Источники воды для орошения

Источниками воды для орошения могут быть поверхностные и подземные воды, а при их дефиците – коллекторно-дренажные и морские воды.

При оценке пригодности воды для орошения не существует жестких норм, так как в каждом случае, помимо качества воды, необходимо учитывать особенности почв и гидрогеологические условия орошаемой территории. Благоприятный естественный дренаж, создающий отток воды с орошаемого массива, или глубокое залегание грунтовых вод исключают значительное накопление солей. В этом случае, для полива могут использоваться и солоноватые воды. Для областей орошения со значительным испарением при близком залегании уровней грунтовых вод, при плохо фильтрующих грунтах и при отсутствии дренажа засоление будет протекать весьма интенсивно даже при поливе пресной водой.

Низкая температура, обычная для подземных вод, задерживает рост растений. Поэтому подземные воды перед орошением собирают в специальные накопители (водохранилища), где вода постепенно нагревается под действием солнца и теплого воздуха.

Твердо установленных норм содержания солей в поливных водах до сих пор не выработано. В зависимости от условий полива и дренажа допускаемые величины минерализации воды могут изменяться в весьма широких пределах. Нормирование затрудняется и разнообразием почв, климатических условий и т.п. Согласно А.Н. Костюкову [11], вода по минерализации считается безвредной, если она содержит не более 1–1.5 г/л солей, при минерализации воды от 1.5 до 3.0 г/л необходимо проведение попутного дренажа на орошаемом массиве, предельной нормой является минерализация воды более 5.0 г/л.

Наиболее крупные ирригационные системы Средней Азии и Закавказья привлекают воду с минерализацией более 1 г/л. Известны случаи использования вод для полива с минерализацией до 9 г/л. Однако, при длительном орошении минерализованными водами возможно засоление земель. При хлоридном типе засолении (NaCl, MgCl₂) содержание солей в слое почвы 1,0 м и не должно превышать 0,3–0,6%, при сульфатно-натриевом и магниевом (Na₂SO₄, MgSO₄) типах – не более 1,0–1,3%[10].

Среди солей, растворенных в поливной воде, наиболее вредными являются соли натрия (сода) и хлористые соли. Степень вредности солей натрия приблизительно характеризуется следующим отношением весовых единиц Na₂CO₃: NaCl: Na₂SO₄ = 1:3:10 [17].

Для улучшения качества воды с высоким содержанием соды добавляется гипс, который переводит соли Na₂CO₃ в менее вредный сульфат натрия. Использование для полива воды с высоким содержанием ионов натрия приводит к осолонцеванию почв, которое связывается с изменением структуры грунта - как результат обменных процессов, приводящих к замещению в почве ионов кальция на ионы натрия. В результате осолонцевания снижается проницаемость почв, увеличивается ее дисперсность, пластичность, набухаемость и, в конечном счете, резко уменьшается плодородие орошаемого массива.

Для оценки способности воды к осолонцеванию почв привлекается коэффициент ионного обмена между водой и почвой, определяемый по формуле:

, где

М – минерализация воды, г/л; индекс «» (здесь и далее) означает, что концентрация ионов дается в мг-экв/л. Вода считается пригодной для орошения при К >1 и не пригодной - при К <1.

В США для оценки возможности осолонцевания земель оросительной водой вводится коэффициент осолонцевания :

При SAR = 0–10 для полива привлекаются слабощелочные воды с малой опасностью осолонцевания; при SAR = 10–18 –сильнощелочные воды со средней опасностью осолонцевания; при SAR = 18-26 – сильнощелочные воды с высокой опасностью осолонцевания; при SAR > 26 - очень щелочные воды с очень высокой опасностью осолонцевания;

За рубежом оценка качества воды для орошения также проводится по ирригационному коэффициенту (K_a), представляющему собой слой воды в дюймах, который содержит щелочей столько, сколько необходимо для того, чтобы почва стала вредной до глубины 1.2 м для большинства растений. В таблице 10 предложены формулы для численного определения K_a в зависимости от типа вод по О.А. Алекину [17].

Таблица 10

Определение численного значения ирригационного коэффициента

в зависимости от типа вод

Тип вод	Соотношение концентраций, мг-экв/л	Ирригационный коэффициент (концентрации Cl^-, Na⁺ и SO₄^2- в мг/л)
	rHCO₃^- > rCa²⁺ + rMg²⁺	K_a = 662/(Na⁺- 0,32 Cl ^--0,43 SO₄^2-)
	rHCO₃^- < rCa²⁺ + rMg²⁺	K_a = 6620 /(Na⁺ + 2,6 Cl ^-)
	rNa⁺ > rCl	K_a = 2040/ Cl^-

Величиной ирригационных коэффициентов определяется качество воды для орошения: K_a > 18 – вода хорошего качества; K_a = 18-6 – вода удовлетворительного качества; K_a = 5,9-1,2 – вода не удовлетворительного качества и при K_a <1,2 – плохого качества, т.е. является непригодной для орошения.

Степень влияния химического состава воды для орошения зависит помимо всего прочего от мелиоративных и агротехнических условий.

При использовании воды для орошения важное значение имеет прогноз качества подземных вод под влиянием орошения. Прогноз изменения качества грунтовых вод в зоне мелиоративного освоения направлен: 1) на оценку интенсивности подъема уровня грунтовых вод до критической глубины; 2) на изменение качества грунтовых вод за счет привноса солей из пород зоны аэрации; 3) на оценку возможности вторичного засоления пород зоны аэрации при достижении грунтовыми водами критической глубины.

Поставленные задачи могут быть решены на основе аналитических расчетов [3].