img-090539

чае поливные воды еще больше повысят уровень грунтовых вод, усилят испаряемость и, следовательно, увеличат их минерализа­ цию и засоление почв. Наибольшая опасность возникает при смы­ кании фильтрующихся сверху поливных вод с близко залегающи­ ми грунтовыми водами высокой минерализации.

Чтобы дать оценку пригодности воды для орошения, необходи­ мо знать температуру, минерализацию, солевой состав и ирригаци­ онный коэффициент.

Температ ура воды. Низкая температура воды для полива за­ держивает рост растений. Для устранения этого недостатка воду перед орошением обычно собирают в особые бассейны-водохрани- лища, где вода постепенно нагревается под воздействием солнца и теплого воздуха.

М инерализация. Твердо установленных норм содержания солей для поливных вод до сих пор не выработано. В зависимости от ус­ ловий полива и дренажа допускаемые значения минерализации во­ ды могут варьировать в весьма широких пределах. Нормирование затрудняется разнообразием почв, климатических условий, качест­ венным составом и количеством оросительной воды. С точки зрения минерализации безвредной, по А. Н. Костикову, считается вода, содержащая не более 1 —1,5 %о растворенных солей. При содержа­ нии солей от 1,5 до 3,0 % о необходимо проведение на орошаемом массиве мелиоративных мероприятий. Предельным значением об­ щего содержания солей в воде А. Н. Костяков считает 5,0 %о. Сте­ пень пригодности для орошения воды, обогащенной растворимыми солями, зависит от типа почвы, состава растворенных солей и вида выращиваемых растений. На легкопроницаемых и хорошо дрени­ рованных почвах может применяться более минерализованная во­ да, при тяжелых почвах со слабым дренажем нормы содержания солей снижаются.

Наиболее крупные ирригационные системы Средней Азии и За­ кавказья (реки Сырдарья, Амударья, Зеравшан и др.) имеют воду с минерализацией, близкой к 1 г/л. Но отсутствие пресных вод вы­ нуждает во многих случаях применять для орошения воды большей минерализации, как, например, воды рек Араке (до 1,4 г/л), Шарибаддарья (до 3 г/л), Атрек (1—9 г/л).

Солевой состав. Среди солей, растворенных в поливной воде, наиболее вредными считаются соли натрия. Степень вредности этих солей приблизительно характеризуется следующим соотношением масс: Na2C03: NaCI: Na2S04= 1 :3 : 10. Для легкопроницаемых почв принимаются следующие предельные значения содержания пере­ численных солей (в г/л): Na2C03 — 1,0; NaCI — 2,0; Na2S04 — 5,0.

При совместном присутствии этих солей в поливной воде эти значе­ ния снижаются. Для улучшения качества воды с высоким содер­

жанием соды добавляют гипс, который переводит Na2COa в менее вредный сульфат натрия.

И рригационны й коэффициент был предложен Стеблером как критерий оценки качества ирригационной воды. Ирригационный коэффициент К в вычисляется по следующим формулам:

где Na+, СГ, SO*” — концентрации соответствующих ионов в мил­ лимолях количества вещества эквивалента на 1 л.

Значением коэффициента К л определяется качество воды: более 18 — хорошее, от 18 до 6 — удовлетворительное, от 6,0 до 1 ,2 — неудовлетворительное, менее 1,2 — плохое, то есть вода вообще не­ пригодна для орошения.

Пригодность воды для орошения может быть определена и по другим коэффициентам. Например, американские специалисты применяют так называемое натриевое адсорбционное отношение (SAR) для оценки опасности осолонцевания почв, когда в воде со­ держится много ионов натрия:

(12.9)

Концентрация катионов в этой формуле выражается в миллимолях количества вещества эквивалента на 1 л. Поливная вода с коэффи­ циентом SAR > 1 0 считается опасной с точки зрения возможного осолонцевания почв.

Степень влияния химического состава воды на почвы зависит, помимо всего, от общих мелиоративных и агротехнических усло­ вий. Применение вод повышенной минерализации для полива сель­ скохозяйственных культур А. Н. Костяков считает возможным при следующих условиях:

1 ) на легкопроницаемых почвах, не подстилаемых водоупорным слоем или бессточными грунтовыми водами, где не происходит на­ копления солей;

2) если применять небольшие оросительные нормы, то есть по­ ливы делать малыми порциями, но более часто, чтобы не вводить в

почву много солей и в то же время способствовать уменьшению концентрации почвенных растворов в верхних слоях почвы;

3) при хорошей агротехнике, позволяющей создавать и поддер­ живать комковатую структуру почвы и накапливать в почве атмо­ сферную влагу;

4) если в данной местности после оросительного сезона выпада­ ют осадки, достаточные для естественной промывки накопившихся

впочве солей.

Ксожалению, из-за недостатка пресных вод в настоящее время

наблюдается тенденция к использованию для орошения посевов все более сильно минерализованных вод. Поэтому рассматриваемый вопрос имеет актуальное значение.

Многочисленными исследованиями доказано, что действитель­ ная концентрация почвенных растворов, как правило, значительно выше, чем концентрация солей в водах, обычно применяемых для орошения. Даже в самых лучших незасоленных орошаемых почвах Средней Азии и Закавказья концентрация солей в почвенном рас­ творе составляет приблизительно 4—8 %о. В среднезасоленных почвах концентрация почвенного раствора гораздо выше, она дос­ тигает 20—30 %о. В сильно засоленных почвах, в том числе солон­ чаках, концентрация почвенного раствора в верхних горизонтах доходит до 100—300 %о.

Не только пресные, но и солоноватые (1—3 %о) и соленые (3— 10 %о) оросительные воды вызывают резкое временное понижение минерализации почвенного раствора в верхних горизонтах почвы. Использование даже морских вод (35 %о) для промывки солончаков способно вызывать разбавление их почвенных растворов. Этим объ­ ясняются случаи успешного применения высокоминерализованных вод для орошения в пустынях.

После каждого полива разбавленный почвенный раствор, транспирируясь растениями и испаряясь, снова концентрируется. Если разведение достаточно велико и если соленые оросительные воды достаточно интенсивно удаляются с поля путем дренажа, от­ носительно высокая минерализация оросительной воды может не приносить вреда. Согласно исследованиям В. А. Ковды, губитель­ ный для растений уровень концентрации почвенного раствора со­ ставляет около 12—15%о. Обычно растения, такие как хлопок и люцерна, не могут существовать при более высокой концентрации растворов. Как полагает В. А. Ковда, любая оросительная вода, в которой концентрация солей ниже этих значений и составляет, на­ пример, 3— 7 %о, может быть успешно использована для улучше­ ния и полива засоленных почв. Единственное важное условие за­ ключается в том, что необходимо поддерживать преобладающее нисходящее движение почвенных вод, чтобы предотвратить сколь- ко-нибудь значительное накопление растворимых солей в верхних слоях почвы.

При оценке пригодности соленой воды для орошения надо учи­ тывать опасность засоления, в том числе хлоридного и борного, осолонцевания, карбонатного подщелачивания почв. В настоящее время невозможно предложить такую классификацию ороситель­ ных вод, которая могла бы быть использована в качестве практиче­ ского руководства в любой местности и при любых условиях. В Рос­ сии воды с минерализацией 0 , 2 — 0 , 5 % о считаются хорошими, а с минерализацией 1—2 % о — опасными в отношении возможности засоления. Воды с минерализацией 3—7 % о могут использоваться для орошения в виде исключения и только при наличии идеального дренажа и применении поливов промывного типа.

335

Глава 13

ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ

Для того чтобы иметь возможность постоянно контролировать влияние антропогенных факторов на окружающую природную сре­ ду и там, где это необходимо, предотвращать и ликвидировать от­ рицательные последствия такого влияния, в нашей стране в 1972 г. была создана Общегосударственная служба наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК), позднее переименованная в Государственную службу наблюдений за со­ стоянием окружающей природной среды (ГСН). Эта служба осуще­ ствляет наблюдение за уровнем загрязнения атмосферы, почвы и водных объектов по физическим, химическим и гидробиологиче­ ским (с 1974 г.) показателям (гидробиологические наблюдения осуществляются только на водных объектах). ГСН организована с целью наблюдения за происходящими в окружающей природной среде физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объек­ тов, последствиями их влияния на растительный и животный мир, обеспечения заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей природной среде, предупреждениями и прогнозами ее состояния.

13.1. О рганизация р аб о т по н аб лю д ен и ю з а со сто ян и ем п овер х н о стн ы х в о д суши

В рамках ГСН выполняются режимные, специальные и экспе­ диционные наблюдения.

Режимные наблюдения. Сеть пунктов режимных наблюдений служит для получения систематической информации об уровне за­ грязнения водных объектов по физическим, химическим и гидро­ биологическим показателям. Обработанные данные передаются ор­ ганам управления и хозяйственным организациям. В Российской Федерации сеть наблюдений состоит более чем из 1800 пунктов, расположенных на 1200 водных объектах. Основные принципы ор­ ганизации системы наблюдений за состоянием водных объектов в рамках ГСН определены нормативными документами (последнее издание РД.52.24.309—92).

Под пункт ом наблюдений за состоянием поверхностных вод понимается место на водоеме или водотоке, где осуществляются

работы для получения данных о составе и свойствах вод. Пункты режимных наблюдений размещаются в местах:

расположения городов и крупных рабочих поселков, сточные и ливневые воды которых сбрасываются в водные объекты;

сброса сточных вод отдельных крупных промышленных пред­ приятий (заводов, рудников, шахт, нефтепромыслов и др.);

сброса подогретых вод от ТЭЦ, ГРЭС, АЭС; сброса коллекторно-дренажных вод, отводимых с орошаемых

или осушаемых земель, организованного сброса сельскохозяйст­ венных сточных вод;

предплотинных участков рек, важных для рыбного хозяйства; крупных нерестилищ и зимовий ценных видов промысловых

организмов; замыкающих створов больших и средних рек;

впадения загрязненных притоков в большие водоемы и водо­ токи.

Расположение пунктов наблюдения на загрязненных объектах должно обеспечивать возможно более полную характеристику мас­ штабов и вида загрязнения. Выбор пунктов фоновых наблюдений, расположенных в районах с наименьшим загрязнением, должен быть обусловлен физико-географическими данными региона. Пункты определения фонового состояния воды водоемов, водотоков создаются также на территории государственных заповедников и природных национальных парков и в местах, которые являются уникальными природными образованиями.

Все пункты режимных наблюдений подразделены на четыре категории в зависимости от народнохозяйственного значения вод­ ного объекта, качества воды, размера и объема водоема или водото­ ка (табл. 13.1).

Пункты наблюдений могут состоять из одного или нескольких створов. Под створом пункта наблюдений за состоянием поверхно­ стных вод понимается условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором осуществляются работы для получения данных о составе и свойствах воды. Количество створов и их расположение зависят от типа водного объекта и характеристики источника за­ грязнения (табл. 13.2).

Пробы в створах отбираются по вертикалям с одного или не­ скольких горизонтов. Под верт икалью понимается условная от­ весная линия от поверхности до дна водного объекта. Количество вертикалей определяется рядом факторов:

1) шириной зоны загрязненности водного объекта (первая вер­ тикаль располагается на расстоянии не далее 500 м от берега или от источника загрязнения, последняя — непосредственно за границей зоны загрязнения);

2) условиями смешения сточных вод с речными. При неодно­ родном химическом составе в створе располагается не менее трех вертикалей — на стрежне и на расстоянии 3—5 м от берегов. При однородности химического состава воды в водотоке на стрежне раз­ мещается одна вертикаль (табл. 13.3).

Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной во­ доема или водотока в месте расположения вертикали (табл. 13.4).

Состав и объем контролируемых показателей качества воды оп­ ределяются характером использования водного объекта, видом за­ грязнения и требованиями потребителей информации. Наблюдения за качеством воды проводятся по обязательной и сокращенной про­ граммам.

О бязат ельная программа является общей для сети и включает следующие разделы:

визуальные наблюдения (отмечаются явления, необычные для данного водного объекта, например: наличие и характер пленки на поверхности воды и на береговой полосе, плавающие примеси, по­ вышенная мутность, посторонняя окраска, „цветение”, пена, выде­ ление пузырьков донных газов, гибель рыбы, земноводных, расте­ ний и др.);

измерение расхода воды на водотоках или уровня на водоемах; измерение температуры, цветности, прозрачности, запаха, pH и

E h, концентрации кислорода и диоксида углерода, взвешенных ве­ ществ, главных ионов и их суммы, органических веществ (по ХПК и БПК), биогенных веществ и основных загрязняющих веществ (нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, фенолы, пестициды, тяжелые металлы).