CC BY
13ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЧВЕННОЙ ЗАСУХИ В АРИДНОЙ
ЭКОСИСТЕМЕ Мурадов Ш.О.
Мурадов Шухрат Одилович - доктор технических наук, профессор, кафедра экологии и охраны труда, факультет геологии и горного дела, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: обоснована необходимость регулирования поверхностных и подземных вод для предотвращения почвенной засухи. Дан анализ минерализации коллекторно-дренажных вод юга Узбекистана, где возможно внедрение субирригации. Предложены разработанные технические решения для осуществления регулирования стока рек, каналов и дренажной сети.
Ключевые слова: поверхностные, подземные и дренажные воды, почвенная засуха, водосбережение, регулирование стока, устройство каскад.
Поверхностный сток и подземные воды образуют единый комплекс природных водных ресурсов. Однако, несмотря на провозглашенный принцип единства природных вод, они изучаются, оцениваются и эксплуатируются, как правило, как самостоятельные источники водоснабжения [1,С.17]. Поэтому регулирование взаимосвязи поверхностных и подземных вод, их комплексное использование играет определяющую роль в предотвращении почвенной засухи, что способствует обеспечению благоприятной экологической обстановки и гидроморфного режима на орошаемых землях.
Для этой цели в первую очередь необходимо сократить или исключить инфильтрационное питание грунтовых вод, т. е. создать и поддерживать в почвах определённое соотношение влаги и тепла [2,С.36]. Как отмечают Э.И. Чембарисов и А.Ж. Жакыпова, особо следует остановиться на возможности использования в отраслях экономики коллекторно-дренажных вод. Особенно необходимо использовать для отраслей экономики слабоминерализованный (менее 3 г/л) дренажный сток [3,С.35]. В регионе (2020) минерализация коллекторно-дренажных вод, по данным областных мелиоративных экспедиций, в верхних районах Кашкадарьинского бассейна колеблется в следующих пределах: Китабский район -0,5-0,6 г/л; Шахрисабзский - 0,6 - 0,7 г/л; Чиракчинский - 2,0 - 2,2 г/л; Яккабагский - 3,0 - 4,0 г/л. Водообеспеченность этих районов равна соответственно-55, 68, 61, 57%. По Сурхан-Шерабадскому бассейну составляет: по району Денау - 0,42; Шурчи -1,09; Олтинсой - 0,74; Кумкурган - 0,85 г/л. Водообеспеченность соответственно составляла: 82, 84, 89, 95%.
Для повышения водоустойчивости одним из резервов являются дренажные воды. Однако эффективное их использование сдерживается отсутствием технических решений по регулированию стока в открытой коллекторно-дренажной сети. В основном эти проблемы рассматривались при использовании дренажного стока на переувлажненных осушаемых землях в гумидной зоне. Здесь все большее применение находят осушительно-увлажнительные системы с использованием, когда это необходимо, дренажного стока на орошение. В аридной зоне новым поколением являются оборотные мелиоративно-увлажнительные системы двойного регулирования.
Мировой опыт водохозяйственных работ и наши многолетние региональные исследования (1975-2021) подтверждают, что внедрение модернизированных способов регулирования дренажного стока позволяет управлять грунтовыми водами, способствующими внедрению субирригации, и тем самым предотвратит почвенную засуху, что способствует улучшению эколого-мелиоративных условий, водообеспеченность орошаемых земель и, главное, уменьшить интенсивность геологического и увеличить биологический круговорот воды и минеральных веществ. Ещё в 1970 г. Н.Н.Веригин и Г.К.Асланов отмечали, что целесообразно создавать подъем уровня до нижней части корнеобитаемого слоя и осуществлять таким образом подземное орошение земель (субирригации) [4,С.27]. Это и есть адаптивно-модернизированная эколого-мелиоративная технология предотвращения почвенной засухи на орошаемых землях.
Экономические расчеты показывают, что стоимость оросительной воды, забираемой из каналов и из скважин, почти одинакова или подземная вода дешевле поверхностной при близком залегании УГВ [5,С.60].
Системы двойного регулирования (субирригации) в аридной зоне необходимо осуществлять при пресных грунтовых водах. Уровень их не следует понижать. Наоборот, при таких условиях идет луговый процесс, сопровождающийся накоплением гумуса и улучшением структуры почв. Потребность в оросительной воде в этих случаях снижается в 1,5 - 2 раза.
Целесообразность использования данного направления подтверждается экономическими расчетами. Стоимость капиталовложений не превысит 50 долларов, эксплуатационных затрат - 8 долларов США на один гектар. Управление потоком дренажно-сбросных вод не разрушит последовательности выполнения технологических операций по возделыванию сельскохозяйственных культур, уменьшит количество поливов и размеры потери воды на физическое испарение [6,С. 11]. Как отмечают А. Каримов, К. Мирзаджанов и С. Исаев, дренажно-сбросные воды представляют значительный объем в
Центральноазиатском регионе. С одной стороны, это связано со значительными площадями орошаемых земель, более 7.0 млн га только в бассейне Аральского моря, с другой - неэффективностью ирригационных систем, в результате чего только 30-35% воды, забранной из источников, расходуется продуктивно. Около 40% воды, забранной из источников, участвует в формировании дренажно-сбросных вод. Учитывая объемы этих вод, следует признать, что проблема продуктивной утилизации этих стоков является весьма актуальной [7,С.30].
Это ещё в большей степени требует модернизации дренажной сети. Анализ эколого-мелиоративных условий Узбекистана показал, что на орошаемых землях республики возможно внедрение субирригации, это Ферганская долина, Ташкентская, Самаркандская, Джиззакская, Кашкадарьинская и Сурхандарьинская области. Исследования показали, что наиболее благоприятными условиями для этого обладают Верхние Эколого-водохозяйственные районы Узбекистана - зона пресных грунтовых вод (сазовая зона).
По многолетним данным (1965 - 2020), минерализация воды в коллекторно-дренажной сети верхних районов изменяется в пределах 0,3 - 1,8 г/л. Как показывают наши анализы, уточнены основные гидрохимические типы ГВ, среди которых преобладающий - сульфатный.
В то же время, как показал анализ динамики ГВ юга Узбекистана, наблюдается иссушение зоны аэрации (почвенная засуха), водообес-печенность этих районов в маловодный год (1925, 1926, 1927, 1941, 1986, 2000, 2001, 2011, 2016, 2021) колеблется в пределах 52-67%. Идентична картина истощения ГВ, понижение их уровня наблюдается во многих странах мира, прежде всего в Индии, Ливии, Саудовской Аравии, США. В Северном Китае произошло понижение уровня ГВ более чем на 30 м на территории, где проживает свыше 100 млн человек. Определено, что 10% мирового урожая зерновых производится с использованием ГВ [8, С. 17].
Мы придерживаемся того мнения, что в ряде районов снижение уровней грунтовых вод и уменьшение объёма испарения может привести к нежелательным изменениям общих ландшафтных условий. По рекогносцировочным обследованиям (1975 - 2021) верхних эколого-водохозяйственных районов установлено резкое высыхание отдельных садов и виноградников, основной причиной которого является почвенная засуха за счет понижения уровня ГВ ниже критического интервала, что привело к ухудшению мелиоративно-гидрологических условий зоны аэрации.
Учитывая практику гиперирригации прошлых лет, пресный характер грунтовых вод и превалирование сульфатных солей в ГВ верхних и средних районах юга Узбекистана, в целях экономии водных ресурсов, регулирования водно-воздушного и водно-солевого режимов и предотвращения почвенной засухи на орошаемых землях, считаем необходимым мероприятием внедрение субирригации путем сооружения модернизированных устройств «Каскад» для регулирования дренажного (речного и оросительного) стока с учетом рельефа, водохозяйственных и мелиоративно-гидрологических условий.
По данным ООН засуха, как и пандемия, будет продолжаться длительное время. И как отмечает специальный представитель Мами Мизуторий - Засуха на грани обращения в очередную пандемию и вакцины против неё нет. (htt://kun.uz/21859952, 17.06.2021).
Вопреки сказанному, в настоящее время совместно с Кашкадарьинской мелиоративной экспедицией выбраны пилотные участки в Миришкорском, Гузарском и Шахрисябзском районах где устанавливаются устройства в целях проведения наблюдений за эффективностью субирригации. На основе этих результатов будут разработаны рекомендации по внедрению данной технологии для всех аридных зон Мира в целях улучшения эколого-мелиоративного состояния и предотвращения почвенной засухи.
Список литературы
1. Данилов-Данильян В.И., Хранович И.Л. Управление водными ресурсами. Согласование стратегий водопользования. М.: Научный мир, 2010. 232 с.
2. Парфенова Н.И., Исаева С.Д., Рыбина Н.Н., Бондарик И.Г. Взаимосвязь поверхностных и подземных вод при мелиорации и экологическая устойчивость природных систем // Мелиорация и водное хозяйство. Москва, 2009. № 5. С. 35-38.
3. Чембарисов Э.И., Жакыпова А.Ж. Общая характеристика коллекторно-дренажных вод Республики Каракалпакстан // Сб. науч. трудов САНИИРИ. Ташкент, 2003. С. 32-37.
4. Веригин Н.Н., Васильев С.В., Куранов Н.П., Саркисян В.С., Шульгин Д.Ф. Методы прогноза солевого режима грунтов и грунтовых вод / Под ред. Веригина Н.Н. М.: Колос, 1979. 336 с.
5. Джуманов Ж.Х., Чертков Ю.Т., Джуманов А.Х. Подземные воды - резерв для орошения фермерских хозяйств Ферганской долины// Материалы Респ. научно-практ. конф. Ташкент: Изд-во АН РУз., 2009. С. 59-63.
6. Исаев С., Ражабов Т. Тадирсимон тупроклар шароитида субирригация усулида сугрилганда гуза ^осилдорлигига таъсири // О' zbeison qishloq xo'jaligi. Тошкент, 2008. № 3. С. 11-12.
7. Караджи Ф., Мухамеджанов В., Вышпольский Ф. Совместное использование поверхностных и грунтовых вод на орошение - стратегия преодоления засоления почв и дефицита воды // Материалы межд. семинара ИКАРДА. Тараз: ИЦ «АКВА», 2002. С. 28-38.
8. Савельев В.Ю. Экологический менеджмент. М.: Логос, 2001. 126 с
