Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование ирригационно-грунтовых вод для повышения водообеспеченности орошаемых земель в бессточных районах (на примере Арысь-Туркестанского массива)

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Использование ирригационно-грунтовых вод для повышения водообеспеченности орошаемых земель в бессточных районах (на примере Арысь-Туркестанского массива)"

Министерство мелиорации и водного хозяйства РУз ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ИРРИГАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО РГБ ОД ХОЗЯЙСТВА (ТИИИМСХ)

2 СЕН 19П'? На правах рукописи

ГАНИХОДЖАЕВ БОРИХОН ФАТХУЛЛАЕВИЧ

УДК 631.67:631.672.2:631.672.4.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИРРИГАЦИОННО-ГРУНТОВЫХ вод

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВОДООБЕСПЕЧЕННОСТИ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ В БЕССТОЧНЫХ РАЙОНАХ (на примере Арысь-Туркестанского массива)

Специальность: 06.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ташкент -1994

Работа выполнена в научно-производственном объеденении САНИИРИ (НПО САНИИРИ)

научные руководители: лауреат Государственной премии

Узбекской ССР им. АбуРайхана Беруний, заслуженный ирригатор "УзССР, кандидат технических наук

X. И. Якубов; доктор технических наук И. X. Хабибуллаев

официальные оппоненты: заслуженный ирригаггйр УзССР,

доктор технических наук, профессор Ф. М. Рахимбаев; кандидат технических наук -Б..Жуманов

ведущее првдприятие; институт "Южказводпроект"

Защита состоится " 16 " сентября 1994 г. в часов на заседании специализированного совета Д 120.06.21 в Ташкентском ордена трудового Красного Знамени институте инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства по адресу:

700000, г. Ташкент, ул. Кары-Ниязова, 39.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 9 " августа 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор Технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .: .

Актуальность темы. Водные ресурсы стали лимитирующим фактором большинства отраслей народного хозяйства - многих - регионов. Основные- причины . возникновения этой-проблемы-. ограниченность -'волш ресурсов, хх неравномерное: размевгение по. территории; и огромные .потребности в. них. ......

При зксялуатации:яросителькы». Ридрвнажных.системгв течении гола и за многолетие на производится целенаправленного,- взаимо-соглосованного управления ими в-увязке-: с режимом - наполнения водохранилищ.

В существуют их проектах эксплуатации этот аспект: вообше не рассматривается.-

Расчетные методики позволяя»« оптимизировать, объемы отбора подземных вод <ПВ> во времени и в пространстве с учетом требования мелиорации и ресурсов поверхностных й-подземных воя долеки. от совершенства. Указанное: положение . обуславливает актуальность, темы диссертации.-.- .

• Цель и основные задачи - исследования 'захл»чшчтЬя:.'В сазра- • ботхе единых научно обоснованных принципов, и -методики расчета. по использование и перераспределение'.-. ограниченных. водных .ресурсов < поверхностных и подЗбмны* вод ;> с учетом^ изменения водности года, требования- повышения гводообеспеченности орошаемых. земель, гидрогеологических условии, и оптимизация чобьема'отбора Ш ля я покрытия, давицихэ^прэерхностных-.эод; •

Для ее достижения- были поставлены и решены еле души» ос^-козные задачи:..

- анализ природных.и. ирригационно -: хозяйстве иных условия районов с дефицитом - поверхностных-вод и наличием 'эксплуатации оннцх запасов ПВ; t

- количественна и качестве иная.оценка направленности гид-роге о лого -мелиоративных /Процессов;

- выявить влияние; орошения на гидрогеолого - мелиоративную обстановку территории в не лом, создание выгодного мелиератив- • ного'режима; ••

- разработка приншшовг и . мбтоаики. оптимизации обгема отбора ПВ и перераспределения водных ресурсов для- повышения-. водо-, обеспеченности орошаемых земель вГбессточных районах; .'•

.- разработка математичесхоя модели плановой геофильтрааии и еепрограмме-обеспеченна, для оптимизациирежимаготбора ПВ; : обеслочиэвющия оптимальная мелиоратгамшя режим почв ~ при высокой гидравлической связи груиговых вод С ГВ 5 и ПВ.

Обмкт исследования. Объектом исследования явился Арысь-Туркестанскин массив, расположенный в Чимкентскоя области Казахстана . в админстративных границах Бугунского и Туркестанского раяонов.

Теоретический вклад и научная новизна :

- выявлена количественная взаимосвязь-наполнения Бугунского водохранилища от водности года и изменчивости стока р. Арысь;

- впервые разработана технология расчетного обоснования перераспределения поверхностных и подземных вод при их использовании во времени и в пространстве в бессточных районах;

выявлены современные особенности мелиоративно-водохозяйственных процессов;

- усове'ршенствовона методика расчетного обоснования режима откачек учитывающий эксплуатационные особенности отдельных скважин и их геофильтранионное строение.

Практическая ценность: Внедрение в.производство разработанных нами рекомендация по оптимизации режима отбора ПВ , перераспределение водных ресурсов обеспечит: оптимальный водно - солевой режим почв, способствующий нормальному росту и развитию растения, повышенную .эффективность использования мелиорируемых земель, получения стабильных урожаев сельхозкультур.

Предложенная методика исследования позволяет определить рациональные параметры дренажных систем на стадии проектирования, что ведет к сокращению капитальных затрат при строитель- . стве и реконструкций.

По результатам исследования разработаны "Рекомендации по режиму работы системы ОВД в колхозах "Коммунизм" и "Ленинизм" Туркестанского- района Чимкентскоя области, в 1989 г." Сутверж-Л9НЫ. ТУОС и НПО САНИИРЮ. '

Основные положения выносимые на задиту: -современные закономерности мелиоративно - водохозяйственных ' процессов; . - •

-принципы оптимизации обгема отбора ПВ и перераспределения водных ресурсов для повышения водсюбеспеченности орошаемых заме ль

-методика оптимизации объема отбора,ПВи перераспределения водных ресурсов для повышения водсюбеспеченности орошаемых земель -технико-экономическое обоснование предлагаемых расчетов. Разработанная методика исследования и математическая мо-дзль могут бить использованы во всех районах с зарегулированная Болкы^г ^сурс^; ;^^^^^» ^?^^^^ Есгы- .

^ Апробация. Основные положения диссертационной работы и ме- '

толика исследования доложены и получили одобрения на Республиканской научно - практической конференции "Рациональное иссполь-зование водно - земельных ресурсов в бассейне Аральского моря" С Ташкент, ТИИИМСХ, 1990 >, международной научно - практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально - экономических проблем", Ташкент. НИИ "Асат". 1992, депонированы в ГФНТИ РУз, под номерами Ш 1645-Уз92, 1600 - Уз92, Ташкент 1992; 1834-Уз93, 1833 - Уз93, 1944 - Уз. Ташкент, 1993, оевешены в разработанных рекомендациях "Рекомендации по режиму работы системы скважин вертикального дренажа в колхозах "Коммунизм" и "Ленинизм" Туркестанского района Чимкектскоп области", Ташкент, САНИИРИ, 1990, докладывались Hai заседаниях Ученого совета секции мелиорации орошаемых земель и водохозяйственных, проблем САНИИРИ < 1989-1992 гт >, на заседаниях технического , совета Туркестанского управления оросительных систем, на научных семинарах лаборатории "Водных мелиорации" ИВП АН РУз и "Математические методы и ЭВМ в гидрогеологии и мелиоративной гидрогеологии" института ГИДРОИНГЕО, кафедры "Гидрогеологии" геологического Факультета МГУ им М.ВЛомоносова.

Овгвм работы .Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обоих выводов и практических рекомендация, списка литературы, и приложения. Она содержит 85 страниц машинописного текста, 57 таблиц. 30 рисунка и 2 приложения.

С0ДЕР1АНИБ РАБОТЫ В первой главе на основании проектно - изыскательских материалов института "Сокзгипрорис", областных и районных водохозяйственных служб, проведенных на ■ ATM исследования САНИИРИ дан анализ природно-хозяйственных условии рассматриваемого региона.

' Рассматриваемая территория приурочено к северо - восточной части Сырдарьинскоп впадины. Четвертичные отложения представлены покровными супесчано - суглинистыми отложениями с пестрым ли-тологическим составом и весьма изменчивоп модностью, варьируювих. в пределах от 02 до 20 м., которые подстеляктся комплексом гра-вияно - галечниковых отложения с прослойками суглинков и глин.

Геоморфологически территория ATM приурочена к аллювиальной предгорной равнине хр. Каратау, ал-лкепальнсп ргвнине р. Сырдарьи . и аллшиально- озерной равнине Чушкакульскоп впадины.

Климат территории, резко контенентальнып» что обусловлено положением массива в межгорноп впадине-Среднегодовая температура воздуха по м. Туркестан составляет IZJ^C. по м. Бугунь I2i°C.

Средномноголетные атмосферные осалки по м. Бугун составляют 2145 мм. , а по м. Туркестан 1881 мм.

В гидрогеологическом отношении район исследовании относится к сложно - построенному А русскому артезианскому бассейну второго порядка, относящегося к Сырдарьинскоп системе. Областью питания ПВ бассейна является Каратаусская складчитая область, в пределах которого атмосферные осадки являются источником питания. Коэффициент Фильтрации покровного мелкозема .05 - "0.8 м/сут, гравиино - галечниковых отложений изменяется от 20 до 400 м/сут.

Неразрывность поверхности ГВ указывает на наличие гидравлически единого водоносного горизонта. В сушестзуших условиях в хозяйствах Бугунского района в результате несколько повышенной водооОеспеченности и недостаточной дренированности ^территории минерализованные ГВ залегают на. глубине 15-25 м. В следствии чего происходит интенсивное испарение с их зеркала и почвогрунты подвергаются засолению. Минерализация ГВ в этом районе колеблит-ся в среднем в пределах 1-3 и 2.-5 г/л

На территории Туркестанского района ' низкая водообеспечен-ность хозяйств, частично восполняется откачиваемыми подземными водами, для чего с максимальной мощностью работает система СВД. В следствии интенсивных откачек произошел спад УГВ до 4 - 7 м и более. Это приводит к иссушению зоны аэрации и увеличению полезных норм при дефиците водных ресурсов.

Минерализация ГВ в этом районе в основном до I г/л- Встречаются небольшие участки с минерализацией ГВ 1-3 г/л.

Почвенный пзкров отличается комплексным сочетанием разнообразных почв от полупустынных сероземных до гидроморфных луговых, а так же различ:;;;« типе» засоления, с проявлением, процессов вторичного засоле кж..

В Туркестана.^«! р->ч.зяе • силшсзасоленкые земли составляют 3.7 X, средне - и ока^Угэсйле.-гкаа- соответственно. 1.3 и 42 X, незасолеиные 90-8%. Выявлено, что :

- при величине сумку сэж-.-, в пределах <105 - 014 'к. в качественном состакс солея до 40-15 % составляет СаСНС08)г относительно суммы солей. Доля токсичнмх солей <120,30,. Нз50л и НаС1> доходит до ДЭ - 30 х ;

■ - при опреснении почв по-суьшв сглвй с/яеетвакных Перерва пределении качественного сос~ г.-за гсдеп Кс о**-* \>%ется, привали-руицее содержание Ca(flC0,)e еж дияется.

jltei'Víiwe ре кипе», влажности почва=^ру!Ятс« г^й&за/л, что на

засоленных землях ATM лля сокраиения интенсивного поступления солея и в то хе время поддержания оптимальной влажности в корнеовигаемом слое УГВ в вегетационный период должен находится на глубине 25-3.0 м.

Вторая глава посвящена обзору литературы связанной с методикой расчетов и обоснования режима работа, проектирования и строительства системы С8Д для поддержания оптимального мелиоративного режима почвсгрунтов орошаемых массивов. Работ связанных с методикой моделирования и решения задач фильтрации определением балансовых статей.

В третьей главе приведены результаты натурных исследований. Дана количественная оценка ирригационно - хозяйственных условия, особенностей формирования водно - мелиоративных процессов и . Фактических режимов откачек скважин, а таете , здияюлих на них основных факторов а Еугунском и Туркестанском районах. Сделан анализ режима работы Бугу некого водохранилища и составленных водно - солевых балансов территории. :

Орошение земель ATM ссуяествляатся из Туркестанского магис-, трального канала <ТМК>, протяжённость ТМК 140 км. головной расход 45 м'/с. Ширина канала по дну изменяется от 12 до 2 ы, уклон лота 0.00013, максимальная скорость воды в канале 0.95 м/с. Вода подается на массив самотеком по сета распределительных каналов. По данным УЭАТК и ТУОС коеФиииент полезного действия системы СШЛ? разен 0.77.

Пдоаадь регулярного оровения 52.4 тыс. га. Ведущей отрасль» сальсхсго-хозяйства массива является хлопководство. Удельный вес хлопчатника з севооборота в среднем по массиву 60's ст посевной плодади; КЭИ »0.71 2 Бугумсхом районе и КЗИ "0-58 в Туркестанском районе. '

''в настоящее время на массиве функциайирует. 504 от. СЗД. Средами дебит одной скважина- составляет 35-40 л/с.

Протяженность открытой коллзкторно-дренажной сети <КЯО 523 км. Сна з ссиовнсм работает в Бугунском районе. В Туркестанском районе из-за сильного снижения УГВ открытая KSC практически не работает.

Бугунское водохранилище .является водохранилиием годичного регулирования. Оно в основном наполняется из ресурсов р. Арысь и степень его наполнения тесно связаны с ресурсами последней.

Выявлено, что при суаесггвуших ирригационно - хозяйственных условиях на массиве в. маловодные годы собеспеченносты» 86-90 я <С » 0.21) обгем Бугунского водохранилища будет наполняться на

70-75 и (puc-D. В такие маловодные годы на массиве будет опушаться дефицит оросительной воды примерно на 68 - 80 млн.м*.

Водоподача по Бугу некому району несколько выше расчетных. Отношение фактической водоподачи к потребной нормативной, выражавшийся через коэффициент водообеспеченности <Кз-о>, только за счет водоподачи из ТМК по Бугунскому району составляет Ii3-I.Il. а по Туркестанскому району 0-50-0.72. ' .

Дренированность орошаемой территории массива осушествляется в основном системой СВД. Отношение объемов откачек из С8Л к суммарному-водопоступлени» СД/ВЭ в Бугу иском районе равен 0.22, а в Туркестанском 028.

Минерализация откачиваемых вод на территории хозяйств Бу-гунского радона в основном 1.5-2.0 г/л. в Туркестанском районе 05-15 г/л-

Выявлено, что при использовании вод с минерализацией, до 2.0 г/л допол .ительных мероприятий .по предотвращению засоления и - осолокцевания почвогрунтов не потребуется. Расчета показали, что 56 я составляют скважины с градацией качества воды - хорошее, 39 'л - удовлетворительное и 5 а слабоудовлетворительное.:.

Обшив и частные ^водно-солевые балансы . составленные для административных районов массива показали, что в рассматриваемых районах -массива -складывались балансы с переменным знаком. Коэффициент промывного режима орошения (отношение суммы водоподачи и осадков к суммарному испарению <В+А>/ЕТ) изменяется в пределах 0.85 - I.I5 на территории хозяйств Бугунского района и 0.9-I.I5 на территории хозяйств Туркестанского района. Основная масса солей поступала с оросительной водой от 30 до 35 т/га. Вынос солея происходил за счет оттока подземных вод и КДС. В Бугунсксй районе в годовом разрезе происходит накопление солея в зоне'аэрации орошаемого поля от 12 до 25 т/га. В Туркестанском районе процесс накопления солей практически не . наблюдается.

Общий солевой баланс Бугунского района показывает на накопление солей а С т 05 т/га <рис. 2 -3).

На основании расчетов общего солевого баланса хозяйств ATM в условиях дренированности территории вертикальным дренажем построены графики, приведенные на рис. 4, из которых , следует, что для стабилизации обшего сале соде ржания в рассматриваемом балансовом слое отношение Д/8 должно быть 024,. а коэффициент промывного режима орошения не менее 1.06.

Урожайность хлопчатника в Бугу иском районе изменяется от 15.7 до 2425 ц/га, а в Туркестанском от 8-4 до 223 ц/га. Одно

из главных причин относительно . низкОй урожайности в Туркестанском районе является более низкая водосбеспеченность, чем в Бу-гунском районе.

В четвертой главе приведены принципы, методика и результата расчетов оптимизации объема отбора подземных вод и перераспределения водных ресурсов для улучшения водообеспеченности орошаемых земель в бессточных районах.

Анализ опытов эксплуатации крупных действу «них СВЛ, расположенных в различных пркродно - хозяйственных условиях и выполняющие различные задачи, позволил сформулировать следующие принципы оптимизации объема отбора ПВ и совместного использования поверхностных и подземных вол:

- исходя из природно- и водохозяйственных условии решить вопрос достижения наилучшей водообеспеченности и благоприятного мелиоративного состояния .земель;

- оптимизация режима отбора ПВ и перераспределения поверхностных, вод должны обеспечивать наивыгодные условия .для „нормального .. го развития сельхозкультур при наименьших удельных затратах воды

и материальных ресурсов, а также минимальных отрицательных эко-логиче-~их последствия; . .

- режим отбора ПВ должен согласовываться с наличием эксплуатационных запасов ПВ. Месячные размеры отбора ПВ систем вертикального дренажа должно определяться с-учетом его модности, эксплуатационной . надежности . и Фактической производительности скважин;

- использование ПВ на орошение должно выполняться с одной стороны с учетом комплексной оценки его влияния на урожайность сельхозкультур, водно - физические, химические свойства почв и размеры . мелиоративных- мероприятий, с другой - с учетом эксплуатационных запасов ПВ и режима отбора. СВД;

- при изменении объема отбора ПВ следует учесть возможность, изменения категории • гидромодульного района ■ орошаемых земель:,

перераспределение поверхностных вод должно базироваться на многолетних закономерностях запаса- воды ■ в водохранилищах и водности рек. При перераспределении поверхностных и оптимизации объема отбора ПВ по плошали не-эбходимо- учитывать геолого-литологическое и геофильтраиионное строение'орошаемого массива;.

- на крупных орошаемых- массивах для более детального учета особенности гео$ильтрационного строения территории в плане а также различной интенсивности ин$ильтргыиокнсго питания следует использовать методы математического моделирования reo-

- П) -

Фильтрации:

- оптимизация объема отбора ЛВ вертикальными скважинами по плошали орошаемого массива с учетом распределения по плояади орошаемого массива водопадачи ирригационных вод должно быть обосновано технико - экономическим расчетом.

Основним методом расчетных обоснования режима отбора ПВ при перераспределении поверхностных и подземных вод является метод математического моделирования- с использованием следуюяего комплекса моделей: :

- дискретногобаланса поверхностных вод;

- дифференциальных моделей геофильтрации;

- водно -г солевых баланс^зоны аэрации орошаемого поля.

Расчет обгема отбора подземных вод и перераспределение

водных ресурсов с учетом выше изложенных принципов производят ~ в последовательности приведенной в схеме рисунка 5.

Средневзвешенная оросительная норма нетто для ATM составляет 7100 м*/га. Потребный оодем брутто С уп >по Бугунскому району составляет 216J77 млн.и*, по Туркестанскому ' району 241.739 млн*". Ресурсная част, запасов подземных. вод определенная из баланса грунтовых вод . на . ATM составляют 4.96 м*/с.

Выявлено,, что увеличив обгем отбора подземных, вод в вегетациотшй период до достижения необходимых УГВ и использовав эти вода на орошение можно сократить подачу поверхностной водят, в Вугунском районе в объеме используемых откачиваемых вод и излишнюю воду в объеме -27.081 млим" :.в год, тоесть довести Квл-'to. Полученный объем воды можно транзитом переправить .по ТМК в Туркестанский район для покрытия дефицита оросительной воды, тем самый поднять водооаеспеченность орошаемых земель требуемойнормы водаготреоления Хрежима орошениях

, Для оптимиэдаш объема отбора подземных вод и регулирования УГВ с учетом -геофиштраДОонного- - строения, характеристик - и параметров С8Д составлена «жеиагическая моде ль - плановой гео-фильтравии. ■ '

На основе геофильтраютокиой схематизации область фильтрации приведена к. еле душей расчетной схеме:.

. - I. Область фильтрации однослойная, неоднородная.

2. Водоупор грунтового водоносного слоя произвольный. ' ■ :а йселеду€(тся---1зег«»в«"'фильтг;\5ай'":с -.учетом-, работы СВД, инфильтрашт й испарения .

4. На.боковых границах потока задаются- 'гри-ъячнкв■> условия: на северо-западе i рода <K*,y,t>»coftat>. На севере, северо -

-л -

востоке, юге и юго-западе ГУ и рода со con*t, о = о >.

Для данной схематизации Фильтрация подземных вод в объекте исследования описывается следующим уравнением:

а и " гг

¡г* CKHfs ) -Ту (

ЗсН

д И дТ

) -

CD

~ °скв " ^исп * Чшф °в °д

где м - коэффициент • водоотдачи водоносного горизонта с безразмерная величина я , у - пространственные координаты, м; Ъ -время, сут; Н ■ (Кх,у,г> - УГВ от водоулора до свободной поверхности. м; К - Кх.у) - коэффициент фильтрации, м/сут; . Оисп , , Од , 0Д составлявшие водного баланса исследуемого горизонта.

Краевые условия для уравнения <13 представляются в следую-ием виде:

начальное Жх.у.О- *><х.у> граничные

НСх.у.О» V <х.у.О . х е Г„

■t-t.

<Z>

lrm a ц

"km П

g<x.y.t>.

sra <

* e r„ r^-r .

<3>

<* Р

где Г - граница рассматриваемся области; *<х,уЛ>» у<х,ул>. ц(х.у,0. - заданные функции, п - внутренная нормаль.

При решении обратной задачи уточнялись Фильтрационные параметры <р,к? и статьи баланса подземных вод. Колебрация модели проводилась мнсговариантными расчетами. Результаты сравнивались с данными натурных исследования с целью проверки адекватности модели природным условиям. После уточнения Фильтрационных параметров и аддоптаиии модели для модели значение м принято равной 0.С5 - ОХ .

На П1 этапе решалась прогнозная задача.

Моделировалось изменение УГВ в течении . года, начиная с периода вегетации. На каждый расчетный шаг по времени Д Т - 30 сут. задавались значения инфильтрации поливных вод, атмосферных осадков, испарения и объема откачек. Расходы модельных скважин, в которых объединялись несколько фактических скважин, задавались согласно типоразмерам насссно-силового оборудования и данный натурных наблюдения. Моневрируя объемами откачек добивались необходимых глубин ГВ после чего составлялся план график откачек на календарный год, как для каждой скважины Ставя. V, так и для

N

системы в целом Срис. 6-7}.

Чтобы обеспечить потребный объем отбора система СВД в Бугу иском районе должна работать с КПР 0.75 - 0.85 в вегетационный период и 0£16 - 026 в невегетацию (рис. 6>.

Таблица I.

Прогнозный режим откачек скв. 173 на июнь месяц.

¡н скв. ¡ч скв. ю факт ¡Потреб ¡Сред. ¡Необхо! КПР ! КПР :

¡модель:$акт 'м /сут'ныи ¡взвел ¡димое 'модель!

¡ная 5 * ¡об ем ¡потр. ¡время ¡ ! ная I

! г ( ¡отбора¡об ем ¡работы' !

; ■ ■ •» 1 ¡тыс-м ¡тыс.м »ск.сут! '• !

I I 1/9 I 2419 ! ! I 27 ! 0.9 ! !

! 1 1/10 ! 2392 ! I ! 25 ! 0.83 I I

! 173 I 4-а ¡ 2851 (325.43165.085 ! 53 ! 0.77 ! 0.82 I

! I 1/6 I 2333 ! ! I 20 I 0.93 I I

]____>1/1 I 3197 I_____!__20__! 0.67 !__

Иэ ".оставленных водно-солевых балансов видно, что при рекомендуемом режиме отбора ПВ в зоне аэрации обеспечиваются нисходящие токи почвенной влаги- Создается промывной режим орошения. й / В - 0-30. <В ♦ А>/ЕТ - 1.07. Происходит рассолительный процесс. Вынос солеи из зоны аэрации составляет 4.35 т/га, которые отводятся за пределы орошаемой зоны по открытой КДС.

Оптимизируя объем отбора ПВ достигается, улучшения мелиоро-тивного состояния земель Бугунского района и не снижая водоо-беспеченнрсть района определяется объем воды 49.772 млн.м* в год. которую можно перебросить в Туркестанский район: Перераспределяя объем переброски в Туркестанском районе водообеспечен-сть доводится до необходимых, за счет чего объем отбора ПВ уменьшается на 20.093 илн.м" в год. В этот период система СВЛ должна работать с КПР 02 - 03 в вегетационный период и с КПР 0-03 в невегетационныл период Срис. 73, что даст возможность эксплуатировать системы в пределах восполняемых запасов подземных вод.

Из составленных водно-солевых балансов для хозяйств Туркестанского района видно, что и здесь создается промывной режим орошения. Вынос солей из зоны аэрации составляет 1.97-2.08 т/га.

В маловодные годы дефицит оросительной воды будет покрываться за счет усиления отбора ПВ в Туркестанском районе. Чтобы обеспечить потребный объем 97.208 млн.м* в год система СВЛ должна работать с КПР 05 - 0.75 в вегетационный период. При таком режиме отбора ПВ на модели УГВ снизился до 2.82 3.39 м, что на 02 - 0-4 м ниже чем в вегетационный периЬд года средней

водности (рис. 8).

Оптимальное перераспределение водных ресурсов в сопоставлении с фактическим их распределением приведена в табл. 2

В пятой главе приведена технико-экономическая опенка предлагаемых решения в ценах 1983 года. Расчеты показали, что повышение продуктивности орошаемых земель в зоне действия системы CBZ Бугунсхого района связаны с необходимость» усиления рассо-лительных меллиорашя, а в зоне СВЛ Туркестанского района повышением водообеспеченности. В условиях ограниченных водных ресурсов увеличение их лимита по ТМК не предусматривается и задача оптимизации водно-мелиоративных процессов по раенам единственно может быть решена в совместном использовании стока ТМК и откачиваемых вод СВД, за счет чего ожидается рост продуктивности земель в каждом районе. При дополнительных затратах по системе СВЛ 123 млн. руб. получаем дополнительный продуктивный э$$ект 4.48 млн. руб., что дает экономический эффект на одну скважину 8889 руб..

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ -РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Одной из проблем в бассейне Аральского - моря является полное исчерпание водных ресурсов и необходимость изыскания дополнительных источников. Дефицит водных ресурсов наиболее сильно опушается на орошаемых массивах расположенных в приделах суходольных малых рек и cae в таких как Каикадарья, Чирчик, Ангрен. Келес, Арысь и т. п.

Одним из таких массивов является Арысь-Туркестанский массив орошения.

2. Наполнения Бугунского водохранилища, в основном из ресурсов которого орошается массив, зависит от водности р. Арысь, . а те в свою очередь от водности года. Коэффициент вариации стока р. Арысь составляет 0-23. В маловодные годы, водохранилище наполняется до 80 м, что является причиной резкой нехватки воды на ATM.: Г

3. В современных условиях на территории хозяйств Бугунского ■ района средняя глубина ГВ в вегетационный период 2Я м, а на территорий хозяйств íypKecTaHCKoro района 35 м. В целом по Бу-гунскому району, который распологается в верхней части ТМК средняя глубина ГВ на 15 м выше чем в среднем по Туркестаяск-ому району. .

Причиной близкого залегания ГВ в Бугунском районе является

Таблица 2

Рекоявндаикк по аптккальнонд перераспределения водных ресурсов на Лрыаь-Тирквотанрхон пассиве аромения < Гор = 52.4 тыо.га I

Показателя ■ яля•н

Водоподача иэ ТНК I «акт.-I рекоп-Водолода«** мэ СВД I «акт.

I рекон-Водоподача оишнрнм I «акт.

По-гр4вний о&ьен воды Излишки воды Дефицит воды

Прогнозный об-ьеи рекомендуемой переброски Прогнозный об-ьея иеобхадк -ной перевроскн

Водоподача из ТИК 9'юподача йэ СВД

I Факт* I рекой• I »акт. I рекой-

Вугуаокай район I Туркестанский районI - Итого по иаоеияи

-1-

вегет 1я< В1Г1 год I вегет!нв нег! год I всг>т!не вег! год

На средне - я ииоговодный год

191.4

153.9 10.7 25.7 202.1

30.9

26.6

2.2

9.9

41.1

230.3

180-5

12.9

33.6

243*2

128.3

165.8

47-9

35.1

176.2

26.5

зв;в 9.4 2.1 35.9

154.В

204.6 57.3 37.2 212.1

319.7 319.7 5В.6 60.8 378.3

179.6 36.5 22.5 4.6

216.1 200.9 40.9 27 -1

-24.7 -5.0

241-8 380.5 -29.7 -2.2

65.4 385.1

65.4 ЗВ5.1

11.6 70.2

12.0 72-8

77.О 453-3

77.4 457.9

-0.4 -2.6

37.5 12.3 49.Н

37-5 12/3 49.8 37.5 12-3 49.8

л об о,

На яаловодный год

111.9 19.3

153.9 26.6 13-6

25-7 9.9

131.2 123.1

180-5 121.1

18-9 77-8

35.6 79.В

23.8 23.4 17.0 17.4

146.9 235.0

144.5 275.0

9«.В 91-4

97.2 105.5

43.1 278.1

50.0 325.0

22-3 113.7

27.3 132.8

1

излишняя водообеслече ниость и недостаточная дренированность территории. Спад УГВ в концевой части'ТМК происходит из-за интенсивных откачек на орошение из системы С8Д. Минерализация грунтовых вод изменяется от 05 до 3.0 г/л. Площади с минерализацией с IX) - 30 г/л распологаюгся в Бугунском рапоне.

4. В настоящее время на орошаемой территории встречается почвы с различной степенью засоленности. Земли подверженные засолению расположены в большей частью в Бугунском районе и значительно меньше в Туркестанском.

Причиной наличия засоленных земель в Бугунском районе является недостаточная дренировакноегь и отсутствие промывок в не вегетационный период.

Наличие засоленных почв в Туркестанском районе при относительно глубоких залеганиях УГВ является недостаточный промывной режим орошения отчасти использования откачиваемых вод на орошение.

Промывные поливы на массиве не проводятся, а влагозарядко-вые поливы проводимые в апреле месяце не рассоляют земли.

5. Для почв ATM наиболее благоприятные условия расхода ГВ в зону аэрации в вегетационный период наблидается при глубине 25 - 3.0 м.

6. Водообеслеченность орошаемых земель на массиве крайне . неравномерны. В хозяйствах Бугунекого района коэффициент вода-

обеспеченности изменяется во вегетационный период только за счет водоподачи из ТМК от IDO до 1-П, а в Туркестанском районе от 050 до 0.72, а с учетом использования откачиваемых вод на орошение соответственно изменяются от IJ0 до IJ6 и от 034 до 0.99 .

7. Мелиорация орошаемых земель ATM в основном производится системой СВД. Объем откачек в Бугунском районе составляете среднем 1354 м*/га, а в Туркестанском 4013 м*/га. Коэффициент дренированности Д/В в Бугунском районе равен 0-22, в Туркестанском 028. Система скважин Туркестанского района в современных условиях практически полностью используется для отбора ПВ на орошение. : •

Химизм откачиваемых вод с минерализацией до 2 г/л в подавляю® ем большинстве случаев с 95 'л ) оцениваются как хорошего и . удовлетворительного качества для орошения. Кроме того суиествую-щая технология их подачи по каналам в смеси с оросительной водой позволяет обходиться без специальных дополнительных мероприятия.

8. При сложившемся обшем водно - солевом балансе территории

общие и частные солевые балансы складываются с переменным знаком-

9. При сложившихся ирригационно-хозяиственных условиях, характеризуемых дефицитом водных ресурсов и закономерностях водно- < мелеоративных процессов, для повышения продуктивности орошаемого земледелия в зоне ТИК необходимо:

- пересмотреть водораспределение с ТМК с увеличением водопада чи нижерасположе иным хозяйствам в увязке с режимом отбора ПВ из вертикальных скважин;

- оптимизировать режим Отбора ПВ из скважин с учетом требований мелиорация земель, добычи воды на орошение, геофильтрационного строения водоносных горизонтов, характеристик скважин и наличия эксплуатационных запасов ПВ..

10. Оптимизация объемов отбора ПВ с учетом перераспределения поверхностных вол производится математическим модел*фованием с использованием следующего комплекса моделей:

-дискретных балансов поверхностных вод;

- дифференциальных моделей гиоФильтрации;

- водно - солевых балансов зоны аэрации орошаемого поля.

11. Созданием математической модели плановой геофильтрации установлено, что для поддержания УГВ на необходимых глубинах и создания оптимального мелиоративного режима, обеспечение рассоления земель Бугунского района объем отбора ПВ системой CBÄ должна составлять 2200 м"/га или 55J328 млн.м* в год. Из них h v орошение moüho использовать 35.617 млнм* год: для обеспечения потребного объема система ОВД должна работать в вегетадаонныи период с КПР G.75 - ОЖг и в иевегетационный период 0.06 - 0.26.

Используя откачиваемые воды на орошение и доводя коэффициент водообеспеченности до L0 необходимо. сократить, водозабор из ТИК в Бугунский район б объеме 49.772 млн-м* в год и переправить этот объем в ТуркестА.; :кип район транзитом по каналу. Расчетами установлено, что после увеличения водоподачи из ТИК система СВД в Туркестанском района долача работать с КПР 0J2-03 в вегетационный период и обеспечить шлт ■ отбора 1350 м*/га или 37208 клн-м* в год. В маловодные годы система должна откачивать 2900 м*/га или 79.787 млнл* в ввгетакиониый период и работать с КПР 0.6 - 0-72. Соблюдение предложенцых. рекомввдаыйй лб оптимизации объема отбора ЦВ и перераспределение ресурсов поверхностных вг~ в сочетании с откачиваемыми водами позволит улучшить мелиоративное состояние- земель Бугунского района и поеыагть водообеспечен-нссть Туркестанского района, в следстши чзго получит: более вы-ссжие-урожаи сельскохозяйственных культур.

г

Солевой режим зоны аэрации складывается по типу рассоления при отношении Д/В <Золее 024 и <В * А> / ЕТ не менее 1.06.

12. Экономический эффект от внедрения оптимизации объема отбора ПВ и перераспределения водных ресурсов в ценах 1983 года составит:

- от прироста урожаяности за счет улучшения мелиоративного состояния земель, т. е. рассоление слабо и сильнозасоленных земель Бугунского района в размере 378 млн.руб.;

- от повышения водообеспвченности и улучшения режима работы системы скважин, в Туркестанском районе в размере IX) млн.руб.

Экономический эффект от внедрения предлогаемых рекомендаций составит 91X7 руб. на I га или 8889 руб. на одну скважину.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работх: 1. Рекомедации по режиму работы системы скважин вертикального дренажа в колхозах "Коммунизм" и "Ленинизм" Туркестанского района Чимкентской области. - Ташкент:. САНИИРИ. -. 1990. - 20 с. (Соавторы М. К. Джураев, Б. Ибрагимов).

2. К вопросу рационального отбора подземных вод на орошение в в условиях Арысь-Туркестанского массива // Тезисы докладов Республиканской научно-практической конференции. " Рациональное использование водно - земельных ресурсов в бассейне Аральского моря". - Ташкент. -1990. - С.43-44.<Соавтор М. К. Джураев).

3. Особенности использования на орошение, дренажных откачива--.емкх вод на Арысь-Туркестанском массиве. - Ташкент, 1992, - Да п. в УзНИИНТИ «о 1600-Уз92 ССсавтОры Н. К. Джураев. М. А. Якубов).

4. Оценка качества откачиваемых водных ресурсов для использования в сельском хозяйстве Сна примере А рысь - Туркестанского массива? // Тезисы докладов медународноя научно - практической конференции. - Ташкент. - 1992. С. 79 - 80.ССоавторы М- К. Джу- . раев, М. А. Якубов). > ■' '

5. Формирование режима грунтовых вод на Арысь-Туркестанском массиве / - Деп. в ГФНТИ РУз «о Д853- Уз93, Ташкент, 1993 (Соавторы М- К. Джураев, М- А. Якубов).

6- Анализ результатов балансовых исследований на Арысь-Туркес-танском массиве / - Деп. в УзНИИНТИ «о 1834- Уз93;. Ташкент^ 1993 «Соавторы М- К. Джураев, М- А. Якубов).

. 7. Оптимизация объема отбора подземных вод. на/Арысь - Туркестанском массиве методом математического моделирования / - Деп. в ГФНТИ РУз мо 1944-УзЭЗ. Ташкент, 1993 (Соавторы И. X. Хабибул-лаев, А. Курбонов ).

- IB -

ГАНИХОДЖАЕВ БОРИХОН ФАТХУЛЛАЕВИЧ

(Ь«ев рюммрпя i7npiB«pup«nir cyi бмм тпманшитамии ппшшв учуй tp осп cjnupmii кшиггиш.

< Арнс - Туркнстон массиы< мисатида )

Сув ресурслари хупгииа региакларда халх. хужалиги тармокларининг ривож-ланишнкн чегаралоачи шарт булиб колди. Бу муаммокииг асосий сабаблари - сув ретераларининг танкислиги, упардан тартибсиз фойдаланиш ва уларга булган катга эхтиеждмр.

Ер ости сувларини олиб ишлатишнинг хисоблиц методикалари хочирги кун талабнга жадоб бермаган лолда, ер ости ва яхоб сувлари ресурсларини хнсобга олиб, мелиорация тадабига жавоб берувчи оптимад вариалтларни хисобдашга имкон бер-майди. Шу туфайля ер ости сувларини оптимал хажмда олиб ишлатиш хозирги кун-да долза-1 масалага айланзи.

Диссертация ншининг ма*£ади ер ости ва яхоб сувларини бирталикда ишлатиш м кайта тахсимлашаа йилнииг сувчанлишнм, сугориш еркни суп билан тагьмин-лаш талаблариии хисобга олувчи ипмий а^осланган принциплар ел хясоблаш методикасияи ишлаб чи^ящдаи кборат.

Арис - Туркистои массивнза утказилган эксперементал изланкщлар *сзирги куши гилрогеолопос га мелиорагив, хачаа сув хужалиги холатнни- анализ кялиш на-тжясн шунн хурсатадики, бу ерда ер ости сувларини олиб ишатнш sa сув ресурсларини районлар ва хужатихлар ораскяа кдйта такснмлаш билан Бугун рая он и ерларининг мелиоратив цолатини яхшшшш ва Туркистон район» ерлариии сув билан lixbviuiv.au талабини хондириш мумкин.

Геофильтраиия ва математик молелни тушш натижаларн шуни курсатаднки, ситод сувларини керакли чукдомикда ушлаб туриш учуй Бугун районидаги тик кудуклар системаснда 55,03 млн. м' сувни, Туркистои'районида эса 37,21 млн. м3 ер ости сувини олиб суюришга ишлатиш керак экаи. Ткк кудук системасиии ана шун-дай ишлатиш тартибида, шур ерларда туз ювилнш жараени боради.

Шур ерларнинг ювилишн натихасида пахта хосилдорлипшикг купайиши 435 ц/га ии ва яхоб сувлари билан таъминлашнн яхшилаш натнласида 1,1 ц/га ни гашкил этади.

Тавсия килииган амалларнииг бажарнлиши натижасида олннган иктисодий фонда < 1983 йил нархида ) 1 га дан 91,17 сум tiu бнр тяж кудук учун 8889 сумни ташкил этади.

GANIKHODJAEV BORIYKHON FATKHULLAEVICH

Using of irrigation-soil waters'for the increasing of water supply for irrigating lands in non-sewage regions ( after the example of Aris-Turkystan area )

Water resources have become the limiting factor of the most, branches of national economy of many regions. The main reasons for such problem's arising are as the following: the restriction of the water resources, irregularity of their territorial distribution (placing), and the great requirements in them. The accounting procedure, allowing to optimize the volume of underground waters in time and in space with regard for requirements of land-improvement of ground and underground waters' resources is far from perfection. The described situation causes the urgency of the present thesis'theme,

The main purpose of the research is the development of single scientifically grounded principles and accounting procedure for utilization and redistribution of the limited waters' resources with regard for changes in water-bearingriess of the year, for requirements of providing of the irrigated lands with water and optimization of underground waters' selection volume for coverage of ground waters' deficit.

The conducted experimental research at the Aris-Turkystan area, the analysis of the up-to-date (modern) hydrogeology and irrigation and watercconomical situation of the area have proved that by optimization of the pump's volume from the system of vertical drainage wells (VDW) and by the redistribution of the waters resources between the regions and farms the land-improvement in Bugund region and the improvement in providing of the Turkystan region with water may be reached.

By creating of the mathematical model of the systematic geofiltration it was determined that for maintenance of the level of the subsoil waters at the required depth, the system of VDW ought to pump out the water in volume of 55,03 million of cubic metres in Bugun region and in volume of 37,21 million of cubic metres in Turkystan region.

With such working regime of the system of VDW, the salt regime of the aeration zone is made up in accordance with the type of salting out. The growth of the cotton crops for account of salting out of the laud makes up 4,55 centner/hectare and for account of improvement in providing with water it makes up 1,1 centner/hectare. Economic effect from the introduction of the proposed recommendations (1983) will make up 91,17 Rubles per a hectare or 8889 Rubles per a well.

I

X' <в

3 10

Л/О м. л о Э

Р » с * у д

С} «

> Аа - атмосферное осадкл; Вир - ьодоподача иэ ТМК; Ид- аодолодд-ы и» С ИД ; Ф - ф11яир«шиинш*р пот^и; С - суммарной лспйрсиие; Ди « объеи отк^мадемых »од; П.- подземный пргпох (+> или отток <-);а С - йбиои изменения запасов алагн и«ол<й сц балансовой площади.

>

в<ха и структура общих водных балансов в Бугунском районе

09

- О

3 •8

8

й 5

Ло - атмосферные осадк.!; Цир - кжшадача из ТМК, Вд- водоподача т СИД; Ф - фшатршшошше потери; Е - сумшриос «£|Ш1Кгни;; Да - объси ати<№одеыих вод; П - но/мишИ приток (+) или отток (-);д\У.дС - общие изменения ЗйПасоь влаш н сапей на балансэдзй площади.

Т"

I

й Л

о й

Рис.

г3 и

с:

3 Фактический режим отбора подземных под и структур* ь&щих водных балансов

п Туркестанском районе

£

К U

. 3

i 1 й г

и

аз . 04, as а« а? ол

"й 10 1ч*чг и iS I*

Рис. 4 График зависимости изменения запасов солей в расчетном, балансовом слое от эели<гины отношения среиажного стока <Д) к водогюда-че (В) н суммарной водоподачи к суммарному испарению на ATM

Рис. 5

Технологическая схема при обосновании оптимизации совместного использования поверхностных и подземных вод для орошения ка AIM.

Рп,С*0?

Ао - атмосферные осадки; Вир - волоподача к] ТМК; Вд- водоподача из СВД; Ф -фильтрационные потери; Е - суммарное испарение; Дв - объем оггмчпяаекю под; П - подземный приток (+) или отток (-);л'(V, АС - оВишс измерения запас«« аши И соясЯ ив балансовой площади.'

1:11. _„■■■

ч ■ . 1

| я I т I п [ у ) п | у»)

V»! »яг| 1Я \

Рис. < Рекомендуемый режим отбора подземных Год н структура общих водных, балансов в Бугунском районе на средний водности год

§

и

«5 И >0

Ао - атмосферные осадки; Вир - йодоподача из ТМК; Вд- водоподача кз СВД; ф - фильтрационные потери; В - суммарное испарение; До : объем откачиваемых вод; П - воджмный приток (+) ют отток (-); а У, А С - обшие изменения запасов плата И солей на " балансовой площади. -

и

Ж

и

й 1 »

М

М

н

«5

£ и

Т* и 01

¡3 0

"Г 'нЕ

Ь—

1

' 1 с 1 « 1Г К | У1 | v» | 1 О Я 1 « | ««

Рис, 7 Рекомендуемый режим отбора подземных вод и структура общих водных балансов в Туркестанском районе на средний водности год

§ 8 § *

О. «5

§ О

а а.

ю ая аз

035

Пр ал ад

а

Р а. с л о Э

Ао - атмосферные осадки; Вир - водоподача из ТМК; Вд- иодополачз из СВД,-Ф - фильтрационные потери; Е - суммарное испарение; Дв - объем откачиваемых вол; П - подземный приток (+) 'или отток (-); & \У, дС - общие изменения запасов влага и солей на балансовой площади.

[—

_Г~1

гз

>13

а

С в

га и

3.3 15

и>

1

а

о

2 3

Ряс.

8 Рекомендуемой режим отбора подземных вод я струстура сбщях водных балансов в Туркестанской районе на маловодный год

Заказ (0Тираж \СО Ташкентская книжчо»журналъная фабрике Госкомпечати РеспубликиУэбекистяк 7С0Ю4, г\Тлшкент4 массив Юнусабод, ул^Иуродовл, 1