ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ, ЗЕМЕЛЬНЫХ И ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО РЕГИОНА
Морозов Александр Николаевич

 

Антонов В.И.

ДОЖДЕВАНИЕ? А ВЕДЬ ЭТО РАЗУМНО…

Статья опубликована в газете "Народное слово" (Ташкент, Республика Узбекистан)

К такому способу орошения, как дождевание, земледельцы Узбекистана, привыкшие поливать свои поля в основном по бороздам с помощью кетменя, относятся с предубеждением, хотя, казалось бы, этот способ орошения заимствован у самой природы и является, поэтому самым естественным способом подачи влаги растениям.

Дождевание в Узбекистане применялось в опытно-производственном порядке в 1960-1985 годах, но исследования в данной области до логического конца доведены не были. На основе этих неполных исследований сформировалось, однако, мнение, что дождевание у нас, если и можно применять, то только на луговых или же на сильноводопроницаемых песчаных почвах, не подверженных процессам засоления. Считали также, что в условиях нашего жаркого и сухого климата при дождевании будут иметь место большие потери воды на испарение. И надо сказать, что такое мнение (как в части приемлемых для дождевания почв, так и в части потерь воды) доминирует в умах большинства наших ученых-мелиораторов до сих пор.

Между тем, мировой опыт показывает, что область применения орошения дождеванием может быть значительно шире и этот способ получает сегодня в странах Мира все большее и большее распространение, в том числе и на среднесуглинистых почвах, нуждающихся в дренировании и сезонных промывках от солей. А таких почв в зонах орошения Узбекистана более 60% и их продуктивная отдача при применяемых в настоящее время способах и приемах полива из года в год снижается. Это особенно наглядно проявляет себя в Джизакской и Сырдарьинской областях, да и в других регионах Республики.

А что касается больших потерь воды на испарение, которые, якобы, сопутствуют дождеванию, то корректно поставленные опыты говорят как раз об обратном, и мы на этом ниже еще остановимся.

Так давайте посмотрим на способ орошения дождеванием и на возможность его широкого применения в условиях Узбекистана новыми глазами, – во-первых, с учетом сложившегося сегодня у нас положения дел в орошаемом земледелии, а во-вторых, с позиций накопленного мирового опыта.

 


 

Народная мудрость утверждает: “Плохо, когда воды мало, но еще хуже, когда ее много”, и уроки, которые мы извлекаем из опыта орошения и освоения земель в Голодной, Джизакской, Каршинской степях, в низовьях реки Амударьи и в других регионах Республики это подтверждают. Широкомасштабное освоение под орошаемое земледелие новых массивов земель, которое имело место в период 60-х – начала 80-х годов прошлого столетия в названных регионах, осуществлялось в условиях, когда Узбекистан еще не испытывал дефицита водных ресурсов. Темпы работ были высокими, вода тогда подавалась на осваиваемые массивы в избытке, грузными поливными нормами, приход воды на целинные земли, веками ее не видавшие, всех радовал, но это, в тоже время, вызывало быстрый подъем уровня грунтовых вод и провоцировало вторичное засоление орошаемых земель.

Однако в то время казалось, что был найден эффективный способ борьбы с подъемом грунтовых вод и засолением – дренаж и, так называемый, промывной режим орошения.

Дренажные системы начали строиться на всех ново осваиваемых массивах, густота дренажа составляла 60-80-100 погонных метров на гектар, и наблюдения показывали, что эти системы, вроде бы, справляются с рассолением. Дренаж, пока он поддерживался в работоспособном состоянии, действительно активно выносил соли с полей.

Но те же наблюдения показывали, что с окончанием вегетационных поливов, засоление почв восстанавливается. Это явление было названо “сезонным засолением”, и с ним начали бороться путем проведения осенне-зимних промывок. Промывные нормы при этом тоже были грузными, они достигали величины 5-7 тыс. м3/га и фактически сравнялись с оросительными нормами, которые подавались на поля в период вегетации. Тем не менее, сезонное засоление из года в год продолжало себя проявлять.

Объем отведенных дренажными системами солей уже многократно превышал первоначальные их запасы в корнеобитаемом слое почвы, тем не менее, содержание их в этом слое практически не уменьшалось. Это объясняется тем, что запасы солей вновь и вновь восполнялись в данном слое почвы за счет капиллярного подтока их из нижних горизонтов, куда проникали поданные на поля избытки воды, растворяя реликтовые соли, накопленные там за предыдущие геологические эпохи.

Возникла идея – разорвать с помощью скважин вертикального дренажа капиллярную кайму, по которой соли, как по фитилю, подтягиваются к поверхности земли. Но вертикальный дренаж, во-первых, можно было применить далеко не повсеместно, а только в соответствующих гидрогеологических условиях, а во-вторых, даже там, где такой дренаж был применен, он тоже не дал ощутимой пользы, из-за того, в основном, что установленные в скважинах погружные насосы часто выходили из строя, а ремонт их оперативно и надежно не производился, в результате построенные системы вертикального дренажа работали в целом неэффективно, а в настоящее время, в связи с резким подорожанием электроэнергии, их эксплуатация практически вообще прекращена.

Надо сказать, что мелиоративное состояние земель, освоенных под орошаемое земледелие в период 60-х – начала 80-х годов, всегда было неустойчивым, хотя вода на них подавалась в избытке, но, пока построенные на них системы дренажа находились в исправном состоянии, то на фоне промывного режима орошения и осенне-зимних промывок, относительное мелиоративное благополучие этих земель удавалось, тем не менее, поддерживать, однако, повторяем, что давалось это ценой повышенной водоподачи.

В настоящее время, в условиях дефицита водных ресурсов, а также в условиях, когда значительная часть дренажа вышла из строя, и его восстановление до работоспособного состояния является весьма проблематичным, мы наблюдаем, что, хотя водоподача на поля и уменьшилась, но при применяемом бороздковом поливе и проводимых промывках почв потери воды на полях на фильтрацию, глубинное просачивание и пополнение грунтовых вод все равно остаются большими и это при неработающем дренаже способствует ускоренному развитию, как процесса вторичного засоления, так и процесса резкого ухудшения мелиоративного состояния орошаемых земель в целом. Именно с этим мы и столкнулись, как уже было отмечено выше, в Сырдарьинской и Джизакской областях, мелиоративное состояние земель которых всегда было хронически неудовлетворительным, а сегодня, в связи с выходом из строя дренажа, является просто кризисным.

Так что же, спрашивается, в данной ситуации делать? Срочно восстанавливать до работоспособного состояния десятки тысяч километров закрытых горизонтальных дрен и тысячи скважин вертикального дренажа? Сколько это потребует времени, сил и средств? И потом, допустим, что системы мощного дренажа мы восстановим, и что дальше? Опять вернемся к той водо-затратной технологии регулирования водно-солевого режима орошаемых земель, в несостоятельности которой мы убедились? Зачем же опять “наступать на те же грабли”?

Давайте обратимся к логике и к опыту стран со схожими с Узбекистаном условиями, то есть, тех стран, которые испытывают недостаток водных ресурсов и при этом вынуждены решать проблему борьбы с вторичным засолением орошаемых земель. Наиболее богатым опытом в этом отношении обладают Соединенные Штаты Америки, имея в виду их практику ведения орошаемого земледелия в водо-дефицитных и засушливых южных и западных хлопководческих штатах.

Так вот, – смысл регулирования водно-солевого режима корнеобитаемого слоя почвы и вообще смысл мелиорации подверженных засолению земель в условиях этих штатов заключается у американцев в том, чтобы нужный оптимальный режим обеспечивался при небольших количествах подаваемой на поля воды – тогда подъем солей к поверхности земли из грунтовых вод и их вынос из нижерасположенных горизонтов будет минимальным. Такая доктрина неукоснительно проводится американцами в жизнь на протяжении уже нескольких последних десятилетий. Другими словами – смысл заключается в том, что в условиях, когда грунтовые воды засолены, опреснять надо не их толщу, а только зону аэрации, а вернее сказать – слой почвы, из которого растения потребляют воду.

Поддерживать такой режим американцам удается главным образом за счет применения водо-сберегающих способов орошения и совершенных технологий полива, и в основном за счет применения орошения дождеванием, которое получило в США очень большое распространение.

Опыт американцев успешно перенимают сегодня многие страны Мира, но до нашего понимания он не дошел, и совершенствовать технологию и технику полива у нас, похоже, пока никто по-настоящему не собирается.

Между тем, многие земледельцы в Сырдарьинской и Джизакской областях в условиях, когда дренаж на их участках вышел из строя, стали отказываться от подачи им прежних, казалось бы, привычных для них повышенных расходов воды и стараются поливать свои поля малыми нормами, сокращая длины борозд и более тщательно регулируя распределение поливного тока по полю. То есть, эти земледельцы интуитивно поняли, что много воды в условиях засоленных грунтовых вод и неработающего дренажа – это плохо. Не поняли этого, к сожалению, до сих пор только наши ученые – мелиораторы.

Однако равномерно распределять по полю малую поливную норму при бороздковом поливе очень трудно, а вернее будет сказать – практически невозможно. Хотим мы того, или не хотим, но избежать потерь воды на глубинную фильтрацию в головах борозд все равно не удается, при том, что дальняя часть поля и отдельные повышенные его места остаются недоувлажненными, а что касается коэффициента равномерности увлажнения корнеобитаемого слоя почвы по площади поля (или, как его называют, коэффициента равномерности полива), то он при таком поливе получается равным примерно 0,3, то есть, 70% растений на поле либо вообще не получают воду, либо получают ее не в оптимальном режиме.

Земледельцы в такой ситуации находятся как бы “между молотом и наковальней”: перепольешь поле – вызовешь резкую вспышку засоления, недопольешь – значит, не обеспечишь необходимую растениям доставку влаги. Но, как в том, так и в другом случае неизбежна потеря значительной части урожая, что мы и видим на опыте Сырдарьинской, Джизакской областей и некоторых других регионов Республики, мелиоративное состояние земель в которых неблагополучное.

Избежать описанных недостатков реально можно будет только в том случае, если малые поливные нормы распределять по полю механизированным способом. Наилучшим образом с такой задачей могут справиться дождевальные машины. Коэффициент равномерности полива (будь то малые или большие поливные нормы) при орошении дождеванием обеспечивается на уровне 0,85-0,95. Потери воды на глубинную фильтрацию получаются при этом минимальные, а, следовательно, тот мощный дренаж, который мы строили раньше, окажется просто ненужным. Можно будет обходиться значительно меньшей мощностью дренажа, а поэтому восстановить неработающие сегодня дрены потребуется только там, где это действительно окажется нужным. В основном же с задачей водоотведения будут справляться открытые коллектора.

Промывать земли от сезонного засоления при этом, конечно же, будет нужно, но такие промывные поливы потребуют малого количества воды и они могут быть, как правило, совмещены с предпосевной влагозарядкой, тем более что поливы эти будут призваны рассолять лишь верхний слой почвы. При этом проводить такие поливы можно будет тем же самым способом дождевания, как бы в дополнение к естественным осадкам, или по бороздам. А та часть оросительной нормы, которая при дождевании будет расходоваться на глубинную фильтрацию (в среднем это 10% от водоподачи на поля) как раз и обеспечит промывной эффект, необходимый в период вегетации растений.

Что касается сильнозасоленных и тяжелых глинистых почв, то подход к ним должен быть особый, и речь о них мы сейчас не ведем, тем более что их в Узбекистане не так уж и много, а основную часть составляют сероземные почвы, сформированные на среднесуглинистых грунтах.

Все описанное выше достаточно убедительно, на наш взгляд, говорит о том, что техническую политику в области управления водно-солевым режимом орошаемых земель нам надо менять.

Но вернемся к опыту американцев. Они считают, что повторное использование на орошение возвратного стока, то есть смеси сбросных и минерализованных вод, приводит к абсурду. Действительно, ведь при этом получается, что соли, отведенные с дренажной водой с полей одного массива, затем, при повторном использовании этой воды на орошение, вносятся на поля соседнего или нижерасположенного массива. И так происходит многократно – от верховий речного бассейна до его низовий, куда зачастую доходит уже практически непригодная для орошения вода. Это ли не абсурд? Поэтому американцы стараются до минимума сократить объемы образующегося у них в ходе орошения коллекторно-дренажного стока и отводят его в сторону, за пределы орошаемых массивов и за пределы возможного поступления обратно в водоисточники, чтобы обеспечить сохранение качества воды в них.

У нас же в Узбекистане при общем нынешнем объеме водозабора на орошение 52-56 км3 образуется до 20-23 км3 возвратного стока, из которых вновь используется на орошение 13-15 км3, или почти 70%. Получается, что мы орошаем значительную часть наших полей соленой и зараженной различными ядохимикатами водой. Такой большой объем формирования и использования возвратных вод оказывает сильное загрязняющее воздействие на водоисточники и экологию Республики в целом. Поэтому важнейшей задачей для нас является максимально сократить эти объемы, а добиться такого можно, опять-таки, за счет применения водо-сберегающих способов орошения и совершенных технологий полива.

Именно этим в Узбекистане и следует в настоящее время в первоочередном порядке заняться, тем более, что это не потребует больших затрат капитальных вложений. Полностью исключить повторное использование на орошение возвратных вод мы, конечно, не сможем, да и этого и не позволит испытываемый дефицит водных ресурсов, но если мы уменьшим объемы формирующегося у нас возвратного стока хотя бы наполовину, это будет большим достижением.

В связи со сказанным, наряду с совершенствованием традиционных и привычных для местных земледельцев технологий и техники поверхностного полива по бороздам, полосам и чекам с использованием для этого средств малой механизации, самое серьезное внимание надо уделить вопросу перехода на способ орошения дождеванием.

Определенный производственный опыт орошения дождеванием в условиях Узбекистана у нас в свое время был, об этом мы сказали в начале статьи, и зарекомендовал себя этот опыт в целом положительно. Изучением возможностей широкого применения дождевания в Узбекистане занимались Петров, Демидов, Москальцов, Пересыпкин, Морозов, Иванов, Севрюгин и другие ученые. В 1975-1985 годах в Республике числилось 585 единиц различных типов дождевальных машин, а общая орошаемая ими площадь достигала 12 тыс. га, однако ожидаемого широкого распространения дождевание в Республике тогда не получило, и главными препятствиями в этом послужили:

      • инертность и психологическая неподготовленность наших земледельцев, привыкших в основном к ручному кетменному труду, и поэтому непринятие ими такого “новшества”, как дождевание (кстати, такое непринятие и неприязнь были в 30-е годы прошлого столетия проявлены к тракторам);
      • недостаточная пропаганда этого способа орошения и неналаженность обучения кадров специалистов-механизаторов для массовой эксплуатации дождевальной техники;
      • неприятие мер по созданию в Республике соответствующей материально-технической базы для организации ремонта и сервисного обслуживания дождевальной техники;
      • нежелание организовать собственное промышленное производство этой техники.

В тоже время, в таких ставших ныне независимыми государствах, как Россия, Украина, Белоруссия и Молдова, названные выше препятствия были преодолены, и способ орошения дождеванием получил там самое широкое развитие и продолжает распространяться. Так, в России дождеванием сегодня орошается 50% площадей, на Украине и в Белоруссии – 80%, в Молдове – 90%. Активно распространяется в последние годы дождевание в Казахстане, Кыргызстане, в государствах Закавказья, не говоря уже о странах дальнего зарубежья. В Узбекистане же в этом отношении практически ничего не делается.

Мне опять-таки могут возразить, что в названных странах не такой жаркий и сухой климат, как в Узбекистане, и что потери воды на испарение из дождевых капель во время их полета в воздухе там значительно меньше, чем у нас, а, следовательно, поэтому применение дождевания там оправданно. Так вот. Относительно этого должен сказать, что добросовестно поставленные исследования показывают, что при дождевании над поверхностью поля быстро формируется и достаточно долго удерживается специфический микроклимат, который резко снижает как общее испарение влаги из воздуха и почвы, так и транспирацию ее растениями, и в результате потери воды оказываются в целом очень небольшими. Потери же влаги из капель в воздухе составляют вначале около 3-4% и в течение 5-6 минут снижаются до 1%.

Согласно проработкам Объединения “Водпроект”, в проведении работ по реконструкции оросительных систем в Узбекистане в настоящее время нуждается 1700 тыс. га земель, а в работах по мелиоративному улучшению – 900 тыс. га. В первоочередном и неотложном порядке, названные виды работ, “Водпроект” рекомендует выполнить хотя бы на площади 690 тыс. га - это 16 % от общей орошаемой в Республике площади (в основном это касается Сырдарьинской, Джизакской, Кашкадарьинской, Бухарской и Хорезмской областей).

Так, давайте же подойдем к выполнению этих работ с позиций, которые изложены выше, и в сочетании с работами по реконструкции и мелиорации применим на этих землях дождевание. Предварительно же давайте в течение трех лет (в 2004-2006 годах) проведем опытно-производственную проверку предлагаемого подхода к выполнению этих работ на пилотных участках, расположенных в характерных для названных областей почвенно-мелиоративных условиях. Такая проверка очень многое прояснит и мы тогда, безусловно, будем действовать более уверенно.

По предварительным расчетам Объединения “Водпроект” получается, что одна условная дождевальная машина с расходом водоподачи 100 л/с в условиях Узбекистана должна поливать за сезон при трехсменной работе в среднем 100 га. (Трехсменная работа машин нужна, чтобы не допустить ночных сбросов воды из системы оросительных каналов). Для обслуживания площади 690 тыс. га нам потребуется (с некоторым резервом) 7 тысяч единиц условных дождевальных машин. Перевод одного гектара земель с бороздковым поливом на орошение дождеванием с учетом работ по реконструкции оросительной сети, ее приспособлению к работе с дождевальными машинами и приобретения дождевальной техники, составит около 800 долларов США. Таким образом, программа перевода 690 тыс. га земель на дождевание будет стоить примерно 550 млн. долларов США.

Если такая программа будет реализовываться в течение 10 – 15 лет, то ежегодно на эти цели потребуется выделять по 35 – 55 млн. долларов США.

Это, как говорится, на первых порах. А, вообще говоря, Узбекистану надо будет озаботиться налаживанием собственного производства дождевальной техники, тем более что ничего сложного в этом нет, и организацией предприятий по ее сервисному обслуживанию. Ориентироваться при этом надо на производство простых в использовании и мобильных дождевальных машин, наиболее подходящих для массовой эксплуатации в небольших и средних по размерам фермерских хозяйствах, которые получают в Республике все большее распространение.

Разумеется, что для реализации предлагаемой программы потребуется серьезная государственная поддержка и помощь зарубежных партнеров. В качестве таких партнеров могут быть привлечены американская фирма “ВАЛМОНТ”, занимающаяся разработками в области орошения дождеванием, германская фирма “БАЛЕХ” и Акционерное общество “Херсонские комбайны” (Украина), которое наладило серийное производство дождевальной машины ДФД – 80 (созданной, между прочим, и защищенной патентом в Узбекистане). Эта дождевальная машина получила широкое признание на Украине и успешно конкурирует с машинами американского типа.

Затраты на приобретение Узбекистаном дождевальной техники и текущие затраты на ее эксплуатацию должны быстро себя окупить, и в основном за счет прибавки урожайности сельхозкультур. Предварительные расчеты показывают, что срок окупаемости стартовых капитальных вложений при переводе земель на орошение дождеванием в условиях Узбекистана составит два года, и мировой опыт стран, где развито орошение дождеванием, это подтверждает. Впрочем, в ходе опытно – производственных исследований на пилотных участках это можно будет проверить. А когда Узбекистан организует серийное производство собственной дождевальной техники, то экономические показатели ее применения должны быть еще более высокими. Существует мнение, что применение дождевания увеличит себестоимость производства сельскохозяйственной продукции. Однако, это не так, ибо прибавка урожая с лихвой окупит расходы, связанные с применением дождевальной техники.

Эффект будет получен также и в существенном сокращении (на величину потерь воды на полях при применяемых сегодня способах орошения) объемов водозаборов из водоисточников, в транспортировке воды по системам каналов, а главное – в уменьшении затрат на машинный подъем излишних объемов воды насосными станциями. Последнее очень важно, если учесть, что 40% объемов воды, подаваемой в Республике на орошение, поднимается насосами и оплата потребляемой на это электроэнергии очень высока.

Но, говоря об ожидаемом эффекте, надо в тоже время иметь в виду, что общего возможного для использования объема водных ресурсов переход на орошение дождеванием Республике в целом не увеличит. Рассчитывать надо в основном, и, прежде всего, на экологический эффект, который будет выражен в резком сокращении объемов образующегося возвратного стока со всеми последствиями его негативного проявления (а это для Узбекистана чрезвычайно актуально), ну и, конечно, на улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель и повышение их продуктивной отдачи, что также не менее актуально. Кроме того, за счет реально получаемого водосбережения можно будет осваивать под орошаемое земледелие дополнительные площади.

Как связаться с нами

Вернуться на главную страницу



Сайт создан в системе uCoz