Орошение

Требования к качеству оросительной воды.

 Водные ресурсы речного стока Украины без учета вод Дуная составляют 87,1 км3/год, а прогнозные ресурсы подземных вод оцениваются в 21 км3/год. Такая водообеспеченность Украины водными ресурсами является одной из наиболее низких в Европе. Исходя из этого, применение для орошения овощных культур капельного способа является целесообразным не только с точки зрения повышения их продуктивности и качества, но и с позиции значительной (до 30-90%) экономии оросительной воды. Для капельного орошения овощных культур можно использовать воды природных и искусственных водоемов, подземных источников. Большая протяженность и разветвленность сети трубопроводов (магистральные, распределительные, участковые, поливные), малые диаметры выходных отверстий водовыпусков при значительном их количестве, пониженные давление и скорость движения воды обуславливают высокую степень подверженности элементов систем капельного орошения засорению. Это, в свою очередь, ведет к повышению требований к качеству оросительной воды. Пригодность воды для орошения оценивают по степени ее влияния на почву, растения и элементы оросительной системы. Качество оросительной воды в Украине регламентируется двумя действующими нормативными документами: ДСТУ 2730-94 «Качество природной воды для орошения. Агрономические критерии» и ВНД 33-5.5-02-097 «Качество воды для орошения. Экологические критерии». Еще два нормативных документа находятся на утверждении в Госстандарте Украины: ДСТУ «Качество природной воды для орошения. Экологические критерии» и ДСТУ «Качество природной воды для систем капельного орошения. Агрономические и экологические критерии».
Оценка пригодности оросительной воды по степени влияния на почву и растения осуществляется по таким показателям:
общая минерализация, мг/дм3;
сумма токсичных солей в эквивалентах хлора, мг.-экв/дм3;
отношение суммы катионов натрия и калия (мг. -экв/дм3) к сумме всех катионов (мг. -экв/дм3), %;
отношение концентрации катионов магния (мг.-экв/дм3) к концентрации катионов кальция (мг.-экв/дм3);
содержание анионов хлора (СГ), мг. -экв/дм3;
содержание карбонатов (СОз ), мг. -экв/дм3;
содержание гидрокарбонатов (НСОз), мг.-экв/дм3;
щелочность от нормальных карбонатов (СОз) и токсическая щелочность (НСОз — СО2*), мг. -экв/дм3;
величина рН;
термодинамические потенциалы;
температура воды, °С.
Качество оросительной воды относительно опасности вторичного засоления почв и повышения их щелочности устанавливают на основании комплексной оценки показателей: содержание токсичных ионов (в эквивалентах хлора) с учетом гранулометрического состава почв, токсичной щелочности и щелочности от нормальных карбонатов, рН. Качество оросительной воды относительно опасности осолонцевания почв определяют по таким показателям: содержание общей и токсичной щелочности, хлора, щелочности нормальных карбонатов, отношения (в %) суммы щелочных катионов натрия и калия (мг.-экв/дм3) к сумме всех катионов (мг.-экв/дм3), величины отношения в оросительной воде магния к кальцию и классу воды по опасности засоления. Оценка качества оросительной воды относительно опасности ее токсического воздействия на растения определяется по содержанию ионов хлора, карбонатов, гидрокарбонатов и токсичной щелочности в мг.-экв./дм3. Качество оросительной воды относительно термодинамических показателей определяют по активности ионов водорода, натрия, кальция и соотношению натриево-кальциевого потенциала (индексу устойчивости 1с). Он характеризует коррозионные качества воды или возможность выпадения в осадок труднорастворимых карбонатов кальция в результате нарушения карбонатно-бикарбонатного равновесия. Величина его должна быть в пределах -0,5<1с +<0,5. При 1с<—0,5 возможна коррозия металлических частей системы капельного орошения, при 1с>+0,5 возможно выпадение в осадок карбоната кальция, что приводит к засорению трубопроводов и капельниц. Для оценки качества оросительной воды по экологическим критериям выделяют два класса:
1 класс — «Пригодная вода»;
2 класс — «Ограниченно пригодная вода».
Вода более низкого качества, показатели которой выходят за пределы значений второго класса, является непригодной для капельного орошения без предварительного мелиоративного улучшения ее качества.
Воду второго класса используют для орошения при условии постоянного экологического контроля и обязательного комплекса агромелиоративных мероприятий. Если по разным группам показателей вода относится к разным классам качества воды для орошения, общую оценку осуществляют по худшему показателю.
Согласно нормативным документам, нормирование качества воды для орошения по экологическим критериям необходимо проводить по двум группам показателей:
а) первая группа — качество воды и содержание веществ, которые в некотором количестве необходимы для нормального функционирования агроэкосистемы;
б) вторая группа — качество воды и содержание веществ, которые отрицательно влияют на состояние и функционирование агроэкосистемы и компонентов окружающей природной среды.
Первая группа содержит такие общеэкологические и эколого-гигиенические показатели:
содержание азота, мг/дм3;
содержание микроэлементов (марганец, железо, медь, бор, кобальт, цинк, молибден) и фтора, мг/дм3;
содержание БHK5 - биологическая необходимость в кислороде, мгОг/дм3;
Вторая группа содержит такие показатели:
а) эколого-токсикологические:
содержание тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий, селен, мышьяк, хром общий, висмут, никель, ванадий), мг/дм3;
содержание пестицидов, мг/дм3;
содержание фенолов и цианидов, мг/дм3;
содержание нефти и нефтепродуктов, мг/дм3;
содержание детергентов (синтетических моющих средств), мг/дм3;
б) санитарно-бактериологические:
наличие бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс);
наличие фагов кишечной палочки (индекс коли-фагов);
наличие патогенной микрофлоры;
наличие яиц гельминтов;
в) наличие радиоактивных веществ.
Оценку качества оросительной воды по содержанию макроэлементов питания овощных культур осуществляют для того, чтобы предотвратить ухудшение эколого-гигиенических показателей качества продукции, а также состояния подземных и поверхностных вод, а по содержанию отдельных микроэлементов, тяжелых металлов и пестицидов — чтобы исключить отрицательное влияние на овощные культуры, почву, подземные и поверхностные воды. Пригодность воды по степени ее воздействия на элементы системы капельного орошения оценивается по показателям, состав и значения которых приведены в справочных данных. Если качество воды не отвечает требованиям, ее можно использовать для орошения только после проведения соответствующих мероприятий по мелиорации воды. Целесообразность их проведения должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами. Допустимое содержание взвешенных частиц минерального и органического происхождения в оросительной воде и предельные размеры частиц зависят от размера отверстий водовыпусков и средств автоматизации.
Температура оросительной воды во время вегетационного периода должна быть в пределах от 10 до 30°С. Чтобы не допустить химических и биологических загрязнений в оросительной воде, очистить ее от отложений карбонатов, фосфатов и окисей железа, а также улучшить агробиологические качества, в системе капельного орошения должна предусматриваться реагентная обработка и аэрация воды. В каждом конкретном случае возможность использования воды для капельного орошения овощных культур обосновывается данными ее химического анализа. Учитывая тот факт, что в абсолютном своем большинстве качество вод природных источников не соответствует приведенным выше требованиям, одним из главных элементов систем капельного орошения являются средства очистки воды от механических и биологических загрязнений. Технологическая схема очистки оросительной воды для конкретного участка выбирается с учетом качества воды в источнике орошения, принятого типа поливных трубопроводов и их требований к степени очистки воды. В системах капельного орошения, как правило, применяется одно-и двухступенчатая очистка воды с использованием сетчатых, дисковых и песчано-гравийных фильтров. Если источником орошения является водопроводная сеть или артезианская скважина, можно использовать одноступенчатую схему очистки при помощи сетчатых или дисковых фильтров. Металлические фильтры изготавливаются с присоединительными размерами 3 и 4", рассчитанными на давление 1 МПа. При использовании для полива воды из поверхностных источников(речка, озеро, пруд, водохранилище) необходимо применять двухступенчатую очистку с использованием песчано-гравийных и сетчатых или дисковых фильтров. В некоторых случаях, когда длина магистрального и распределительных трубопроводов значительная, возникает необходимость в монтаже дополнительного узла предохранительной очистки воды на каждый поливной модуль отдельно. На этом этапе очистки применяются сетчатые или дисковые фильтры. В конструкциях систем капельного орошения используются пластмассовые дисковые фильтры, присоединительные размеры которых могут быть от 3/4 до 3" с расходом 4-50 м3/ч. На украинском рынке наиболее широко представлены фильтры фирм NETAFIM, ARKAL(Израиль), AZUD(Испания), ARAG, EDEN, IRRITEC(Италия), PALAPLAST(Греция). Центр микроорошения ИГиМ УААН также выпускает дисковые фильтры производительностью до 7 м3/ч и с присоединительными размерами до 5/4". Разработана конструкция песчано-гравийных фильтров диаметрами 400, 800 и 1200 мм производительностью 5, 20 и 45 м3/ч, соответственно, и налажен их серийный выпуск. Среди песчано-гравийных фильтров зарубежных фирм наиболее распространенными являются фильтры компаний DROP(Греция), MAZZALI, VALDUCCI(Италия) и др. Производительность их составляет 10-60 м3/ч, присоединительные размеры — до 4". Для качественной работы песчано-гравийных фильтров необходимо обеспечить их периодическую промывку от загрязнений. Частота промывок (длительность фильтроцикла) зависит от их конструкции, качества воды и может изменятся от нескольких часов до нескольких дней. Промывка может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Промывка в ручном режиме является довольно трудоемким процессом. Поэтому при использовании капельного орошения овощных культур на больших площадях целесообразно использовать систему автоматической промывки фильтров. Исполнительными органами в таких системах подготовки воды являются дистанционно управляемые клапаны, которые обеспечивают перераспределение потоков воды в фильтрах при промывке. Оно достигается установкой на каждом фильтре двух двухходовых или одного трехходового клапана. На фильтростанциях с автоматической промывкой наиболее часто используются трехходовые клапаны или блоки, реализущие функцию трехходового клапана следующих фирм-производителей: AQUATEC(Франция), BERMAD(Израиль), COMETAL, RAFAEL(Испания). Управление промывкой фильтров осуществляется с использованием контроллера на основе программирования длительности фильтроцикла, времени промывки одного фильтра, а также их количества на фильтростанции.
Орошение овощных культур водой нормативного качества — основа длительной работы элементов системы капельного орошения и база для получения высоких урожаев.
 

 

Источник: По материалам журнала "Овощеводство"

 

Все статьи раздела "Орошение" ...