1. Оцінка впливу якості зрошувальної води на гідрогеолого - меліоративний стан агроланшафту

Крім загального вмісту солей (мінералізація, г/л) використовуються дані по змісту у воді різних іонів: Ca2+; Mg2+; Na+ + K+; CO32-; HCО3-; CI- ;SO42-, а також по значенню водневого показника рН.

Якість зрошувальної води визначається Державним стандартом “Якість природної води для зрошення”.

Вихідні дані доцільно розмістити у табличній формі

Таблиця 2.1. Характеристика якості зрошувальної води

Одиниця виміру	І О Н И						Мінералізація води	рН
	HCО3	CI-	SO42-	Ca2+	Mg2+	Na++K+
мг/л	230	32	100	56	70	38	526	8,5
г/л	0,23	0,032	0,1	0,056	0,07	0,038	0,526	-
мг-екв/л	3,68	0,896	2,1	2,8	5,74	1,67	-	-

Для перерахунків значень хімічних аналізів якості зрошувальної води з мг/л в мг - екв/л використовується коефіцієнт (е – еквівалентна маса іону), який дорівнює для іонів:

Аніони: Катіони:

CО32 - = 0,033 Ca2+ = 0,050

HCО3 - = 0,016 Mg2+ = 0,082

CI- = 0,028 Na+ + K+ = 0,044

SO42-=0,021

Перерахунки з мг/л мг-екв/л проводяться за формулою (2.1):

1) Оцінка загальної мінералізації (М) по небезпеці засолення з врахуванням солестійкості сільськогосподарських культур.

При М £ 0,2 – 1,0 г/л – вода придатна для зрошення;

М = 1,0 – 2,0 г/л – вода небезпечна з точки зору вторинного засолення ґрунтів;

М = 3 – 5 г/л – вода придатна тільки за винятком, може використовуватись на піщаних ґрунтах, при умові достатнього природного дренування та здійсненні промивного режиму.

Так як мінералізація 0,526 г/л, вона знаходиться в межах 0,2 – 1,0 г/л, то вода придатна для зрошення.

2) Оцінка якості зрошувальної води по небезпеці вторинного засолення при тривалому зрошенні.

М £ 0,45 г/л – вода доброї якості (небезпеки повторного засолення немає);

М = 0,45 – 1,92 г/л – вода середньої якості (є небезпека вторинного засолення при тривалому зрошенні);

М ³ 1,92 г/л – вода поганої якості (висока небезпека вторинного засолення).

Так як мінералізація 0,526 г/л, вона знаходиться в межах М = 0,45 – 1,92 г/л – вода середньої якості (є небезпека вторинного засолення при тривалому зрошенні).

3) Оцінка якості зрошувальної води з точки зору солестійкості сільськогосподарських культур.

Оцінку доцільно проводити з урахуванням інформації таблиці 2.2.

Таблиця 2.2. Солестійкість сільськогосподарських культур

Солестійкість сільськогосподарських культур	Сільськогосподарські культури	Витримують без втрат врожаю концентрацію солей у водній витяжці ґрунту, г/л
1.Найбільш солестійкі	ячмінь, овес, бавовник, сахарний буряк, рис	4,5 – 5,1
2. Середні по солестійкості	пшениця ярова, буряк столовий	1,3 – 3,2
3. Низька солестійкість	плодові (абрикоси, персики, груші) та овочеві (цибуля, морква та інші)	0,6

При мінералізації 0,526 г/л можливе вирощування найбільш солестійких, середньої та низької солестійкості сільськогосподарських культур.

4) Оцінка впливу на сільськогосподарські культури токсичних іонів зрошувальної води

Оцінка токсичності для рослин змісту в зрошувальній воді іонів Na⁺.

При вмісті Na⁺< 3 мг – екв/ л, вода придатна для зрошення без обмежень.

Так при вмісті Na⁺=1,67мг-екв/л, то вода придатна для зрошення без обмежень.

Оцінка токсичності для рослин змісту в зрошувальній воді іонів CI.

При змісті іонів CI до 3 – 4 мг –екв/л, вода придатна для зрошення.

Так при вмістіCI=0,896 мг–екв/л вода придатна для зрошення.

Оцінка проводиться по змісту в зрошувальній воді іону HCO^3-.

При: HCO3-< 3,5 мг – екв/л, вода придатна для зрошення і не викликає процесів підлужування.

HCO3 - = 3,5 – 8,5 мг – екв/л, вода обмежено придатна для зрошення (при тривалому зрошенні викликає процеси підлужування та осолонцювання).

HCO3 - > 8,5 мг – екв/л - вода не придатна для зрошення.

Так при вмістіHCO^3-=3,68мг – екв/л, , вода обмежено придатна для зрошення (при тривалому зрошенні викликає процеси підлужування та осолонцювання).

5) Оцінка впливу якості зрошувальної води на водопроникнення ґрунтів.

Визначається коефіцієнт К, характеризуючи небезпеку осолонцювання зрошуваних ґрунтів (за І.П.Айдаровим, О.І.Головановим):

Дані Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ підставляються з табл. 2.1 в мг-екв/л.

Для територій зі слабо дренованими темно-каштановими грунтами, схильними до осолонцювання, рекомендується К£ 25 % при М_зр £ 0,7 – 0,8 г/л, рН £ 7,5. Для південних чорноземів К £ 15 % при М_зр £ 0,5 – 0,6 г/л, рН < 7,5

При значенні коефіцієнту К =19,55% виникає небезпека осолонцювання при зрошенні на південних чорноземах.

6) Визначення коефіцієнту іонообміну К (методика оцінки небезпеки підлужування та подальшого осолонцювання за І.М.Антиповим-Каратаєвим).

де значення Na⁺ ; Ca2⁺ ; Mg ²⁺ в мг-екв/л , а М в г/л.

При К > 1,0 – вода придатна для зрошення і не викликає небезпеки підлужування та осолонцювання.

При К < 1,0 – вода непридатна для зрошення, тому що викликає процеси підлужування та осолонцювання.

Так як К=% – вода придатна для зрошення і не викликає небезпеки підлужування та осолонцювання.

7) Оцінка якості зрошувальної води згідно показника натрієво-адсорбіційного відношення SAR ( по формулі Гапона):

Значення Na⁺ , Ca²⁺ , Mg²⁺ в мг-екв/л.

При оцінці якості води з точки зору небезпеки осолонцювання враховується зміст катіонів у воді і мінералогічний склад ґрунтів.

Співвідношення катіонів у воді впливає на активність іонів натрію і на його спроможність впроваджуватися в ґрунтовий вбираючий комплекс, що враховує показник SAR. При поливах між зрошувальною водою і грунтом відбувається активна взаємодія, внаслідок якої формується новий склад ґрунтового розчину. Важливо встановити, в якому напрямку буде протікати цей процес.

Внаслідок взаємодії поливних вод і ґрунту може розвиватися процес осідання карбонатів, що спостерігається при різному підлужуванні ґрунтового розчину, або навпаки – розчин кальцієвих солей ґрунту у випадку підкислення розчину поливними водами. Осідання кальцію призводить до збільшення в розчині процентного вмісту натрію і зростання величини SAR. Ця тенденція, зв’язана зі складом зрошувальних вод і враховується при розрахунку “уточненого SAR*”.

SAR* = SAR .[1 + (8,4 – рНс)]

де рНс = ( рК2 – рК СаСО3) + р(Са + Mg) + р(А1k)

Розрахунок уточненого SAR* проводиться таким чином:

1. Розрахуємо суму катіонів: Са²⁺ Mg²⁺ Na⁺ = 2,8+5,74+1,67=10,21

2.Найбільш близьке до отриманої величини – це 10,0. Величина рК2 - рК _СаСО3 дорівнює 2.3.

3. Визначаємо суму Са+Mg = 2,8+5,74=8,54

4.Відповідне значення, близьке до 10,0 і значення р(Са+Mg) дорівнює 2,3.

5. За величиною загальної лужності знаходимо р(А1k) = НСО³ =3,68; р(А1k) = 2,4.

6. Визначаємо значення рНс:

рНс = 2,3+2,3+2,4=7,0;

Поправка до SAR дорівнює:

1 + (8,4 - 7,0) = 2,4

7. Величина SAR без поправки дорівнює , з урахуванням поправки

SAR* = × 2,4= 1,94

SAR*=1,94 < 6 – вода доброї якості, не викликає процесів підлужування та осолонцювання.

8) Оцінка якості зрошувальної води за водневим показником рН.

Водневий показник рН характеризує активність або концентрацію іонів водню у розчинах. Від вмісту іонів водню і гідроксиду залежать властивості води. В хімічно чистій воді вони містяться в рівних кількостях, тому така вода нейтральна рН = 6,5 – 7,5 при рН< 6,5 – вода кисла, при рН> 7,5 – вода лужна.

Так як рН =8,5– вода лужна.

9) Розрахунок за іригаційним коефіцієнтом для вод різних гідрохімічних типів.

Так як Na⁺=1,67мг-екв/л>CI^-=0,896 мг-екв/л,та

Na=1,67 мг-екв/л<CI^-+SO4^2-=0,896+2,1=2,996 мг-екв/л використовуємо наступну формулу.

При К>18 – вода придатна для зрошення.

При 6 <К < 18 – вода задовільної якості, необхідні додаткові заходи для поліпшення води.

При К=5,9 ÷ 1,2 - вода незадовільної якості, накопичення лугів.

При К <1,2 – вода не придатна для зрошення.

Так як К = 54,81 – вода придатна для зрошення.