«заманауи сын-тегеуріндер мен қОҒамның жаһандану жағдайында қазақстандағы білім мен ғылымның инновациялық Ҽлеуеті»
жүктеу/скачать 5,27 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- «ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ»
- Результаты исследования
Методы исследования Исследования испарения с поверхности почвогрунта грунтовых вод проводили на опытном участке (выделено 5 площадок, лишенных растительности). Площадки отличались друг от друга по солесодержанию почвогрунтов и минерализации грунтовых вод. Проведенные многолетние исследования показывают, что определенному солесодержанию почвогрунтов соответствует определенная 205
«ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ» халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары 28-29 қазан, 2016 ж.
минерализации грунтовых вод, например, если среднее солесодержание в верхнем метровом слое почвогрунта составляет не более 0,3%, а на трехметровой глубине не превышает 0,6% (по плотному остатку), при этом минерализация грунтовых вод колеблется в пределах от 2 до 5 г/л. Поверхностное испарение грунтовых вод определялось по методу водного баланса. Для этой цели использовали материалы полевого лизиметрического метода определения [2]. Полученные данные внесены в таблицу 1 и изображены на рисунке 1. Из таблицы и рисунка видно, что наиболее высокие значения испарения поверхностных грунтовых вод наблюдается, когда уровень грунтовых вод залегает на глубине более одного метра от поверхности земли, а наименьшие значения на глубине от 2 до 3-х м. Таблица 1. Зависимость содержания солей от испарения с поверхности грунтовых вод (т/га,%) инера
лизац ия
грунт овых
во, г/л
Нача льное
засоление (0-
1м) Уровень залегания грунтовых вод, м
Прим
ечани я
0.5 0.75
1.0 1.5
2.0 3.0
3.5 4.0
% т /га Испарение с поверхности грунтовых вод (ИПГВ), м 3
1143 754
495 213
90 15.7
6.34 2.5
γ=1.4 5т/м 3
n=1.5 Н впс = 6.5м
1.5 0.3
44 1.715
1.131 0.743
0.320 0.135
0.024 0.0095
0.0038 0.497
0.321 0.215
0.093 0.039
0.0068 0.0055
0.0011 2 0.5 80 2.286
1.508 0.990
0.426 0.180
0.031 0.013
0.0050 0.829
0.547 0.359
0.154 0.065
0.011 0.0046
0.0018 3 0.6 87 3.429
2.262 1.485
0.639 0.270
0.047 0.019
0.0075 0.994
0.656 0.431
0.185 0.078
0.014 0.0055
0.0022 4 1.5 218 4.572
3.016 1.980
0.852 0.360
0.063 0.0254
0.010 2.486
1.640 1.077
0.463 0.196
0.034 0.014
0.0054 5 2 290 5.715
3.77 2.475
1.065 0.450
0.078 0.032
0.0125
0 3.315
2.187 1.436
0.618 0.261
0.046 0.018
0.0073
Результаты анализов, приведенных в таблице 1 показали, что связь испарения грунтовых вод с глубиной залегания их уровня, имеет экспансиональный характер и расчитывали следущим уравнением[3]:
E = E 0 (1– h / H) e –nh (1) где Е 0 - испараемость, м; h- глубина залегания грунтовых вод, м; Н -водоподьемная способность почвогрунтов, м; е - основание натуральных логарифмов; n - параметр, учитывающий водно-физмческие свойства почвогрунтов. Испаряемость воды с поверхности почвы определяли по следующей формуле[4]: Е 0 =0,0018(25+t) 2 * (100-а), (2) где t - температура воздуха , 0 С; а - отностельная влажность воздуха,%. Величины водоподъемной спсобности почвы, определяли в зависимости от механического состава почвогрунтов, по методу Ковда В.А, Качинский А.А., Мамедова А.[5,6]. Выявлено, что для 1-5 групп почв водоподъемная способность составляет соотвественно: 2; 2.8; 4; 5; 6.5. Параметр, учитывающий водно-физические свойства почвогрунтов увеличивается в зависимости от почвы, изменяюшееся от легкого механического состава к тяжелому, по пяти экспериментальным группам почв, что составило соотвественно: 0.7; 0.9; 1.1; 1.3; 1.5.
206
«ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ» халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары 28-29 қазан, 2016 ж.
Количество поднявщихся солей на верхние слои почвы за счет грунтовых вод (С гр)
определяли следующей формулой [7]: С гр =Е .
h . d . М/10
3
, (3) где Е- испарение с поверхности грунтовых вод, м 3 /га; М - минерализация грунтовых вод, т/м 3 ; d - плотность почвы, т/м 3 ; h - слой почвогрунтов, в котором идет накопление солей, м.
Отбор проб воды в 2012-2015 годы, проводился в вегетационный период и во время промывки (ежемесячно) – в зависимости от режима орошения и от технологии промывок. Результаты показывают, что в определенной степени засоления почвогрунтов, соответствует уровню минерализации грунтовых вод (рис 1).
1 – очень сильнозасоленные, 2 – сильнозасоленные, 3 – среднезасоленные, 4 – слабозасоленные, 5 - не засоленные Рисунок 1 – Запас солей в почве в зависимости от глубины залегания грунтовых вод.
Моделирование прогноза подъема уровня грунтовых вод под влиянием инфильтрации поливных вод осуществлено, исходя из того положения, где зона аэрации к началу подъема уже заполнена водой. В расчеты временных сопротивлений закладывались величины коэффициента водоотдачи. Таким образом, полученные прогнозы динамики подъема уровня, не учитывают времени на насыщение сухого грунта. Расчет этого времени проведен нами для определения интервала грунтов, находящихся между естественным уровнем грунтовых вод и критической глубиной, считая, что грунт в зоне аэрации будет насыщаться в пределах от естественной влажности, до наименьшей влагоемкости (таблица 2)[8]. Естественный уровень грунтовых вод приняли за начальный уровень, эксперимент проводили на канале «Самбет» Байзакского района, где задавались граничные условия II рода, т.е. потери воды при течении по каналу. Сопротивление, учитывающее потери воды, рассчитывалось по формуле [9]:
q m m И И R H R . т . узл . ист
. доп
кан ,
(4) где
q – потери воды, м/сут; L – длина канала, м; m R – масштаб сопротивлений; m H – масштаб напоров. После того, как уровень грунтовых вод под каналом смыкался со среднегодовым уровнем воды в канале, в нем поддерживался среднегодовой уровень через сопротивление на совершенство канала (т.е. задавались условия I рода). Староорошаемые земли инфильтрации не подавалась, исходя из того, что «бытовой» уровень грунтовых вод, сложившийся под влиянием существующей
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 0,4 0,9 1,4 1,9 2,4 2,9 3,4 3,9 4,4 не засоленные слабозасоленные средне засоленные сильнозасоленные очень сильнозасоленные Зап ас сол ей , % Глубина грунтовых вод, м 1 2 3 4 5 207
«ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ» халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары 28-29 қазан, 2016 ж.
инфильтрации на орошаемых полях, испарение и транспирация на неорошаемых полях, за многолетний период исследования остается довольно стабильным. Моделирование прогноза подъема уровня грунтовых вод под влиянием инфильтрации поливных вод проведено, исходя из того положения, что зона аэрации к началу подъема уже заполнена водой. При моделировании в расчеты временных сопротивлений закладывались величины коэффициента водоотдачи. Таким образом, полученные прогнозы динамики подъема уровня воды не учитывают времени на насыщение сухого грунта. Расчет этого времени проведен нами для определения интервала грунтов, находящихся между естественным уровнем грунтовых вод и критической глубиной, считая, что грунт в зоне аэрации будет насыщаться в пределах от естественной влажности до наименьшей влагоемкости. Объем воды, необходимый для насыщения грунтов зоны аэрации W x определяли по формуле: 100 W 8 n 100
W НВ W 0 в 0 x ,
(5) Зная этот объем воды, легко определить подъем уровня при насыщении грунта за один год: x W
W h ,
(6)
где W – инфильтрационное питание грунтовых вод, м/сут. Время насыщения водой всей зоны определяли из общей мощности зоны аэрации и полученной величины h (таблица 2, рисунок 2). Таблица 2.Определение подъема уровня грунтовых вод Пороз
ность, П, %
Естественна я влажность, W o , % Плотност ь почвы γ, т/м 3
Инфильтрационное питание грунтовых вод W, м/сут Объем
воды, необходимый для насыщения грунтов W x
Подъем уровня ГВ,
h, м 50
10.5 1.37
0.0013 0.13
3.65 48
12 1.41
0.0015 0.091
6.02 46
13 1.43
0.0016 0.054
10.81 45
14 1.45
0.0017 0.005
23.0 44
15 1.46
0.0025 0.021
43.4 44
17 1.46
0.0028 0.012
85.2 44
18 1.45
0.0030 0.009
121.7
Рисунок 2. Величина подьѐма уровня грунтовых вод При разработке эколого – мелиоративных мероприятий учитывались такие факторы, как накопления токсичных веществ, и ее последствия при формировании почвогрунта. Соответственно для каждого вида полива и промывок были разработаны способы предупреждения накопления токсичных веществв. При рассматриваемых 208
«ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ» халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары 28-29 қазан, 2016 ж.
видах полива необходимо прежде всего учитывали запасы влаги в корнеобитаемом слое, проводили высев определенных культур. Наибольший эффект предлагаемых мероприятий был достигнут, когда – эколого-мелиоративные мероприятия проводили на фоне глубокого рыхления. Важными являются данные об интенсивности вымывания при промывках различных анионов и катионов солей. Исследования показали, что в процессе промывки наиболее быстро и полно вымывается хлор, значительно меньше и медленнее – анион серной кислоты, наиболее медленно и в малом количестве – кальций. Определение способности почв удерживать доступную растениям воду зависит от определенных ее свойств. Любое дополнительное количество воды в виде осадков или орошения, повышение уровня грунтовых вод (УГВ) и коллекторно-дренажных сетей (КДС) превышающее величину нормирования, является избыточным и может нарушить гидрологический баланс почв. Анализ результатов количественной оценки экологического состояния исследуемого обьекта, характеризующее уровни опасности, подверженной ухудшению почвогрунта, приведенном в таблица 1, расчеты экологического коэффициента определяли по формуле[11-12]: Эк= 1-ехр (- С д .V
.q k ), (7) где Эк – экологические коэффициенты, характеризующее уровни опасности почвогрунта; С д -допустимая минерализация в почвенном растворе, г/л; V т - доля объема транзитных вод сбрасываемых в реку в процессе промывки; q к - доля объема промывных вод поступающих из КДС. Экологическая оценка исследования участка по степени засоленности почвогрунтов с использованием различных тенологии полива, определили экологический коэффициент, характеризующий уровень опасности почвогрунта, показатели приведены в таблице 3.
Таблица 3. Определение экологического коэффициента, характеризующие уровни опасности почвогрунта
Характеризующие показатели Степень засоленности Расчетные формулы Сл абая Сред няя
Сил ьная
Площадь, ω нт , га 300 300
300
Плотность, γ, т/м 3
1.3 5 1.47
1.52 Плотность твердый фазы, d,т/м 3
2 2.68
2.71 Пористость, П,% 49 46
44 П=(1- γ/ d).100%,(8) Начальная минерализация, С 0 ,г/л 1.8 2.5
4.0
Исходное засоление,S О ,%
0.3 5 0.50 1.5
Общий запасов солей, S об , т/га
47 74
228 S об =100. H. γ . S 0, (9) Вытесненные соли , S в , т/га 27 50
176 S в = S об .(0.5-0.8),(10) Остаток соли , S ос , т/га 20 24
52 S ос = S об - S в , (11) Уровень залегания грунтовых вод, h угв
, м 3 3 3
Обьем воды до УГВ, W угв , м
3 /га
147 00
1380 0 1320 0 W угв =10 4 . П .h угв, (12)
Запасов солей в ГВ, S угв
, кг/га 264
60 3450
0 5280
0 S угв = W угв
. С 0 , (13) Промывные нормы нетто, N нт , м 3 /га
500 0 6000 8000
Промывные нормы брутто, N бр , м
3 /га
600 0 7000 9000 Допустимая минерализация в почвенном растворе: С д , г/л 2.2 4 2.81 4.72 С д =S угв
+S ос / W угв +N
бр , (14) Приток воды из каналов, Q, м³/с 0.1 2 0.12 0.12
Продолжительность промывки: t, суток 174 209
279 t= N
нт .ω
нт /86400.η.Q, 209
«ЗАМАНАУИ СЫН-ТЕГЕУРІНДЕР МЕН ҚОҒАМНЫҢ ЖАҺАНДАНУ ЖАҒДАЙЫНДА ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМНЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ҼЛЕУЕТІ» халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары 28-29 қазан, 2016 ж.
Доля объема транзитных вод сбрасываемых в реку в процессе промывки:V т , в долях. 0.8 3 0.83 0.83 (15)
V т =N нт . ω нт /86400.Q.t, (16) Осадки промывного периода Р, м³/га 450 520
630 Испарение в процессе промывки Е о , м³/га
100 0 1000 1000 Насыщение влагой в растворенном слое: W н
294 3 3131 3900
W н =100. H. γ. Β нв,
Найменьшая влагоемкость, β нв,
% 21.
80 21.3
0 25.6
6 Доля объема промывных вод поступающих из КДС:q к , в долях 0.2 51
0.34 1 0.48 1
q к =(N
нт +Р-W
н -Е 0 ) /N бр , (18) Химизм засоления: х – с (хлористо- сульфатное) х-с
х-с х-с
Экологический коэффициент: Эк. 0.3 7
0.85 Э к =1-exp(-C д .V т .q k ) Уровень экологической опасности Ум еренно
опасно Опас
но Оче
нь опасно
Анализ результатов полученных расчетов приведенных в таблице показало, что количественная оценка экологической ситуации в исследуемом объекте: где уровень опасности равен (Э К = 0.37-0.85). Таким образом, на исследуемом объекте необходимо проводить эколого-мелиоративные мероприятия, для улучшения экологической ситуации региона. Многолетние исследования сероземно-луговых засоленных почв, а именно, анализ почвенно–экологическое и мелиоративное состояние изучаемого массива орошения, пришли к следующему выводу: - на основе изученных данных по почвенно-климатическим условиям для сероземно-луговых карбонатных почв при недостаточной влажности необходимо регулирование водного режима корнеобитаемого слоя. - проведена экологическая оценка методов улучшения засоленных земель с учетом тепло- и влагообеспеченности на основе изучения водно-физического режима по степени засоленности с использованием различных технологии полива, которое дает возможность определения уровня экологического коэффициента опасности. На основе полученных данных для повышения продуктивности орошаемых земель рекомендуем: - на среднезасоленных землях необходимо выполнить в осенний период эксплуатационные промывки почвы, нормой 6-7 тыс.м 3 /га в 2 - 3 такта по 2.5- 3.0 тыс.м 3 /га в такт. В дальнейшем при их освоении для исключения возможности реставрации засоления режим орошения должен быть промывным - нормы поливов увеличить на 10-15%. - на сильно засоленных землях для их окультуривания необходимо произвести капитальные промывки нормой 7.5-8.0 тыс.м 3 /га 3 - 4 такта, по 2-3 тыс.м 3 /га и такт в наиболее благоприятный период - осенью. Результатом исследования показали, что в зависимости от глубины залегания грунтовых вод определяются запасы солей в почве и объем испарения с поверхности грунтовых вод. При этом учитывали водно-физические свойства исследуемой группы почв и, соответственно, содержание солей и минерализацию грунтовых вод.
жүктеу/скачать 5,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|