УДК 626.823.915.

А.А. Шомантаев, доктор с.-х. наук, профессор КызГУ им. Коркыт Ата

Г.С. Абиева, к.т.н., старший преподаватель КызГУ им. Коркыт Ата

М.Ж.Жамиев, соискатель КызГУ им. Коркыт Ата

Р. Шегенбаева, соискатель КызГУ им. Коркыт Ата

 

Ирригационная оценка  пригодности сточных вод г. Кызылорда для возделывание древесных культур

 

Для технической оценки возможности использования сточных вод г. Кызылорда для орошения сельскохозяйственных и древесных культур определяют такие показатели как: плотный и прокаленный остаток содержание НСО-3; СО-3; SO-4; Cа+2; Мg+2; К+; Na+, общий аммонийный и нитратный азот, окисляемость, содержание специфических органических веществ (формальдегида, хрома) и тяжелых металлов (свинца, олова и др.)

Прежде чем ставить вопрос об использовании сточных вод г. Кызылорда нами производилась ирригационная оценка пригодности их для орошения. При оценке пригодности сточных вод на орошение учитывался ее химический состав, строение и состав почвы, а также гидрогеологические и климатические условия региона в целом.

Для оценки пригодности сточных вод нами использовалось все существующие ирригационные методы ученных ближнего и дальнего зарубежья и на их основе производились расчеты по агрохимической оценке качества оросительной воды (таблица 1)

 

Ирригационная оценка пригодности сточных вод Кызылординской городской канализаций, экв/л

Таблица 1

№

Методы расчета

Расчетные формулы

 

Cl

 

SO4

 

Ca

 

Mg

 

 

Na+K

 

Ca+Mg

 

Na/Ca

Na

оценка

Ca+Mg

1

А.М..Можейко

Na+Kx100

 катион

5,79

9,4

7,2

9,6

7,7

16,8

1,07

0.46

Вода не опасна

 

7,7/20,6х100+=37,4<65%

2

М.Ф.Буданова

1.Na/Ca

7,7/7,2=1,07>1.0

Не пригодна

2.(Na/Ca+Mg)

(7.7/7.2+9.6)=0.46<4.0

Пригодна

3.ингр/(Ca+Mg)

3.97/7.2+9.6=2.4<4.0

Пригодна

3

Ричардс (США)

S=

S=[7.7/]=2.65<8.0

Не происходит

осоленцевания

4

Стеблер (Франция )

Ka=(288/rNa+rCl)

Ka=(288/7.7+5.79)=21.3>18

Пригодна к орошению

5

ВНИИССВ

Сl<300 мг/л

205.9<300

Удовлетворяет требованиям

 6

СЭВ и ВНИИССВ

SO4

451.2<500

Удовлетворяет требованиям

7

ВНИИССВ

Мg<300 мл/л

115.2<300

 

Удовлетворяет требованиям

 

На практике ирригационная оценка качества оросительной воды оценивается по общей минерализации, содержание натрия, кальция, калия соотношения катионов (шт/экв), типу почвы и величины водородного показателя (рН).

Расчеты, приведенные в таблице 1 показывают, что оценка сточных вод по существующим классификациям говорит об их пригодности для орошения. За исключения метода М.Ф. Буданова где отношения натрия к кальцию получилось больше 1,0.

М.Ф. Буданов [10] считает, что при минерализации воды до 1,0г/л, соотношение катионов должно быть следующее:

Na/Ca<1,0 b Na/(Ca+Mg)<0,7 или ∑солей /(Са+Мg)<3,0

В США [11] классификация Ричардса основана на показателе натриевого адсорбционного отношения (SAR). К.И. Стеблером [12] предложено щелочная характеристика оросительных вод с учетом солей кальция (Ca) и магния (Mg).

В.Д. Долиной [13] разработаны требования к качеству состава сточных вод по основным агромелиоративным показателям для наиболее распространенных типов почв. В этой классификации такие показатели, как прозрачность, цветность и содержание кислорода не имитирует использование сточных вод на орошение, а состав сточных вод, независимо от категории и вида, должен соответствовать ряду показателей по типам почв.

Более жесткие условия к качеству оросительной воды ставит М.Ф. Буданов, что даёт возможность применения её в широком диапазоне.

В нашем случае ирригационная оценка по методу М.Ф. Буданова, сточные воды перед поливом сельскохозяйственных культур необходимо кальцинировать или разбавлять красной водой для улучшения ирригационных показателей.

Оценку пригодности сточных вод для орошения, также проводили по активности ионов водорода (рН), по содержанию водорастворимых  солей соотношение одно- и двухвалентных катионов, а также по содержанию азота (Na), фосфора (Р), калия (К).

По многим показателем сточные воды г.Кызылорда отвечают требованиям ГОСТа (таблица 2)

                                                                                                                            

Показатели качества сточных вод по ГОСТу

 Таблица 2

Сточные воды

Водопровод показателя(рН)

Дополнит. концентрация солей

Mg/Ca, мг/экв/л

Ca+Mg+Na+K. Мг/экв/л

Коэффициент адсорбции

Нормативная величина

6-8

3,0

1,0

75,0

12,0

Сточные воды г.Кызылорда

7,6

2,34

1,3

24,5

2,65

 

Из таблицы 2 видно, что сточные воды г.Кызылорда:

1.                     По активности ионов водорода отвечают существующим требованиям – рНст.вод=6,9-8,1<рНдоп =6,0-8,5;

2.                     По содержанию легкорастворимых солей после механической очистки, контактные пруды, поля фильтрации и секции прудов, незначительно отличаются от допустимой: ∑солей=1,08 г/л>∑солей доп.=1,0 г/л,  это допустимая величина в сточной воде для тяжелосуглинистых почв,  которым относятся почвы Кызылординской области;

3.                     По соотношению катионов натрия (Na), кальция (Ca) и магния (Mg) отвечают требованиям:

Na(Ca+Mg)=4.95(3,75+3,5)=1,8Б2,0-4,0, следовательно, натриевые      засоленные почвы исключается;

4.                     Соотношение концентрация ионов  Мg:Са в сточной воде составляет около 1,3. При значительной увеличении ионов магния в поливной воде не исключено магневое осоленцевание почвы при поливах. Необходимо уменьшить содержание ионов магния (Мg) .

5.                     Объём поступающих со сточной водой азота (N), фосфора (Р), и калия (К) должен быть меньше допустимой. Допустимые концентрации этих элементов определяют:

Сдоп.=

где Сдоп. – допустимая концентрация элементов в сточной воде, кг/м3; В- средневзвешенная по севообороту величина выноса урожаем азота (N), фосфора (Р), и калия (К), кг/га: Вазот=230, Вфосфор=50, Вкалий -250 кг/га; М- средневзвешенная по севообороту  по севообороту оросительная норма, мм; К-коэффициент усвоение элементов питание урожаем на почве низкой обеспеченности.

6.                     Для намеченного кормового севооборота средневзвешенная оросительная норма примерно составляет 5800 м3/га или 580 мм. Расчет производим для каждого элемента отдельно и в результате получено следующее значение:

Вазот=79,31кг/м3, Вфосфор=10,77 кг/м3, Вкалий = 53,9  кг/м3;

Содержание азота, фосфора и калия в сточной воде г. Кызылорды составляет в среднем 19:7:21 кг/га, что меньше допустимой [1].

Окончательная оценка пригодности сточных вод для орошения устанавливается путём использования их в почвенно-климатических условиях, где сами растения лучше покажут, насколько приемлем этот состав сточных вод.

Таким образом современные сточные воды Кызылординской городской канализации по химическим и другим показателям пригодным для орошения кормовых, технических и древесных культур, имеют солевой состав с преобладанием ионов кальция (Са=7,2 мг/л), магния (Mg=9,6 мг/л), хлора (Cl=5,79 мг/л) и характеризуется слабощелочной реакцией (рН=6,8-7,6) и имеют хорошо удобрительную ценность.  Содержание питательных элементов в 1000 м3 объёма следующее: азота -20-30кг: фосфора -8-12кг; калия-20-25, множество микроорганизмов и микроэлементов. Все они находятся в растворенном виде, попадая в почву, быстро поглощаются корнями растений. Динамика изменение сточных вод в течение вегетационного периода стабильна.

Почти все методы оценки пригодности сточных вод для орошения дают положительные результаты.

В целом вопрос о возможности сельскохозяйственного использования сточных вод г. Кызылорда решается не только на основании химических анализов воды, но и экспериментальными исследованиями по схеме взаимодействия: вода – почва – растение – животные. Только в этом случае само растение и почва лучше всего покажут, насколько приемлема эта сточная вода для орошения сельскохозяйственных культур.

Одна из главных задач при использовании сточных вод для орошения полностью ликвидировать загрязнение водоёмов, обеспечить минимальное накопление в прудах-накопителях или на полях фильтраций.

Научно – техническое обоснование схемы компоновки полей орошения заключается в выборе оптимального варианта, отвечающего санитарным, сельскохозяйственным, эксплуатационным и экологическим требованиям.

На основание анализа существующих технологических схем оросительных систем с использованием сточных вод (ОССВ)нами разработаны следующая схема для подготовки, доставки и использование сточных вод. (рис.1)

 

 

 

 

Периоды водоотведение

рис 1. схема подготовки и использование сточных вод г. Кызылорда

Поля орошения г. Кызылорда площадью 750га должно состоять из 3-х секций: I – секция А шириной 50м с общей площадью 20га должна засеваться тростником:  II-секция Б площадью 100га должна занимать гибридные тополя или другие виды древесных насаждений:  III-секция В – кормовой севооборот.

Тростниковое поле и гибридные тополя играют роль биологической очистки сточных вод. Сточные воды вегетационного периода будут накапливаться в существующих полях фильтрации. Наши опыты показали, что сточные воды, проходя через камышовое поле длиной 20-27м до 47-50%, очищается от всяких биогенных элементов, минерализация воды уменьшается почти 50-57%. Прирост и развития камышовых зарослей проходят быстрее, чем у камышовых зарослей на обычных речных водах.

Для гибридных тополей 2-ой участок должен быть разбит на 7 секции с равными площадями. Первый год осуществляется посадка гибридных тополей 1-ой секции, второй раз 2-ой секции и т.д. Когда осуществляется посадка гибридных тополей 7-ой секции, одновременно производится вырубка гибридных тополей с 1-ой секции. На восьмом году производится посадка гибридных тополей на 1-ой секции и одновременно вырубка тополей со 2-ой секции и т.д.

 

Литература

1.     Буданов М.Ф. Система и состав контроля за качеством природных и сточных вод при использовании их для орошения. – Киев 1970, с 48

2.     Антилов-Каратаев М.Н., Кадер Г.М. К методике определения мелиоративной оценки орошительной воды //Почвоведение, 1969, №5, с 96-101

3.     Долина В. Д. Оценка пригодности сточных вод для орошения в различных почвенно-климатических зонах // Естественные методы очистки сточных вод и их использование в сельском хозяйстве – М, 1972, с 5-13

4.     Бесчетнов П.П. Тополь. – Алматы: ''Кайнар'', 1969