Гидрохимический режим грунтовых вод на ирригационных системах Южного Казахстана



ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ИРРИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

ЮЖНОГО КАЗАХСТАНА

, к. с-х. н., доцент

Р. Салимбаев, мнс

ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства»

Анализ проведенных исследований, выполненных за последние годы в Казахстане, Узбекистане, США, Индии и Пакистане, показывает, что путем совершенствования традиционных технологий орошения и дренирования орошаемых земель, с использованием грунтовых вод (<3 г/л) на субирригацию можно снизить нормы орошения и водоотведения, антропогенную нагрузку на природную среду и получать высокие урожаи возделываемых культур при рациональном использовании природных ресурсов. Использование грунтовых вод на орошение сельскохозяйственных культур и на субирригацию требуют оценки их качества. Поэтому путем обобщения имеющихся материалов установлены динамика минерализации грунтовых вод и распределение их по площади орошаемых земель Южного Казахстана.

Обобщения материалов гидрогеолого-мелиоративных экспедиции показывают, что на площади 510,02 тыс. га орошаемых земель, минерализация грунтовых вод не превышает 1 г/л. Следовательно, 34,8% орошаемых земель имеют благоприятные условия для использования грунтовых вод на субирригацию. На площади 624,09 тыс. га или на 42,6% орошаемых земель минерализация грунтовых вод 1-3 г/л, поэтому их возможно использовать на субирригацию.

Сравнительный анализ экспериментальных данных показывает, что наибольшие орошаемые земли, имеющие минерализацию грунтовых вод свыше 3 г/л на ирригационных системах Кызылординской области, где их доля составляют 60% от общей площади орошаемых земель области. В Южно-Казахстанской области, площадь орошаемых земель с  минерализацией выше 3 г/л составляет 122722 га или 23% от общей площади. Наименьшее количество таких орошаемых земель имеют ирригационные системы Жамбылской и Алматинской областей.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Наблюдения за динамикой минерализации грунтовых вод в Махтааральском районе показывает, что, в период работы СВД и КДС в полном объеме, площадь орошаемых земель с пресной грунтовой водой (до 3 г/л) составляет 54,9% от общей площади орошаемых земель. В дальнейшем, с выходом из строя СВД и ухудшением технического состояния КДС, происходит снижение орошаемых земель с пресной грунтовой водой, и в 2013 г составило 34% от общей площади орошаемых земель. На 66% орошаемых земель минерализация грунтовых вод превышает 3 г/л. Поэтому их использование на субирригацию ограничено.

Минерализация грунтовых вод в рассматриваемых объектах изменяется в пределах 0,89 - 7,48 г/л. Анализ ионного состава грунтовых вод показывает, что в воде некоторых скважин присутствуют ионы СО32-, который изменяется  в пределах 0,02-0,100 г/л. Присутствие СО32- показывает о наличии в грунтовой воде нормальной соды Na2CO3, это является ограничивающим фактором использования грунтовых вод на субирригацию в Махтааральском массиве. Сода является наиболее токсичной солью, так как при  токсичности хлора 1, сода – 10. Это свидетельствует о том, что сода в 10 раз токсичнее чем хлор.

В грунтовой воде орошаемых земель Махтааральского массива, гидрокарбонаты изменяются в широких пределах 0,085-0,78 г/л,  их доля в сумме солей составляет 25%. Гидрокарбонаты, соединяясь с катионом натрия образуют соду – NaHCO3. Среди анионов доминирует – SO42-, их минерализация в рассматриваемых объектах изменяется в пределах 0,22-3,89 г/л. Поэтому в грунтовой воде доминирующими солями являются сульфаты – CaSO4, MgSO4 и Na2SO4. Сравнительный анализ данных показывают, что химизм засоления грунтовых вод Махтааральского массива является содово-сульфатным, сульфатным, хлоридно-сульфатным.

В бассейне рек Аса-Талас, в качестве примера приводим минерализацию и ионный состав грунтовых вод орошаемых земель Байзакского района Жамбылской области. Результаты обобщения материалов по минерализации грунтовых вод показывают, что их показатели меньше 3-х г/л и изменяются в пределах 0,279-2,624 г/л. Изменение минерализации грунтовых вод в широких пределах предопределили высокую их вариабельность. Поэтому вариабельность суммы солей составляет 104,3%.

Анализ ионного состава грунтовых вод показывает, что среди анионов отсутствует СО32-. Однако высокая щелочность грунтовых вод бассейна рек Аса-Талас подтверждается содержанием НСО3-. Минерализация по данным 14 скважины Байзакского района, изменяется в пределах 0,024-0,451 г/л. При этом доля НСО3- в сумме солей достигает 63,2% от общей минерализации.

Результаты наблюдений за динамикой минерализации грунтовых вод Коргатинского массива, расположенного в бассейне реки Шу показывают, что их показатели изменяется в пределах 0,547-2,553 г/л. При этом, в грунтовой воде некоторых скважин обнаружены анионы СО32-, что указывает на присутствие нормальной соды – Na2CO3. Высокое содержание аниона НСО3- говорит о щелочности грунтовых вод бассейна р. Шу. Например, в грунтовой воде скважин 35, 502, 503 концентрация этих анионов изменяется в пределах 0,232-0,525 г/л. В скважинах 502 и 503 чрезмерно высокая концентрация НСО3- предопределила их доминирующее положение в сумме солей и их доля доходит до 41,4% от общей минерализации.

Результаты наблюдений за изменениями минерализации и гидрохимического режима грунтовых орошаемых земель Алматинской области, по данным Зонального гидрогеолого-мелиоративного центра показывают, что практически на всех скважинах их показатели не превышают 3 г/л  и находятся в пределах 0,752-2,553 г/л. Поэтому грунтовые воды Алматинской области можно использовать на субирригацию, средняя их минерализация составляет 1,255 г/л. Сравнительный анализ вариабельности минерализации грунтовых вод Алматинской области с грунтовыми водами бассейнов Сырдарья, Аса-Талас и Шу показывает, что их изменчивость низкая. Коэффициент вариации минерализации грунтовых вод Алматинской области составляет 36,7%, а для ионов хлора – 1,10%.

Грунтовая вода Алматинской области характеризуется высоким содержанием гидрокарбонатов, так как в грунтовой воде  многих скважин, концентрация НСО3- является преобладающим ионом. Поэтому в таких водах, ограничивающим фактором может быть их высокая щелочность, использование которых на орошение и субирригацию повышает содержание щелочных солей в корнеобитаемом слое почв. Вместе с тем, в грунтовой воде некоторых скважин доминирующим анионом является  SO42-. В таких водах доминирующими солями являются сульфаты - СаSO42-, Na2SO4, MgSO4.

Таким образом, результаты наблюдения за динамикой минерализации и ионного состава грунтовых вод показывают, что при использовании их на субирригацию и орошение сельскохозяйственных культур необходимо проводить оценку на возможное засоление, осолонцевание и ощелачивание корнеобитаемого слоя почв. Поэтому для проведения оценки разработана специальная компьютерная программа, позволяющая оценить качество поверхностных, грунтовых и коллекторно-дренажных вод по нескольким показателям.