Широкова
Ю.И. (САНИИРИ)
Морозов А.Н. (ОАО Гидропроект)
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ УЗБЕКИСТАНА
1. Введение
Без понимания сегодняшних
проблем в Центрально Азиатском регионе (ЦАР) и причин их возникновения
невозможно продвижение вперёд. И дело не в поиске "виноватых",
а в том, что нужно дальше делать и какие возможные альтернативы выхода
из создавшегося положения существуют в инженерном аспекте. При этом
следует чётко разделять стратегию и тактику мероприятий.
Описанию проблем связанных
с исчерпанием водных ресурсов и ухудшением их качества в ЦАР посвящено
множество работ, например, [1…6]. Проблем много и все они очень серьёзно
угрожают стабильности региона. Что же делать? В порядке обсуждения
хотелось бы предложить ряд решений, которые, может быть, не отличаются
оригинальностью, но успешно работают во многих развитых странах.
Состояние дел в водном
хозяйстве Центральной Азии анализируется во многих работах, например,
[4...15]. Главные симптомы этого состояния вкратце можно охарактеризовать
следующим образом:
- наличие и усугубление
проблем межотраслевого и межгосударственного вододеления;
- нарастающий дефицит и
ухудшающееся качество водных ресурсов;
- рост площадей засолённых
орошаемых земель;
- ухудшение экологической
обстановки.
Прежде всего, отметим,
что состояние дел в вопросах мелиорации и экологии региона определяется
не столько количеством воды, сколько способом её использования.
До сих пор основные ошибки
"схем развития водного хозяйства…" и других проектных разработок,
по которым велось развитие орошения, не выявлены и не проанализированы.
Мало того, в новомодных предложениях по ИУВР (интегрированному управлению
водными ресурсами) с упорством повторяются те самые рецепты действий,
которые уже привели к кризису.
Что же подразумевается
под ошибками?
Прежде всего, непонимание
важности создания условий для применения совершенной техники полива
- ключа к мелиорации земель аридной зоны, и, в особенности сильноводопроницаемых
и засолённых. Как показывают официальные данные Минсельводхоза, за
последние двадцать лет площади засолённых и заболоченных земель увеличились
соответственно на 10 и 15 %. Процесс этот, если не понять его причин
и не принять мер, будет продолжаться и дальше и здесь не надо обладать
особой проницательностью.
Каковы же основные проблемы
ирригации?
Основными проблемами использования
воды в орошаемом земледелии любой страны являются:
- регулирование стока
источников и водозабор из них;
- транспортировка воды
к орошаемым полям;
- нормирование водопотребления
отдельных территорий;
- нормирование поливов
и равномерное увлажнение почвы по площади орошаемых полей;
- дренирование орошаемой
территории для отвода излишков воды и солей;
- устранение вредного
влияния орошения на соседние, нижележащие территории;
- транспортировка дренажно-сбросных
стоков в естественные понижения или на биологическую очистку и опреснение.
Выбор приоритетных направлений
инвестиций и их упорядочения в современных условиях, когда ограничены
средства, как государства, так и арендаторов земли, очень важен. По-видимому,
основная цель орошаемого земледелия - получение продукции растениеводства.
Исходя из этого, попытаемся поставить "с головы на ноги"
вопрос о приоритетности перечисленных выше проблем и попытаться отделить
причины их возникновения от следствий.
2. Основные причины
Аральского кризиса и возможные пути выхода из него.
Немного истории.
В чём была особенность
развития ирригации до пятидесятых годов прошлого столетия? При развитии
ирригации в регионе основное внимание уделялось инженерной стороне
вопроса - совершенствованию и строительству водозаборных сооружений,
водохранилищ и каналов.
В пятидесятые годы прошлого
столетия, впервые в истории этого края, была проведена реформа, связанная
с переходом на бороздковую технику полива. Это позволило широко механизировать
обработку сельскохозяйственных угодий и намного улучшить равномерность
полива и, соответственно, эффективность использования водных ресурсов.
Облегчение водоподачи
и, в определённой мере, улучшение техники полива на фоне дренажа дало
свои положительные результаты - урожайность земель достигла относительно
высокого уровня. Однако, ввод в эксплуатацию новых больших массивов
орошения в зонах слабо обеспеченных естественным оттоком (поверхностных
и грунтовых вод) привёл незамедлительно к усугублению проблем заболачивания
и засоления земель. И дренаж на этих массивах не явился панацеей от
усилившихся проблем, даже там, где он был грамотно запроектирован
и добросовестно построен.
На древних массивах орошения
эти проблемы решались либо за счет природной дренированности, либо
за счет, так называемого, "сухого дренажа" - оттока и аккумуляции
солей на перелогах и на незанятых посевами землях. Там, где возникали
аналогичные проблемы, они, как предполагают археологи, привели многие
древние государства к постепенной гибели.
В наше время, несмотря
на то, что с подобными проблемами уже приходилось сталкиваться при
освоении крупных массивов земель в Мирзачуле (Голодной степи), в начале
прошлого века, сколько-нибудь эффективных способов их решения, кроме
усиления дренированности территории предложено, вернее, реализовано,
не было. Применение дренажа на много лет (пока водные ресурсы были,
практически не лимитированы) в какой-то мере, решило проблему, хотя
стоило не дёшево и имело много побочных экологических последствий.
Бурное развитие ирригации
в Средней Азии продолжилось в 60- 90 годы прошлого века. В этот период
ирригационная инфраструктура приобрела основные современные черты:
были созданы системы водохранилищ сезонного регулирования стока рек
и уникальных водохранилищ многолетнего регулирования на основных реках
- источниках (в бассейне р.Сырдарьи и частично - р.Амударьи). Это
мощные ГЭС, каскады уникальных насосных станций и магистральные каналы
межбассейновых перебросок стока, инженерные системы на массивах нового
освоения (Голодная, Джизакская, Шерабадская, Каршинская степи и Кыркызский
массив).
Нельзя сказать, что развитие
ирригации в эти годы происходило стихийно и беспланово. В соответствии
с заданиями Союзного и Республиканского правительства разрабатывались,
так называемые, "Схемы развития..." разных уровней: Союзные,
Республиканские и Бассейновые (Аральского моря, рек Амударьи и Сырдарьи)
[16...27] и другие. В этих уникальных по своей масштабности работах
принимали участие крупные специалисты различных ведомств, известные
проектировщики и учёные: топографы, гидротехники, мелиораторы, почвоведы,
гидрогеологи, гидрологи, агроэкономисты и др.
Как же и из-за чего, при
таких проектных проработках, которые действительно, во многих аспектах
до сих пор являются примерами для подражания, возникла катастрофа
мирового масштаба в Аральском регионе?
Нам кажется, что, несмотря
на очень глубокую проработку многих вопросов гидротехники и мелиорации,
в этих документах, вопросы использования воды на поле никогда не выдвигались
как ведущие.
При реализации этих документов
всё, что касалось объектов строительства новых каналов, сооружений,
водохранилищ и ввода новых земель - финансировалось, а все остальные,
так называемые "мероприятия" к которым относились реконструкция
орошаемых земель, внедрение новой техники полива и тому подобные "мелочи
жизни" - по большей части, так и осталось на бумаге. Серьёзно
никто и не думал выполнять их, на это никогда требующихся денег не
выделялось. Дело кончалось опытно-производственными испытаниями на
отдельных участках или опытных станциях.
Скорее всего, сомнения
в целесообразности применения механизированных средств полива, несмотря
на их явные преимущества, возникали из-за односторонней экономической
оценки их эффективности, которая не брала в расчёт побочные эффекты,
отдельные из которых и до сих пор для многих инженеров и научных работников
не являются очевидными. Например, оценивалась только поливная вода,
сэкономленная на опытном поле, но не всегда оценивалась вода, которая
будет сэкономлена на системе в целом. В то время, как при КПД систем
около 0,5 это означает, что на головных водозаборах размер этой экономии
удваивается и система получает возможность использовать сэкономленные
водные ресурсы для оперативного управления и дальнейшего развития.
Совершенно не принималось во внимание, что нагрузку на дренаж (а значит
и его протяженность) можно сократить в несколько раз, уж во всяком
случае, на величину адекватную предотвращённым потерям. Об экологической
стороне дела вспомнили лишь тогда, когда минерализация речной воды
в Низовьях намного превысила 1 г/л и стала критической.
"Однобокая"
реконструкция, проводившаяся явно в недостаточных размерах, и лишь
на локальном уровне, касалась подводящей сети, капитальной планировки
и дренажа, но не решала вопросов техники полива, и поэтому приводила,
как ни кажется странным, к резкому снижению урожая. Это происходило
по той простой причине, что между сокращённой подачей воды в хозяйство
и улучшенным дренажем "лежало" поле, которое этой водой
(с оставшейся, практически без изменения, бороздковой техникой полива)
нормально полить уже было невозможно! Были случаи (например, по ряду
хозяйств в старой зоне Каршинской степи, когда урожаи после реконструкции
падали с 40 до 20 ц/га и ниже, хотя вода экономилась вдвое с 26 до
13 тыс.м3/га при научно обоснованной норме ~ 8 тыс.м3/га). В этом
может быть и кроется причина негативного отношения у хозяйственников
к реконструкции, которое и инициировало желание к вводу новых земель,
поскольку это давало сиюминутную отдачу, а кто думал о последствиях?
В Голодной степи - образце
инженерной мысли времён расцвета мелиорации в 1970 - 1985 годы - невооружённым
глазом с самолёта было видно, что на 80 % полей их вторая половина
(нижняя часть) или недополивается, или не поливается вообще, хотя
была нормально засеяна и обработана (о чём свидетельствовали отдельные
рядки хлопка, по которым вода чудом добежала до конца). Остальные
20 % полей были просто расположены в голове лотков и имели возможность
ничем не ограниченного водозабора. Однако, кроме предложений наказать
поливальщиков, ничего не предпринималось, если не считать жалких попыток
внедрить гибкие шланги (по норме 2 погонных метра гибкого шланга на
1 га !). Сомневаемся, что даже если к каждому из поливальщиков приставить
часового с автоматом, положение сильно бы улучшилось, ибо сам метод
бороздкового полива даже теоретически не позволяет поливать равномерно
и без огромных потерь!
Если сводить весь вопрос
о применимости совершенной техники полива только к экономической оценке
удельной экономии воды и не брать в расчёт всю цепочку положительных
последствий от осуществления "мероприятий", в орошаемом
земледелии, в мелиорации и в экологии, то оказывается, что это достаточно
дорого и, как правило, при таком "обуженном" подходе к оценке
эффективности затрат - не окупается.
Уже в конце семидесятых
годов прошлого столетия появились интересные работы, в которых давалась
методика комплексной оценки конструкций гидромелиоративных систем
(ГМС) с совершенной техникой полива и было показано, что такие ГМС
экономически более эффективны [28, 29]. Однако, такой вариант, к сожалению,
так и не был реализован ни в одной, известной нам, крупной проектной
проработке, не говоря об осуществлении.
В одном из проектов [26],
когда стало ясно, что в ближайшие годы и десятилетия надеяться на
прирост орошаемых земель Узбекистане за счёт подпитки сибирской водой
не приходится, стали считать, а сколько же гектаров надо реконструировать,
чтобы высвободившейся при этом водой оросить один новый гектар? В
этой же работе была попытка оценить экономию оросительной воды от
применения совершенной техники полива. Этот вариант был назван "гипотетическим".
В нём также не учитывали всех положительных сторон предполагаемых
"мероприятий", кроме экономии воды. В связи с этим, применение
совершенной техники полива не было оценёно с экономической и экологической
точек зрения.
Имеется два, существенно
отличающихся подхода к использованию земельно-водных ресурсов: экстенсивный
и интенсивный.
При экстенсивном подходе
применяются устаревшие конструкции ГМС, технологии земледелия и полива
сельскохозяйственных культур, то есть, тиражируются мало затратные
методы ведения хозяйства, не учитывающие последствия их влияния на
мелиоративное состояние земель и окружающую среду. По-видимому, если
бы при создании существующих ГМС использовались по настоящему комплексные
подходы, например, методы функционально-стоимостного анализа (ФСА),
хорошо зарекомендовавшие себя в различных отраслях хозяйства, многих
стратегических ошибок прошлых периодов можно было бы избежать.
При интенсивном подходе
используют новейшие конструкции ГМС, технологии земледелия и полива
сельскохозяйственных культур, обеспечивающие экономное использование
водных ресурсов, сохраняющих и улучшающих (мелиорирующих!) окружающую
среду. Интенсивные технологии создают основу для постоянного и устойчивого
развития искусственных экосистем, что очень быстро окупает капитальные
затраты и обеспечивает получение устойчивых прибылей на фоне нормального
экологического состояния орошаемых территорий.
Известные, применяемые
нынче в бассейне Аральского моря экстенсивные технологии, кажутся
очень дешевыми, однако, как показывает опыт, использование дешёвых
экстенсивных технологий в орошаемом земледелии за очень короткий период
(менее 50 лет), привело к комплексному кризису в этом бассейне, задолго
до истинного исчерпания водных ресурсов. При достаточно большом наличии
водных ресурсов здесь очень быстро наступили затруднения в возможности
эффективно управлять ими и использовать их. В это же время, во многих
странах, находящихся в сходных природно-климатических условиях, но
использующих передовые технологии хранения, транспортирования, распределения
воды на ГМС и совершенные технологии полива, подобного не происходит.
По мере роста орошаемых
площадей и возрастания коэффициента земельного использования в регионе
создавались определенные предпосылки для системного кризиса, связанного
с общим исчерпанием водных ресурсов и ухудшением их качества, в связи
с применяемой отсталой техникой полива, которая не в состоянии поддерживать
мелиоративное состояние земель.
Попытки решить проблему
эффективного использования воды на полях вначале были связаны с чисто
экономическими причинами - низкой урожайностью сельскохозяйственных
культур при самотёчных поверхностных способах полива в производственных
условиях, по сравнению с потенциальными возможностями почв региона.
Однако с ростом дефицита оросительной воды и ухудшением её качества
становилось всё очевиднее, что происходит стремительное усугубление
проблемы. В этот период (1960 - 1990) годы всё настойчивее становятся
попытки найти более рациональные способы полива, позволяющие полнее
удовлетворять требования сельскохозяйственных культур по водному и
солевому режиму почвы при минимальных загрязнениях окружающей среды.
Испытываются различные
способы механизации полива по чекам, полосам, бороздам, применения
подпочвенного орошения, полива дождеванием и с использованием капельниц,
однако совершенная техника полива более чем на 5 % площади так никогда
и не была применена.
3. Суть стратегических
ошибок в развитии орошаемого земледелия и мелиорации.
Что же подразумевается
под ошибками?
Прежде всего, непонимание
важности создания условий для применения совершенной техники полива
- ключа к мелиорации земель аридной зоны, и, в особенности, сильноводопроницаемых
и засолённых. Нам представляется, что имело место недостаточное создание
условий для широкого применения водосберегающей техники полива, которая
является основой для рационального использования воды при орошении
в аридной зоне и предотвращает проблемы засоления и заболачивания
земель аридной зоны. Особенно это касается орошения сильноводопроницаемых
и засолённых земель.
Многие учёные [7…15] давно
указывали, что принятый путь нерационального использования оросительной
воды приведёт к тяжким хозяйственным и экологическим последствиям,
ибо само слово "мелиорация" переводится как "улучшение",
то есть исправление природных недостатков, а не создание новых.
Как ни парадоксально,
но до настоящего времени решение проблемы мелиорации засолённых и
подверженных засолению земель, в основном, связывается только с инженерным
дренажем, хотя решение её на 90 % зависит от совершенства техники
полива, ибо сама проблема отвода воды с полей, страдающих от её недостатка,
порождена рядом ошибок!
До сих пор основные ошибки
"схем развития водного хозяйства…" и других проектных разработок,
по которым велось развитие орошения, не выявлены и не проанализированы,
и это приводит к тому, что ошибки прошлого начинают дублироваться
в новых проектах. Для примера можем указать недавно законченный проект
реконструкции Ок-Олтинского района Сырдарьинской области, уровень
которого намного ниже первоначального, в своё время приведшего к печальным
последствиям. Негативные результаты качества проекта уже начинают
проявляться...
В чём была особенность
развития ирригации до пятидесятых годов прошлого столетия? При развитии
ирригации в регионе основное внимание уделялось инженерной стороне
вопроса - совершенствованию и строительству водозаборных сооружений,
водохранилищ и каналов.
Резервы земель с близкими
(и, как правило, пресными грунтовыми водами), традиционно орошавшимися
с древних времён в местах развития орошаемого земледелия были в это
время исчерпаны. Под орошение, в связи с ростом населения и нехваткой
орошаемых земель в долинах рек, начали использоваться либо земли верхних
террас речных долин, предгорья и так называемые адыры, либо земли
понижений, потенциально подверженные засолению без искусственного
дренирования.
На землях, первой из упомянутых
категорий, как правило, возникали проблемы недостатка водных ресурсов.
Вызвано это очень высокой естественной дренированностью, при которой
формировался автоморфный режим увлажнения почв. Бороздковая техника
полива не может решить здесь проблемы своевременного и равномерного
увлажнения почв малыми и частыми поливными нормами.
И хотя вода подаётся на
эти массивы, как правило, насосами и дорого стоит, используется она
здесь при бороздковой технологии полива не эффективно. Дело в том,
что вне зависимости от гранулометрического состава почвообразующих
пород автоморфный режим увлажнения почв требует частых поливов малыми
нормами, не превышающими влагоёмкости корнеобитаемого слоя (500..700
м3/га). Поливная вода, поданная сверх этого, проваливается глубже
почвенного слоя и практически в него не возвращается, а расходуется
на подтопление нижележащих земель в зонах выклинивания грунтовых вод.
Бороздковая техника полива не может обеспечить эти требуемые нормы
полива при достаточной равномерности распределения их по площади полей
и это вызывает вынужденные перерасходы воды (при её наличии), либо
посушку посевов из-за повышенных межполивных периодов (при дефиците
воды).
Земли второй категории
быстро заболачивались и засолялись, несмотря на попытки искусственного
интенсивного дренирования и требовали повышенных затрат воды для поддержания
солевого режима почв в вегетацию и период промывок. Причины этого
явления - в основном связаны с несовершенством техники полива, поскольку
и потери воды из каналов, и потери на полях создают потоки влаги,
направленные в противоположную для выноса солей из почвы сторону.
Гидравлические сетки движения
грунтовых вод подтверждают это.
В табл. 1, заимствованной
из проработок к Генеральной схеме до 2015 г [27] приведены данные
о площадях машинного орошения, их водозаборах, затратах электроэнергии
на водоподъём. Нами сделана попытка выделить, собственно, предгорные
зоны, орошающиеся на машинном водоподъёме, поскольку некоторые крупные
системы на машинном водоподъёме, такие как КМК - Каршинская степь
- и АБМК - Бухарская область, подают воду на территории с полуавтоморфным
и гидроморфным режимом почвенного увлажнения и на них ситуация такая
же, как и в долинах рек, а не на адырах.
Таблица 1
Анализ водопотребления
массивов машинного орошения с автоморфным типом почвенного увлажнения,
свидетельствует, что затраты воды на них почти вдвое превышают средние
по областям, а фактическая водообеспеченность на столько же ниже (как
и урожайность сельскохозяйственных культур). Таким образом, удельные
затраты воды на единицу производимой продукции в этих условиях, по
нашей экспертной оценке, минимум в четыре раза выше, чем в гидроморфных
и полу гидроморфных условиях. (Аналогичные результаты получены в исследованиях
по проекту ВУФМАС для адыров Ферганской долины, в которых указывается,
что непродуктивные затраты воды достигают на отдельных участках 400
%, а это значит, что продуктивность затраченной воды ещё ниже, чем
в нашей оценке).
Данные табл. 1 позволяют
предположить, что внедрение современных технологий полива на землях
с автоморфным типом почвенного увлажнения, и особенно с высоко водопроницаемыми
почвообразующими породами лёгкого гранулометрического состава будет
наиболее целесообразно по нескольким причинам:
- из-за экономии средств
на водоподъём;
- из-за улучшения режима
влажности почв и повышения урожая сельскохозяйственных культур в связи
с соблюдением этого режима;
- уменьшения вредного влияния
на нижележащие массивы в зонах выклинивания, за счёт сокращения питания
потока грунтовых вод потерями с полей.
В Узбекистане (см. табл.
2) 25 % орошаемых земель имеют высокую и очень высокую водопроницаемость,
а это значит, что применение бороздковой техники полива на них, ведёт
к перерасходу оросительной воды как минимум в два - три раза при совершенно
неблагоприятном режиме влажности для выращиваемых на них культур.
При этом вся "потерянная" вода не просто теряется, а создаёт
совершенно нетипичные для аридной зоны проблемы по борьбе с засолением
и заболачиванием земель, на прилегающих территориях (в так называемых
"зонах выклинивания грунтовых вод").
Таблица 2 Распределение
почв по водопроницаемости в административных областях РУз
Чтобы проанализировать
существующие и назревающие проблемы, рассмотрим, как расходуется вода
в орошаемом земледелии, которое, как упоминалось выше, использует
80 - 90 % воды. Хотя КПД водопроводящих систем составляет ~50 %, здесь
мы коснёмся в основном вопросов использования воды, поступающей на
поля, которая обеспечивает получение продукции растениеводства, формируя
водный и солевой режим почв и основную долю дренажного стока.
В работах [30, 32] проанализированы
потери на поверхностный и глубинный сброс и равномерность увлажнения
почвы бороздкового полива, исходя из нормативов и научных рекомендаций
по оптимальным параметрам для типичных природных условий, в соответствии
с принятым районированием [33, 35]. Несмотря на то, что эти рекомендации
разработаны для идеальных условий, принятых при моделировании процессов
на компьютерах, практически недостижимых в реальных условиях (хорошая
планировка, одинаковые по шероховатости и плотности борозды с подпёртыми
концами, равномерная раздача воды по фронту борозд и т.п.), нормативные
потери воды составляют от 30 до 50 %, а равномерность полива не превышает
0,7.
На практике эти показатели
никогда не достигаются, а равномерность увлажнения почвы всегда достигается
за счёт перерасхода воды на поверхностный и глубинный сбросы. Таким
образом, из всего объёма забранной на орошение воды продуктивно используется
лишь 25…35 %.
Анализ (см.
таб. 3) относительной продуктивности воды (объёма воды затрачиваемого
на единицу продукции) для различных способов полива [31], показывает,
что применение водосберегающей техники полива (по сравнению с поливом
по бороздам) позволяет поднять продуктивность воды в 1,8 раза на средне
водопроницаемых почвах (около 50 % от орошаемых земель Узбекистана),
а для высоко водопроницаемых почв, продуктивность воды может возрасти
в 4,0 раза.
Таблица 3. Сравнительная
эффективность различных способов полива для типичных условий Узбекистана.
Следует иметь ввиду, что
потери воды на полях, кроме бесполезных затрат воды являются фактором
ухудшающим мелиоративное состояние земель:
- при
исходно гидроморфных условиях, с пресными грунтовыми водами, происходит
пополнение грунтовых вод и заболачивание территорий.
- при
устойчиво автоморфных - вынос питательных элементов и подтопление
нижележащих территорий.
- в условиях земель, подверженных
засолению, усиливается их вторичное засоление.
Рис. 1 Схема, иллюстрирующая влияние потерь оросительной воды в предгорьях
и на адырах на мелиоративное состояние в "зонах выклинивания".
Во многих схемных проработках
[22...27, 36, 37] и проектах реконструкции продолжают отстаиваться
положения об усиленном строительстве дренажа - "панацеи от всех
бед", реконструкции оросительной сети и совершенно игнорируются
возможности применения совершенной техники полива. Миф о том, что
совершенные средства полива чрезвычайно дороги, а их эксплуатация
невыносимо обременительна для земледельцев по своей сложности и дороговизне,
создан давным-давно. Это всё притом, что, половина оросительной воды
сегодня закачивается насосами, а 70 % её, перейдя в категорию "потерь"
создаёт проблемы мелиорации и экологии и, с большими затратами на
поддержание дренажных систем, сливается обратно в источники, в далеко
не чистом виде.
В табл. 4 приведены площади
машинного орошения по областям Узбекистана (без Каракалпакистана).
Эта таблица свидетельствует, что ~ 40 % земель Республики орошается
на машинном водоподъёме. Это ли не повод задуматься, а как используется
дорогая вода?
Таблица 4 Площади машинного
орошения по областям Узбекистана (без Каракалпакистана). (В тыс. га).
4. Наличие водных ресурсов в бассейне Аральского моря. Сферы использования.
В табл. 5приведены сведения
об объёмах и месте формирования естественных водных ресурсов поверхностных
источников ЦАР, которые оцениваются в размере ~ 117 км3. Из них на
территории Узбекистана ~ 10 %.
Таблица 5. . Ресурсы поверхностных
вод стран ЦАР [1]
Ресурсы подземных вод
составляют около 17 км3 и их распределение по странам ЦАР показаны
в таблице 6
Таблица 6. Ресурсы подземных
вод стран ЦАР [1].
Следует отметить, что
на равнинных территориях ~ 85 % подземных вод формируются за счёт
фильтрации из ирригационных каналов и с орошаемых территорий и поэтому
рассматривать их как дополнительный резерв водных ресурсов без ущерба
поверхностным водам, в большинстве случаев, нельзя.
Водопотребление Узбекистана
в современных условиях достигло ~ 70 км3. Основную долю водных ресурсов
Узбекистан получает из сопредельных стран - Кыргызстана и Таджикистана,
в соответствии с достигнутыми межгосударственными соглашениями.
В табл. 7 приведены сведения
об используемых в ЦА водных ресурсах, в соответствии с межгосударственными
соглашениями.
Таблица 7 Водные ресурсы,
используемые в ЦА в соответствии с межгосударственными соглашениями.
(Лимиты для года 90 % обеспеченности)
5. Водные ресурсы Узбекистана и их использование.
В табл. 8 приведены сведения
об используемых Узбекистаном водных ресурсах, включая и собственные,
указанные в табл. 5 и 6.
Таблица 8 Использование
водных ресурсов в РУз. (км3)
Большая часть водных ресурсов
Узбекистана (80…90 %) расходуется на нужды орошаемого земледелия (рис.
2), и поэтому основные проблемы рационального их использования связаны
здесь с эффективностью оросительных систем и водораспределением воды
на полях.
Рис.2 Структура водопотребителей
Узбекистана
Около половины забираемой
из источников на все хозяйственные нужды (~ 50…70 км3) воды, в том
числе и на орошение, поднимается насосами, (~ 30 км3), и это стоит
очень дорого. До полей при существующем техническом состоянии каналов
доходит примерно половина всей забранной воды.
Потерянная из каналов
вода создаёт ряд проблем:
- часть её безвозвратно
теряется с полос отчуждения вдоль каналов;
- другая часть создаёт
искусственную напорность грунтовых вод и способствует развитию процессов
заболачивания и засоления, поскольку она "выталкивает" рассолы
из глубоких горизонтов к поверхности почвы;
- очень малая часть этих
потерь полезно используется на полях, в основном в зонах имеющих высокую
проточность грунтовых вод при малой их минерализации.
На рис. 3 показана структура
использования водных ресурсов в Узбекистане, по материалам [26]. Основой
для построения этого рисунка послужил анализ водного баланса областей
Узбекистана, составленный по материалам служб Министерства сельского
и водного хозяйства и Государственного комитета по гидрометеорологии
в среднем за 1989 - 90 гг. На этом рисунке видно, что до полей едва
доходит 37 км3 или половина забранной воды, включая и возвратные стоки.
Можно сомневаться в достоверности исходной информации или в способе
её трактовки, будем поэтому считать, что это мнение автора и его руководителя
в этом анализе - Солоденникова Д.Ф., главного инженера проекта одной
из очередных "Схем..." [23]. Однако, к сожалению, это ничего
не меняет, другой систематизированной информации просто нет, а порядок
приведенных цифр контролировался, как территориальными балансами,
так и балансами по стволам рек и поэтому они заслуживают того, чтобы
хотя бы быть принятыми во внимание и послужить основой для дискуссии.
Рис. 3 Структура использования
водных ресурсов в Узбекистане (по данным за 1998 и 1999 годы)
Сегодня мы используем
в ЦА, с учётом возвратных вод, ~ 115...120 % водных ресурсов (по арифметической
сумме головных водозаборов из источников), но стоит ли этим гордиться?
Гордиться можно было, если бы эти 15...20 % воды возвращали в источники
в пригодном для питья и орошения виде, но гордиться тем, что мы сливаем
"помои" в источники, а потом, извините за выражение, "пьём
из унитаза" и превращаем борьбу с засолением с помощью дренажа
в Сизифов труд, то есть, отводим соль с одних полей, чтобы возвратить
на другие, - это уже маразм историко-стратегический. Ведь совершенно
очевидно, что огромные объёмы солей, выносимые дренажём с орошаемых
полей в верхнем течении попадают на земли среднего течения, а далее
перемещаются в нижнее.
Конечно, сейчас достаточно
легко анализировать проблему, которая назревала в течение более полувека,
была мало изучена изначально, а последствия многих принятых технических
решений были не столь очевидны, как сегодня, и это нужно сделать,
чтобы найти реально осуществимые пути выхода из создавшегося тупика.
Интересно отметить, что
развитие мелиоративной науки шло параллельно с возникающими очень
масштабными проблемами, но с достаточно большим отставанием. Это легко
проследить по времени публикации основополагающих работ этого направления
[7...15]. Мы исторически попали в эту ситуацию и выход из неё надо
искать не в возврате к старым решениям (только увеличение водообеспеченности,
систем за счёт привода со стороны новых объёмов оросительной воды
[17] или только отвода в Аральское море формирующихся при существующих
технологиях орошения огромных объёмов возвратных вод [36]), а в поиске
других подходов, в том числе, работающих во всём Мире.
На рис. 4 показана ретроспектива
роста численности населения, площади орошаемых земель и объёма водопотребления
в Узбекистане. Рост аналогичных показателей в целом по ЦА имел такую
же тенденцию, но происходил, в силу природно-климатических условий
других государств, с меньшей интенсивностью.
Рис.4 Ретроспектива роста
орошаемых земель, водопотребления и населения Узбекистана и прогноз
до 2020 года.
Как видно на рис. 4, удельные
водозаборы (брутто) снизились ~ до 13 тыс. м3/га и в перспективе пока
не видно источников их пополнения. В последние годы эти показатели
ещё ниже и, кроме того, резко ухудшилось соотношение вегетационной
и невегетационной водоподачи из-за межгосударственных разногласий
в режиме работы основных водохранилищ. На фоне увеличивающихся темпов
роста населения и усиливающихся процессов деградации орошаемых земель
от заболачивания, засоления, водной и ветровой эрозии, процесс приобретает
угрожающий характер и требует принятия срочных мер.
6. Возможные пути выхода
из современной ситуации.
Какие же возможны экономически
приемлемые альтернативные выходы из создавшегося положения?
Прежде всего, следует
перейти к так называемому "интегрированному управлению"
водными ресурсами, понимая под этим наведение порядка в межгосударственном
и внутригосударственном распределении воды между системами и соблюдению
жесткого графика подачи воды хозяйствам с вводом необходимых лимитов,
обязательных для всех водопользователей (с учётом установленных приоритетов
для неирригационных). Без этого обязательного условия, всякая другая
деятельность просто не будет иметь никакого смысла.
Далее следует, исходя
из реалий сегодняшнего дня, разработать условия применимости наиболее
эффективных и экономически оправданных совершенных средств полива
и выделить зоны их применения.
Под условиями применимости
следует понимать:
- техническую приемлемость
и целесообразность в соответствии с природными параметрами;
- экономическую эффективность;
- целесообразность спонсирования
государством, если применение совершенной техники полива влечёт за
собой косвенные эффекты в сфере энергосбережения, мелиорации и экологии
для сопредельных территорий;
- целесообразность льготного
кредитования на приобретение совершенных средств полива в тех или
иных природных и хозяйственных условиях.
В табл. 2 показано распределение
орошаемых земель Узбекистана по степени их водопроницаемости. Как
видно, очень высоко и высоко водопроницаемые земли занимают здесь
~ 25 %.
По экспертной оценке,
применение только на этих землях совершенных средств полива могло
бы высвободить примерно 30 - 40 % всех водных ресурсов, используемых
на орошение в Узбекистане, сократить затраты энергоносителей на 15
% и более, повысить урожайность на 30 - 50 % и решить мелиоративные
проблемы, как на самих сильноводопроницаемых массивах, так и на 10
% площадей сопредельных земель. Кроме того, на этих массивах (и только
при условии совершенной техники полива на них!) можно было бы перейти
к энергосберегающим (минимальным и нулевым) технологиям, которые практически
не приемлемы для бороздковой технологии полива, ибо наличие пожнивных
остатков на поверхности почвы в корне меняют гидравлику самой борозды
даже на средне и низко водопроницаемых почвах.
Что касается половины
всех орошаемых земель, имеющих среднюю водопроницаемость, то здесь
эффекты от применения совершенных технологий полива не столь впечатляющи,
но, тем не менее, продуктивность оросительной воды (то есть затраты
на единицу продукции) здесь можно увеличить почти в два раза, заодно
решив проблемы мелиорации и экологии.
Следует учесть, что для
части земель этой категории, находящихся в автоморфных условиях почвообразования,
наиболее приемлемым, с точки зрения агротехники возделывания сельскохозяйственных
культур, является режим орошения частыми поливами небольшой нормой,
который реализовать без совершенной техники полива невозможно. Бороздковый
полив здесь приводит к большим глубинным сбросам оросительной воды,
которые практически не могут вернуться в корнеобитаемый слой, но создают
проблемы водоотвода на нижележащих территориях.
Лишь на слабоводопроницаемых
почвах есть смысл сохранять реликтовые методы полива, да и то при
условии идеальных планировок поверхности. Кроме того, везде, где будут
применены совершенные средства полива, будет возможен переход на мало
затратные (нулевые) технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Эти технологии, как показывает опыт развитых и не очень развитых стран,
позволяют вести очень мало энергоёмкое земледелие, решая при этом
массу экономических и экологических проблем.
Очень важно отметить,
что применение совершенной техники полива в автоморфных условиях возможно
и эффективно даже локально. Однако в гидроморфных и полугидроморфных
условиях совершенная техника полива должна применяться крупными массивами,
иначе её эффект будет нивелироваться притоком грунтовых вод с соседних
территорий, орошаемых обычным способом, что на землях с минерализованными
водами вызовет усиленное засоление.
К сожалению, ни одной
комплексной проектной проработки, позволяющей оценить все технические,
экономические и экологические плюсы и минусы при переходе на совершенные
средства полива, в масштабе региона или хотя бы отдельной крупной
системы осуществлено не было. Во всех "схемах…" [16...27]
в качестве "вариантов" рассматривались лишь различные площади
ввода новых земель и возможности обеспечения их водой, а не применение
современных различных технологий полива со всеми вытекающими последствиями.
Лишь в последние годы, когда водные ресурсы региона, по сути, были
исчерпаны, и приняты дополнительные межгосударственные соглашения
по введению квот на воду, стали считать, сколько староорошаемых земель
надо реконструировать, чтобы осуществить ввод новых. При этом вопросы
техники полива не затрагивались, что тоже было большой ошибкой, ибо
нормирование водоподачи с усилением дренажа без средств водораспределения
по полю - прямой путь к потере урожая и ухудшению мелиоративного состояния,
несмотря на совершенный дренаж. В этом одна из причин того, почему
хозяйственники так негативно относились к вложению денег в реконструкцию
орошаемых земель.
В недалёком прошлом, очень
опытный ирригатор и большой практик Р.А.Алимов [42] оценил оросительную
способность имеющихся ресурсов для Узбекистана в 2,0 млн. га (сегодня
эта площадь составляет 4,2 млн. га), и очень отрицательно отзывался
о результатах многочисленных опытов СоюзНИХИ. Он исходил из реалий
тех способов орошения, которые практиковались в то время и практикуются
сегодня. Надо сказать, что по большому счёту, если продолжать орошаемое
земледелие подобным образом, как это осуществлялось до сих пор, то
надо признать, что Р.А.Алимов был прав. С передачей мелких участков
в долгосрочную аренду отдельным фермерам, стало невозможно (даже теоретически)
осуществлять рекомендации по применению оптимальных параметров бороздковой
техники полива (выдерживать оптимальные длину борозд и расходы воды
в борозду).
Таблица 9 Доля площадей
Республики Узбекистан, находящихся в автоморфных и гидроморфных условиях
(в %% к орошаемой площади)
7. Улучшение использования
водных ресурсов в орошаемом земледелии - один из комплексных путей
выхода из кризиса.
Вопросы стратегии развития
орошаемого земледелия в условиях усиливающегося дефицита водных ресурсов
весьма актуальны в настоящее время. Орошаемые земли Узбекистана обеспечивают
получение более 90 % валовой продукции сельского хозяйства и почти
всей продукции земледелия. Поэтому развитие сельского хозяйства невозможно
без дальнейшего развития орошения.
Направленность и темпы
его зависят, помимо материально-технических возможностей государства
и других инвесторов, от продуктивности орошаемых земель и оросительной
воды, наличия водных и земельных ресурсов, от решения социально-экономических
проблем.
За последние годы, в связи с опережающими темпами роста населения
в сравнении с темпами увеличения площади орошаемых земель, обеспеченность
ими уменьшилась с 0,21 - 0,22 га/чел до 0,19 га/чел и менее. К тому
же, низкая продуктивность орошаемых земель обуславливает недостаточную
обеспеченность сельскохозяйственной продукцией потребностей населения
в продуктах питания и промышленности - в сырье.
Продуктивность орошаемых
земель определяется, помимо чисто агротехнических и организационно-экономических
причин, мелиоративным благополучием и уровнем водообеспеченности земель.
Они напрямую зависят от наличия водных ресурсов и технического состояния
гидромелиоративных систем.
Недостаточная водообеспеченность
обусловлена ограниченностью водных ресурсов, большими потерями воды
для поддержании существующего мелиоративного режима, а также потерями
вследствие фильтрации и поверхностных сбросов из оросительной сети
и при поливах. Из общего количества забираемой в источниках орошения
воды до 40 % и более теряется в оросительных каналах, а до 30 % от
подаваемой на поля воды - при поливе. Недостаточно гидросооружений,
особенно водомерных на внутрихозяйственной сети. Особенно остры проблемы
организации водораспределения между водопользователями и водоучета
в условиях развивающихся фермерских и других мелких хозяйств-водопользователей.
Большинство оросительных
и коллекторно-дренажных систем Узбекистана действуют уже многие десятилетия
и потому в значительной степени изношены. Особенно сложная обстановка
сложилась на системах машинного орошения, где выход из строя оборудования
грозит прекращением подачи воды на орошаемые земли. В меньшей степени
изношены другие сооружения, но и они требуют регулярных текущих и
капитальных ремонтов, а также в некоторых случаях - реконструкции.
Поиск стратегии развития
гидромелиоративных систем (ГМС) для широкого диапазона природных условий
Республики Узбекистан, задача первостепенной важности, требующая понимания
механизма взаимовлияния их функциональных элементов.
Определяющим функциональным
звеном, ради которого создаются ГМС - это орошаемое поле. Степенью
удовлетворения требований агротехники определяют степень совершенства
ГМС. Следует обратить внимание на то, что орошаемое поле непосредственно
обслуживают средства полива и средства дренирования.
Производство продукции
растениеводства на орошаемых землях обеспечивается целым кругом взаимосвязанных,
но сугубо специализированных процессов, в котором гидромелиорации
для аридной зоны занимают незаменимое, и вполне определенное место
- их задачи сводятся к регулированию водного и солевого режима почвы.
В применении к гидромелиоративной
системе могут быть выделены следующие основные функциональные элементы
(см. также табл. 10), конструктивное решение которых имеет весьма
большие отличия, в зависимости от природных и хозяйственных условий
объекта, в то время как выполняемая ими функция остается неизменной,
меняется лишь стоимость строительства, амортизации, эксплуатации и
издержки на поддержание экологического состояния территории:
- водоисточники;
- водозаборные сооружения,
гидроузлы;
- проводящие системы (каналы
всех порядков);
- средства полива;
- средства дренирования;
- отводящая система;
- устройства очистки, регенерации,
или переработки стоков.
Ниже, в табл. 10 более
подробно охарактеризованы функции каждого функционального элемента
гидромелиоративной системы.
По каждому из этих функциональных
элементов накоплен большой опыт исследований, проектирования и эксплуатации,
известны достоинства и недостатки использующихся конструкций, но примеров
рассмотрения системы в целом очень мало. В недалеком прошлом это было
связано с трудноразрешимыми проблемами теоретического и чисто технического
плана - отсутствие нужного программного обеспечения и достаточной
мощности ЭВМ. Каждое узкоспециализированное проектное подразделение
выбирало наивыгоднейшее решение по своему элементу, но система в целом
оставалась далека от совершенства.
Пример выбора конструкции
системы в целом с учетом технико-экономических показателей ее отдельных
функциональных элементов реализован в работе В.Е.Райнина и Б.И.Кошовца,
[28]. В ней показано, что выбор дорогих совершенных методов полива,
как ни странно, приводит к общему удешевлению системы в целом!
Это происходит за счет:
экономии воды; резкого уменьшения объемов возвратного стока; сокращения
затрат на строительство дренажа и водоотвод; уменьшению затрат на
поддержания экологического состояния территории. Этот вывод актуален
еще и потому, что более 25 % орошаемых земель Республики, как указывалось
выше, имеют высокую и очень высокую водопроницаемость, обуславливающих
при используемой несовершенной технике полива огромные затраты оросительной
воды.
Таблица 10. Основные функциональные
элементы гидромелиоративных систем
Практически задача сводится
к выбору для системы в целом наивыгоднейшего, в народно-хозяйственном
плане, сочетания конструктивных решений отдельных функциональных элементов.
Исходя из изложенных принципов,
мы пытались в процессе анализа существующего положения определить
в каждом отдельном случае причины возникновения тех или иных нарушений
в работе гидромелиоративной системы и бороться в дальнейшем с причинами,
а не со следствиями, т.е., находить именно то функциональное звено,
модернизация которого может наиболее рациональным способом устранить
неполадки в работе системы.
Анализ сложившейся водохозяйственной
обстановки в Республике с использованием принципов функционально-стоимостного
анализа (ФСА) позволил выявить ряд негативных явлений на гидромелиоративных
системах, корни которых кроются, во-первых, - в несовершенстве экономических
взаимоотношений между потребителями и эксплуатационниками; во-вторых,
- обусловлены слабой технической оснащенностью оросительных систем
и повсеместным низким уровнем техники полива.
Рассмотрим подробнее проблему
в техническом аспекте.
Конкретно прослеживается вся цепь последовательных нарушений:
- повышенный водозабор
в головных частях систем и, как следствие этого, отвод сверхнормативных
объемов дренажно-сбросных вод в связи с низким уровнем технического
оснащения и эксплуатации оросительных систем и техники полива и отсутствия
экономической ответственности за нарушение правил водопользования;
- размывы и оплывания бортов,
повышенные расходы воды в коллекторах и отводящих трактах в виде потерь
и сбросов оросительной воды с полей и из каналов по указанным выше
причинам;
- возникновение дефицитов
воды в средних и особенно нижних частях систем в связи с вышеизложенным;
- необходимость подпитки
концевых участков оросительных систем с помощью насосных станций,
вызванная повышенным разбором воды в головных частях системы;
- ухудшение мелиоративной
обстановки даже в местах, где ее ухудшение было немыслимо по природным
условиям по тем же причинам;
- ухудшение качества оросительной
воды при прямом или косвенном (через возврат в источники) повторном
использовании дренажно-сбросной воды;
- строительство открытого
и закрытого дренажа для отвода технологически не обоснованных объемов
воды в природных условиях, где зачастую было бы достаточно создания
водоотводящих трактов по естественным тальвегам;
- усугубляющиеся экологические
проблемы.
Вот вся цепь причин сложившегося
положения, начинать ликвидировать которую невозможно ни с середины,
ни с конца, а только с начала - с наведения порядка в вопользовании
в системе каналов (организационными методами) и использовании воды
на поле (экономическими и техническими методами).
Главным в модернизации
гидромелиоративных систем следует признать необходимость всемерной
стимуляции к совершенствованию способов полива с необходимой для этого
реконструкцией оросительной сети, без чего трудно применить существующие
современные средства полива.
Рассмотрим также в свете
изложенного выше, назначение дренажно-сбросной сети как функционального
звена гидромелиоративной системы.
Оно сводится к:
- дренированию долин саев
и пойм рек, в естественном состоянии склонных к переувлажнению за
счет притока подземных вод с гипсометрически выше расположенных территорий;
- водоотводу излишков поливных
вод, сбросы которых повсеместно наблюдаются из всех звеньев распределительной
сети и с полей;
- поддержанию надлежащего
солевого режима на почвах, подверженных засолению.
Поскольку переувлажненные
понижения и земли, подверженные засолению, занимали до орошения очень
незначительную часть ныне орошаемой территории, основным назначением
коллекторно-дренажной сети остается исправление ошибок неправильной
стратегии водохозяйственного строительства, плохой техники полива
и бесхозяйственного отношения к воде.
Таким образом, если для
естественно переувлажнённых и подверженных засолению земель (зоны
естественного выклинивания напорных грунтовых вод) нет другой альтернативны,
как искусственное дренирование, то во всех прочих случаях имеется
определенный выбор мероприятий вместо усиления дренированности.
В условиях постепенного
перехода к рыночным отношениям, когда резко изменилось соотношение
цен на строительные материалы, дренажные трубы и энергоносители, по-видимому,
имеет смысл в ряде случаев пересмотреть сложившиеся подходы к оценке
дренажа в частности, и к методам улучшения мелиоративного состояния
земель вообще.
Добиться мелиоративного
улучшения земель возможно (в сложившейся ситуации на большинстве земель,
не подверженных засолению и переувлажнению в естественных условиях)
путем проведения организационно-технических мероприятий, реконструируя
оросительную сеть и внедряя новую технику полива, и только там, где
действительно невозможно обойтись без дренажа, необходимо его строить
и аккуратно эксплуатировать. Этот принцип, высказанный ещё В.А. Шаумяном,
позволит выбрать наиболее перспективный и экономически оправданный,
в складывающейся экономической ситуации, метод поддержания необходимого
для растениеводства мелиоративного состояния земель.
Из приведенных рассуждений
следует, что на ближайшую перспективу необходимо ограничиться минимумом
мероприятий собственно по дренажу [38...41] с переносом усилий на
организационно-технические мероприятия и стимулирование экономии оросительной
воды. Что касается земель засоленных и подверженных засолению, то
приведение в порядок водопользования на половину и более снизит потребность
в дренаже на них.
Конструктивно, (см. табл.
11) каждый из выделяемых функциональных элементов может быть реализован
достаточно своеобразно, в зависимости от геоморфологических, гидрологических,
гидрогеологических, климатических, почвенно-мелиоративных и экономических
условий, а также в зависимости от сложившихся традиций и многовекового
опыта земледельцев той или иной местности. Однако следует не забывать,
что этот опыт, зачастую складывался совершенно в других условиях регулирования
стока, водообеспеченности и возможностей водоотвода, нежели на современных
системах.
Таблица 11. Конструктивные
особенности некоторых функциональных элементов гидромелиоративной
системы.
Но, как ни странно, нет
практически ни одной современной проектной проработки, где бы путем
перебора всех возможных вариантов для тех или иных почвенно-мелиоративных
условий был выбран оптимальный вариант для системы в целом (в технико-экономическом
плане).
Решение этой задачи может быть осуществлено методами ФСА и обещает
очень интересные результаты при рассмотрении и выборе альтернативных
вариантов инвестиций.
Следует отметить, что
набор перечисленных конструкций успешно применяется во многих странах,
где развито орошаемое земледелие и на наш взгляд вполне достаточен
для принятия эффективных решений без всяких дополнительных исследований
и испытаний. Проблема состоит в правильном выборе сочетаний конструктивных
элементов из имеющегося арсенала для различных природных условий (это,
естественно, не исключает поиск ещё более эффективных конструкций).
Системный подход является
весьма конструктивным при решении поставленной задачи. Этот подход
позволяет рассматривать ГМС как совокупность её отдельных функциональных
элементов, определять влияние их конструктивных особенностей на систему
в целом, находить причины неудовлетворительного состояния, легко отличать
причины от последствий и выбирать решения, позволяющие развивать качественно
орошаемое земледелие даже в создавшемся на сегодняшний день положении.
Последовательное использование
предлагаемых подходов позволит значительно повысить эффективность
использования водных ресурсов, облегчить проблемы их экономии, борьбы
с засолением и заболачиванием орошаемых земель, уменьшить объёмы техногенных
выбросов, значительно продвинуть решение экологических проблем.
Большинство проблем орошаемого
земледелия, в той или иной мере, лежат в социальной сфере и связаны
с формой собственности на основное средство производства в орошаемом
земледелии - землю.
При переходе к рыночным
отношениям окончательно разделяются (юридически) водохозяйственные
инфраструктуры (источники, водозаборные сооружения, проводящая сеть,
водохранилища и отводящая сеть) от потребителей (как ирригационных,
так и неирригационных).
По-видимому, на весь обозримый
период должно сохраняться централизованное финансирование водного
хозяйства на уровне инфраструктуры.
То обстоятельство, что
основное производственное звено в орошаемом земледелии (поливные участки
хозяйства того, или иного типа по форме собственности) отделено организационно
и юридически от основной части гидромелиоративной системы, создает
определенные трудности в проведении жесткой технической политики и
заставляет искать более гибкие методы, свойственные рыночной экономике.
Пример энергетиков показывает,
что наличие счетчиков в местах передачи энергии потребителям и системы
оплаты за нее в значительной мере облегчает эту задачу и позволяет
оказывать достаточно большое давление на потребителей в плане рационализации
энергопользования. По аналогии, прежде всего следует ввести плату
за услуги, оказываемые при подаче оросительной воды и отводе дренажно-сбросных
вод с штрафами за перерасход сверх лимитов и премиями за экономию,
что будет стимулировать развитие и совершенствование систем водоучета.
Что касается отношения
с потребителями, то они теперь могут строиться эффективно лишь на
экономических принципах. С переходом на рыночные отношения ирригационных
потребителей техническая политика в мелиорации использовавшаяся до
сих пор, должна меняться. Всякое вложение средств в мелиоративное
строительство на землях частного предпринимателя или арендатора, без
его заинтересованности теперь можно будет рассматривать как безвозвратные
ссуды, которые вряд ли будут выгодны государству.
Как можно в данной ситуации
планировать прогресс в мелиорации, который на 90% связан с эффективным
использованием оросительной воды?
По-видимому, только через
механизм рыночных отношений, подобно отношениям в электроэнергетике:
- путём установления жестких
лимитов со штрафными санкциями;
- учета потребления (то
есть, и оплаты);
- развития индустрии совершенных
и дешевых средств полива, для свободной продажи на льготных беспроцентных
кредитных условиях, учитывая, что средства полива значительно более
капиталоемки и менее рентабельны, нежели бытовые и промышленные электроустановки.
Государство, в результате
такой политики, сможет создать резерв водных ресурсов для дальнейшего
развития орошаемого земледелия и одновременно решить достаточно сложные
проблемы водоотвода, по крайней мере на 80%, благодаря более экономному
и эффективному использованию водных ресурсов в самой водоемкой отрасли
народного хозяйства.
Ориентировочные расчёты,
проведенные на основе укрупнённых показателей требований на воду и
водоотвод, (взятых из очень детальных проработок современного состояния
при существующей технологии полива, осуществлённых в работах последних
лет "Водпроекта" [27]) и интерпретированные нами на различные
сценарии развития ГМС в отдалённой перспективе приведены в табл. 12.
Эти данные очень наглядно показывают, каковы должны стать приоритеты
в стратегии развития ГМС Узбекистана. Они могут послужить основой
при детальной разработке проекта, хотя здесь рассмотрены лишь только
наиболее распространённые природные условия Узбекистана (средневодопроницаемые
почвы в полугидроморфных условиях почвенного увлажнения). Для высоководопроницаемых
почв и автоморфных условий необходимо провести дополнительные прогнозы.
Они могут быть основаны на известных, научно обоснованных принципах
районирования [43...45].
Что можно предпринять,
чтоб хотя бы отделить действительно реально выполнимое сейчас от того,
что следует отложить на перспективу? Где экономически выгодно дотировать
за счёт государства покупку и эксплуатацию поливной техники, а где
это пока ничего не даст?
На наш взгляд, нужно, не жалея средств и внимания со стороны правительства,
разработать стратегическую схему развития водного хозяйства, чтобы
используя имеющиеся научные и производственные наработки в сфере мелиорации,
определится территориально, где будут эффективны те или иные технические
и организационные решения. При этом следует учесть современную рыночную
ситуацию (сложившееся соотношение цен на энергию, энергоносители,
продукцию машиностроения, совершенные средства полива и сельскохозяйственную
продукцию).
Поскольку коренная реконструкция
ГМС Узбекистана - технически весьма сложная задача требующая развитой
индустрии, капиталоёмкая и длительная во времени, она должна осуществляться
по долгосрочному стратегическому плану. Во всём мире уже выпускается
совершенное, достаточно дешевое поливное оборудование, машины для
облицовки каналов, сельскохозяйственная техника и пр., однако стоимость
доставки этого оборудования в Узбекистан очень дорога и зачастую сравнима
с его собственной стоимостью.
Таблица 12. Возможные сценарии развития орошаемого земледелия Узбекистана
на базе водных ресурсов, определённых межгосударственными соглашениями.
Примечание:
размеры оросительных норм при совершенной технике полива снизятся
на 20...40 %, а для 25 % сильно водопроницаемых почв - ещё в два,
три раза больше, что соответственно значительно улучшит ситуацию с
отводом ДСВ и дренированием нижележащих территорий, например, примыкающих
к адырам. Кроме того, после реконструкции систем каналов, оросительные
нормы нетто уменьшатся из-за сокращения необходимой "промывной
доли".
8. Первоочередные зоны
применения совершенных способов полива.
Каковы же перспективы
использования совершенной техники полива на территории Узбекистана,
и в каких природных условиях она может быть эффективна в сложившейся
экономической ситуации?
Прежде всего, это ~ 0,5
млн. га орошаемых земель (см. таб. 9), с устойчиво глубокими грунтовыми
водами, то есть, с так называемыми автоморфными условиями грунтового
увлажнения почв. Здесь потери воды при поливах в несколько раз превышают
расчётные потребности сельскохозяйственных культур.
Потерянная на глубинный
сброс вода здесь не возвращается в почву, а подтапливает нижерасположенные
территории. На эти земли, как правило, вода подаётся насосами, поэтому
здесь проще перейти на совершенные способы полива, тем более, что
здесь возможно локальное применение их на отдельных фермах и на отдельных
полях.
Около 1,0 млн. га орошаемых
земель Узбекистана (см. таб. 2) представлены очень сильно и сильноводопроницаемыми
почвами. Здесь также возможна большая экономия оросительной воды при
применении совершенной техники полива из-за уменьшения оросительных
норм (в несколько раз), улучшения равномерности полива и увеличения
продуктивности воды.
Выше, в табл. 12 приведены
результаты схематических расчетов изменения структуры использования
водных ресурсов альтернативными способами:
- в существующих условиях
(вариант 1, для сравнения);
- при применении только
гидротехнических приёмов (вариант 2, схемный);
- применения только совершенных
поливных средств (вариант 3);
- применение обеих способов
реконструкции (вариант 4)
Что и какой ценой достигается
в каждом из вариантов?
Вариант существующего
состояния (1):
Уменьшение орошаемых площадей
по мере роста засоления и заболачивания земель.
Вариант второй
- это, выражаясь фигурально - ностальгический вариант. То есть в нём
заложены решения, выполнение которых в лучшем случае вернёт водное
хозяйство к "светлому прошлому" и не далее. В нем не решается
ни одна проблема, созданная в этот прошлый "золотой период мелиорации"
и с этим надо считаться. Достаточно обратить внимание только на объёмы
формирования и использования возвратного стока, чтобы понять, всю
абсурдность доктрины. Дренировать территорию для отвода солей и возвращение
их "своими руками" обратно на поля - это ли не скрытый маразм?
Эффекты третьего варианта:
Третий вариант, даже без реконструкции сегодняшних ирригационных инфраструктур,
вполне конкурентоспособен второму: во-первых, - реальными средствами
он решает проблему повышения урожайности сельхозкультур; во-вторых,
- даёт возможность избавить водоисточники от сильного загрязнения;
в-третьих, позволяет коренным образом решить проблему полевого дренажа,
вызванную применением бороздковой техники полива; в-четвёртых, он
может реализовываться самими водопользователями при поддержке государства.
Эффекты четвёртого
варианта:
Четвертый вариант приведен для иллюстрации пределов возможного развития
орошаемых площадей теми техническими средствами, какие сейчас имеются
в арсенале современной мировой практики.
Однако, и четвёртый, а
тем более третий варианты - не предел развития орошаемого земледелия,
поскольку с внедрением совершенных средств полива возможно использование,
так называемых, "технологий нулевой обработки почв" при
возделывании сельскохозяйственных культур, которые повышают продуктивность
воды почти вдвое!.
С чего надо начинать...?
В сложившихся условиях, параллельно должны решаться три первоочередные
проблемы:
- наведения порядка в
водопользовании;
- совершенствование техники
полива и промывок засолённых земель;
- водоотвода и дренажа;
9. Ограничения и рекомендации
при выборе средств полива в различных природных условиях Узбекистана.
Применение совершенных
способов полива на полу автоморфных почвах возможно на больших и средних
по площади массивах, а также на малых, но не подверженных засолению.
На малых массивах, подверженных засолению, перетоки грунтовых вод
от земель орошаемых традиционными способами будут препятствовать нормальному
солеотводу и сведут экономию оросительной воды на "нет".
Такая же ситуация возможна повсеместно на так называемых гидроморфных
почвах, где постоянно существует угроза подтопления и переноса солей
с сопредельных территорий, если они орошаются традиционными способами.
На рис. 5 схематически
показаны причины, не позволяющие локально использовать совершенную
технику полива в полуавтоморфных и гидроморфных условиях, особенно
в условиях слабого водообмена грунтовых вод.
Рис. 5. Схема движения
грунтовых вод к землям орошаемым совершенными средствами полива от
массивов, орошаемых традиционными способами.
10. Заключение.
Предлагаемые в настоящем
докладе идеи хотя и не новы, но ещё далеки от совершенства. Авторы
прекрасно понимают, что для серьёзной проработки предложенных вариантов
стратегии развития орошаемого земледелия Узбекистана требуется создание
большого творческого коллектива учёных и практиков с соответствующим
финансированием. В приведенном подходе (таблица 12), даны только принципиальные
оценки и примерные эффекты от применения различных мер. Подобный подход
нужно развивать и дополнять конкретными физическими и экономическими
показателями для отдельных природных зон, бассейнов ирригационных
систем вплоть до ассоциаций водопользователей (АВП). Тем не мене,
с большой определённостью можно утверждать, что стратегия предстоящей
реформы должна содержать переход на совершенные системы управления,
полива и агротехники в масштабе всех орошаемых земель - являющихся
основными потребителями воды и производителями продукции сельского
хозяйства.
По-видимому, начинать
надо с земель, самых расточительных по затратам воды и средств, тогда
будет наглядно проявляться справедливость предлагаемой доктрины. При
этом предложения по ИУВР, опубликованные в работе [46] следовало бы
несколько скорректировать, то есть, повернуть лицом к техническим
реалиям региона, ибо в этой работе из 95 страниц текста, технике полива
в отрасли, где расходуется около 90 % воды, уделён 1 (один) абзац.
То же можно сказать и о работе [47].
В тактическом отношении
следует всемерно поддерживать имеющиеся системы в рабочем состоянии,
настойчиво совершенствовать управление на всех уровнях, при полном
разделении функций управления и хозяйственной деятельности, жестком
нормировании оросительной воды, внедрении совершенных методов поливов
и промывок на рыночной основе, приведении в порядок магистральных
систем водоотвода.
Литература
1. Кипшакбаев Н.К., Соколов
В.И. Водные ресурсы бассейна Аральского моря - формирование, распределение,
водопользование. Тезисы докладов научно-практической конференции,
посвященной 10-летию МКВК 20-22 февраля 2002 года. Изд. ФОРМАТ, Алматы,
2002, с. 47-55.
2. Хамидов М.Х. 10-летний опыт межгосударственного вододеления в бассейне
Сырдарьи. Тезисы докладов научно-практической конференции, посвященной
10-летию МКВК 20-22 февраля 2002 года. Изд. ФОРМАТ, Алматы, 2002,
с. 72-80.
3. Худайбергенов Ю. Опыт работы БВО "Амударья" по межгосударственному
распределению воды в условиях маловодья. Тезисы докладов научно-практической
конференции, посвященной 10-летию МКВК 20-22 февраля 2002 года. Изд.
ФОРМАТ, Алматы, 2002, с. 80-86.
4. Маматканов Д.М. "Что делать?" - К вопросу решения проблем
межгосударственного использования трансграничных водотоков бассейна
Аральского моря. Тезисы докладов научно-практической конференции,
посвященной 10-летию МКВК 20-22 февраля 2002 года. Изд. ФОРМАТ, Алматы,
2002, с. 92.
5. Джалалов А.А. Водопользование и правовая культура - традиции народов
бассейна Аральского моря. Водные ресурсы Центральной Азии. Тезисы
докладов научно-практической конференции, посвященной 10-летию МКВК
20-22 февраля 2002 года. Изд. ФОРМАТ, Алматы, 2002, с.29-34.
6. Икрамов Р.К. Роль водосбережения в интегрированном управлении водными
ресурсами в орошаемом земледелии. Тезисы докладов научно-практической
конференции, посвященной 10-летию МКВК 20-22 февраля 2002 года. Изд.
ФОРМАТ, Алматы, 2002, с. 96-104.
7. Панкова Е.И., Айдаров И.П., Ямнова И.А, Новикова А.Ф., Благоволин
Н.С. Природное районирование засолённых почв бассейна Аральского моря
(география, генезис, эволюция. М., 1996. 180 с.
8. Парфёнова Н.И., Решёткина Н. Экологические принципы регулирования
гидрогеологического режима орошаемых земель. С.П. Гидрометеоиздат.1995,
360 с
9. Аверьянов С.Ф..Борьба с засолением орошаемых земель.М., "Колос",
1978, 288 с.
10. Аверьянов С.Ф. Горизонтальный дренаж при борьбе с засолением орошаемых
земель. М., Изд.АН СССР, 1959, 84 с.
11. А.И.Голованов. Прогноз водно-солевого режима и расчет дренажа
на орошаемых массивах. Автореф.дисс. на соискание уч. cтепени д.т.н.,
М., МГМИ, 1975, 32 с.
12. Рекс Л.М., Кирейчева Л.В. Расчёт водно-солевого режима почвогрунтов.
"Хлопководство", 1976, № 1.
13. Егоров В.В. Засоленные почвы и их освоение. Изд.АН СССР, М., 1954,
112 с. (6/49731).
14. Минашина Н.Г. Мелиорация засоленных почв. М. "Колос",
1978.
15. Ковда В.А. Борьба с засолением почв. Сб. "Борьба с засолением
земель", под ред.В.А.Ковды. М., "Колос", 1981, с.7-27.
16. Генеральная Схема комплексного использования и охраны водных ресурсов
р. Амударьи, "САОГидропроект", 1971
17. Технико-экономическое обоснование 1-ой очереди переброскистока
сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан. "Союзгипровводхоз".
М., 1980.
18. Схема развития мелиорации и водного хозяйства СССР на период до
2000 года. Союзводпроект, М.,1983.
19. Генеральная Схема комплексного использования и охраны водно-земельных
ресурсов бассейна Аральского моря. "Средазгипроводхлопок",
Ташкент, 1984.
20. Корректирующая записка к "Уточнению схемы комплексного использования
и охраны водных ресурсов бассейна р. Сырдарьи, 1979". Средазгипроводхлопок,
1984.
21. Уточнение схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов
бассейна р. Амударьи. "Средазгипроводхлопок", Ташкент, 1984.
22. Схема развития и размещения мелиорации и водного хозяйства СССР
на период до 2005 года. Узбекская ССР. "Узгипроводхоз",
1987.
23. Уточнение схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов
бассейна р. Сырдарьи. "Средазгипроводхлопок", Ташкент, 1987.
24. Схема водохозяйственных мероприятий в бассейне р. Сырдарьи до
2000 года (на период полного исчерпания собственных водных ресурсов).
Ташкент, "Средазгипроводхлопок", 1987.
25. Схема водохозяйственных мероприятий в бассейне р. Сырдарьи до
2000 года (на период полного исчерпания собственных водных ресурсов).
Ташкент, "Средазгипроводхлопок", 1987.
26. Генеральная Схема комплексного использования и охраны водно-земельных
ресурсов Республики Узбекистан на период до 2005 года. "Водпроект",
Ташкент, 1992
27. "Генеральная схема развития орошаемого земледелия и водного
хозяйства республики Узбекистан на период до 2015 года". Ташкент,
ПО Водпроект, 2001.
28. Райнин В.Е., Кошовец Б.И. О выборе противофильтрационных и дренажных
мероприятий при проектировании оросительных систем. Гидротехника и
мелиорация, 1977, № 5, с.44-51
29. Бончковский Н.Ф. Применение системного анализа в водном хозяйстве.
В кн.: Применение системного анализа в ирригации и дренаже. М., "Наука",
1976, стр. 10 - 18.
30. Севрюгин В.К., Морозов А.Н. Анализ влияния равномерности полива
и природно- климатических условий на урожайность хлопчатника. Экономический
вестник Узбекистана. № 6, 2000, с.17-19.
31. Севрюгин В.К., Морозов А.Н. Оценка продуктивности орошения при
различной технике полива. Экономический вестник Узбекистана. № 9,
2001, с.26-29.
32. Севрюгин В.К., Морозов А.Н. Так что же делать с бороздковым поливом?
Экономический вестник Узбекистана. №10-11, 2001, с.16-23.
33. Н.Т.Лактаев. Полив хлопчатника. Изд-во "Колос", М.,1978.
34. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения (Госстрой
СССР. М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986, 60 с.
35. КМК 2.06.03 - 97 "Оросительные системы. Нормы проектирования".
Госком РУз по архитектуре и строительству. Ташкент, 1997.
36. Концепция развития научно-технического прогресса в мелиорации
и водном хозяйстве Узбекистана. НПО САНИИРИ. Ташкент, 1991.
37. Технико-экономическое обоснование "Строительства магистральных
коллекторов для отвода дренажных и сбросных вод в бассейне р. Амударьи
в Узбекской ССР и Туркменской ССР" "Средазгипроводхлопок".
Ташкент, 1990.
38. Духовный В.А., Соколов В.И. Интегрированное управление водными
ресурсами, опыт и уроки Центральной Азии. (Навстречу четвёртому Всемирному
Форуму). Без выходных данных. 95 с.
39. Духовный В.А. Орошение и освоение Голодной степи. Под ред.В.В.Пославского.
М., "Колос", 1973, 240 с.
40. В.А.Духовный, М.Б.Баклушин, Е.Д.Томин, В.Ф.Серебренников. Горизонтальный
дренаж орошаемых земель. Под ред.В.А.Духовного. М., "Колос",
1979, 256 с.
41. Духовный В.А. Водохозяйственный комплекс в зоне орошения. Формирование
и развитие. М., "Колос", 1984, 256 с.
42. Р.А.Алимов. Основные проблемы орошения и мелиорации земель и организация
научных исследований. Материалы объединённой сессии ВАСХНиЛ и АН УЗ
ССР по вопросам мелиораций. Ташкент, "ФАН", 1967. с. 16...36.
43. Фёдоров Б.В. Агромелиоративное районирование зоны орошения Средней
Азии. Ташкент, Изд-во АН УзССР, 1953, 150 с.
44. Фёдоров Б.В. Принципы построения мелиоративного комплекса по предотвращению
и ликвидации засоления орошаемых земель. Влияние орошения на вторичное
засоление, химический состав и режим подземных вод. Ташкентский международный
симпозиум. М., "Наука", 1964, с. 49 - 53
45. Шредер В.Р., Сафонов В.Ф., Васильев И.К., Паренчик Р.И., Рифтина
А.Р., Расчетные значения оросительных норм сельскохозяйственных культур
в бассенах рек Сырдарьи и Амударьи. "Средазгипроводхлопок, Ташкент,
1970, с. 292.
46. Духовный В.А., Соколов В.И. Интегрированное управление водными
ресурсами, опыт и уроки Центральной Азии. (Навстречу четвёртому Всемирному
Форуму). Без выходных данных. 95 с.
47. Концепция развития научно-технического прогресса в мелиорации
и водном хозяйстве Узбекистана. НПО САНИИРИ. Ташкент, 1991.
Как
связаться с нами
Вернуться на главную страницу.
|
