CC BY
8
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
9. Development of protective measures providing environmental safety in areas affected by water-intake constructions of urban households [Electronic resource] / V. L. Bondarenko, E. D. Khet-suriani, A. I. Yliasov [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 698. 077053. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/698/7/077053/pdf.
10. Innovative design solutions to ensure the environmental safety in the existing water intake technological complexes of water systems for urban farms / E. D. Khetsuriani, V. L. Bondarenko, A. I. Yliasov, E. A. Semenova // IOP Conference Series: materials Science and Engineering. 2019. Vol. 698. № 055040. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/698/5/055040/pdf.
Информация об авторах Хецуриани Елгуджа Демурович, кандидат технических наук, доцент, соискатель ФГБНУ Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, г. Новочеркасск, Российская Федерация (346421, Ростовская область, г. Новочеркасск, пр. Баклановский, 190), e-mail: goodga@mail.ru, тел.: +89515097701.
Васильев Сергей Михайлович, доктор технических наук, профессор, ФГБНУ Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, г. Новочеркасск, Российская Федерация (346421, Ростовская область, г. Новочеркасск, пр. Баклановский, 190), e-mail: prof-vasilev-73 @mail.ru, тел.: +89281887492.
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-03-67 IMPROVEMENT OF THE IRRIGATION SYSTEM FOR THE USE OF DESALINATED DRAINAGE AND WASTE WATER
N. N. Khozhanov, M. S. Mirdadaev
Kazakh Research Institute of Water Management, Kazakhstan Received 03.05.2022 Submitted 19.07.2022
Abstract
Introduction. The article deals with the issues of reuse of drainage and waste water in the middle course of the Syrdarya River. For desalination of drainage and waste water, crushed natural salt plants (licorice, camel's thorn and others) and 20% concentration of glauconite clay or phosphogypsum are used, which are diluted with drainage and waste water, which helps to obtain the required concentration, which allows, at the exit, to ensure a decrease in the salinity of the drainage and waste water to standard values. Materials and methods. When performing laboratory and field studies, a systematic method was used to study ecological and reclamation processes in the root zone of soils of various irrigated agrolandscapes of Kazakhstan, including the justification and selection of the typicality of pilot production plots for research, methods for assessing the quality of water resources, methods for conducting laboratory and field studies, as well as studying the processes of migration of organomineral compounds in the root layer of soils, ion-exchange sorption between the soil solution and the soil-absorbing complex, and the dynamics of the food regime of soils when using mineralized water. Results and conclusions. Works on desalination and enrichment of drainage and waste water include the removal of excess salts by mixing drainage and waste water in a certain concentration with glauconite clay together with crushed salt plants. Since the chemical activity of glauconite, due to the peculiarities of the structure and material composition of the mineral, convinces of the presence of great potential as a natural amino silicate, which can serve as the most important material factor in the implementation of the ideas of artificial lithogenesis. It is also known that glauconite has a high measure of chemical inertia, which is confirmed by the presence of a number of buffering factors in them, which, when alumino-silicates are introduced into the medium (soil, water), contribute to mixing the reaction of the medium. An irrigation system is proposed, including water pumps of the first lift, a desalination tank in the form of a trapezoidal canal 50-100 meters long in the middle of which there is a facility where a bio-ameliorant is introduced, containing from a 20% concentration of phosphogypsum or glauconite, cattle manure and camel thorn, provides rational use of irrigated lands. The development of high-tech methods for managing return, collector-drainage, waste and groundwater in the agricultural system will allow improving the ecological and reclamation state of irrigated agriculture, raising the organizational and technical level of watered pastures and increasing the environmentally friendly production of the agro-industrial complex.
Keywords. Irrigation system, salt regime, salt balance, mineralization, irrigation water, drainage water, concentration, phosphogypsum, glauconite clay.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 3 2022
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Citation. Khozhanov N.N., Mirdadaev M. S. Improvement of the irrigation system for the use of desalinated drainage and waste water. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 3(67). 593-601 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-03-67.
Author's contribution. 80 by 20 %.
Conflict of interest. The authors declare that there is no conflict of interest.
УДК 663.64.626.844
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ОПРЕСНЕННОЙ ДРЕНАЖНО-СБРОСНОЙ ВОДЫ
Н. Н. Хожанов, кандидат сельскохозяйственных наук М. С. Мирдадаев, кандидат технических наук
ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства», г. Тараз, республика Казахстан
Дата поступления в редакцию 03.05.2022 Дата принятия к печати 19.07.2022
Актуальность. Рассмотрены вопросы повторного использования дренажно-сбросных вод в среднем течении р. Сырдарья. Для опреснения дренажно-сбросной воды используются измельченные естественные солеросные растения (солодка голая, верблюжья колючка и другие) и 20 %-ой концентрации глауконитовой глины или же фосфогипса, которые разбавляются дренажно-сбросной водой, что способствует получению требуемой концентрации, позволяющей при выходе обеспечить снижение минерализации дренажно-сбросной воды до нормативных показателей. Материалы и методы. При выполнении лабораторно-полевых исследований применен системный метод изучения эколого-мелиоративных процессов в корнеобитаемой зоне почв различных орошаемых агроландшафтов Казахстана, включающий обоснование и выбор типичности опытно-производственных участков для исследований, методы оценки качества водных ресурсов, методику проведения лабораторных и полевых исследований, а также изучение процессов миграции орга-номинеральных соединений в корнеобитаемом слое почв, ионообменных сорбций между почвенным раствором и почвенно-поглощающим комплексом и динамики пищевого режима почв при использовании минерализованной воды. Результаты и обсуждение. Проработка по опреснению и обогащению дренажно-сбросных вод включает удаление избытка солей путем смешивания дре-нажно-сбросной воды в определенной концентрации с глауконитовой глиной совместно с измельченными солеросными растениями. Химическая активность глауконита, обусловленная особено-стями строения и вещественного состава минерала, убеждает в наличии большого потенциала его как естественного аминосиликата, который может служить в качестве важнейшего материального фактора в реализации идей искусственного литогенеза. Известно также, что глауконит в высокой степени обладает химической инерционностью, что подтверждается наличием ряда факторов бу-ферности, а также при внесении в среду (грунт, вода) алюмосиликатов происходит смешение реакции среды. Предлагается оросительная система, включающая водяные насосы первого подъема, опреснительную емкость в виде трапециадального канала длиной 50-100 метров, в середине которой устроено сооружение, куда вносится биомелиорант, состоящий из 20 %-ной концентрации фосфогипса или глауконита, навоза крупного рогатого скота и верблюжьей колючки, тем самым обеспечивает рациональное использование поливных земель. Выводы. Отработка высокотехнологических методов по управлению возвратными, коллекторно-дренажными, сбросными и подземными водами в системе сельского хозяйства позволять оздоровить эколого-мелиоративное состояние орошаемого земледелия, поднять организационно-технический уровень обводненных пастбищ и увеличить эколого-чистую продукцию агропромышленного комплекса.
Ключевые слова: оросительные системы, минерализация воды, арычная вода, дренажная вода, фосфогипс, глауконитовая глина.
Цитирование. Хожанов Н. Н., Мирдадаев М. С. Методика расчета суммарного водопотребле-ния сельскохозяйственных культур. Известия НВ АУК. 2022. 3(67). 593-601. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-03-67.
Авторский вклад. 80 на 20 %
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Введение. Территория Казахстана расположена в четырех климатических зонах -лесостепной, степной, полупустынной и пустынной. Отдаленность от океанов и большая территория обусловливают резко континентальный характер климата Казахстана, его зональность и дефицит осадков. Основные запасы водных ресурсов республики сконцентрированы в поверхностных и подземных источниках. В целом водные ресурсы Казахстана размещены неравномерно по регионам. Так, на восточный район приходится 34,5 % всех водных ресурсов, северный - 4,2 %, центральный - 2,6 %, юго-восточный - 24,1 %, южный - 21,2 %, западный - 13,4 % [4].
Общая площадь Казахстана составляет 272 млн га, и из них в настоящее время 180 млн. га находится под угрозой деградации, что составляет 60 % от общей территории страны. Деградация сопровождается интенсивным засолением почвы, которое приводит к увеличению территории солончаковых пустынных районов во внутренних бессточных бассейнах и засолению орошаемых земель [5]. Из года в год прогрессируют процессы деградации земель, такие как эрозия и дефляция почв (более 30 млн га), засоление почв, химическое загрязнение и осолонцевание почвы (60 млн га), дегумифика-ция пахотных земель (более 10 млн га) [3]. Таким образом, ситуация вынуждает провести исследования направленные на оздоровления деградированных и засоленных почв, поэтому в условиях острого дефицита водных ресурсов необходима разработка альтернативных методов возделывания сельскохозяйственных культур, а именно совершенствование технологии повторного использования минерализованных дренажно-сбросных вод. По статистических данных, в южных районах Казахстана ежегодный сток дренажной воды составляет порядка 5,5-6,2 млрд м3, что позволяет дополнительно оросить до 1,0 млн га орошаемых земель.
Исходные свойства фосфогипса (ФГ) и их динамика в процессе хранения зависят от природы фосфатной руды, типа и эффективности процесса переработки, способа утилизации, а также возраста, расположения, мощности и проницаемости пород и геологических слоев в основании полигона или отвала, где размещают ФГ. ФГ представляет собой порошкообразный материал, непластичный, состоящий в основном из ди-гидрата сульфата кальция CaSO4•2H2O (> 90 % гипса) и фторсиликата натрия Na2SiF6. Из-за остаточной фосфорной, серной и плавиковой (следы) кислот, содержащихся в пористом ФГ, он является кислотным побочным продуктом (рН < 3). Отфильтрованный материал содержит 25-30 % влаги. Вертикальная проницаемость ФГ находится в диапазоне от 1-10-3 до 2-10-5 см/с. Содержание свободной воды в ФГ сильно варьирует в зависимости от условий дренирования и местных погодных условий. Растворимость ФГ зависит от его рН и состава растворителя, он обладает высокой растворимостью в морской воде (~ 4,1 г/л). Плотность частиц - в диапазоне от 2,27 до 2,40 г/см3, объемная плотность - от 0,9 до 1,7 г/см3. Хранение высушенного продукта выполняют в хвосто-хранилище [2] или, после нейтрализации известью, что практикуют в мире [11], в виде пульпы в шламосборнике [6]. В прошлом в отношении использования ФГ были избыточные предубеждения, что сказывается и на текущей ситуации [10]. Утилизация ФГ в мире составляет 15 %: компонент цемента [8], модификатор асфальтового битума [12], наполнитель бесцементных строительных блоков [7], стабилизатор почвы при дорожном строительстве [1]. Остальное количество ФГ попросту сваливается - суша, прибрежные территории, мировой океан (в Европе запрещено с 1998 г.) [9].
Материалы и методы. При выполнении лабораторно-полевых исследований применен системный метод изучения эколого-мелиоративных процессов в корнеобита-емой зоне почв различных орошаемых агроландшафтов Казахстана, включающий обоснование и выбор типичности опытно-производственных участков для исследова-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ний, методы оценки качества водных ресурсов, методику проведения лабораторных и полевых исследований, а также изучение процессов миграции органоминеральных соединений в корнеобитаемом слое почв, ионообменных сорбций между почвенным раствором и почвенно-поглощающим комплексом и динамики пищевого режима почв при использовании минерализованной воды.
Целью исследований является практическое использование дренажно-сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур путем снижения минерализации на основе применения местных материалов фосфогипса, глауконитовой глины, верблюжьей колючки и навоза, которое направлено на рациональное использование природных ресурсов.
Результаты и обсуждение. В условиях дефицита водных ресурсов использование для орошения сельскохозяйственных культур минерализованной коллекторно-дренажной воды позволяет преобразовать сельскохозяйственное производство вне зависимости от капризов природы. По сведениям из литературных источников, для рационального использования оросительной системы предложены многочисленные варианты. Так, например Данильченко Н. В. (Оазисное орошение подземными водами. М.: «Колос», 1983, с.69-72, рис. 6б, рис. 8) предлагает оросительную систему, включающую скважины, водяные насосы первого подъема, трубопроводы, водохранилище и водяные насосы второго подъема. Однако качество подаваемой на орошение воды в данной технологии невысокое, а также большие затраты на снабжение системы электроэнергией.
Задачей настоящего исследования является повышение качества подаваемой на орошение воды и снижение ее расхода, а также уменьшение затрат на энергоснабжение оросительной системы, качественное опреснение коллекторно-дренажной воды, повторно используемой для орошения сельскохозяйственных культур.
Решение названной задачи достигается тем, что оросительная система, включающая водяные насосы первого подъема, опреснительную емкость в виде трапеци-идального канала длиной 50-100 метров, в середине которой устроено сооружение, где вносится биомелиорант, состоящий из 20 %-ной концентрации фосфогипса или глауконита, навоза крупного рогатого скота и верблюжьей колючки, обеспечивает рациональное использование оросительной системы.
Сущность исследования поясняется рисунком 1, на котором показана в разрезе предлагаемая оросительная система.
Оросительная система включает 1 (коллекторно-дренажная сеть), 2 (насос подъема коллекторно-дренажной воды), 3 (опреснительная емкость), 4 (сооружение для погрузки биомелиоранта), 5 (насос для подачи опресненной воды на внутрихозяйственные оросители), 6 (внутрихозяйственные оросители) и 7 (поле орошения).
Оросительная система работает следующим образом. Вода из коллекторно-дренажной сети закачивается насосом (2) в опреснительную емкость, где заранее в сооружении для погрузки биомелиоранта подготовлена расчетная его доза и после 20-25 дней готовую воду можно насосом для подачи опресненной воды подать на внутрихозяйственный ороситель для проведения поливов сельскохозяйственных культур. Для опреснения 1000 м3 дренажно-сбросной воды израсходуется порядка 500 л биомелиоранта, тем самым для поливной площади 10 гектаров при выращивании кукурузы на силос потребуется порядка 6000 м3/га х10 = 60000 м3 опресненной воды. При этом исходная минерализация коллекторно-дренажной воды, составляющая 0,200-0,400 %, при выходе позволяет снизить до 0,028 - 0,068 % по иону хлора.
'У///////Ш Ш//////////У/а у////////////////////^
чО
Условные обозначения:
1. Коллекторно-дренажная сеть
2. Насос подъема коллекторно-дренажной воды
3. Опреснительная емкость
4. Сооружение для погрузки биомелиоранта
5. Насос для подачи опресненной воды на внутрихозяйственные оросители
6. Внутрихозяйственные оросители
7. Поля орошения
Рисунок 1 - Оросительная система по использованию опресненной дренажно-сбросной воды Figure 1 - Irrigation system for the use of desalinated drainage and waste water
8 Oj
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Предлагаемая оросительная система за счет использования для орошения коллек-торно-дренажной воды путем разбавления биомелиоранта обеспечивает уменьшение фильтрационных потерь оросительной воды, позволяет повысить качество подаваемой на орошение воды и снизить ее расход, что сокращает забор речного стока, который может быть направлен на увеличение посевной площади сельскохозяйственных культур.
Оросительная система способствует стабилизации почвенного плодородия орошаемых земель, за счет биомелиоранта улучшается водно-воздушный и тепловой режим почвы, что обусловливает ускорение возврата деградированных участков в сельскохозяйственный оборот и ускоряет процесс внедрения новых направлений по совершенству технологических решений и рационального использования водно-земельных и энергетических ресурсов территории.
Наши проработки по опреснению и обогащению дренажно-сбросных вод включают удаление избытка солей путем смешивания дренажно-сбросной воды в определенной концентрации с глауконитовой глиной совместно с измельченными солеросны-ми растениями. Химическая активность глауконита, обусловленная особеностями строения и вещественного состава минерала, убеждает в наличии большого потенциала его как естественного аминосиликата, который может служить в качестве важнейшего материального фактора в реализации идей искусственного литогенеза. Известно также, что глауконит в высокой степени обладает химической инерционностью, что подтверждается наличием в ряда факторов буферности, также при внесении в среду (грунт, вода) алюмосиликатов происходит смешение реакции среды.
Для опреснения дренажно-сбросной воды используются измельченные естественные солеросные растения (солодка голая, верблюжья колючка и другие) и 20 %-ная концентрация глауконитовой глины или же фосфогипса, которые разбавляются дренажно-сбросной водой, что позволяет получить требуемую концентрацию, необходимую для снижения минерализации дренажно-сбросной воды до нормативных показателей.
Лабораторные исследования свидетельствуют о том, что при добавлении на 100 мл минерализованной воды от 10 до 30 мг глауконитовой глины, фосфогипса и биомелиоранта содержание иона-хлора находилось в пределах 0,383-0,400 %, а на вариантах золы, солодки и верблюжьей колючки оно колебалось в пределах 0,118-0,131 %. На 15 день опреснение по иону хлора составило 0,065-0,074 %, а на 30 день - 0,011-0,017 %. Такая же тенденция отмечается и по плотному остатку (таблица 1).
Таблица 1 - Содержание иона-хлора и плотного остатка, % Table 1 - Content of chlorine ion and dense residue, %
Вариант биомелиорантов / Variants of Ион-хлора / Chlorine ion Плотный остаток / Dense residue
biomeliorants 1-день 15-день 30-день 1-день 15-день 30-день
1-day 15-day 30-day 1-day 15-day 30-day
1 2 3 4 5 6 7
10 мг на 100 мл минерализованной воды /10 mg per 100 ml o ? mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,400 0,241 0,085 2,429 2,463 2,445
Фосфогипс Phosphogypsum 0,383 0,233 0,085 2,527 2,629 2,677
Биомелиорант Biomeliorant 0,400 0,233 0,068 2,347 2,227 2,055
Зола/Ash 0,119 0,065 0,011 2,822 1,852 0,710
Солодка Licorice 0,131 0,071 0,014 2,854 1,848 0,748
Верб.колючка Camel 's Thorn 0,128 0,068 0,011 2,948 1,915 0,761
20 мг на 100 мл минерализованной воды /20 mg per 100 ml o ? mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,400 0,241 0,085 2,130 2,310 2,423
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Окончание таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
Фосфогипс Phosphogypsum 0,386 0,236 0,088 2,763 2,827 2,802
Биомелиорант Biomeliorant 0,204 0,113 0,022 2,785 2,036 1,163
Зола Ash 0,118 0,068 0,011 2,934 1,921 0,750
Солодка Licorice 0,131 0,071 0,014 2,914 1,884 0,758
Верб.колючка Camel 's Thorn 0,128 0,071 0,014 2,889 1,884 0,785
30 мг на 100 мл минерализованной воды /30 mg per 00 ml of mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,406 0,247 0,088 2,225 2,277 2,299
Фосфогипс Phosphogypsum 0,392 0,238 0,088 2,782 2,905 2,943
Биомелиорант Biomeliorant 0,185 0,105 0,028 2,815 2,089 1,369
Зола Ash 0,128 0,071 0,014 2,479 1,624 0,667
Солодка Licorice 0,128 0,068 0,011 2,892 1,915 0,792
Верб.колючка Camel 's Thorn 0,131 0,074 0,017 2,933 1,942 0,800
Минерализованная вода Mineralized water 0,383 2,463
По отношению плотного остатка варианты золы, солодки и верблюжьей колючки на 30 день опреснение составляет порядка 0,667-0,800 %, т.е. по классификации минерализации вода переходит от слабоминерализованной к пресной воде. По ирригационному коэффициенту качество воды (К>18), т.е. вода может быть применена как для полива сельскохозяйственных культур, так и для водопоя животных в отгонных пастбищах.
По содержанию иона-сульфата исследуемые варианты свидетельствуют, что в день смешивания ее колебания в зависимости от до биомелиоранта колебались в пределах от 0,802 до 1,862 %. На вариантах глауконита, фосфогипса и биомелиоранта отмечаются тенденции увеличения с наращиванием отстаивания препарата, когда как в вариантах золы, солодки и верблюжьей колючки отмечается резкое снижение иона-сульфата до 0,173-0,307 % (таблица 2).
Это дает нам основание, что при совместном применении указанных препаратов происходит резкое снижение химизма солей в водных ресурсах.
Таблица 2 - Содержание иона- сульфата ,% и показатель рН _Table 2 - Sulfate ion content, % and pH_
Вариант биомелиорантов / Variant of biomeliorants Ион-сульфата Ion-sulfate рН
1-день / 1-day 15-день / 15-day 30-день / 30-day 1-день / 1-day 15-день / 15-day 30-день/ 30-day
1 2 3 4 5 6 7
10 мг на 100 мл минерализованной воды /10 mg per 100 m of mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,994 1,171 1,344 8,15 7,00 7,10
Фосфогипс Phosphogypsum 1,132 1,317 1,516 8,05 7,18 7,00
Биомелиорант Biomeliorant 0,744 0,856 0,964 8,20 7,12 7,30
Зола Ash 1,835 1,006 0,196 8,30 7,00 7,28
Солодка Licorice 1,800 0,979 0,173 8,22 7,25 7,35
Верб.колючка Camel 's Thorn 1,824 1,002 0,176 8,29 7,23 7,29
20 мг на 100 мл минерализованной воды /20 mg per 100 m of mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,802 1,075 1,344 8,30 7,10 7,25
Фосфогипс Phosphogypsum 1,282 1,447 1,609 8,21 7,20 7,20
Биомелиорант Biomeliorant 1,374 0,825 0,257 8,25 7,10 7,18
Зола Ash 1,862 1,059 0,253 8,15 7,20 7,25
Солодка Licorice 1,800 0,979 0,173 8,14 7,28 7,13
Верб.колючка Camel 's Thorn 1,804 0,998 0,211 8,16 7,13 7,13
30 мг на 100 мл минерализованной воды /30 mg per 100 m of mineralized water
Глауконит Glauconitis 0,852 1,067 1,282 8,10 7,05 7,14
Фосфогипс Phosphogypsum 1,294 1,501 1,705 8,14 7,13 7,13
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Окончание таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7
Биомелиорант Biomeliorant 1,363 0,837 0,307 8,30 7,10 7,00
Зола Ash 1,555 0,902 0,268 8,40 7,24 7,50
Солодка Licorice 1,785 0,983 0,196 8,20 7,15 7,19
Верб.колючка Camel 's Thorn 1,800 1,013 0,226 8,25 7,20 7,40
Минерализованная вода Mineralized water 1,036 8,20
Предлагаемая технология опреснения минерализованной воды при совмещении глауконитовой глины, фосфогипса и биомелиоранта с верблюжьей колючкой, солодкой может значительно ускорить процесс опреснения. По расчетам следует, что разбавление 100 кг биомелиорантов на 1 тонну минерализованной воды позволяет снизить минерализацию без применения дорогостоящих опреснительных установок.
В мировом водопотреблении доля опресненной воды пока еще очень мала, несмотря на высокий темп строительства опреснителей и рост их мощностей. Но учитывая тенденцию развития техники опреснения и растущую остроту проблемы охраны водной среды надо полагать, что со временем доля опресненной воды будет возрастать. Водные ресурсы каждой географической области вполне определены, и дальнейшие возрастающие потребности в воде можно будет удовлетворить только за счет очистки и повторного использования сточных вод и опреснения минерализованных вод. Возможно, уже в самом ближайшем будущем методы очистки и опреснения воды займут важнейшее место в сельскохозяйственном строительстве многих стран.
Выводы. Отработка высокотехнологических методов по управлению возвратными, коллекторно-дренажными, сбросными и подземными водами в системе сельского хозяйства позволит оздоровить эколого-мелиоративное состояние орошаемого земледелия, поднять организационно-техническую уровень обводненных пастбищ и увеличить экологически чистую продукцию агропромышленного комплекса.
Таким образом, предлагаем для использования данной технологии построить малую оросительную систему с площадью до 300 гектаров, которая позволит рационально использовать водно-земельные и энергетические ресурсы местности (рисунок 1).
Библиографический список
1. Горлов А. А., Кречетов П. П., Рогова О. Б. Изменение химического состава почв под влиянием фосфогипса // XXIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2016». 2016. С. 34-35.
2. Лапшина И. З., Тургумбаева Х. Х., Бейсекова Т. И. Физико-химические свойства фосфогипса, размещенного на отвале Жамбылского завода минеральных удобрений // Промышленность Казахстана. 2012. № 5. С. 56-58.
3. Медеу А. Р. Республика Казахстан. Ч. 3. Окружающая среда и экология. Алматы: Print-S, 2010. 520 с.
4. Национальный доклад о состоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов Республики Казахстан за 2011-2014 годы.
5. Орлова М. А., Сапаров А. С. Глобальный саморегулируемый круговорот солей в природе. Алматы: Полиграфия-SERVIS K°, 2009. 209 с.
6. Экологические и агроэкономические аспекты применения фосфогипса в сельском хозяйстве / С. В. Кизинек, А. Х. Шеуджен, Н. И. Аканова, М. Ю. Локтионов, А. Н. Лиманский // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2013. Т. 2. № 9 (13). С. 206-216.
7. A novel Two-step Hydration Process of preparing cement-free non-fired bricks from waste phosphogypsum / Zhou Jun, Dongxue Yu, Zhu Shu, Tiantian Li, Yun Chen, Yanxin Wang // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 73. P. 222-228.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
8. Calcium sulphoaluminate cements made with phosphogypsum: Production issues and material properties / Shen Yan, Jueshi Qian, Junqing Chai, Yunyan Fan // Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 48. P. 67-74.
9. Contamination and restoration of an estuary affected by phosphogypsum releases / M. Villa, F. Mosqueda, S. Hurtado, J. Mantero, G. Manjón, R. Periañez, F. Vaca, R. García-Tenorio // Science of The Total Environment. 2009. V. 408. I. 1. P. 69-77.
10. Craig Peppin, Carlson Carrie Challenges in Processing Phosphates. FEECO International. http://feeco.com.
11. Environmental impact and management of phosphogypsum (Review) / T. Hanan, M. Choura, F. A. López, F. J. Alguacil, A. López-Delgado. Madrid, 2012.
12. Valorization of phosphogypsum waste as asphaltic bitumen modifier / A. A. Cuadri, F. J. Navarro, M. García-Morales, J. P. Bolívar // Journal of Hazardous Materials. 2014. Vol. 279. P. 11-16.
Информации об авторах Хожанов Ниетбай Нуржанович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, отдел «Мелиорация, экология и водоснабжения» ТОО «Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства», г.Тараз, ул. К.Койгельды,12.
Мирдадаев Миробит Салимович, кандидат технических наук, заведующий отделом «Мелиорация, экология и водоснабжения» ТОО «Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства», г.Тараз, ул. К.Койгельды,12.
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-03-68 OPTIMIZATION OF THE MAIN DESIGN PARAMETERS OF THE VEHICLE FOR LOADING, TRANSPORTATION AND UNLOADING THE ROLLS OF HAY
S.Yu. Fandeev, A.I. Ryadnov
Volgograd State Agrarian University, Volgograd Received 15.07.2022 Submitted 25.08.2022
The reported study was funded by RFBR, project number 20-38-90255
Summary
The results of optimization of the main design parameters of the loading device of an experimental vehicle for loading, transporting and unloading hay rolls are presented. According to the optimization criterion - the maximum probability of successful loading of hay rolls onto the cargo platform of the vehicle, the following parameters are optimized: the lengths of the middle and lower beams, the angles between the upper and middle, as well as between the lower and middle beams.
Abstract
Introduction. Increasing the efficiency of the use of means for loading, transporting and unloading agricultural goods is inextricably linked with the development and implementation in automobile and tractor transport of various design solutions that increase its productivity and reliability, reduce energy consumption, energy storage for further use when overcoming possible obstacles, reduce labor costs when loading and unloading transported cargo with the exception of its losses and minimizing damage. Significant labor costs are incurred for loading and unloading and transportation work during harvesting of agricultural crops, including when harvesting hay compressed into rolls. Currently, developed or improved machines that load, transport and unload hay rolls without the use of additional technical means, as a rule, improve one or more of the above indicators of their use, but at the same time they must perform the specified functions with high quality. One of such functions of vehicles for loading, transporting and unloading hay rolls is a high probability of successful loading of hay rolls onto the cargo platform of the vehicle. It is possible to solve such a problem if the design parameters of the loading device of the vehicle will have optimal values from the point of view of the selected optimization criterion. The purpose of this work - is to optimize the main design parameters of an experimental vehicle for loading, transporting and unloading hay rolls. Materials and methods. For experimental studies, the developed vehicle was used for loading, transporting and unloading rolls mainly of hay-straw materials on
