Проект по очистке реки Нура завершен Вода и образование без границ Су инспекциясының шаралары Поливная норма орошаемой культуры
жүктеу/скачать 3,3 Mb. Pdf көрінісі
|
ТҰЖЫРЫМ Мақалада қазіргі таңда әлемде болжамдық көрсеткіштерді алудың әр түрлі геоақпараттық жүйелердің ерекшеліктері келтірілгенжәне олар ГАЖ-дың М Б негізінде су ресурстарын есепке алу, бағалау, бақылау және әр түрлі процестерді болжау арқылы тасымалдау кезінде тиімді басқаруы мен пайдалану жолдары қарастырылады. Алынған мәліметтер негізінде су ресурстарының , су қорларының сумен қамтамасыз етілу деңгейі, ластану аймақтары /ауыл шаруашылық және өндірістен/ тиісті іс-шараларды қабылдау жолдары қарастырылған. РЕЗЮМЕ В статье приводятся материалы особенности получения прогнозных показателей используют различные географические информационные системы в современных условиях. В мире существует огромное количество различных информационных систем, в системы службы, основанные на материалах БД ГИС обеспечивают выполнение задач оперативно-диспетчерского учета, оценки, контроля и прогнозирования процессов, явлений и ситуаций путем оптимального управления и потребления водных ресурсов и других отклонений при ее эксплуатации. По полученным данным необходимо определить наиболее загрязненные участки водных объектов и выявить степень водообеспеченности, факторы загрязнений, источники загрязнений (сельскохозяйственные и промышленные предприятия расположенные на реке, уровни их загрязнения вредными веществами) и принять необходимые меры по ликвидации этих загрязнений и загрязняющих факторов.
Materials of feature of receiving expected indicators are given in article use various geographical information systems in modern conditions. In the world there is a huge number of various information systems, in the systems of service founded on materials DB GIS provide performance of tasks of the quick and dispatching account, an assessment, control and forecasting of processes, the phenomena and situations by optimum control and consumption of water resources and other deviations at its operation. It is necessary to determine the most polluted sites of water objects by the obtained data and to reveal water security degree, factors of pollution, sources of pollution (the agricultural and industrial enterprises located on the river, levels of their pollution by harmful substances) and to take necessary measures for elimination of these pollution and polluting factors. Литература: 1. Основы геоинформатики: В 2-х кн. Кн. 1: Учеб. пособие для студ. Вузов /Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов и др.; под ред. В.С.Тикунова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. 2. Майкл де Мерс, Географические информационные системы. М.: «Дата+», 2000. 3. Введение в Arc Info версии 7.1.1. М.: «ГИСпроект», 1998. 4. Введение в ArcView GIS. Рязань. «РИНФО», 1999. 5. Настройка ArcView с помошью языка Avenue. Рязань.: «РИНФО», 1996 6. А.М.Берлянт. Геоинформатика: наука, технология, учебная дисциплина. - Вестник Моск. ун-та. Сер. географич., 1992, 2, с. 16-23. 7. А.М.Берлянт, Е.А.Жалковский. К концепции развития ГИС в России. - ГИС- Обозрение, 1996, весна, с. 7-11. 41 Водное хозяйство Казахстана / 1 (57) 2014 г. УДК 631.413.3 ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНО- ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОМЫВОК ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ Мустафаев Ж.С., Абдешев К.Б Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати Промывки засоленных земель вызывают глобальные нарушения в природных балансах потоков вещества и энергии, существенно перераспределяют поверхностные и подземные стоки, вовлекая в современный геологический круговорот вековые запасы легкорастворимых солей почв. Поэтому, в настоящее время существует разные подходы для промывки засоленных почв, обеспечивающих выщелачивание солей до порога токсичности для сельскохозяйственных культур с применением результатов экспериментальных исследований и теоретических разработок на основе применения достижений фундаментальных наук к решению проблемы мелиорации сельскохозяйственных земель. Сложность и разнообразие природных условий формирования засоленных почв требует необходимости надежного обоснования технологии их промывки в экологическом аспекте. Как известно, на практике промывка засоленных почв требует большого объема воды, которая осуществляется с «жестким» принципом управления природой с высокой интенсивностью подачи воды за короткой промежуток времени, зачастую сопровождаясь нежелательным характером изменения природной среды. «Жесткое» техническое управление природными процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. Действительно правила «жесткого» управления при промывке засоленных почв, прежде всего связано с грубым «хирургическом» вмешательством в жизнь природных систем, что вызывает действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергетических затрат на поддержание природных процессов в равновесии. Так как, любое местное преобразование природы, к которым относиться промывка засоленных почв вызывает в глобальной совокупности биосферы и в ее отдельных звенья ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого- экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических и материальных вложений. Поэтому, при промывке засоленных почв нельзя переходит некоторые пределы, позволяющие природным системам сохранить свойство самоподдержания, то есть самоорганизации и саморегуляции. В природе процесс самоподдержания и саморегуляции поддерживается двумя механизмами – соотношением экологических компонентов внутри системы и взаимодействием подсистем, что полностью временно нарушается при промывке засоленных почв. Так как несоответствие «целей» естественно-системной регуляции и целей промывки ориентированные по принципу «жесткого» управления природными процессами может привести к деструкции природного образования. Действительно правила «жесткого» управления при промывке засоленных почв, прежде всего, связано с грубым «хирургическим» вмешательством в жизнь природных систем, что вызывает действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергетических затрат на поддержание природных процессов в равновесии. Так как любое местное преобразование природы, к которым относиться промывка, отдельных звеньях ответные реакции, 42 Водное хозяйство Казахстана / 1 (57) 2014 г. приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических и материальных вложений [1-4]. В проведении промывки засоленных почв техническое воздействие имеет тенденцию превращаться в перманентные и все более усиливающиеся, вплоть до полной замены саморегуляции природных систем техногенным регулированием. Эти природные процессы происходят в условиях: несоответствия интенсивности подачи воды при промывке засоленных почв ( n t V ):
t N n t V / = , с интенсивностью впитывания воды в почву ( â t V ):
, то есть â t V n t V >> , причем во временном масштабе постоянно будет увеличиваться ( где N t - продолжительность промывки; ô K - коэффициент фильтрации; o V -скорость впитывания в конце первого часа; â K - коэффициент пропорциональности, который зависит от свойств почвы). Поэтому, с экологических позиции промывка засоленных почв, необходимо проводить на основе «мягкого» управления природными системами. В отличии от «жесткого» управления «мягкое» управление, основана на улучшении бывшей естественной продуктивности экологических систем или повышения плодородия почвы путем целенаправленной и основанной на использовании объективных законов Природы. Практика и опыт освоения засоленных земель, а также основные направления системы природопользования в области мелиорации сельскохозяйственных земель свидетельствует, о возможности выщелачивания солей из почвы на новый качественный уровень, при котором будет достигнуто гибкая высокоэффективная технология промывки с неукоснительным и последовательным соблюдением принципов рационального и сбалансированного использования природных ресурсов. Так как, эколого-мелиоративное состояние ландшафта находится в прямой зависимости от соблюдения принципов управления природными процессами путем сохранения природных ритмов гидрогеохимических потоков, определяющих устойчивость природной системы. Модель эволюционного гидрогеохимического процесса природной системы, описывающая массоперенос в осадочных формациях в течение геологического времени происходит по механизму молекулярной диффузии через водную фазу, то есть d g S dS ⋅ ⋅ − = a , а именно определенной порцией инфильтрирующихся вод (
dg ) из почвенного слоя выносится часть растворенных солей ( d S ) пропорциональная количеству их твердой фазы, заключенных в пределах этого слоя ( где a - коэффициент солеотдачи): ) exp(
g S i S ⋅ − ⋅ =
. В настоящее время для гидрогеохимических процессов в перераспределении масс и выщелачивании солей природных системах принимаются уравнения физико-химической гидродинамики [5], кинетики химических реакций [6], распределения свободных пробегов частиц [7], теории вероятности [7], водно- солевой баланс [8] и закон сохранения массы [9]. Сравнительный теоретический анализ проведенный Ж.С. Мустафаевым [10] показал, что аналитическое решение вышеуказанных уравнений имеет генетическое сходство и является одной из модификации формулы В.Р. Волобуева [ 6 ]:
⋅ = = ⋅ i S S N t g lg
,
43 Водное хозяйство Казахстана / 1 (57) 2014 г. где
– продолжительность инфильтрации. На основе кинетики химических реакции и аналитических решений дифференциальных уравнений конвективной диффузии и влагопереноса получена математическая модель, позволяющая установить размеры промывных норм, учитывающих динамику гидравлических процессов в почвогрунтах [10]:
= i S S N lg
a , где b - скорость растворения твердого вещества в процессе химической реакции между твердыми и жидкими веществами:
. Параметр b , имеющий ясный физический смысл, зависящий от скорости растворения твердого вещества и процесса химических реакций, ускоряющий солеотдачу почв при промывке засоленных почв, он имеет смысл коэффициента ускорения солеотдачи. В этой связи необходимо обратить внимание на одно наиважнейшее условие, которое практически не учитывается при промывке засоленных земель. Суть его следующем: всякое преобразование природы не может носить произвольный характер, а всегда ограничено действием законов, совокупность которых образует свод фундаментальных положений экологии и природопользования. Значительная часть этих положений имеет самое прямое отношение к промывке засоленных почв, которое в этой связи следует рассматривать их как одно из сложных техногенных нагрузок природной системы в результате антропогенной деятельности человека. Технической базой для разработки ресурсосберегающих и экологических безопасных технологии промывки засоленных почв должны стать свойства ( t V ,
K ) и физическая закономерность эволюционного гидрогеохимического процесса (
,
), который происходит в самой почве [11- 15].
Математическое моделирование выщелачивания солей промывки засоленных земель является серьезным научным достижением в области мелиорации почв, позволяющий детально изучить физический механизм явления. Несмотря на то, что полной идентичности математических моделей и реального объекта достичь практически невозможно, моделирование позволяет прежде всего качественно оценить направленность трансформации гидрогеохимического процесса при промывке засоленных почв и составить необходимый прогноз. Качественная оценка изменений гидрогеохимического режима засоленных почв в процессе промывки зависит от объема информации, ее достоверности и качества самой математической модели. При анализе прогнозов трансформации гидрогеохимического режима засоленных почв в процессе промывки необходим алгоритм прогнозирования, позволяющий на каждом этапе промывки определить экологически допустимую техногенную нагрузку на природную систему (таблицы 1). b 44 Водное хозяйство Казахстана / 1 (57) 2014 г. Таблица 1 - Алгоритм прогнозирования выщелачивания солей и определения параметров их технологии промывки засоленных земель Показатели Продолжительность промывки (
), ч
1 10 20 48 72 1 2 3 4 5 6 , м/ч 0.0500 0.0500
0.0500 0.0500
0.0500 , м/ч
0.0025 0.0025
0.0025 0.0025
0.0025 0.2660
0.2660 0.2660
0.2660 0.2660
, м/ч 0.0475
0.0475 0.0475
0.0475 0.0475
0.7660 0.7660
0.7660 0.7660
0.7660 0.0390
0.0060 0.0027
0.0025 0.0025
, м/ч 0.0390
0.0060 0.0027
0.0025 0.0025
, м 0.00390
0.0600 0.0270
0.0700 0.0600
1.3900
1.8900 1.9800
1.9800 1.9800
, т/га 177.62
174.06 167.09
163.75 155.56
2.7200 2.7200
2.7200 2.7200
2.7200 0.5100
0.6900 0.7200
0.7200 0.7200
0.0200 0.0410
0.0190 0.0500
0.0430 0.9800
0.9600 0.9800
0.9500 0.9600
, т/га 174.06
167.09 163.75
155.56 149.33
, м 3 /с 0.00045 0.00007
0.00003 0.00003
0.00003 На основе экспериментальных данных или уравнение
, необходимо построить график зависимости
, характеризующих скорости впитывания воды в почву (рисунок 1). Рисунок 1 – Скорость впитывания воды в почву Как видно из графика (рисунок 1), процесс инфильтрации водных масс в грунт разделяются на инфлюацию, инфильтрация и фильтрацию. Инфлюация – погружение водных масс в крупные трещины почвы, которые наблюдается t n t V t N ⋅ = ⋅ − ⋅ = n t V 5 7 . 9 exp 0 2 . 2 b o V ô K â Ê â t V n t V =
a a b / t N ⋅ ) / (
b − t N a b exp
− ⋅ =
N S t S a b exp
) (t f t V =
45 Водное хозяйство Казахстана / 1 (57) 2014 г. в начальном этапе промывки. Инфильтрация – проникновение водных масс воздушно сухие или влажные почвы под действием гравитационных и капиллярных сил, которые наблюдается после заполнение трещины почвы в процессе промывки. Фильтрация – движение водных масс под действием градиента напоров в водоносном горизонте в условиях полного насыщения. Таким образом, в начальном этапе скорость впитывания будет достаточно большой, а после насыщения почвы с влаги, скорость впитывания приравнивается скоростью фильтрации, что дает возможности их развивать на несколько подэтапов (
) с учетом скорости впитывания воды почву ( t V ). Для каждого подэтапа определяется средная скорость впитывания воды в почву ( 2 / ) 1 ( + + = ti V ti V tcp V ) и умножив их на продолжительности подэтапов ( i t ) определям величину промывных норм (
), которые осуществляются в напорном режиме: (
⋅ = ). В целом норм промывки засоленных земель ( tí N ), которые осуществляются в напорном режиме определят по формуле: ∑ = = n i ti N tí N 1 . Нормы промывки засоленных почвы ( ), которые промывки производится в безнапорном режиме определяется по следующей формулы:
.
Продолжительность промывки засоленных почвы в безнапорном режиме ( t ) оределяется по формуле: K t N N t / ) ( − = , где ô K - коэффициент фильтрации. Таким образом, при разработке технологии промывки засоленных почв на основе «мягкого» управления гидрогеохимического процесса в основу положено понятие закономерности природных эволюционных почвенных процессов в той интерпретации, какая была изложена выше: почва как открытая система, обладает устойчивостью, саморегулированием и находиться в поступательном динамическом равновесии. При этом принцип экологически безопасной технологии промывки засоленных почв основан на разумном дозировании и регулировании техногенных нагрузок на природную систему. Дозирование - регулирование нормы промывки во временном масштабе возможно при глубоком понимании законов природных процессов, определяющих сущность геологического круговорота воды и химических веществ и экологических ограничений, которые ставиться природой перед нашей деятельностью. При этом следует отметить, что экологосообразное освоение засоленных и восстановление техногенно-нарушенных почв природных систем с ориентацией на наукоемкие, ресурсосберегающие, безотходные технологии в перспективе определяют стратегии реконструкции окружающей среды как среду обитания человека на этапе глубокого экологического кризиса. Однако, при сбалансированное природопользование не может быть достигнуто только путем реконструкции природной системы, а в первую очередь требуется реконструкция мышления и деятельности всего человечества
жүктеу/скачать 3,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|