Классификация источников воды

Реки. Основные источники орошения и обводнения – реки. Россия по количеству рек и суммарному их стоку занимает первое место в мире. Однако распределение речного стока на территории страны неравномерно. На районы, где наиболее развиты водопотребляющие отрасли народного хозяйства и проживает большая часть населения, приходится лишь 14% речного стока

В зависимости от условий формирования водного режима, рельефных условий водосбора реки делят на равнинные и горные.

Равнинные реки имеют малые уклоны и занимают более низкое положение по отношению к окружающей территории. Орошение из равнинной реки обычно производится с помощью насосных станций или устройства плотины. Воды равнинных рек пресные, содержат мало наносов, питаются за счет грунтовых вод и осадков. Наибольший расход проходит по ним весной в период таяния снегов, когда потребность в орошении незначительна. Использовать эти паводковые воды можно путем устройства водохранилищ, вода из которых в летнее время используется для орошения и обводнения.

Разновидность равнинных – степные реки. Источником питания для них служат в основном зимние атмосферные осадки. Максимальные расходы в степных реках наблюдаются весной, сокращаясь до нуля в летний период. Для использования их стока необходимо сооружать водохранилища.

Горные реки имеют большие уклоны, содержат значительное количество наносов (до 4 г/л), питаются за счет снегов и ледников, поэтому основной паводок на них бывает в самое жаркое время года – летом, что позволяет наиболее полно использовать их на орошение без строительства водохранилищ.

Местный сток - сток талых и ливневых вод временных водотоков или овражно-балочной сети. Это огромный резерв пресной воды, который можно использовать для орошения. Его собирают в прудах и водохранилищах, устраиваемых в глубоких балках (плотинами перегораживают малые реки, ручьи и т. д.). В Центральном Черноземье водами местного стока орошают около 400 тыс. га.

Улучшение водного режима земель лесостепных и стенных районов связано не только со строительством прудов и водоемов, но и с проведением агромелиоративных мероприятий по задержанию и использованию вод местного стока.

Подземные воды. Для их использования не надо строить водохранилища, обводнительные каналы и водоочистные сооружения, так как они не содержат примеси. Скважины для их забора можно закладывать непосредственно на территории орошаемого участка.

Подземные воды подразделяются на: верховодку, грунтовые, артезианские.

Верховодка – временный водоносный горизонт, образующийся на линзах и прослойках слабопроницаемых пород при просачивании атмосферных осадков, поверхностных и поливных вод.

Грунтовые воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом или слабопроницаемом водоупоре.

Артезианские воды залегают в водопроницаемых грунтах, заключенных между водонепроницаемыми слоями и находятся под напором. В артезианских скважинах уровень воды поднимается выше поверхности земли. Встречаются они чаще всего в предгорных районах и в пределах равнинных впадин. Обычно эти воды слабо минерализованы и имеют дебит 25-100 л/с и более.

Качество подземных вод оценивают по их физическим свойствам (температура, прозрачность, вкус, запах, цвет, электропроводимость, радиоактивность), химическому составу (минерализация, содержание ионов НСО₃, Cl, SО₄, Ca, Mg, Na, реакция воды рН, жесткость, агрессивность, наличие железа, газов, микрокомпонентов), содержанию органических веществ и по бактериологическому составу.

Для орошения пригодна вода с температурой не ниже 14 °С.

По минерализации подземные воды делят на пресные (до 1 г/л), слабоминерализованные (1-3 г/л), солоноватые (3-10 г/л), соленые (10-25 г/л), сильносоленые (25-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л).

По своему химическому составу вода должна быть доступна для растений и не вызывать засоления и осолонцевания почвы. Химический состав определяют с помощью анализов. Пригодность воды для орошения оценивают по общей минерализации, содержанию натрия и соотношению его с кальцием и магнием.

При использовании для орошения солоноватых и соленых вод их следует разбавлять пресными водами и поливать только хорошо дренированные почвы, применяя промывной режим орошения.

Достоинства использования подземных вод для орошения – получение воды на месте без строительства дорогостоящих водозаборных и проводящих сооружений. Однако не всегда подземные воды годятся для поливов из-за малого дебита и высокой минерализации. Для орошения пригодны воды с дебитом скважин не менее 15 л/с.

Типы водозабора для орошения зависят от характера подземных вод.

1. В предгорных районах грунтовые воды можно вывести на поверхность с помощью горизонтальных подземных галерей.

2. При залегании подземных вод на глубине до 40 м устраивают шахтные, а при большей глубине – трубчатые колодцы (рис. 10.1).

 

 

Рис. 10.1. Схемы шахтного (а) и трубчатого (б) колодцев:

1 – шахта; 2 – крепление шахты; 3 – водоносный слой; 4 – водоприемная часть; 5 – водоприемные отверстия; 6 – донный фильтр; 7 – оголовок; 8 – устье колодца; 9 – эксплуатационная колонна; 10 – фильтр (рабочая часть); 11 – отстойник; 12 – надфильтровая труба с сальником

 

Для получения больших расходов целесообразно сооружать вертикальные колодцы с горизонтальными фильтрами, лучевые и групповые водозаборы, дебит которых в несколько раз выше дебита отдельных скважин.

 

Регулирование источников

 

В отдельные периоды расходы на орошение могут превышать расходы в источнике. Для этого необходимо регулирование водохранилища или пруда. В зависимости от продолжительности накопления воды и последующего ее использования регулирование может быть суточным, недельным, сезонным (годичным), многолетним.

Суточное и недельное регулирование применяют чаще всего при использовании подземных вод, когда в ночное время воду накапливают в резервуарах или бассейнах, а днем используют.

Сезонное, или годичное, регулирование состоит в перераспределении стока в течение одного года. Для этой цели на реке создают водохранилище, в котором в период паводка сток полностью или частично задерживается, и используют его в поливной период. Сезонное регулирование применяют в том случае, когда годовое потребление воды меньше годового стока расчетной обеспеченности (70-97%).

Многолетнее регулирование стока применяют в тех случаях, когда потребление воды превышает сток расчетной обеспеченности. При этом воду в пруду запасают в многоводные годы, а используют в маловодные.

При сезонном регулировании стока объем пруда принимают равным 20-70%, а при многолетнем-120-170 % среднемноголетнего стока.