WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.Б.Беляев МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ Часть II Учебное пособие слабораторными работами Специальность 03.00.27. - почвоведение Воронеж 2003 2 Раздел IV. ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ ПРИРОДНЫХ ВОД ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОРОШЕНИЯ В практике орошаемого земледелия для полива сельскохозяйственных культур используют воду из различных источников которые в каж, дом конкретном случае выбираются исходя из гидрологических особенностей территории и технико-экономических возможностей.

Чаще всего воду для орошения берут из рек, озер, водохранилищ, прудов, но нередко используют воду подземных источников, сточные воды, а также морскую воду. В связи с этим качество оросительной воды, конечно, будет неодинаковым, но, в любом случае, поливная вода не должна оказывать вредное влияние на культурные растения, не ухудшать свойства почви, что особенно важно подчеркнуть, не ухудшать экологическую ситуацию окружающей среды за счет привнесения эпидемиологически опасных возбудителей болезней, патогенных организмов.

В зависимости от характера источника поливная воды может содержать в тех или иных количествах взвешенные и растворенные вещества. Воды рек, как правило, отличаются слабой минерализацией, но могут содержать значительные количества взвешенных веществ, особенно впериод паводков. Воды подземных источников, наоборот, минерализованы, но почти не содержат взвешенных частиц. Воды водохранилищ занимают промежуточное положение. В зависимости от этого поливные воды при поступлении на поля будут приносить на них взвешенные частицы различного гранулометрического состава: от ила до песка, либо растворимые в воде соли. Это и будет определять помимо увлажнительного еще и добавочный эффект, который может быть либо положительным (отложение илистых частиц на почвах более легкого гранулометрического состава, поступление сводой питательных элементов: фосфора, калия и др.), либо отрицательным (поступление водорастворимых, особенно токсичных для растений солей, в больших количествах). Поэтому во всех случаях необходима оценка пригодности воды для орошения или обводнения.

4.1. Источники воды для орошения Воды рек. Речные воды России имеют три четко выраженных типа химизма. Большинство из них обладают малой гидрокарбонатной минерализацией – более двух третей водосбора страны. При этом преобладающая часть из них (районы тундры, северной тайги, вечной мерзлоты) имеют минерализацию менее 0.2 г/л. Реки средней полосы России имеют воды с гидрокарбонатной минерализацией в пределах 0.2-0.5 г/л и оченьнезначительная часть имеет минерализацию 0.5-1.0 г/л.

Второй тип химизма– сульфатный - имеют реки Северного Кавказа, Приазовья, Донбасса с минерализацией 0.5-1.0 г/л.

Третий тип химизма – хлоридный - присущ рекам Прикаспийской низменности с минерализацией вод более 1.0 г/л.

Состав и степеньминерализации, количество взвешенных наносов речных вод не является постоянным и зависит от времени года, от водосборного бассейна, от антропогенного воздействия и т.д. Например, количество взвешенных веществ в половодье может быть в десять и более раз выше, чем в меженный период. Химический состав речных вод оченьчасто ухудшается за счет промышленных сбросов, смыва в них минеральных удобрений и т.д.

В районах орошаемого земледелия, а это, как правило, зоны не только с недостатком атмосферных осадков, но и нехваткой речного стока (Поволжье, Северный Кавказ и др.) используют обычно воды местного стока: воды водохранилищ, озер, прудов, подземные воды, сточные воды, воды лиманов.

Воды прудов и водохранилищ наполняются за счет вод местного стока, а также речных вод в случае их перекрытия и образования водохранилищ. В них вода очищается от донных и крупных взвешенных наносов, поступающих с водосборной площадки. Степень минерализации определяется зональными особенностями. Недостатком этих накопителей воды является их довольно быстрое заиление и эпизодичность заполнения (для прудов).

Воды озер. Их минерализация колеблется в широких пределах от сотых долей грамма до десяткови сотен граммовна литр. Это зависит от подстилающих пород и окружающего стока и определяется зональными особенностями, а также открытостью или закрытостью этого водоема (озера, имеющие сток, менее минерализованы, чем бессточные).

Воды лиманов образуются за счетвод местного стока. Основная зона применения лиманного орошения вРоссии это Поволжье (136 тыс.

га), Калмыкия (около 32.0 тыс. га), Западная Сибирь (20.0 тыс.га), Якутия и Красноярский край (22.0 тыс.га), Северный Кавказ (около 10 тыс.га), Урал (7 тыс. га). В общей сложности при лиманном орошении одноразовой влагозарядке подвергаются почвы на площади около 220 тыс.га. Лиманы бывают естественные и искусственные. При их искусственном проектировании необходимо учитывать почвенный покроввместах их заложения (почвы должны быть незасоленные и слабозасоленные), а также источник их затопления: затопление талыми водами, стекающими с вышерасположенных участков, за счетвод оросительных и обводнительных каналови т.д. И в этом случае также целесообразно определение состава и степени минерализации этих вод, чтобы не вызвать вторичного засоления затопляемых почв.

Подземные и грунтовые воды. Подземные воды целесообразнее всего использовать для сельскохозяйственного водоснабжения. Однако за рубежом значительные объемы их используют для орошения: в США – 40-50 % воды для орошения поступает за счет подземных вод, в Индии, Канаде, Греции – 30 %, в Мексике и Франции – 20 %. В бывшем СССР, видимо, не более 7 %.

Подземные воды почти не содержат взвешенных частиц, но имеют повышенную и очень высокую степень минерализации, которая определяется составом водоносных горизонтов глубиной залегания и, климатическими или зональными условиями. В целом ссевера на юг увеличивается глубина залегания грунтовых вод и степеньих минерализации.



При слабой минерализации (0.2-0.3 г/л в таежной зоне ЕТС) в грунтовых водах преобладают органические вещества, кремнезем, закисное железо. А при минерализации 0.5 г/л они бикарбонатно-кальциевые, иногда магниево-натриевые. При возрастании минерализации до 3.0 г/л (например, черноземная зона) увеличивается содержание сульфатов Еще южнее.

минерализация возрастает до 5-20 г/л, иногда до 30-50 г/л и она обусловлена, как правило, сернокислыми и хлористыми солями.

Морская вода. В мировой практике орошаемого земледелия имеется значительный опыт довольно эффективного использования морской воды для полива ряда культур. Несмотря на высокую соленость морской воды, колеблющуюся от 6-8 г/л в Балтийском море до 39-41 г/л соответственно вСредиземном и Красном морях, в прилегающих странах их используют для орошения. Но для этого необходимо соблюдение ряда условий. Одно из главных условий –это 1) наличие высокой водопрониницаемости и хорошей естественной дренированности территории. Далее, 2) необходим промывной тип водного режима, а также 3) опреснение сильноминерализованных вод путем разбавления пресной водой. Очень важен 4) подбор солеустойчивых культур. Ковда В.А. советовал осторожно относиться к использованию морских вод свысокой концентратрацией солей (35 г/л), в то же время, в связи с уменьшающимися объемами пресных вод и возрастающими минерализованных, рекомендовал провести их группировку и оценку объемов, химизма и пригодности по определенным градациям (таблица 4.1).

Таблица 4.1.

Примерные градации и возможность хозяйственного пользования вод повышенной минерализации Концен- трация, Название Возможное использование в хозяйстве г/л 1 2 0,5-1,0 Опресненные щелоч- Орошение; химмелиорации 1 раз в 3-ные (содовые) лет; промывка 1 раз в год; дренажный отвод 10-15% водозабора 0,5-1,0 Опресненные суль- То же, но химмелиорации не нужны фатные 1,0-2,0 Слабоминерализо- Орошение; поливы промывные; прованные сульфатные мывка 1 раз в год; дренажный отвод 20-25% водозабора 1 2 2,0-3,0 Минерализованные Водопой животных; орошение легких хлоридно- проницаемых песчаных почв; промывсульфатные ка 1 раз в год; дренажный отвод 3035% водозабора 3,0-5,0 Повышенной мине- Водопой животных; орошать можно рализации хлоридно- только пески или щебнистые почвы;

сульфатные поливы промывные, культуры повышенной солеустойчивости, пастбища, сенокосы с галофитной растительностью; дренажный отвод 30-60% водозабора 5,0-8,0 Высокой минерали- Можно орошать супеси и пески и зации хлоридно- только высоко солеустойчивые и галосульфатные фитные растения; поливы сильно промывные каждый; дренажный отвод 5070% водозабора; можно использовать для промывки солей, но с последующей допромывкой пресной водой.

10-20 Очень высокой ми- Водоемы для рыбоводства и водопланерализации суль вающей птицы; полив и выращивание фатно-хлоридные тростника технического и кормового;

галофитов кормовых и промышленных.

20-50 Рассолы хлоридные и Водоемы – испарители для добычи сульфатно- разных солей; получение лечебных хлоридные грязей.

Сточные воды. Загрязненную воду городов и населенных пунктов, промышленных предприятий и животноводческих комплексов называют сточной водой.

По своему происхождению их подразделяют на следующие группы:

1) хозяйственно-бытовые (коммунальные); 2) производственные (от промышленных и сельскохозяйственных предприятий); 3) смешанные. Эти сточные воды допускаются для орошения сельскохозяйственных культур, но качественный состав их должен соответствовать агромелиоративным, санитарно-гигиеническим и ветеринарным требованиям. Запрещается использование для орошения лишь сточных вод инфекционных больниц, туберкулезных санаториев, боен и ветеринарных лечебниц. Сточные воды, в естественном состоянии не соответствующие по составу агромелиоративным и санитарно- гигиеническим требованиям, перед орошением необходимо подготовить, т.е. очистить. Технологический процесс полной очистки сточных вод обычно включает: 1) грубую; 2) механическую и 3) биологическую очистки.

Качественно сточные воды отличаются степенью загрязнения механическими (взвешенными) частицами и химическими (растворенными) веществами, наличием микроорганизмов (в том числе болезнетворных), активностью и направлением химических, биохимических и биологических процессов, а также температурой.

Перед орошением сточными водами определяют следующие показатели: 1) температуру; 2) рН; 3) содержание взвешенных веществ; 4) содержание растворенных веществ; 5) общее количество сухого вещества;

(3+ 4); 6) содержание органических взвешенных веществ; 7) содержание органических растворенных веществ; 8)общее количество содержания органических веществ (6+ 7); 9) биологическую пятисуточную потребность в кислороде (ВПК5); 10) химическую потребность в кислороде (ХПК); 11) содержание ионов калия, натрия, кальция, магния, фосфора, хлора, сульфатов, общий азот, нитраты.

Только после проведения всего комплекса анализов, установивших отсутствие вредного влияния отдельных компонентов на сельскохозяйственные культуры, животных, человека и подземные воды, органами госнадзора, ветеринарной службы и других, дается разрешение на их использование. Следуетотметить, что на конец 80-ых годовдля целей орошения использовали лишь около 10% сточных вод, главным образом, крупных промышленных центров и ими орошалось более 125 тыс. га, хотя объемы сточных вод позволяют орошать на порядок больше (до 2,5-5,0 млн. га).





4.2. Оценка пригодности воды для орошения.

Качество воды оценивается по физическим, химическим и санитарным показателям.

4.2.1. К физическим показателям относят: температуру, мутность, цветность, привкус и запах. Это все органолептические показатели воды.

Температура поливной воды может оказывать существенное влияние на рост и развитие растений. Холодная вода может задержать их развитие, наоборот, теплая вода удлиняет вегетационный период и способствует некоторому продвижению теплолюбивых растений вболее северные районы. Температура поверхностных вод обычно бывает обусловлена временем года, подземных-определяется географической широтой местности, глубиной их залегания.По температуре воды делятся на:1)Весьма хо0 0 лодные – до 5 С; 2) Холодные – до 10 С; 3) Тепловатые – до 18 С; 4) Умеренно теплые – до 37 0С; 5) Горячие –свыше 37-40 0С;

Цветность или окраска воды обуславливается органическими веществами и механическими примесями. Так, гуминовые вещества придают воде желтовато-коричневый оттенок, а примеси коллоидов ила – серый, или бурый цвет. Соли закиси железа (Fe++) окрашивают воду в зеленовато-голубой цвет, а свободная сера (может образовываться при oкислении сероводорода ) – в голубой. Любая окраска воды указываетна ее низкое качество и сомнительность применения ворошении.

Цветность воды определяют в градусах цветности по платиновокобальтовой шкале (таблица 4.2.). один градус этой шкалы соответствует мл воды, окрашенной 0,1мг порошка платины.

Таблица 4.2.

Цветность воды по платиново-кобальтовой шкале Цвет воды при рассмотрении ЦветСбоку Сверху ность, град.

Бесцветная Слабо-желтый, уловимый только при < сравнении сналитой втакой же цилиндр дистиллированной воды.

Бесцветная Слабожелтоватый Едва заметный Оченьслабожелтоватый слабожелтоватый Слабожелтый Слабожелтоватый Визуально или по сравнительной шкале определяют обычно природные воды, поскольку их желтоватый или коричневый цветв большинстве случаев вызван присутствием в них гуминовых веществ. Что касается сточных вод, имеющих самые разнообразные окраски (особенно промышленные стоки),то их цветность определяется после соответствующей подготовки спектрофотометрически или электрофотоколориметром.

Следует отметить, что цветность питьевой воды не должна превышать 200 и лишь в исключительных случаях допускается до 300.

Цвет вод, содержащих большие количества взвешенных веществ, определяют после отстаивания. Объективно определить цвет проб трудно.

Когда определение цвета провести нельзя, оттенок и интенсивность его описывают словесно. При определении цветности пробы не консервируются. Определение проводят через 2 часа после отбора пробы.

Визуальное определение. Пробу воды наливают в цилиндр с плоским дном высотой 10 см. Рассматривают пробу в цилиндре сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. Результаты определения описываются словесно суказанием оттенка и интенсивности окрашивания (слабое или сильное).

Определение методом сравнения сискусственными стандартами.

В качестве стандартов используют смеси растворовхлорплатината калия и хлорида кобальта (K2PtCl6 и CoCl2.6Н О) или бихромата калия и.

сульфата кобальта (К2Cr2О7 и CoSО4 7Н2О). Результаты указываются в миллиграммах платины на 1 л. Окраска воды соответствующая окраске раствора, который содержит 0,1 мг платины в 1 мл, показывается градусом цветности. В случае мутности раствора проводят его центрифугирование или фильтрование через стеклянный фильтр №4.

Ход определения.

а) Сравнение со стандартным раствором платины.

В ряд цилиндров Несслера (ем. 50 мл.) отмеряют пипеткой 0,5; 1,0;

1,5; 2,0; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и 7,0 мл стандартного раствора №1 и доводят дистиллированной водой до 50 мл.

С окрасками полученных стандартных растворов содержащих 5;

, 10; 15; 20; 30; 35; 40; 45; 50; 60 и 70 мг Pt в 1 л сравнивают окраску пробы (50 мл), рассматривая их вцилиндрах Несслера сверху вниз.

Если ориентировочно величина цветности неразбавленных проб оказалась не выше 50 мг Pt в 1 л, то для уточнения результата пробу сравнивают с более подробной шкалой стандартов. Если интенсивность цвета проб выходит за пределы шкалы, то их надо соответственно разбавить дистиллированной водой, взять 50 мл и вновь произвести сравнение. Результаты сравнения пересчитывают с учетом разбавления.

Реактивы: стандартный раствор №1, содержащий 0,5 мг платины в 1 мл. Растворяют в дистиллированной воде, содержащей 100 мл конц. соляной кислоты ч.д.а., 1,246 г K2PtCl6 и 1,0 г CoCl2. 6Н2О и доводят водой до 1 л. 1 мл стандартного раствора соответствует 50 цветности.

б)Сравнение со стандартными растворами бихромата калия и сульфата кобальта.

В ряд цилиндров Несслера последовательно отмеряют пипеткой 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и 7,0 мл стандартного раствора №2 (б) и доводят до 50 мл разбавленной серной кислотой (1:999). Цветполученных стандартных растворов соответствует цвету растворовсконцентрацией 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 45; 50; 60 и 70 мг Pt в 1 л. Затем анализ продолжают так же, как в случае а).

Реактивы: стандартный раствор №2, соответствует содержанию 0,мг платины в 1 мл. Приготовляют следующие растворы:

а) 0,25 г К Cr2О7 ч.д..а.. растворяют в дистиллированной воде, добавляют 1 мл конц. Н SО4 ч.д.а. и доводят дистиллированной водой до 1 л.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.