CC BY
0
МЕЛИОРАЦИЯ, РЕКУЛЬТИВАЦИЯ
И ОХРАНА ЗЕМЕЛЬ MELIORATION, RECULTIVIATION AND LAND PROTECTION
https://doi.org/10.23947/2413-1474-2024-8-1-54-60
Совершенствование подходов к использованию водных ресурсов в системе сельскохозяйственного орошения
Л.А. Александровская
Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А. К. Кортунова, ДГАУ, Новочеркасск, Российская Федерация
Аннотация
Рассматриваются проблемы, связанные с различными аспектами воздействия агромелиоративной деятельности на состояние водных ресурсов. Анализируются, в частности, такие вопросы, как неэффективное использование этих ресурсов, загрязнение водных объектов и изменение экосистем. Подчеркивается необходимость реализации экологоориентированного подхода к совершенствованию мелиоративных процессов, направленного на минимизацию негативного влияния на окружающую среду и повышение эффективности ресурсопользования.
Ключевые слова: сельское хозяйство, мелиорация, водные ресурсы, водные объекты, орошение, ресурсопользование, экологизация, Ростовская область
Для цитирования. Александровская Л.А. Совершенствование подходов к использованию водных ресурсов в системе сельскохозяйственного орошения. Экономика и экология территориальных образований. 2024;8(1):54-60. https://doi.org/10.23947/2413-1474-2024-8-1-54-60
Research Article
Improving Approaches to the Use of Water Resources within a System of Agricultural Irrigation
Lyudmila A. Alexandrovskaya
Novocherkassk Engineering and Reclamation Institute Named after A. K. Kortunov, Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation
Abstract
The problems related to the various aspects of agricultural reclamation activities affecting the state of water resources are studied. In particular, such issues as inefficient use of these resources, pollution of water bodies and changes in ecosystems are analyzed. The necessity of implementing the ecologically targeted approach to improving the land reclamation processes that is aimed at mitigating the
Научная статья УДК 336.47.65.1
negative impact on the environment and increasing the efficiency of resource management is emphasized.
Keywords: agriculture, land reclamation, water resources, water bodies, irrigation, resource management, greening, Rostov region
For Citation. Alexandrovskaya LA. Improving Approaches to the Use of Water Resources within a System of Agricultural Irrigation. Economy and Ecology of Territorial Formations. 2024;8(1):54-60. https://doi.org/10.23947/2413-1474-2024-8-1-54-60
Введение. Для текущего этапа развития водохозяйственной составляющей агромелиоративной сферы характерными признаками являются достаточно высокие уровни ресурсоемко-сти и негативного воздействия на природную среду, что обуславливается большим комплексом разнообразных причин, к основным из которых можно отнести следующие:
1. Высокая степень изношенности инфраструктуры, приводящая к существенным потерям водных ресурсов.
2. Использование устаревшего оборудования, отличающегося высокой ресурсоемкостью.
3. Неэффективная организация процессов орошения, проявляющаяся в отступлении от графиков полива, установлении его чрезмерных норм, недостаточной очистке мелиоративных сооружений.
4. Слабый учет экологических ориентиров при регулировании процессов водопользования в мелиоративной сфере.
5. Недоработанность механизмов стимулирования водосбережения в орошаемом земледелии.
6. Недостаточное развитие современных механизмов платного водопользования в системе мелиорации [1].
Хотя процессы орошения в весьма существенной степени позволяют повысить урожайность сельскохозяйственных культур, создавать для них максимально благоприятные условия полноценного развития, они довольно часто оказывают негативное влияние на состояние почв, изменяя их ключевые свойства, что обуславливает необходимость оценки экологической безопасности орошения. В частности, по мнению У.А. Литовченко, такая система безопасности может быть осуществлена по следующей схеме (рис. 1).
Основная часть. В данном контексте весьма показателен анализ изменения параметров почв на орошаемых землях Ростовской области. Среди основных неблагоприятных явлений, прогрессирующих при орошении, можно выделить процессы подъема уровня грунтовых вод и обусловленных им вторичного засоления и заболачивания, переувлажнения, подщелачива-ния и осолонцевания, уплотнения, слитизации, дегумификации почв и т. д.
Однако в значительно большей степени негативное воздействие мелиоративные процессы оказывают на состояние водных объектов. В целом влияние мелиоративной деятельности на состояние водных объектов может быть представлено следующим образом (рис. 2).
Рис. 1. Модель оценки экологической безопасности орошения в отношении состояния почвенного покрова [2]
Рис. 2. Модель воздействия мелиоративной деятельности на водные объекты [3]
Нерациональный забор водных ресурсов для орошения может привести к следующим негативным экологическим последствиям:
1. Истощение запасов и понижение уровня воды в ее источниках.
2. Ухудшение качества водных ресурсов вследствие увеличения притока подземных вод при понижении уровня поверхностных вод.
3. Нарушение благоприятных условий формирования и развития среды обитания водных и прибрежных организмов.
4. Активизация геологических процессов в береговых зонах вблизи мест забора воды.
5. Загрязнение донными отложениями и обнажение дна водных источников.
6. Снижение качественных параметров подземных вод при их задействовании как источника водоснабжения [4].
В свою очередь, возведение и практическое использование оросительных систем обуславливает существенную трансформацию сельскохозяйственных ландшафтов, которая проявляется в следующем:
• изменение рельефа поверхности в плане активизации формирования низин, где скапливаются осадки и поверхностные воды;
• формирование зон с повышенной влажностью вдоль мелиоративных объектов, что вызывает негативные изменения как в состоянии почв, так и в характеристиках, расположенных в непосредственной близости сооружений;
• загрязнение грунтовых вод и трансформационные изменения в их химическом составе;
• трансформация структуры биологических сообществ.
Вода, обладая крайне высокой подвижностью, служит своеобразным «проводником» последствий агромелиоративной деятельности, распространяя их далеко за пределы непосредственно затрагиваемых этой деятельностью территорий.
В то время как прямые эффекты от воздействия мелиорации на окружающую среду проявляются локально, изменения гидросферы могут охватывать целые регионы и водные бассейны. Изменившие свои характеристики поверхностные и грунтовые воды переносят негативные свойства на другие территории, вызывая, в частности, такие геологические процессы, как подтопление, активизация оползневых процессов, снижение прочности грунтов и т. д. Таким образом, данные процессы могут приводить к трансформации ландшафтов на весьма обширных территориях.
При проведении научных исследований и наблюдений на гидрохимических постах установлено, что на химический состав воды при антропогенном воздействии в результате мелиоративной деятельности большое влияние оказывает среднегодовой сток в водные объекты различных химических элементов.
Использование водных ресурсов для орошения существенно отличается от использования в промышленности. В частности, в первом случае их существенная часть вследствие процессов испарения с поверхности почвы образует безвозвратные потери. Кроме того, формируются ирригационные воды, сбор, очистка и вторичное использование которых являются достаточно трудными задачами [5]. Попадая в водные экосистемы, они увеличивают содержание биогенных элементов и других растворимых соединений, что приводит к эвтрофикации водоемов. При этом лишь около 2/3 объема ирригационных вод проходит через очистные сооружения, что приводит к загрязнению водоемов и грунтовых вод неочищенными стоками. Сброс сточных вод на поля фильтрации вызывает подтопление и загрязнение почв. Особенно сильное
негативное воздействие сточные воды оказывают на небольшие реки и замкнутые водоемы, где они могут в существенной степени нарушить экологический баланс.
Значительная часть возвратных вод, поступающих в водоемы с орошаемых земель, содержит загрязняющие вещества (ядохимикаты, фосфорные и азотные соединения и т. д.). Несмотря на то, что эти воды классифицируются как «нормативно-чистые», они оказывают существенное негативное влияние на состояние водных источников. В большинстве случаев они не очищаются, а их повторное использование в какой-либо значимой мере не снижает степени этого влияния.
Количественные параметры загрязнения водных объектов в районах, где проводятся мелиоративные работы, определяются, когда нужно установить факторы, влияющие на качество вод, и организовать контроль за загрязнением поверхностных вод. При этом подвергаются анализу и систематизации природные и антропогенные особенности формирования параметров, позволяющих определить гидрологический и гидрохимический режим водных объектов, а также выявить специфику распределения, миграции и концентрации химических веществ в них. Причем полученные результаты наблюдений за экологическим состоянием водных объектов должны сравниваться с фоновыми значениями этих параметров, которые являются полной аналогией природной обстановке.
При оценке величины допустимой антропогенной мелиоративной нагрузки на водные объекты первостепенной задачей является обоснование возможных объемов забора водных ресурсов на орошение, а также сброса дренажного стока в водные объекты с мелиорируемых земель. Необходимо отметить, что в настоящее время в отечественных условиях около половины воды, используемой для целей орошения, уходит в дренажный сток [6].
В этой связи особую значимость имеет осуществление мониторинга последствий воздействия мелиоративной деятельности на окружающую среду, который позволяет получать сведения об изменениях в экосистемах. По этим данным можно отслеживать смещение экологических и геохимических границ, появление и исчезновение видов флоры и фауны и т. д., на основе чего комплексно оценивать масштабы преобразующей деятельности человека, далеко не всегда носящей позитивный характер.
Мониторинг антропогенных воздействий дает возможность получать данные, на основе которых можно производить анализ исчезновения существовавших и появления новых таксо-нометрических единиц и устанавливать динамику антропогенных преобразований в водных системах. Исследования мониторинговых данных по происходящим изменениям в водных объектах имеют очень большое значение, поскольку для орошения в Ростовской области используются воды самого различного происхождения, химического состава, эколого-геохими-ческих характеристик и т. д.
Так, например, оросительная вода, забираемая из Цимлянского и Веселовского водохранилищ, значительно отличается по степени минерализации и по химическому составу. При этом наблюдаемые различия в содержании химических элементов в водах указанных водохранилищ главным образом обусловлены оказываемым антропогенным воздействием. В частности, исследование мелиоративных и водохозяйственных характеристик показывает, что вода, забираемая из Цимлянского водохранилища, вполне пригодна для орошения, однако ее длительное использование вызывает осолонцевание почв. Учет совокупности подобных специфических факторов имеет большое значение в процессе экологизации агромелиоративной деятельности в контексте ее водохозяйственной составляющей.
Выводы. Таким образом, проанализировав использование водных ресурсов в системе сельскохозяйственного орошения, можно сделать следующий вывод. Экологоориентирован-ная парадигма совершенствования процессов сельскохозяйственного орошения предполагает необходимость реализации двух важнейших направлений в процессе минимизации негативного влияния мелиоративной деятельности на водные объекты: это повышение эффективности водопользования и обеспечение необходимого качества водных ресурсов, используемых в орошении.
Список литературы / References
1. Борисова В.Ю., Кондакова Н.В., Хайсерова Л.Я. Анализ повторного использования сточных вод в сельском хозяйстве. Новая наука: современное состояние и пути развития. 2016;(8):295-297.
Borisova VYu, Kondakova NV, Khairova LYa. Analysis of Wastewater Reuse in Agriculture. Novaya nauka: sovremennoe sostoyanie iputi razvitiya. 2016;(8):295-297. (In Russ.).
2. Кирейчева Л.В. Основные направления снижения антропогенной нагрузки на водные объекты за счет уменьшения сброса дренажных вод с мелиорируемых территорий. Природообустройство. 2015;5:64-69.
Kireicheva LV. Main Directions of Reduction of Anthropogenic Load on Water Bodies Due to Reduction of Drainage Water Discharge from Reclaimed Territories. Prirodoobustrojstvo (Environmental Engineering). 2015;5:64-69. (In Russ.).
3. Кирейчева Л.В., Юрченко И.Ф., Яшин В.М., Лентяева Е.А., Карпенко Н.П., Ялалова Г.Х. и др. Научные основы создания и управления мелиоративными системами в России. Монография. Москва: ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова; 2017. 296 с.
Kireicheva LV, Yurchenko IF, Yashin VM, Lentyaeva EA, Karpenko NP, Yalalova GKh, et al. Scientific Foundations of the Creation and Management of Land Reclamation Systems in Russia. Monograph. Moscow: All-Russian Research Institute of Agrochemistry Named after D. N. Pryanish-nikov; 2017. 296 p. (In Russ.).
4. Литовченко У.А. Разработка методики комплексной оценки экологической безопасности орошения. Строительство и техногенная безопасность. 2013;(47):93-98.
Litovchenko UA. Development of a Methodology for a Comprehensive Assessment of Environmental Safety of Irrigation. Construction and Industrial Safety. 2013;(47):93-98. (In Russ.).
5. Васильев С.М., Акопян А.В., Власов М.В., Сафарова Н.И. Отечественный и зарубежный опыт ведения платного водопользования в сельском хозяйстве. Новочеркасск: РосНИИПМ; 2012. 27 с.
Vasiliev SM, Akopyan AV, Vlasov MV, Safarova NI. Domestic and Foreign Experience in Conducting Paid Water Use in Agriculture. Novocherkassk: Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems; 2012. 27 p. (In Russ.).
6. Яшин В.М. Экологические опасности при эксплуатации оросительных систем и мероприятия по их предупреждению и ликвидации. Мелиорация и водное хозяйство. 2018;(6):24-28.
Yashin VM. Ecological Dangers during Irrigation Sistem's Operation and Preventive and Elimination Measures. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo. 2018;(6):24-28. (In Russ.).
Об авторе:
Людмила Анатольевна Александровская, кандидат экономических наук, докторант, доцент кафедры землепользования и землеустройства Новочеркасского инженерно-мелиоративного института им. А. К. Кортунова, ДГАУ (РФ, 346428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111), alika2007@rambler.ru
Конфликт интересов: автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
About the Author:
Lyudmila A. Alexandrovskaya, Cand.Sci. (Economics), Doctoral Student, Associate Professor of the Land Use and Land Management Department, Novocherkassk Engineering and Reclamation Institute Named after A. K. Kortunov, Don State Agrarian University (111, Pushkinskaya St., Novocherkassk, 346428, RF), alika2007@rambler.ru
Conflict of Interest Statement: the author do not have any conflict of interest.
Author have read and approved the final manuscript.
