свободного труда на свободной земле и убедительно доказывают правильность эпохи прошлого столетия.
I. ОПУСТЫНИВАНИЕ, ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ,
ЗАСУХИ И УСТОЙЧИВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ
Сарамака расположена на Атлантическом берегу в северной части Суринама. Основными источниками дохода являются сельское хозяйство, садоводство и добыча нефти. Традиционно здесь были плодородные почвы, но постепенно плодородие почв снизилось из-за чрезмерного применения искусственных удобрений. С годами урожай сокращался из-за истощения почв.
Чтобы вернуть плодородие почвы, Карибский Институт Суринама разработал биологический метод, который контролирует результаты воздействия вредителей и болезней в период созревания урожая. Метод использует экстракт семян кроталярии полосатой (Crotalaria striata) или погремка петушиного (Smooth rattlebox) -травянистого растения, которое растворяют в определенном количестве воды.
Каждые две недели этим раствором поливают урожай. Это не убивает вредителей (нематод в частности), но подавляет их настолько, что позволяет вырасти хорошему урожаю. Еще одним видом биологических пестицидов является экстракт табачных листьев, который убивает тлю на растениях.
Хотя фермеры не были привычны к этой новой технологии, они были высоко мотивированы и активно участвовали в изучении этого метода, проходили тренинги и, в конце концов, переняли новый метод. Переход на новый вид удобрений не только помог фермерам перенять
конкурентоспособное органическое садоводство и построить стабильную цепь поставок агропродукции, но также позволил повысить урожайность [11,16-24].
Опустынивание
Вопреки распространенному представлению, опустынивание не является потерей земель из-за наступления пустыни или движения песчаных дюн. Под опустыниванием понимается деградация почв на
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
аридных и полуаридных, а также субгумидных территориях под влиянием различных факторов, включая климатические изменения и человеческую деятельность. Деградация почв на засушливых землях часто создает условия, схожие с пустынными. Деградация почвы происходит везде, но если она происходит на засушливых территориях, ее определяют как опустынивание [2-4,11].
За деградацией почвы стоит нарушение биологического цикла, от которого зависит жизнь, а также социальные вопросы и вопросы развития. Термин «опустынивание» был создан для того, чтобы передать всю важность этих насущных и взаимосвязанных вопросов на засушливых территориях.
Почва деградированных земель имеет меньше возможностей поддержать рост растения, что приводит к истощению растительного покрова и снижению экономической продуктивности. Несмотря на тот факт, что животные и растения могут приспосабливаться к условиям засушливых земель, опустынивание приводит к серьезным последствиям для окружающей среды. Часто причиной опустынивания становится человеческая деятельность, а именно чрезмерное использование пастбищ, чрезмерная разработка почвы, вырубка лесов и плохо спланированные ирригационные системы. Чрезвычайные климатические условия (такие как засухи или потопы) могут ускорить процесс [16-24].
В зависимости от того, какие сельскохозяйственные методы применяются, выделяют различные формы деградации почвы. Например:
• потеря почвой питательных веществ (из-за чрезмерной сельскохозяйственной эксплуатации);
• потеря верхнего пахотного слоя из-за эрозии ветра и воды, особенно из-за потери растительного покрова;
• оползни, вызванные воздействием воды и последствиями потери растительного покрова;
• повышенная засоленность и закисление почвы из-за некомпетентной ирригации;
• загрязнение почвы из-за чрезмерного использования химических удобрений.
Опустынивание происходит потому, что экосистемы засушливых земель крайне чувствительны к нерациональному использованию почв и чрезмерной сельскохозяйственной эксплуатации. Такие факторы как бедность, политическая нестабильность, вырубка лесов, чрезмерное использование пастбищ, а также неприемлемые методы ирригации могут отрицательно сказаться на производительности земель. Прямой причинно-следственной
зависимости, которая вела бы к деградации почв, не существует, однако известны процессы, комплексное
взаимодействие которых способствует этому. Это, в первую очередь, климатические процессы, в частности низкая влажность почв, меняющиеся модели осадков и сильное испарение. Большая часть этих процессов носят антропогенный характер, в частности, бедность, технологические процессы, тенденции мирового и региональных рынков, социально-политическое развитие.
Необходимо отметить, что бедность является как причиной, так и следствием деградации почв. Другими следствиями опустынивания являются:
• сокращение производства продуктов, низкое плодородие почв, снижение естественной способности земель к восстановлению;
• увеличение наводнений в низовьях рек, снижение качества воды, образование осадков в реках и озерах, заиление водохранилищ и навигационных каналов;
• усугубление проблем со здоровьем (глазные инфекции, заболевания дыхательных путей, аллергии и психологические стрессы) из-за надуваемой ветром пыли;
• потеря среды обитания, что вынуждает людей мигрировать.
Существует тонкая грань между засушливыми землями и пустынями, и если ее переступить, то вернуться очень тяжело. Экономически более эффективно не допустить деградацию засушливых земель, чем повернуть этот процесс вспять. Восстановление земель, утраченных из-за эрозии, это медленный процесс. Для создания 2,5 сантиметров почвы требуется 500 лет, для того, чтобы разрушить его, потребуется лишь несколько лет. Хотя приводимые цифры отличаются, поскольку достаточно сильно зависят от способа расчета стоимости. Исследование, проведенное ЮНЕП в 1993 году, показало, что из-за опустынивания и засух мир ежегодно теряет доход в размере 42 миллиардов долларов США, что эквивалентно размеру оказанной официальной помощи странам Африки в 2009 году. К этой цифре также необходимо добавить неизмеримые деньгами человеческие страдания и жизни людей, потерянные из-за голода и необходимости покинуть некогда плодородные земли. Эта статистика не может не тревожить. Однако ее можно предотвратить.
В период с 1981 по 2003 год деградировало 24% земель планеты. Около 1,5 миллиардов людей напрямую зависят от этих деградирующих территорий. Почти 20% деградированной земли - это пашня, и 20-25% - пастбища.
Несмотря на серьезные проблемы засушливых территорий, эти регионы имеют большой потенциал для развития. Тот факт, что более половины продуктивных земель в мире составляют засушливые территории, подчеркивает особую важность грамотного управления на мировом, национальном и региональном уровнях. Истощенная земля и доведенные до нищеты люди - это две стороны
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
одной медали. Устойчивое управление землей может помочь землепользователям удовлетворять изменяющийся спрос рынка с помощью адаптированных и традиционных технологий, при этом получая доход, улучшая среду обитания и защищая экосистемы.
Движущие силы опустынивания
Деградация почв уменьшает или уничтожает продуктивность почвы, растительный покров, пахотные угодья, пастбища, леса. В самых тяжелых случаях, добавляются голод и бедность, становясь как причинами, так и следствиями дальнейшей деградации. Хотя в данной статье мы стремимся представить широкий спектр причин и воздействующих факторов, которые бы способствовали пониманию опустынивания, но они ни в коей мере не являются исчерпывающими. Также важно понимать, что все может быть обобщено лишь до известной степени, после которой каждая страна и каждый регион должны рассматриваться отдельно в своем индивидуальном контексте [2,11].
Климатические изменения
Засуха - это природное явление, возникающее тогда, когда количество осадков существенно ниже стандартного зарегистрированного уровня, что вызывает серьезный гидрологический дисбаланс, негативно сказывающийся на системе производства земельных ресурсов. Высокие, устойчивые температуры, длящиеся месяцами, с нечастыми и нерегулярными осадками ведут к засухам и сложным условиям для роста растений и деревьев. В результате сильный гидрологический дисбаланс подвергает опасности природные системы производства. Когда сильные ветра и обильные проливные дожди уничтожают растительный покров, который просто смывает внезапно возникший стремительный поток воды, страдают урожай и скот. Вследствие этого сокращается доход сельских жителей [2-4,6].
Факты о деградации почвы
В период с 1981 по 2003 год деградировало 24% почвы планеты.
Пастбища составляют от 20% до 25% деградирующей почвы.
Пашня составляет 20% деградирующей почвы.
В мире около 1,5 миллиардов людей зависит от деградирующих почв.
В период с 1981 по 2003 год восстановили 16% деградировавшей почвы.
Пастбища занимают 43% деградированных земель.
Пашня занимает 18% деградированных земель.
Ежегодно человечество теряет 12 миллионов гектаров земли, что эквивалентно площади Болгарии или Бенина.
На землях, которые мы теряем ежегодно, можно вырастить 20 миллионов тонн зерна.
II. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА Человек и пустыня
Одновременно с выяснением закономерностей формирования исторического и географического развития пустынь необходимо более подробно сказать о пустыне как о природной среде обитания людей.
Зона пустынь - трудная для жизни людей природная среда, более трудная, чем степная или лесная зоны. Это вызвано тем, что для пустынь характерны резкие природные контрасты, экстремальное проявление некоторых природных (особенно климатических) явлений, удивительное сочетание благоприятных и отрицательных для живых организмов естественных условий, бурная реакция природы при нарушении равновесия в биогеоценозах, при изменении сочетаний компонентов в сложившихся природных комплексах. Природные экстремальные явления в одних случаях изменяют природную обстановку временно, в других так сильно, что она восстанавливается не скоро или даже преобразуется в совсем другой тип пустыни.
Неправильное отношение к пустыне, игнорирование или незнание ее особенностей, происходящих в ней природных процессов, неизбежно приводит к нежелательным результатам. Проекты, не считающиеся с великими законами природы, приносят только бедствия. Наоборот, разумно направленная деятельность людей, основанная на научных знаниях и народном опыте, дает положительные результаты, ведет к овладению силами природы, не причиняя непоправимого ущерба ей.
Природным комплексам свойственно тесное взаимодействие при внутренних различиях и противоречивом развитии. В этом диалектическом единстве разных природных компонентов главную роль обретает сильнейший, а им в каждом природном комплексе может оказаться не один и тот же компонент. Здесь вступают в силу присущие природе «законы равновесия» и «законы минимума». Говоря о «законе равновесия», мы имеем в виду равновесие не статическое, а динамическое, не постоянное, а подвижное и восстанавливающееся при прежнем или измененном сочетании природных компонентов. Такие изменения вызываются стихийными силами и нерациональным вмешательством человека. Это ведет к быстрому и резкому, порой необратимому изменению сложившихся сочетаний природных
взаимодействующих компонентов, что, в свою
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
очередь, вызывает существенные перемены в ландшафте пустынь, благоприятные или неблагоприятные (последние чаще) для хозяйственной деятельности людей, условий их обитания. В пустыне «закон минимума» обычно воплощается в отсутствии или остром недостатке пресной воды. Поэтому любая хозяйственная проблема, хозяйственная оценка природного комплекса пустыни начинается с подсчетов имеющихся водных ресурсов. Там, где удается увеличить их запасы, природный комплекс резко видоизменяется: у него создаются иные количественные и качественные соотношения компонентов, иное взаимодействие. Возникает также возможность влиять на природный комплекс в нужном людям направлении. Таким образом, усиливая роль определенного природного компонента, человеку удается преобразовать весь природный комплекс и подчинить его своим интересам [2,11,16-24].
Пустыня предъявляет очень высокие требования к тем, кто принимается за ее хозяйственное освоение. В странах Средней Азии работа на промыслах, пастбищах, в орошаемом земледелии, на транспорте происходит на открытом воздухе, летом при температуре +40-45оС. До механизмов и предметов из металла в это время нельзя дотронуться, они нагреваются до 75°. В городах оазисов развита обрабатывающая промышленность. Работать в жару в фабричном здании трудно, а в горячих цехах - в литейной, на хлебозаводе, шелкомотальной фабрике, стеклозаводе - без особых мер защиты особенно тяжело. В сильную жару у людей возникает вялось, замедленность движений; производительность труда, по предварительным данным, понижается на 40%. При нормальной температуре тела (36,6°) человек чувствует себя хорошо, при 40° - он серьезно болен, впадает в забытье, при еще большем повышении температуры возникает опасность смерти.
Как сохранить нормальную температуру тела, если наружный воздух нагрет до 45°?
Чтобы избежать опасности перегрева организма, люди применяют разные средства защиты от солнца: естественные, технические, архитектурные, организационные. К естественным средствам защиты надо отнести горячий зеленый чай, с помощью которого понижают температуру тела; теплую одежду (ватники, ватные халаты, меховые шапки) у работающих на открытом воздухе; жилище из войлока у чабана, из кирпича или из толстых глинобитных стен у земледельца; рацион и режим питания - днем, кроме зеленого чая, пьют чал, едят арбузы, дыни для восполнения потери влаги; обедают вечером, с наступлением прохлады, так как в сильную жару у людей понижается аппетит, пища плохо переваривается.
Как видим, в пустыне сама экологическая обстановка влияет на поведение людей, на выбор наиболее оптимального образа жизни. Здесь все подчинено заботе о самоизоляции от жары, о понижении температуры воздуха там, где человек живет, работает, отдыхает. Эти средства постепенно совершенствуются.
Современные городские здания в оазисах и в пустыне около промыслов имеют свои защитные приспособления, направленные на то, чтобы человек в пустыне находился по возможности в условиях микроклимата в пределах ограниченного пространства. С помощью архитектурных мер защиты от солнца и зноя микроклимат в городских домах создается благоприятной ориентировкой окон, применением теплоизоляционных материалов, затенением домов зелеными насаждениями, а окон -лоджиями, козырьками, жалюзи.
К техническим средствам создания микроклимата следует отнести устройства по кондиционированию воздуха. Они применяются на фабриках и заводах, в крупных учреждениях, кино и театрах.
Для защиты от дневного зноя нередко применяют организационные меры: меняют часы и режим работы летом. На промыслах и на полях в жаркие часы дня работа прекращается, кроме, например, механизмов, автоматически и круглосуточно качающих нефть без помощи людей; полив производят ночью, чтобы уменьшить чрезмерное испарение воды; выпас скота также производят ночью и в ранние утренние часы, чтобы днем овцы и чабаны отдыхали. В оазисах лето - главная пора отпусков, ремонта зданий и оборудования.
Какую бы природную зону мы ни взяли, всюду жизнь людей так или иначе сопряжена с природной и хозяйственной обстановкой. В пустыне эти связи особенно заметны. Правда, с развитием новых технологий зависимость жизни людей от природных условий ослабевает, становится более опосредованной, но полностью не исчезает. У людей, занятых пастбищным животноводством, связи с природой очень крепки и непосредственны. Сезонные перегоны скота вызывались и вызываются сезонной изменчивостью кормовой и водопойной баз. Неизбежная и многократная в течение года смена мест, нередко длительные переходы отражаются, в свою очередь, на многих сторонах жизни, труда, быта скотовода и его семьи. Постоянные передвижения ограничивают их потребности по сравнению с оседлыми земледельцами, укореняют определенные навыки, традиции, обычаи. Часть их сохранилась до сих пор, часть исчезла или трансформировалась в новых социальных условиях. На смену исчезающим обычаям приходят новые, современные, более отвечающие духу времени, общественному производству [2-4,11].
Благодаря развитию науки люди приобрели над природой большую власть, возможность управлять
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
происходящими в ней процессами, нейтрализовать нежелательные явления, нередко даже заранее знать ожидаемые последствия.
Научные проблемы
За каждым из них стоят важные научные и народнохозяйственные проблемы. Они ждут всестороннего рассмотрения, поисков путей решения, оценки результатов их реализации. В странах, в которых основные экономические ресурсы зависят от сельскохозяйственной деятельности, альтернативных источников дохода очень мало или нет вообще. Почва страдает от чрезмерного сельскохозяйственного использования, когда фермеры пренебрегают или сокращают периоды севооборота, в частности нахождения под паром, необходимые для того, чтобы почва могла восстановиться и дать достаточный урожай, чтобы прокормить людей. Это, в свою очередь, приводит к потере землей органических веществ, ограничивает рост растений, уменьшает растительный покров. Оголенная почва более уязвима перед процессами эрозии. Наиболее прямыми причинами являются следующие четыре вида деятельности человека [1,212]:
• чрезмерная разработка почвы истощает грунт;
• чрезмерное использование пастбищ губит растительный покров, который защищает почву от эрозии;
• вырубка леса уничтожает деревья, которые связывают грунт и землю; и
• плохо дренируемые ирригационные системы приводят к засолению пахотных земель.
Отрасли добывающей промышленности усугубляют деградацию почвы за счет понижения уровня грунтовых вод, нарушения почвы, и ускорения эрозии грунта. Другими формами воздействия становятся недостаточные знания об экологически безопасном управлении земельными ресурсами, невыгодная торговая конъюнктура в развивающихся странах, неэкологический туризм и другие социально-экономические и политические факторы, усиливающие действие опустынивания. Эти факторы взаимодействуют с перечисленными выше причинами и часто стоят за движущими силами антропогенного опустынивания [2,4,6-10].
III. ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ НАСЕЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ
Один бесценный способ замедлить процесс опустынивания - увеличить защищенность людей за счет предоставления альтернативной среды обитания и укрепления их устойчивости. Это можно сделать несколькими способами.
Там, где это возможно, жизненно важным является предупреждение деградации почвы, там,
где это невозможно, следует задуматься о восстановлении и санации. Выдвижение на передний план экологически безопасного управления земельными ресурсами, управление рисками засух и анализ проекта, реализации и мониторинга процесса адаптации биологического разнообразия на локальном, национальном и региональном уровнях, безусловно, являются ключевыми факторами в попытке замедлить процесс опустынивания. Адаптация к изменению климата должна будет найти согласованный способ решения вопросов снижения уровня бедности и незащищенности перед меняющимися условиями.
Страховые схемы для мелких землевладельцев могли бы дать фермерам относительную безопасность, поэтому Эфиопия и Кения сейчас запустили пилотные проекты, которые предлагают фермерам страховку от неурожая. Конечная цель -предоставление населению универсальной программы страхования. Однако в настоящий момент лишь немногие получают выгоду от этой схемы. Помимо этого, земельная реформа (в которой Кения опять же делает успехи) может сыграть очень важную роль в увеличении способности людей справляться с проблемами, в том числе за счет получения уверенности в землевладении. Проект по развитию арендных отношений в лесном хозяйстве Непала также дал ценные результаты.
Поддержка научно обоснованного сельского хозяйства, безусловно, важна, так как это способ помочь фермерам воспользоваться преимуществами современного развития и лучшими практиками, наработанными в других местах. Сбор дождевого стока, разнообразие засухоустойчивых культур, агролесничество и эффективное использование энергии способствуют экологически безопасному управлению земельными ресурсами и усовершенствованию способов управления рисками засух. Хотя это может выглядеть слишком очевидным, чтобы требовать упоминания, но подчеркнем, что нельзя пренебрегать обменом исследованиями и информацией о факторах, которые содействуют опустыниванию, и об эффективных способах борьбы с ним, т.е. принципах и практиках, которые действительно приводят к изменениям [6].
Улучшение способностей к восстановлению также означает обучение пониманию и готовности откликнуться на потребности мира природы, признание подхода целостности биологического разнообразия и экосистемы, проведение и участие в оценке воздействия на окружающую среду, и соблюдение принципов устойчивого использования.
Установлено, что засушливые территории и территории под угрозой опустынивания перенаселены, следовательно, не могут обеспечивать потребности людей и скота. Один из ключевых факторов уменьшения зависимости населения от этих земель - создание рабочих мест в других
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
секторах, не связанных с обработкой земли или с пастбищами и лесными угодьями.
Помимо этих методик, можно сделать многое другое, например, развивать партнерство ради стабильных инвестиций. Это включает:
• укрепление организационных структур на локальном уровне;
• наделение полномочиями правительства и наращивание потенциала;
• ориентацию на женщин и молодежь.
Оптимизация управления земельными ресурсами
Чтобы бороться с опустыниванием, необходимо восстанавливать и удобрять земли. Чтобы растения могли расти, почва должна содержать питательные вещества, такие как азот, фосфор, кальций, магний и т.д. Если почва потеряла все или часть питательных веществ, и, возможно, аккумулировала токсические элементы, такие как соль, она деградирует и ее продуктивность, как следствие, снижается.
Интенсивное сельское хозяйство - один из основных факторов, который ведет к деградации почв, и когда это случается, необходимо восстановить плодородность земель, используя искусственные удобрения или натуральный компост. Почва, регенерированная с помощью добавления органического вещества, сможет дать больше урожая. Реструктуризация земель - потенциально очень эффективный и экологически безопасный способ сохранения плодородия почвы.
Также существует культурный аспект, связанный с управлением земельными ресурсами и проблемой чрезмерного использования пастбищ. Возможны трудности, связанные с тем, чтобы убедить местных фермеров принять идею предоставления земле времени для восстановления и идею сокращения поголовья стад. Во многих странах количество скота - источник гордости и славы владельца, его семьи или клана. Возможное решение - оптимизация технологий культивирования сельскохозяйственных культур на возделываемых территориях, высвобождение земель для создания пастбищ, что приведет к снижению интенсивной эксплуатации пастбищ и, как следствие, деградации почвы[13-24].
Диверсификация производства
Диверсификация производства растительных культур и животных позволяет лучше использовать земельные ресурсы и предотвратить перепроизводство одного вида скота или культуры растений. Участок земли может на протяжении длительных периодов выдерживать выращивание различных растений и животных, поскольку их пищевые потребности разнятся, а ресурсы почвы, которыми они пользуются, являются сопряженными и неконкурентными. Смешанное хозяйство снижает риск потерь сельскохозяйственной продукции в
случае стихийного бедствия, и некоторые методы производства, безусловно, лучше других адаптированы для борьбы с засухой.
Каждый вид растений имеет индивидуальные потребности в питательных веществах. Кукуруза, например, истощает землю намного быстрее, чем другие культуры. Во многих случаях следует избегать продолжительного монокультурного хозяйствования на одном участке земли. Для восстановления плодородия почвы следует проводить ротацию производимых культур [2,11,1422].
Восстановление почвы
Деградацию почвы можно остановить и обратить. Для восстановления деградированной почвы следует улучшить технологии культивирования за счет стабилизации почвы и параллельного насыщения ее органическими веществами, а также смены типа выращиваемых культур. Даже малейшие горизонты воды можно использовать для ирригации и превращения непроизводительной почвы в производительную. Также, важно бороться с явной засоленностью почв с помощью применения наиболее эффективных систем ирригации. Для этого необходимо удалять любой излишек воды, контролировать изменения уровня грунтовых вод и засоленности грунтов в проблемных районах, осушать и орошать почву, а также высаживать деревья, чьи корни предупреждают выщелачивание почвы. Деревья действуют как защитная полоса, и обеспечивают дополнительные ресурсы, такие как дрова, листва и фрукты [2-4,13-24].
Опыт показывает, что восстановление лесонасаждений - это эффективный способ восстановления почвы. Он требует создания питательных веществ для обеспечения ими молодых саженцев локальных видов растений, которые специально отобраны за их быстрый рост и возможность адаптации в трудных климатических условиях. Восстановление через высадку кустарника или высев определенных культур также является эффективным средством восстановления земель пастбищ. Восстановление лесонасаждений -достаточно продолжительный проект, поскольку деревья растут медленно. К счастью, продолжительный жизненный цикл деревьев означает, что инвестиции в них, как правило, рентабельны.
Деревья выполняют несколько функций:
• они стабилизируют почвенные частицы и предотвращают водную и ветровую эрозию;
• действуют как препятствия для ветра, защищая, таким образом, урожай;
• повышают плодородность почвы, поскольку многие деревья производят азот, который удобряет почву и увеличивает ее производительность;
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
• облегчают проникновение воды в грунт во время дождя и способствуют сохранению влажности в течение продолжительных периодов времени;
• дают тень для животных и людей;
• поставляют питательные вещества животным, поскольку за счет фруктовых деревьев диверсифицируют источники питания скота, используя листву для кормления; и
• являются источниками древесного топлива и строительного материала.
Контроль эрозии
Контроль эрозии имеет большое значение для предотвращения опустынивания или восстановления продуктивности поврежденной почвы. Ряд простых средств механизации смягчает воздействие ветра и предотвращает перемещение песка и пыли. К ним относятся [2-4]:
• строительство ограждений или барьеров из местных видов растений, сплетение пальм, высадка живой изгороди или установка листов металла вокруг сел и сельскохозяйственных угодий;
• высадка растительности, чьи корни защищают и укрепляют почву;
• запрет выпаса скота для защиты посадок.
IV. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВОДООБЕСПЕЧЕНИЕ В ПУСТЫНЕ
Недостаток воды
Наличие воды влияет на быт населения, а также на развитие некоторых видов сельскохозяйственной практики. В засушливых районах больше, чем где-либо еще, наличие воды является решающим фактором. Эти районы характеризуются высокой испаряемостью и поверхностные воды, такие как реки и озера, исчезают, как правило, довольно быстро. Дефицит воды и ее низкое качество угрожают здоровью населения, производству продовольствия и энергии, а также региональной экономике. Подсчитано, что 40% населения земного шара страдает от недостатка воды. В засушливых районах используются практически все запасы воды. Им часто угрожают загрязнения, которые могут способствовать распространению многих заболеваний. Хотя орошение может улучшить производство пищи, его неэффективное применение может быть рискованным, особенно с учетом засоления.
Например, около 10% орошаемых земель в мире были повреждены засолением, что стало угрозой продовольственной безопасности. Накопление солей в почве снижает урожай и может навредить настолько, что ее восстановление будет экономически невыгодным. Засоление уменьшает
площадь орошаемых земель в мире на 1-2% ежегодно, наиболее сильно влияя на аридные и полуаридные регионы .
Деградация земель в засушливых районах может иметь прямое воздействие на водный цикл. Если выпадает малое количество осадков, наступает засуха: запасы подземных вод не пополняются, источники воды истощаются, колодцы высыхают, растения и животные умирают, а люди вынуждены мигрировать в более благоприятные регионы. И наоборот, в периоды сильных дождей наводнения убивают людей и животных, особенно в регионах, где растительный покров уменьшается или полностью разрушается. Проливные дожди вызывают существенные потери почвы, которая смывается дождями, а когда земля высыхает снова, на поверхности образуется жесткая корка, что делает ее влагонепроницаемой и снижает просачивание воды [2-5, 7-11].
Водообеспечение в пустыне
В комплексе научных проблем вопросы водообеспечения для пустынь остаются по-прежнему ведущими. Любое хозяйственное мероприятие в пустыне - идет ли речь об освоении земель под орошение или об интенсификации животноводства, разработке полезных ископаемых или строительстве населенных пунктов - в первую очередь сталкивается с проблемой воды. Поэтому положительное решение этого вопроса позволяет вовлечь миллионы гектаров новых территорий в сферу активного промышленного и сельскохозяйственного освоения.
В пустынях СНГ широко используются два вида водных ресурсов - местные и «чужие». «Чужие» -это воды, которые сформировались в отдаленных от пустыни районах, в иных природных условиях и принесены сюда «транзитом» такими реками, как Амударья и Сырдарья. Использование речного стока пустынных территорий достигает, порой, значительных размеров и часто определяет специализацию сельского хозяйства. Поскольку пользование речным стоком составляет особую проблему, мы коснемся ее ниже. Здесь же мы остановимся на проблеме местных вод, которые пока являются основным источником водоснабжения в пустыне [2-4,13,14].
Местные воды - это пресные подземные воды и временные воды поверхностного стока. В отличие от речного стока, они формируются в пределах самой пустыни.
Как правило, их используют в местах формирования, но по мере развития буровой техники, роста энерговооруженности эти воды начинают передавать и на значительные расстояния. Известны крупные водоводы в Западном Туркменистане, в Западном и Центральном
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
Казахстане, снабжающие города, горно-рудные и промышленные узлы за счет местных вод.
В тех районах пустынь, где преобладают сильно минерализованные подземные воды, пригодные для питья и водопоя, большую роль в водоснабжении играют временные воды, формирующиеся на такырных поверхностях после дождей. В отличие от рек, местные воды рассеяны на огромных территориях крайне неравномерно. Это лишь локальные источники с относительно небольшим дебитом, способным обеспечить нужды рассредоточенных в пустыне небольших хозяйств. В то же время, общий объем местных вод весьма значителен. При условии применения рациональных методов их добычи, сбора и хранения они могут обеспечить даже крупных водопотребителей. К настоящему времени изучены закономерности формирования и пространственного размещения местных водных ресурсов пустынь, определены их запасы и качество. Установлено, что суммарный поверхностный сток в пустынях СНГ только с такырных водосборов достигает огромных размеров, но полезно используются лишь сотые доли процента этого объема. Например, учеными подсчитано, что пустыни Средней Азии и Южного Казахстана получают за счет атмосферных осадков в средний по водности год в 4 раза больше воды, чем протекает ее в Амударье. Эти потенциальные ресурсы поверхностного стока в широком масштабе можно рационально использовать при решении проблемы водоснабжения и комплексного освоения пустынь.
Изучение и опыт внедрения в производство методов рационального использования местных вод, как показывает практика СНГ и ряда зарубежных стран, весьма перспективны.
За последние годы широкое применение нашли подземные воды, вскрытые на значительных территориях пустынь. О подземных водах пустынь Средней Азии и Казахстана дают представление гидрогеологические карты различных масштабов и назначений. Они позволяют утверждать, что подземные воды пустынной зоны в общем изучены лучше, чем в других зонах СНГ. Однако еще недостаточно изучен и поэтому почти не оценен вертикальный водный и солевой обмен между грунтовыми и напорными водами, играющий важную роль в формировании ресурсов и состава воды.
Поверхностный сток является наиболее древним и легко доступным источником водоснабжения в пустынях. Но экспедиционные и стационарные исследования временного поверхностного стока с глинистых водосборов в пустынях Средней Азии и Казахстана начаты недавно, лет 20 назад. Поэтому неполнота гидрологических наблюдений в этом направлении затрудняет проведение анализа режима поверхностных вод пустынной зоны. Расчетные данные и практика показывают, что водами поверхностного стока можно удовлетворить
отгонное животноводство, небольшие поселки, персонал, обслуживающий газопроводные и транспортные магистрали, и других мелких потребителей. Однако способы сохранения атмосферных осадков с естественных водосборов, применяемые с древнейших времен, в настоящее время не удовлетворяют растущие потребности в воде крупных хозяйств, расположенных в пустыне.
Из многочисленных способов хранения атмосферных осадков в пустыне наибольший эффект достигается при накоплении стока в естественных подземных коллекторах. В них, при погружении, пресная атмосферная вода образует линзу, плавающую на подземной соленой воде, не смешиваясь с ней. Этот вопрос в условиях, близких к производственным, достаточно изучен в Каракумах, где зоны аэрации и водовмещающих пород представлены песчаными отложениями.
Подземные водохранилища, типа подпесчаных линз, гарантируют круглогодичное обеспечение скота водой на самых отдаленных пастбищах, притом экономически вполне выгодно. Однако для широкого внедрения этого метода необходимо совершенствовать поглощающие котлованы и разработать более эффективные способы водозабора. Поглощающие котлованы должны быть инженерными сооружениями со съемными фильтрами, очищающими воду от глинистых частиц. Объем их нужно рассчитать в зависимости от площади такыров и величины наибольшего годового стока. Такие водо-поглощающие котлованы должна строить специальная организация, которая осуществляет своевременный ремонт и следит за правильной эксплуатацией системы сооружения такырного водопользования.
Однако такырные водосборы в пустыне встречаются не везде. В районах, где их нет, создаются, пока опытные, асфальто-цементные водосборные площадки небольших размеров. К сожалению, они служат недолго. В настоящее время изучается вопрос о создании новых, более экономичных, легких, термоустойчивых,
противофильтрационных материалов, способных образовать прочную водонепроницаемую поверхность. Сейчас трудно сказать, будут ли это тонкие синтетические пленки или жидкие эмульсии, которыми можно покрывать пористые почвы, превращая их в водосборы. Если с одного гектара естественного такырного водосбора стекает в среднем около 300 м3 пресной воды в год, то с гектара искусственного водосбора можно получить не менее 700-800 м3 воды. Этим количеством пресной воды в смеси с минерализованной можно обеспечить отару овец в 800 голов в течение всего года [2-4].
Производство дешевых противофильтрационных материалов позволяет строить в любом районе пустынь водосборные площадки желаемых размеров, собирать с них нужное количество атмосферной
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
влаги и погружать ее в почву, создавая, таким образом, своеобразные подземные хранилища воды.
Как уже было отмечено, в пустыне происходит огромное испарение воды с поверхности. Оно превышает количество выпадающих осадков более чем в 20 раз. В целях резкого снижения потерь на испарение ученые ищут специальные жидкости, предназначаемые для покрытия тонкой пленкой поверхности воды. На качество воды эти пленки не будут влиять. Можно предполагать, что для малых емкостей, где ветер не образует волнения, пленки могут сберечь слой воды около двух метров в год, при этом не возникает необходимость строить дорогие сооружения для хранения воды. Тогда все районы, где наблюдается временный поверхностный сток, могут быть обеспечены очень дешевыми небольшими емкостями, в которых дождевая вода будет сохраняться длительное время без потерь на испарение.
Несмотря на полученные результаты в области изучения и использования местных водных ресурсов есть еще много нерешенных научных и организационно-хозяйственных вопросов. Прежде всего, необходимо создание в различных природных условиях хорошо оснащенных, постоянно действующих стационаров по детальному изучению местных вод, широкое применение современных физико-математических методов исследований и разных видов моделирования, а также изучение динамики влаги зоны аэрации в различных литологических условиях с целью ее регулирования. Нужна также комплексная оценка водных ресурсов с учетом их охраны, возобновления и управления элементами водного баланса.
Большое значение в улучшении водо-обеспеченности рассредоточенных небольших потребителей в пустыне имеет опреснение минерализованных вод (подземных, морских, дренажных, сборных, сточных и т.п.). Их ресурсы в пустыне практически неисчерпаемы и при наличии надежных технических средств, обеспечивающих эффективный и экономический процесс опреснения воды, можно во многих случаях успешно решать задачи водоснабжения и обводнения. Однако насколько проблема опреснения воды важна в практическом отношении, настолько она сложна технически. Особенно это заметно при разработке и создании малых передвижных опреснителей, предназначенных для использования в пустыне.
В области разработки и создания крупных дистилляционных опреснителей для промышленного и коммунального водоснабжения достигнуты значительные успехи. Об этом свидетельствует опыт строительства крупных опреснительных комплексов. В частности, в г. Актау (Шевченко) производительностью 120000 м3 воды в сутки, который будет получать энергию от атомного реактора) и в г. Туркменбаши (Красноводск) построены крупные
дистилляционные опреснители, обеспечивающие большие промышленные комплексы.
В создании малых опреснителей, особенно передвижных, сделано гораздо меньше. Промышленность выпускает небольшие опреснители производительностью от 5 до 25 м3 в сутки, предназначенные для обработки солоноватых вод с солесодержанием 5-8 г/л (солесодержание грунтовых вод во многих районах значительно выше). Однако эти установки из-за отложения накипи либо вообще неприменимы, либо малопригодны для работы в условиях пустыни. Поэтому в ее отдельные районы, где нет пресных подземных вод и водосборных площадок, вода нередко доставляется людям автомашинами, самолетами и вертолетами. При этом стоимость воды повышается до 100-320 руб./м3 (Цены 1984 г.). Разумеется, такой водой поить овец или верблюдов - дорогое удовольствие. Пастбищному водоснабжению нужна дешевая вода, обеспечивающая рентабельность животноводства.
Следует учитывать также, что для питьевого водоснабжения людей нужна вода очень высокого качества и низкого солесодержания (0,5-1,0 г/л). Для водопоя животных на пастбищах может быть использована вода худшего качества с общим солесодержанием до 5-7 г/л [2-4,12].
К этому надо добавить, что при опреснении соленых вод методом дистилляции получается практически полностью обессоленная вода, которую затем нужно доводить до требуемой кондиции смешением с исходной или добавлением солей. Между тем, в настоящее время разработаны такие методы опреснения воды, как электродиализ, осмос, в процессе которых степень обессоливания регулируется и исключается потребность в кондиционировании.
Представляет определенный интерес, также, опреснение минерализованной воды с помощью естественного вымораживания. Опытные
исследования установили эффективность этого метода. Однако он применим только в более северных районах пустынной зоны, например в Казахстане, где отрицательные температуры воздуха и льдообразование наблюдаются на протяжении длительного времени года. К сожалению, эти исследования для пустынь Средней Азии не доведены до такой стадии, чтобы внедрить их в производство.
В последние годы созданы некоторые конструкции опреснителей, работающих на энергии солнца и ветра. Это весьма перспективное в условиях пустынь направление работ.
Для решения задач, выдвигаемых партией и правительством в области улучшения водо-обеспеченности пустынь, нужны настойчивые исследования опытно-производственного характера, требующие значительных капитальных вложений. Особенно важны дальнейшие экспериментальные работы по совершенствованию известных и поиску
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
новых высокоэффективных методов рационального использования атмосферных осадков, пресных подземных вод и опреснения изобильных в пустыне минерализованных грунтовых, дренажных и морских вод [3,4,11,12].
В решении проблемы водоснабжения и обводнения пустынных территорий СНГ особое место занимает предполагаемая переброска части стока сибирских рек в засушливые районы страны. Идея, ранее казавшаяся фантастической, становится вполне реальной, ибо советский опыт гидротехнического строительства позволяет перебрасывать любое количество воды в самые отдаленные уголки страны. Предполагается на первом этапе перебросить около 25 км3 воды, а в перспективе довести до 75-80 км3 в год, что превышает суммарный среднегодовой сток реки Амударьи. Приход большой воды внесет существенные изменения в природную среду
современной пустыни и вызовет многообразные перемены, которые необходимо заранее предвидеть и знать. В этой связи очень важно изучить опыт строительства и эксплуатации Каракумского канала, который окажет неоценимую помощь при переброске части стока сибирских рек.
Геоинформационные системы
Использование геоинформационных систем (ГИС) позволяет оперативно и подробно рассматривать на основе имеющейся географически привязанной информации различные
альтернативные варианты для проведения оценки последствий водообеспечения пустынных территорий для их устойчивого развития. На рис. 1 представлена карта водных проблемы Земного шара [11-16].
Рис. 1. Водные проблемы Земного шара [14,15] Fig. 1. Water problems of the Globe [14,15]
Геоинформационные системы гидроресурсов и, в первую очередь, нужно иметь как можно большее количество данных гидрологических измерений, гидрографических и географических характеристик русел на территории водосборов рек, так и расчетных характеристик стока. Специфической особенностью рек является исключительная зависимость водных ресурсов от местных ландшафтно-географических особенностей
водосборов. По этой причине ограниченные водные ресурсы рек имеют большую изменчивость как во времени, так и в пространстве. Различие удельного стока даже на соседних реках объясняется индивидуальными особенностями водосборов.
Основные гидрологические характеристики для расчетов гидропотенциала различных уровней обобщения зависят от масштаба проведения исследований:
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
• макроуровень - оценки потенциалов крупных регионов (первичные оценки);
• мезоуровень - оценки и расчеты на уровне водосборных бассейнов рек 3-4 порядка (уточненные оценки);
• микроуровень - оценка гидропотенциала реки и выбор вариантов расчетов размещения створов.
В соответствии со стоящими задачами, определяющими необходимые расчетные параметры, и встают требования к исходной физико-географической, гидрографической и
гидрологической информации, необходимой для создания базы данных ГИС. Оценки гидропотенциала рек и его распределения по территории затруднено ограниченностью объема данных о стоке по времени и в пространстве Земного шара.
Гелиомелиоративный комплекс
Гелиомелиоративный комплекс - система, созданная на отдаленных территориях малого оазисного орошения, автономно функционирующего от энергоресурсов, базирующихся на альтернативных источниках энергии в зоне местных источников водозабора (подземные воды, временные поверхностные стоки и т.д.). Принципиальная схема гелиомелиоративного комплекса представлена на рис. 2 и 3.
Рис. 2. Принципиальная схема автономного гелиокомплекса: 1 - колодец; 2 - гелиоветроэнергетическая установка; 3 - подсобные помещения; 4 - резервуар соленой воды; 5 - выпарные бассейны; 6 - солнечные опреснители; 7 - резервуар пресной воды; 8 - водопойное корыто; 9 - гелиоустановка по производству хлореллы; 10 - площадка для овец; 11 - биогазовая установка; 12 - чабанский дом с солнечным теплоснабжением;
13 - гелиотеплица; 14 - гелиодушевая установка.
Fig. 2. Basic scheme of autonomous solar complex:
I - well; 2 - solar-wind-power installation; 3 - subsidiary premises; 4 - salt water tank; 5 - evaporating pools; 6 - solar desalters; 7 - fresh water tank; 8 - watering trough; 9 - solar power plant for chlorella production; 10 - platform for sheep;
II - biogas facility; 12 - shepherd's house with solar heat
supply; 13 - solar greenhouse; 14 - solar shower
Гелиомелиоративный комплекс - это совокупность функциональных гелиотехнических установок, работа которых основана на комплексном учете всех влияющих факторов (агроклиматологии, источников водозабора, мощности потребителей и т.п.), определяющих водоснабжение системы мелкооазисного орошения отдельных, рассредоточенных сельскохозяйственных потребителей Туркменистана, в частности, чабанской бригады отгонного животноводства. Например: для 1000 голов овец при удалении в 100 км от культурной зоны, солесодержание воды 25 г/л, глубина залегания соленой воды 18 м, годовая потребность в питьевой воде 2000 м3, площадь опреснителя составляет 1100 м2, стоимость 200 тыс. долл. США. Срок окупаемости капиталовложений 6,3 года [3,6,12].
> *
Рис. 3. Схема гелиомелиоративного комплекса с источником минерализованной воды: 1 - источник водозабора; 2 - солнечный водоподъемник; 3 - ветро-агрегат; 4 - аккумулирующая емкость; 5 - солнечный опреснитель;
6 - емкость для дистиллятора; 7 - емкость для пресной воды; 8 - отстойник; 9 - водонапорная башня; 10 - емкость для жидких удобрений; 11 - гелиотеплица с домом; 12 - система капельного орошения гелиотеплицы (защищенный грунт); 13 - система капельного орошения опытного поля; 14 - площадка для утилизации рассола
Fig. 3. Scheme of solar land reclamation complex with a source of mineralized water: 1 - water intake source; 2 - solar water lift; 3 - wind unit; 4 - heat-accumulating capacity; 5 - solar desalter; 6 - capacity for desalter; 7 - capacity for fresh water; 8 - sediment bowl; 9 - water tower; 10 - capacity for liquid fertilizers; 11 - solar greenhouse with a house; 12 - system of drop irrigation of the solar greenhouse (the protected ground); 13 - system of drops irrigation of test field; 14 - platform for brine recycling
В состав гелиомелиоративного комплекса включены следующие гелиогидротехнические установки: солнечный водоподъемник с накопительной емкостью для воды, солнечный тепломеханический насос, система гелиоопреснения воды с содержанием 23 г/л, опытное поле (открытый грунт), гелиотеплица (закрытый грунт), система орошения открытого и защищенного грунта.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
Гелиомелиоративный комплекс был реализован в пустынной местности Каракумы на расстоянии 100 км от культурной зоны и показал
Список литературы
1. Бердымухамедов Г.М. Государственное регулирование социально-экономического развития Туркменистана. Том 1. А.: Туркменская государственная издательская служба, 2010.
2. Бабаев А.Г. Проблемы освоения пустынь. Изд-во «Ылым», 1995.
3. Байрамов Р., Сейткурбанов С. Опреснение с помощью солнечной энергии. Под ред. В.А. Баума. Ашхабад: «Ылым», 1977.
4. Колодин М. В. Опреснение и проблема воды на Земле. М.: «Знание», 1975.
5. Пенджиев А.М. Ожидаемая эколого-экономическая эффективность использования фотоэлектрической станции в пустынной зоне Туркменистана // Альтернативная энергетика и экология - ISJAEE. 2007. № 5. С 81-92.
6. Пенжиев А.М. Изменение климата и возможности уменьшения антропогенных нагрузок. Монография. LAMBERT Academic Publishing, 2012.
7. Пенджиев А.М. Энергоэффективность использования ветроустановок в пастбищных регионах Туркменистана. Труды 6-й межд. н/т конф. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». Часть 4. М.: ГНУ ВИЭСХ. 2008. С. 314-322.
8. Пенджиев А.М., Мамедсахатов Б.Д. Водоснабжение в пустыне Каракумы с использованием солнечной фотоэлектрической станции // Мелиорация и водное хозяйство. 2007. № 2. С. 50-51.
9. Пенджиев А.М., Мамедсахатов Б.Д. Энергосбережение пустынных пастбищ Туркменистана // Проблемы освоения пустынь. 2006. № 3. С. 56-59.
10. Пенджиев А.М., Пенжиев А.А. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды и устойчивого развития на основе возобновляемой энергетики в Центральной Азии // Альтернативная энергетика и экология -ISJAEE. 2012. № 1. С 139-156.
11. Петров М.П. Пустыни земного шара. Л.: «Наука», 1973.
12. Стребков Д.С., Пенджиев А.М., Мамедсахатов Б. Д. Развитие солнечной энергетики в Туркменистане. Монография. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012.
13. Использование солнечной энергии. Под редакцией профессора Рыбаковой Л.Е. Ашхабад: Ылым, 1985.
14. ВОЗ/ЮНИСЕФ - Совместная программа мониторинга водоснабжения и санации (СПМ) (www.wssinfo.org). Карта создана ZOI Environment Network, август 2010.
15. ЮНЕСКО - Показатели Доклада ООН Об
перспективность использования в условиях аридной зоны [3,4-10,12,13].
References
1. Berdymuhamedov G.M. Gosudarstvennoe regulirovanie social'no-èkonomiceskogo razvitiâ Turkmenistana. Tom 1. A.: Turkmenskaâ gosudarstvennaâ izdatel'skaâ sluzba, 2010.
2. Babaev A.G. Problemy osvoeniâ pustyn'. Izd-vo «Ylym», 1995.
3. Bajramov R., Sejtkurbanov S. Opresnenie s pomos'û solnecnoj ènergii. Pod red. V.A. Bauma. Ashabad: «Ylym», 1977.
4. Kolodin M. V. Opresnenie i problema vody na Zemle. M.: «Znanie», 1975.
5. Pendziev A.M. Ozidaemaâ èkologo-èkonomiceskaâ èffektivnost' ispol'zovaniâ fotoèlektriceskoj stancii v pustynnoj zone Turkmenistana // Al'ternativnaâ ènergetika i èkologiâ - ISJAEE. 2007. № 5. S 81-92.
6. Penziev A.M. Izmenenie klimata i vozmoznosti umen'seniâ antropogennyh nagruzok. Monografiâ. LAMBERT Academic Publishing, 2012.
7. Pendziev A.M. Ènergoèffektivnost' ispol'zovaniâ vetroustanovok v pastbisnyh regionah Turkmenistana. Trudy 6-j mezd. n/t konf. «Ènergoobespecenie i ènergosberezenie v sel'skom hozâjstve». Cast' 4. M.: GNU VIÈSH. 2008. S. 314-322.
8. Pendziev A.M., Mamedsahatov B.D. Vodosnabzenie v pustyne Karakumy s ispol'zovaniem solnecnoj fotoèlektriceskoj stancii // Melioraciâ i vodnoe hozâjstvo. 2007. № 2. S. 50-51.
9. Pendziev A.M., Mamedsahatov B.D. Ènergosberezenie pustynnyh pastbis Turkmenistana // Problemy osvoeniâ pustyn'. 2006. № 3. S. 56-59.
10. Pendziev A.M., Penziev A.A. Mezdunarodnoe sotrudnicestvo v oblasti ohrany okruzaûsej sredy i ustojcivogo razvitiâ na osnove vozobnovlâemoj ènergetiki v Central'noj Azii // Al'ternativnaâ ènergetika i èkologiâ - ISJAEE. 2012. № 1. S 139-156.
11. Petrov M.P. Pustyni zemnogo sara. L.: «Nauka», 1973.
12. Strebkov D.S., Pendziev A.M., Mamedsahatov B.D. Razvitie solnecnoj ènergetiki v Turkmenistane. Monografiâ. M.: GNU VIÈSH, 2012.
13. Ispol'zovanie solnecnoj ènergii. Pod redakciej professora Rybakovoj L.E. Ashabad: Ylym, 1985.
14. VOZ/ÛNISEF - Sovmestnaâ programma monitoringa vodosnabzeniâ i sanacii (SPM) (www.wssinfo.org). Karta sozdana ZOÏ Environment Network, avgust 2010.
15. ÛNESKO - Pokazateli Doklada OON Ob osvoenii vodnyh resursov mira, koèfficient deficita vody (www.unesco.org/water/wwap/wwdr/
indicators). Primecanie: dannye predstavleny ne dlâ vseh stran.
16. Pachauri R.K, Kanetkar, R.S. (1997).
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 13 (135) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
освоении водных ресурсов мира, коэффициент дефицита воды (www.unesco.org/water/wwap/wwdr/ indicators). Примечание: данные представлены не для всех стран.
16. Pachauri R.K, Kanetkar, R.S. (1997). Deforestation and desertification in developing countries. UNU.
17. Reij C. Building on a current green revolution in the Sahel. Some lessons from farmer-managed re-greening in Niger. http://www.dry-net.org/index.php?page=3&successstoryld=35. (02.04.2014)
18. Submission by the United Nations Convention to Combat Desertification. Information note: Use of biochar (charcoal) to replenish soil carbon pools, restore soil fertility and sequester CO: 4th Session of the Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the Convention (AWG-LCA 4), Poznan, 1-10 December 2008.
19. UNCCD. (2009). African Dryland «Commodity Atlas. Secretariat of the United Nations Convention to Combat Desertification and the Common hind for Commodities...»
20. UNCCD. (2009).Thematic fact sheet series 1-4. United Nations Convention to Combat Desertification.
21. UNCCD. (2008). Use of biochar (charcoal) to replenish soil carbon pools, restore soil fertility and sequester CO. 4th Session of the Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the Convention (AWG-LCA 4). Poznan.
22. Penjiyev А. Renewable Energy Application for Independent Development of Small Settlements of Turkmenistan. Desert Technology VII Intern. Conf. November, India 2003.
23. Penjiyev А. Ecoenergy resources of greenhouse facilities in the arid zone // Problems of desert development. 1998. № 5.
24. UNDDD. (2010). Fact Sheet. (UNCCD, Producer) Retrieved 2010 йил 10 from United Nations Decade for Deserts and the Fight against Desertification: http://unddd.unccd.int/fact-sheet.htm.
Deforestation and desertification in developing countries. UNU.
17. Reij C. Building on a current green revolution in the Sahel. Some lessons from farmer-managed re-greening in Niger. http://www.dry-net.org/index.php?page=3&successstoryld=35. (02.04.2014)
18. Submission by the United Nations Convention to Combat Desertification. Information note: Use of biochar (charcoal) to replenish soil carbon pools, restore soil fertility and sequester CO: 4th Session of the Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the Convention (AWG-LCA 4), Poznan, 1-10 December 2008.
19. UNCCD. (2009). African Dryland «Commodity Atlas. Secretariat of the United Nations Convention to Combat Desertification and the Common hind for Commodities.»
20. UNCCD. (2009).Thematic fact sheet series 1-4. United Nations Convention to Combat Desertification.
21. UNCCD. (2008). Use of biochar (charcoal) to replenish soil carbon pools, restore soil fertility and sequester CO. 4th Session of the Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the Convention (AWG-LCA 4). Poznan.
22. Penjiyev А. Renewable Energy Application for Independent Development of Small Settlements of Turkmenistan. Desert Technology VII Intern. Conf. November, India 2003.
23. Penjiyev А. Ecoenergy resources of greenhouse facilities in the arid zone // Problems of desert development. 1998. № 5.
24. UNDDD. (2010). Fact Sheet. (UNCCD, Producer) Retrieved 2010 jil 10 from United Nations Decade for Deserts and the Fight against Desertification: http://unddd.unccd.int/fact-sheet.htm.
Транслитерация по ISO 9:1995
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 13 (135) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
