Home » Відкритий грунт, Овочівництво » Требования к качеству оросительной воды
Фев
13

Требования к качеству оросительной воды

Требования к качеству оросительной воды и технические средства водоподготовки для систем капельного орошения овощных культур.

М. Ромащенко, д.т.н., акад.НААНУ, В. Корюненко, к.т.н., С. Рябков, к.с.-х.н.,

А. Шатковский, зав. лабораторией микроорошения, Т. Науменко, аспирант

Водные ресурсы речного стока Украины без учета вод Дуная составляют 87,1 км3/год, а прогнозные ресурсы подземных вод оцениваются в 21 км3/год. Такая водообеспеченность Украины водными ресурсами является одной из наиболее низких в Европе.

Исходя из этого, применение для орошения овощных культур капельного способа полива является целесообразным не только с точки зрения повышения их продуктивности и качества, но и с позиции значительной (до 30-90%) экономии оросительной воды. Для капельного орошения овощных культур могут использоваться воды природных и искусственных водоемов, а также воды подземных источников.

Большая протяженность и разветвленность сети трубопроводов (магистральные, распределитеные, участковые, поливные), малые диаметры выходных отверстий водовыпусков при значительном их количестве, не высоких давлений и скорости движения воды обуславливают высокую степень подверженности элементов ситем капельного орошения к засорению. Это, в свою очередь, ведет к повышению требований к качеству оросительной воды.

Пригодность воды для орошения оценивают по степени ее влияния на почву, растения и элементы оросительной системы. Качество оросительной воды в Украине регламентируется двумя действующими нормативными документами: ДСТУ 2730-94 «Качество природной воды для орошения. Агрономические критерии» и ВНД 33-5.5-02-097 «Качество воды для орошения. Экологические критерии». Еще два нормативных документа находятся на утверждении в Госстандарте Украины: ДСТУ «Качество природной воды для орошения. Экологические критерии» и ДСТУ «Качество природной воды для систем капельного орошения. Агрономические и экологические критерии».

Оценка пригодности оросительной воды по степени влияния на почву и растения осуществляется по таким показателям:

- общая минерализация, мг/дм3;

- сумма токсичных солей в эквивалентах хлора, мг.-экв/дм3;

- отношение суммы катионов натрия и калия (мг.-экв/дм3) к сумме всех катионов (мг.-экв/дм3), %;

- отношение концентрации катионов магния (мг.-экв/дм3) к концентрации катионов кальция (мг.-экв/дм3), %;

- содержание анионов хлора (Сl-), мг.-экв/дм3;

- содержание карбонатов (СО32-), мг.-экв/дм3;

- содержание гидрокарбонатов (НСO3-), мг.-экв/дм3;

- щелочность от нормальных карбонатов (СО3) и токсическая щелочность (НСO3- – СО2+), мг.-экв/дм3;

- величина рН;

- термодинамические потенциалы;

- температура воды, 0С.

Определения качества оросительной воды по опасности вторичного засоления почв и повышения их щелочности проводят на основании комплексной оценки показателей: токсичных ионов (в эквивалентах хлора) с учетом гранулометрического состава почв, рН, токсичной щелочночти и щелочности от нормальных карбонатов.

Качество оросительной воды по опасности осолонцевания почв определяют по таким показателям: содержание общей и токсичной щелочности, хлору, щелочности нормальных карбонатов, отношения (в процентах) суммы лужных катионов натрия и калия (мг.-экв/дм3) к сумме всех катионов (мг.-экв/дм3), величины отношения в оросительной воде магния к кальцию и классу воды по опасности засоления.

Оценка качества оросительной воды по опасности ее токсичного воздействия на растения определяется по содержанию ионов хлора, карбонатов, гидрокарбонатов и токсичной щелочности в мг-экв./дм3.

Качество оросительной воды за термодинамическими показателями определяют по активности ионов водорода, натрия, кальция и соотношением натриево-кальциевого потенциала (индексу устойчивости Іс). Он характеризует корозионные качества воды или возможность выпадения в осадок тяжелорастворимых карбонатов кальция в результате нарушения карбонатно-бикарбонатного равновесия. Величина его должна быть в пределах -0,5<Ic+<0,5.

При Іс<-0,5 возможна коррозия металлических частей системы капельного орошения, при Ic>+0,5 возможно выпадание в осадок карбонота кальция, что приводит к засорению трубопроводов и капецьниц.

Для оценки качества оросительной воды по экологическим критериям выделяют два класса воды:

І класс – «Пригодная вода»;

ІІ класс – «Ограничено пригодная вода».

Вода более низкого качества, показатели которой выходят за пределы значений второго класса, является непригодной для капельного орошения без предварительного мелиоративного улучшения ее состава и качеств.

Воду второго класса используют для орошения при условии постоянного экологического контроля и обязательного комплекса агромелиоративных мероприятий. Если по разным группам показателей вода относится к разным классам качества воды для орошения, общую оценку осуществляют по худшему показателю.

Нормирование качества воды для орошения по экологическим критериям согласно нормативным документам необходимо проводить по двум группам показателей качества воды:

а) первая группа – качество воды и содержание веществ, которые в некотором количестве необходимы для нормального функционирования агроэкосистемы;

б) вторая группа – качество воды и содержание веществ, которые отрицательно влияют на состояние и функционирование агроэкосистемы и компонентов окружающей природной среды.

Первая группа содержит такие общеэкологические и эколого-гигиенические показатели:

- содержание азота, мг/дм3;

- содержание микроэлементов (марганец, железо, медь, бор, кобальт, цинк, молибден) и фтора, мг/дм3;

- содержание БНК5 – биологическая необходимость в кислороде, мг О2/дм3;

Вторая группа содержит такие показатели:

а) эколого-токсикологические:

- содержание тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий, селен, мышьяк, хром общий, висмут, никель, ванадий), мг/дм3;

- содержание пестицидов, мг/дм3;

- содержание фенолов и цианидов, мг/дм3;

- содержание нефти и нефтепродуктов, мг/дм3;

- содержание детергентов (синтетических моющих средств), мг/дм3;

б) санитарно-бактериологические:

- наличие бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс);

- наличие фагов кишечной палочки (индекс коли-фагов);

- наличие патогенной микрофлоры;

- наличие яиц гельментов;

в) радиоактивные вещества.

Оценку качества оросительной воды по показателю содержания макроэлементов питания овощных культур осуществляют для того, что бы предотвратить ухудшение эколого-гигиенических показателей качества продукции, а также состояния подземных и поверхностных вод, а за содержанием отдельных микроэлементов, тяжелых металлов и пестицидов, что бы исключить отрицательное влияние на овощные культуры, почву, подземные и поверхностные воды.

Пригодность воды по степени её действия на элементы системы капельного орошения оценивается по показателям, состав и значения которых приведены в таблице 1. Если качество воды не отвечает требованиям, ее можно использовать для орошения только после проведения соответствующих мероприятий по мелиорации воды. Целесообразность их проведения должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.

Таблица 1. Показатели пригодности воды по степени ее влияния на элементы системы капельного орошения

Допустимое содержание взвешеных частиц минерального и органического происхождения в оросительной воде и предельные размеры частиц зависят от размера отверстий водовыпусков и средств автоматизации (таблица 2).

Таблица 2. Допустимые значения взвешенных частиц в воде и их размеры

Температура оросительной воды во время вегетационного периода должна быть в пределах от +10 до +300С. Что бы не возникали химические и биологические загрязнения в оросительной воде, очистка ее от отложений карбонатов, фосфатов и окисей железа, а также для улучшения агробиологических качеств в составе системы капельного орошения должна предусматриватся реагентная обработка и аэрация воды.

В каждом конкретном случае возможность использования воды для капельного орошения овощных культур основывается на данных ее химического анализа. В соосветствии с их значениями по отношению к предельно допустимым концентрациям (ПДК), определяется возможность использования такой воды для капельного орошения или необходимость проведения ее мелиорации для дальнейшего использования.

Учитывая тот факт, что в абсолютном своем большинстве качество вод природных источников не соответствует приведенным выше требованиям, одним из главных элементов систем капельного орошения являются средства очистки воды от механических и биологических загрязнений. Технологическая схема очистки оросительной воды для конкретного участка выбирается с учетом качества воды в источнике орошения, принятого типа поливных трубопроводов и их требований к степени очистки воды.

В системах капельного орошения, как правило, используется одно- и двухступенчатая очистка воды с использованием сетчастых, дисковых и песчано-гравийных фильтров.

Если источником орошения является водопроводная сеть или артезианская скважина, можно использовать одноступенчастую схему очистки при помощи сетчастых или дисковых фильтров. Металлические фильтра изготавливаются с присоединительными размерами 3 и 4″ на давление 1 МПа.

При использовании для полива воды из поверхностных источников (речка, озеро, пруд, водохранилище) необходимо применять двухступенчастую очистку с использованием песчано-гравийных и сетчастых или дисковых фильтров.

В некоторых случаях, когда длина магистрального и распределительных трубопроводов значительная, есть необходимость монтажа дополнительного узла предохранительной очистки воды отдельно на каждый поливной модуль. На этом этапе очистки применяются сетчастые или дисковые фильтры.

В конструкциях систем капельного орошения используются пластмассовые дисковые фильтры, присоединительные размеры которых могут быть от 3/4 до 3″ с расходом 4-50 м3/час. На украинском рынке наиболее широко представлены фильтра фирм NETAFIM, ARKAL (Израиль), AZUD (Испания), ARAG, EDEN, IRRITEC (Италия), PALAPLAST (Греция).

Центр микроорошения ИГиМ УААН также выпускает дисковые фильтра производительностью до 7 м3/час и присоединительными размерами до 5/4″, а также разработана конструкция и серийно выпускаются песчано-гравийные фильтра диаметрами 400, 800 и 1200 мм производительностью 5, 20 и 45 м3/час соответственно.

Среди песчано-гравийных фильтров зарубежных фирм наиболее распространенными являются фильтра компаний DROP (Греция), MAZZALI, VALDUCCI (Италия) и др. Производительность таких фильтров составляет 10-60 м3/час с присоединительными размерами до 4″.

Для качественной работы песчано-гравийных фильтров необходимо обеспечить их периодическую промывку от загрязнений. Частота промывок фильтров (длительность фильтроцикла) зависит от их конструкции, качества воды и может изменятся от нескольких часов до нескольких дней.

Промывка может осуществлятся как в ручном, так и в автоматическом режимах. Промывка в ручном режиме является довольно трудоемким процессом. Поэтому при использовании капельного орошения овощных культур на больших площадях целесообразно использовать систему автоматической промывки фильтров. Испольнительными органами в таких системах подготовки воды являются дистанционно-управляемые клапаны, которые обеспечивают перераспределение потоков воды в фильтрах при проведении промывки. Оно достигается установкой на каждом фильтре двух двухходовых или одного трехходового клапанов. На фильтростанциях с автоматической промывкрй наиболее часто оипользуются трехходовые клапаны или блоки, которые реализовывают функцию трехходового клапана следующих фирм-производителей: AQUATEC (Франция), BERMAD (Израиль), COMETAL, RAFAEL (Испания). Управления промывкой фильтров проводится с использованием контроллера на основе программирования длительности фильтроцикла, времени промывки одного фильтра, а также их количества на фильтростанции.

Орошение овощных культур водой нормативного качества является основой длительной работы элементов системы капельного орошения и базой для получения высоких урожаев.

Коментувати