Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повторное использование дренажно-сбросных вод на оросительных системах Нижнего Дона

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Повторное использование дренажно-сбросных вод на оросительных системах Нижнего Дона"

3043

На правах рукописи

КРОПИНА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕНАЖНО-СБРОСНЫХ ВОД НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НИЖНЕГО ДОНА

Специальность 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 8 НОЯ 2010

Новочеркасск - 2010

004613043

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации» (ФГНУ «РосНИИПМ»).

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент

Васильев Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Колганов Александр Васильевич

кандидат технических наук, доцент Ольгаренко Игорь Владимирович

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Волгоградская

государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «ВГСХА»), г. Волгоград

Защита состоится «26» ноября 2010 г. в 1222 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.049.01 в ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, ауд. 339 (факс (8635)22-44-59).

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки, с авторефератом - на сайте ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» (http://www.ngma.su).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан -< октября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

3(-1 £> Сг^'-с^/'.

Иванова Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Наряду с достаточно большими объёмами потребления воды для полива сельскохозяйственных культур, значительная её часть (30-40%), вследствие несовершенства оросительных систем, расходуется непроизводительно и, как правило, без пользы сбрасывается в поверхностные водоёмы и водотоки. На современном этапе развития гидромелиорации в Ростовской области вопрос повторного использования дренажно-сбросных вод (ДСВ) в орошаемом земледелии приобрёл особую актуальность, что вызвано достаточно слабой освещенностью в научной литературе этой проблемы.

Степень разработанности проблемы. Вопросами оптимизации водопользования и водораспределения на оросительных системах занимались крупные учёные: С. Я. Безднина, В. А. Васильченко, А. В. Колганов, М. Ф. Наталь-чук, В. И. Ольгаренко, И. В. Ольгаренко, В. Н. Рыбкин, Г. А. Сенчуков,

A. В. Капустян, С. И. Харченко, И. А. Шаров, Б. А. Шумаков, Б. Б. Шумаков,

B. Н. Щедрин, D. Bsoer, Е. V. Maas, F. Hilgard, Richards и др.

В работах этих учёных отмечается, что одним из путей решения проблемы дефицита водных ресурсов является использование деминерализованных и предварительно очищенных ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур. Однако исследования по повторному использованию деминерализованных и очищенных ДСВ для условий оросительных систем юга Ростовской области в последние десятилетия не проводились, а существующие наработки по очистке ДСВ от загрязнителей не предусматривали использование материалов из вновь открытых месторождений природных сорбентов.

Работа выполнена в соответствии с межведомственной координационной программой «Усовершенствовать комплексы и технологии восстановления и эффективного использования мелиоративных, водохозяйственных и лесохозяй-ственных систем для сохранения и воспроизводства плодородия почв мелиорированных сельскохозяйственных земель и агроландшафтов», обеспечивающей развитие АПК РФ на 2006-2010 гг., поз. Ш.04.02.

Цель исследований - разработка способа и технического обеспечения очистки дренажно-сбросных вод, для их повторного использования на оросительных системах с целью рационализации водопользования.

Задачи исследований:

- осуществить анализ существующих и используемых в отечественной и зарубежной практике способов очистки ДСВ для их повторного использования на оросительных системах;

- определить количественные и качественные показатели ДСВ на территории Багаевской оросительной системы;

- разработать и обосновать эффективность способа очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) при использовании в качестве фильтрующего состава глауконитового песка;

- предложить технические решения для реализации способа очистки и деминерализации ДСВ, позволяющие использовать их для орошения сельскохозяйственных культур;

- определить экономическую эффективность способа и технического обеспечения очистки ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур на Багаевской оросительной системе.

Предмет и объект исследований. Объект исследований - дренажно-сбросные воды Багаевской оросительной системы Ростовской области. Предмет исследований - способ и техническое обеспечение очистки ДСВ для их повторного использования на оросительных системах Нижнего Дона.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследований. Методологической основой послужили: системный подход в изучении методов и способов оценки количества и пригодности для орошения, формирующихся на территории оросительных систем, объёмов ДСВ; методы системного анализа и эмпирического обобщения. Теоретической базой исследований являются теоретические работы отечественных (ГНУ «ВНИИГиМ», ФГНУ «Рос-НИИПМ», ФГОУ ВПО «НГМА») и зарубежных авторов, комплексные теоретические и натурные исследования повторного использования ДСВ для орошения, способов их очистки и деминерализации, анализ и обобщение полученных результатов. Эмпирическую базу исследований составили результаты лабораторных исследований, которые выполнялись в соответствии с действующими нормативными документами и стандартными методиками, приборами и оборудованием. Обработка результатов исследований проводилась с использованием теории планирования эксперимента и математической статистики.

Научные результаты, выносимые на защиту:

- количественные и качественные показатели ДСВ, формирующихся на территории Багаевской оросительной системы;

- способ очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) при использовании в качестве фильтрующего состава глауконитового песка;

- графо-аналитические зависимости эффективности очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) новым трехфракционным составом фильтрующей загрузки;

- прогнозные математические зависимости для выбора оптимальной площади орошения ДСВ.

Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации: постановка цели и задач исследований; обоснование направления исследований; разработка блок-схемы проведения исследований; выбор методик; закладка и проведение полевых и лабораторных опытов; анализ и обобщение результатов исследований; установление математических зависимостей; разработка способа и технического обеспечения модификации глауконитового песка для очистки ДСВ; прогнозные модели для выбора оптимальной площади орошения этими водами; экономическая оценка; подготовка диссертации, выводов и предложений производству; апробирование и внедрение результатов исследований.

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что впервые:

- предложены четыре основных варианта расчёта: при использовании ДСВ без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и в случае использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы Багаевской оросительной системы;

- определён фракционный состав фильтрующей загрузки для очистки ДСВ от ионов железа я тяжёлых металлов, а также способ его модификации для повышения сорбирующей способности;

- технические решения узла водоочистки в составе инженерно-мелиоративной системы для реализации способа очистки и деминерализации ДСВ, позволяющие повторно использовать эти воды для орошения сельскохозяйственных культур.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие мелиоративной науки заключается в установлении зависимостей для обоснования целесообразности организации повторного использования ДСВ на существующих, реконструируемых и строящихся внутрихозяйственных оросительных системах; определении количественных показателей по использованию объёмов ДСВ по предложенным вариантам расчёта.

Практическая ценность заключается в разработке рекомендаций по использованию предложенного способа и усовершенствованного технического обеспечения очистки ДСВ, подбору размеров орошаемых площадей, оросительных норм и снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции при повторном их использовании. Годовой экономический эффект от использования предлагаемых разработок составляет 2369,98 руб./га.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует формуле научной специальности 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», а именно, пункту 28 - «Оптимизация водопользования и водораспределения на оросительных системах».

Достоверность результатов исследований подтверждается большим объёмом экспериментальных данных, полученных в результате лабораторного и полевого опытов; достаточных объёмов расчётных данных; высокой достоверностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, отражающих способ и техническое обеспечение очистки ДСВ и их повторное использование для орошения сельскохозяйственных культур, положительными результатами опытно-производственной проверки.

Апробация и реализация результатов диссертации. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях и семинарах ФГНУ «РосНИИПМ» (г. Новочеркасск, 2006-2007, 2009-2010 гг.), ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ» (г. Москва, 2008 г.), Мещерский филиал ГНУ «ВНИИГиМ» Россельхозакадемии (г. Рязань, 2008 г.).

Результаты исследований использованы в проектно-эксплуатационной практике ФГУ «Управление «Ростовмелиоводхоз», ГУПИ «Южводпроект», а также при разработке проектов мелиорации земель. Способ и техническое обеспечение очистки дренажно-сбросных вод, повторно используемых для

орошения сельскохозяйственных культур, апробированы на Багаевской оросительной системе Ростовской области с годовым экономическим эффектом 1066,5 тыс. руб. на весь объём внедрения. Материалы научных исследований были использованы при подготовке справочно-информационного фонда по мелиорации (г. Москва, 2006-2010 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 научных работах, в том числе 1 научная статья - в рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ издании. Общий объём научных работ составляет 2,21 п.л. (авторских - 1,97 пл.).

Структура диссертации. Диссертация изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 20 таблиц, 5 приложений. Список литературы включает 165 наименований, в том числе 10 публикаций зарубежных авторов. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведены актуальность, цель и задачи, научная новизна проведенных исследований, научные результаты, выносимые на защиту, объект и предмет исследований, методология исследований, личный вклад автора, достоверность результатов исследований, практическая ценность, реализация и апробация работы.

В первой главе «Степень разработанности проблемы» приводится научно-аналитический обзор по вопросам повторного использования ДСВ на оросительных системах для орошения сельскохозяйственных культур, дан анализ степени изученности научной проблемы, существующих способов и технических средств деминерализации и очистки ДСВ от ионов тяжелых металлов, эффективности орошения ДСВ в современных условиях, что позволяет утверждать, что одним из путей решения проблемы дефицита водных ресурсов является использование деминерализованных и очищенных ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур. Очистку и деминерализацию осуществляют, как правило, путём разбавления исходных ДСВ более пресными водами, а для извлечения ионов металлов широкое распространение получили сорбционные методы.

По результатам анализа научно-технических материалов установлено, что на оросительных системах Ростовской области образуются значительные объёмы дренажных и сбросных вод, которые, после очистки и деминерализации актуально повторно использовать для орошения сельскохозяйственных культур. Однако комплексные исследования по очистке и повторному использованию ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур в условиях Нижнего Дона практически отсутствуют.

Вторая глава диссертации «Оценка хозяйственных и мелиоративных условий орошаемой зоны и методика исследований» посвящена результатам анализа водохозяйственной, мелиоративной обстановки и разработке методики проведения исследований. Все исследования проводились на территории Бага-евской оросительной системы, как наиболее крупной и типичной для центральной орошаемой зоны Ростовской области.

Дренажные воды на территории Багаевской оросительной системы имеют высокую минерализацию, достигающую 3-10 г/дм3. Лишь воды отсечных дрен оросительных каналов имеют содержание растворённых солей - 1,0-1,5 г/дм3. Использование их для орошения без предварительного разбавления пресной водой практически невозможно. Дренажно-сбросные воды по минерализации занимают промежуточное положение между оросительными и дренажными водами. Минерализация ДСВ, представляющих смесь сбросных и дренажных вод в зависимости от их соотношения изменяется в очень широких пределах от десятых долей до нескольких грамм в литре. Минимальная минерализация наблюдается в вегетационный период во время интенсивных поливов, а максимальная - в осенне-зимние месяцы. Согласно полученным данным, воды коллекторов в период май-сентябрь часто имеют среднее содержание солей - 1,52,0 г/дм3 и могут быть использованы для орошения повторно. Объёмы ДСВ поливного периода по основным коллекторам достигают величин от 2955 тыс. м3 до 14155 тыс. м3 (БГ-МС-6, БГ-МС-10, БГМС-13 и др). Химический состав ДСВ определяется величиной минерализации: при минимальных значениях 0,5-0,8 г/дм3 преобладают ионы НСО и Са; при 0,9-1,2 г/дм3 - ионы 304 и Са; свыше 1,2 г/дм3 - ионы 804 и №. При значениях 1,5 г/дм3, 2,0 г/дм3 и более возрастает относительное содержание ионов хлора и магния. Резкое ухудшение мелиоративного состояния земель наступает при орошении водами с минерали-

зацией свыше 2,0 - 2,5 г/дм3 сульфатно- и хлоридно-натриевого состава. Кроме повышенной минерализации, препятствием к использованию данных вод для орошения может служить их загрязнение ионами тяжёлых металлов (меди и цинка). Например, концентрация меди и цинка по отдельным хозяйствам превышает ПДК от 2-х до 3-х раз. Следует отметить, что до последнего времени полные сведения о загрязнении ДСВ в данном районе отсутствуют, поэтому для повторного использования ДСВ на территории Багаевской оросительной системы необходимо производить их деминерализацию и очистку от ионов тяжёлых металлов.

Дренажно-сбросные воды с Багаевской ОС в 58,8 % от общего объёма минерализованы не более 1,5 г/дм3. В том числе: по коллектору БГ-МС-6 эта величина составляет 63 %; по коллектору БГ-МС-10 - 59,6 %; БГ-МС-13 -69 %; по коллекторам БГ-МС-2 + С-МС-1 - 47 %; БГ-МС-1 - 38 % и БГ-МС-4 -56 %. Согласно произведённым расчётам, на 10,62 % площади Багаевской ОС можно поливать водой с минерализацией до 1,5 г/дм3, на 32,97 % - с минерализацией до 1,0 г/дм3. Остальные площади следует поливать водой с минерализацией 0,7 г/дм3 и менее. В настоящее время, в связи с отсутствием поливной воды с такой минерализацией, данные площади следует перевести в богарный режим, а на площади 15 % не рекомендуется поливать водой с повышенной минерализацией.

Используемый способ очистки ДСВ, определяет основные параметры компоновки узла водоочистки. По результатам проведенного анализа установлено, что наиболее простым и эффективным методом очистки ДСВ является использование сорбционных технологий. При разработке сорбционного метода важен поиск эффективных, доступных и дешевых сорбентов. В результате проведенного анализа установлено, что вопросы рационального использования ДСВ для орошения и применения глауконитового песка для очистки ДСВ от железа и ионов тяжёлых металлов в каждом конкретном регионе требуют проведения экспериментальных исследований с учётом неоднородности исходного сырья и условий производства.

В третьей главе «Теоретические исследования эффективности способов рационального использования ДСВ на оросительных системах» приводятся результаты теоретического исследования эффективности использования ДСВ.

Теоретические исследования проводятся в два этапа. На первом этапе определяем предельно допустимую минерализацию ДСВ, используемых для орошения. Определение предельно допустимой минерализации поливной воды основано на балансовом методе, приведенном, в частности, в работе Ю. С. Исаева. Цель балансового метода - оптимизация водно-солевого режима почв и рационального использования поливной воды. За основу был принят годовой солевой баланс почв. В нем учитывается, наряду с элементами баланса сезонного засоления за поливной период, и период осенне-зимне-весеннего рассоления почв. Контроль точности результатов измерений гидрохимических показателей загрязненности воды проводили согласно РД 52.24.268 (РД 52.24.66).

На втором этапе рассматриваются возможные варианты использования ДСВ для условий Багаевской оросительной системы, согласно предложенным расчётам для каждого из них.

Первый вариант - это повторное использование ДСВ без разбавления. Она заключается в том, что первый поливной участок Si орошается ДСВ, имеющими допустимую минерализацию, ДСВ с этого участка подаются на нижерасположенный участок S2 и т.д. В неразбавленном виде ДСВ направляются на орошение только в тех случаях, когда их минерализация не превышает предельно допустимой величины. Так как ДСВ не разбавляются пресной водой идущей на сброс, то их многократное использование ограничено.

Второй вариант - комбинация вариантов повторного использования воды без разбавления и с последовательным разбавлением сбросными водами. Например, ДСВ с орошаемого участка S\ подаются на участок S2 не разбавленными, а с участка S2 на участок ¿3 - разбавленными пресной водой. Расчёты характеристик повторного использования воды, как для варианта без разбавления, так и для варианта с последовательным разбавлением, выполняются по единым формулам.

Третий вариант рассмотрен для случая оборотного использования ДСВ. В определённых условиях сбрасываемые с оросительной системы дренажные воды могут подаваться в её головной участок, откуда в смеси с водой, забираемой из источника орошения, направляются на полив сельскохозяйственных культур. Оборотное использование воды наиболее перспективно на площадях с небольшим уклоном поверхности (не более 0,005), что может позволить транспорта-

ровать ДСВ по главному коллектору против уклона местности при помощи насосных станций при незначительных затратах электроэнергии. При оборотном использовании ДСВ с площади 5 подаются на орошение той же площади. В таких условиях, при постоянном для расчётного периода расходе забираемой пресной воды и использовании всех ДСВ, по мере нарастания оборотных циклов, будет увеличиваться минерализация оросительной воды, так как поступающие в систему соли не выносятся, а вода расходуется на испарение и траис-пирацию. \

Согласно нашим исследованиям, для условий Багаевской ОС весьма перспективен четвёртый вариант - повторное использование воды с подачей ДСВ в оросительные каналы в местах их пересечения с коллекторами. В этом случае на оросительной системе выявляются точки, в которых возможно подавать воду из коллекторов в оросительные каналы. Эта возможность обусловлена пересечением коллекторов с оросительными каналами или их близким прохождением друг от друга. Если на одном коллекторе установлено несколько створов-водовыделов, то для каждой последующей точки следует учитывать остаточный объём ДСВ, не использованных в предыдущей точке. В этом случае:

где: <2К$ - расход ДСВ в створе, л/с;

- расход воды, из коллектора в оросительный канал в точке к в £ поливной период, л/с;

- площадь с которой ДСВ проходят через створ к+1, га;

Щ - модуль ДСВ с площади 5"* в £-ый поливной период, л/с га.

Когда ДСВ подаются в оросительный канал, вода не полностью забирается на орошение, а часть её проходит транзитом и используется в точке к+1, тогда минерализация воды в канале равна:

где: Ск+1 - минерализация воды в оросительном канале перед точкой тс+1 в £

й(к+1)4 = Qк4 - хкЦ + • К,

(1)

(2)

поливной период, г/дм3;

Ок: - расход воды в оросительном канале перед точкой к, л/с; С[ - минерализация пресной воды, г/дм'3;

- минерализация ДСВ, г/дм3. Расход воды, потребный для орошения подвешенной к точке к площади Б^в ¿; поливной период, равен q¡.

При определении заборов ДСВ в оросительные каналы возможны два случая:

1) При О,. >БК когда минерализация, ДСВ не превышает величины

предельно допустимой минерализации оросительной воды, тогда хк{ = ■ д,,

то есть полив осуществляется только ДСВ без добавления к ним пресной. Если же минерализация ДСВ выше предельно допустимой вёлйчины, тогда количество, которое нужно подать в оросительный канал определяется по формуле:

ГС -С

тах

(3)

где Стах - предельно допустимая минерализация ДСВ, пригодной для использования в качестве оросительной воды, г/дм3;

- минерализация воды для разбавления, г/дм3. 2) При < • полагаем хк( = Ок, и рассчитываем минерализацию используемой на орошение ДСВ по формуле

^ ' (4)

Если Ск{ ^ Стзх(, то величина найдена. Если ограничение по минерализации не выдерживается, тогда расход воды, которую нужно закачивать из коллектора, определяется по формуле (3).

Количество используемых за весь оросительный период ДСВ определяется по уравнению:

т п

Кдсв = , (5)

Расчёты итоговых характеристик использования ДСВ для целей орошения производятся по следующим формулам:

а) в случае возможного расширения площади орошения при условии постоянного забора воды в голове оросительной.системы с использованием ДСВ:

(6)

5Дев -

б) количество пресной воды, которое необходимо подать на поля за оросительный период при её повторном использовании при условии Бдев ~ определяем по формуле:

<2дсв1; ~ X!

£=1

X - +

(7)

. к=1 Г=1

где: Яу - площадь, подвешенная к выделу пресной воды 7 (орошаемая пресной водой), га.

В целом взаиморасположение магистральных и межхозяйственных каналов и коллекторов на оросительной системе позволяет использовать четвёртый вариант применения ДСВ для орошения, с их подачей в оросительные каналы в местах их пересечения или близкого прохождения (рисунок 1).

Рисунок 1 - Карта-схема расположения створа ^/(коллектор Бг-Мс-13) В тех точках водовыделов, в которых ДСВ имеют допустимую минерализацию, и их расход достаточен для орошения подвешенной площади, они подаются на поля без разбавления пресной водой. При этом часть площади оросительной системы может поливаться только донской водой, а часть - относи-

тельно минерализованной, если не производить деминерализацию ДСВ, которая предусмотрена техническими решениями, изложенными в четвёртой главе работы.

Данный вариант повторного водопользования найдёт применение при реконструкции действующих оросительных систем, когда существующие оросительная и сбросная сеть, а также рельеф местности делают неприемлемыми рассмотренные во второй и третьей схемах варианты оптимизации водопользования.

Четвёртая глава «Экспериментальные исследования по усовершенствованию способа и технического обеспечения очистки ДСВ для повторного водопользования» содержит результаты исследований по эффективности очистки ДСВ фильтрующей загрузкой узла водоочистки, а также по усовершенствованию технического решения инженерно-мелиоративной системы для полива деминерализованными и очищенными от ионов тяжёлых металлов ДСВ.

Наиболее простьм и эффективным методом очистки ДСВ от ионов тяжёлых металлов является использование сорбционных технологий с применением эффективных, дешевых и доступных алюмосиликатных материалов. К таким материалам регионального значения в полной мере можно отнести глауконито-вый песок Тузловского месторождения (Октябрьский район Ростовской области). По отношению к натриевому и магниевому осолонцеванию, в пересчёте на гипс (СаБО^НгО) мелиорирующая основа составляет 65-75 %.

Природный глауконит Тузловского месторождения отличают низкая химическая стойкость и механическая прочность, поэтому алюмосиликаты нуждаются в модифицировании (грануляции). Модификацию глауконита осуществляли путем формирования оксигидратной пленки на поверхности песка. Нами была использована методика взаимодействия реагента с поверхностью песка с образованием сорбционного материала, которая позволяет увеличить сорби-руемость в 1,5-2,0 раза.

Использование глауконитовых песков в качестве ионообменника следует рассматривать как трехкомпонентную систему, состоящую из фракций: пылевидной (с размером частиц менее 0,25 мм), мелкопесчаной (от 0,25 мм до 1,0 мм) и песчаной (с размерами зерен от 1,0 мм до 1,5 мм).

В таблице представлены условия и схема опытов при изучении влияния фракционного состава глауконитового песка на эффективность очистки ДСВ от ионов тяжёлых металлов.

Таблица - Условия и схема опытов

Порядок исследований Результаты химического анализа ДСВ (коллектор БГ-Мс-13)

Ед. изм.

г/дм3 мг-экв/дм3 мг/дм

Контроль СГ НСО{ Са Иа К* Си Ре 1п

0,191 5,48 1,235 25,76 0,436 7,16 0,208 10,4 0,201 6,8 0,485 21,08 0,005 0,12 1,60 3,80 4,05

№ фильтрующей загрузки Результаты химического анализа ДСВ при различных вариантах эксперимента

Состав 1 0,189 1,098 0,351 0,260 0,034 0,415 0,007 0,017 0,008 0,130

5,40 22,89 5,76 13,00 2,80 18,04 0,21

Состав 2 0,184 1,037 0,370 0,272 0,034 0,347 0,007 0,01 0,005 0,113

5,28 21,61 6,08 13,60 2,80 15,10 0,17

Состав 3 0,182 1,402 0,390 0,300 0,036 0,520 0,008 0,015 0,008 0,137

5,20 29,21 6,40 15,00 3,00 22,60 0,21

Состав 4 0,196 1,271 0,451 0,252 0,063 0,495 0,006 0,108 0,009 2,30

5,60 26,49 7,40 12,60 5,20 21,52 0,17

Состав 5 0,189 1,042 0,402 0,212 0,072 0,387 0,006 0,047 0,012 1,55

5,40 21,71 6,60 10,60 6,00 16,84 0,17

Состав 6 0,189 1,057 0,366 0,280 0,051 0,377 0,009 0,013 0,004 0,216

5,40 22,89 5,76 13,00 2,80 18,04 0,21

Методом математического планирования эксперимента, с учётом полученных данных, нами были построены графо-аналитические зависимости, отражающие зависимость влияния фракционного состава модифицированного глауконитового песка (МПГ) на эффективность извлечения тяжёлых металлов из ДСВ. Исходные данные для построения графо-аналитических зависимостей У~ЛХь Х2, Х3) получены по результатам экспериментальных исследований (таблица). Результаты математического моделирования, которые включают в себя графо-аналитические зависимости, представлены на рисунке 2.

мг/дм^

0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02

мг/дм 3

ЕВЯ0.012

(330,010

I-10,008

I 10.006 СП 0.004 □ 0,002

0,012 0,010 _§ 0,008 § 0,006 0,004 0,002 0,001 0,0005 0

0,50

Рисунок 2 — Графо-аналитические зависимости фракционного состава МПГ на эффективность извлечения ионов: а) меди; б) железа; в) цинка.

Предложенный способ очистки, включающий сорбцию механических примесей, тяжёлых металлов и ионов солей, отличается тем, что сорбция происходит поэтапно с помощью трехфракционной системы модифицированного глауконитового песка. Технически данный способ реализуется конструктивным решением оросительной системы, в состав которой включён узел водоочистки.

Основные недостатки существующих вариантов оросительных систем заключаются, по нашему мнению, в том, что осуществляется только регулирование качества дренажно-сбросных вод, не обеспечивается возможность улучшения качества оросительной воды, а также в том, что при выходе узла очистки из строя снижаются экологическая безопасность и надёжность систем из-за невозможности очистки дренажно-сбросных вод.

Для эффективного использования оросительной воды за счёт повторного использования ДСВ предлагается создание наиболее приемлемой оросительной системы, включающей водоисточник, насосную станцию (при необходимости), оросительную сеть для подачи воды на орошаемые поля, дренажный коллектор, накопители ДСВ и узлы водоподготовки. Конструктивное решение узлов водоподготовки выполнено в виде фильтрующих кассет, наполнителем которых является модифицированный глауконитовый песок, а сеть оросительных трубопроводов выполнена с возможностью поучасткового отключения для подачи ДСВ на разбавление поливной водой до приемлемой минерализации. Сущность данного предложения заключается в наиболее полном использовании сбросных и дренажных вод, которые возможно применять для полива сельскохозяйственных культур. При этом происходит деминерализация и очистка ДСВ от ионов тяжёлых металлов. К тому же, как указывает в своих работах К.В. Губер, при необходимости, участок, орошаемый очищенными ДСВ, возможно перемещать по площади севооборотного участка, исключая теоретическую вероятность засоления последнего. Это обусловливает возможность выращивания на нём различных культур. Решение инженерно-мелиоративной системы представлено на рисунке 3.

Оросительная система (ОС) состоит из: пункта управления на головном затворе-регуляторе 1; затворов-регуляторов 2; накопителей ДСВ первого порядка 3; аэрациоиных колодцев 4; дрен 5; затворов-регуляторов на водораспределительных каналах (или трубопроводах) первого порядка 6; затворов-

регуляторов на водораспределительных каналах второго порядка 7, 12; затворов-регуляторов 8; накопителей ДСВ второго порядка 9; узлов водоочистки 10 и 13; водораспределительных каналов (или трубопроводов) второго порядка 11, из которых вода поступает для полива сельскохозяйственных культур /- VIII.

------

¡Í3 г - ÍC-- ГГ ÍC. - л/шЗ г: !Г _

в------

J

Í:

— - - — -Ij

У—. —- —

'-terrbrrfl zbr'zuzft

ii— FE ~ ftr = ft = ir-

SC2 =

iE E£

--b r^H--—--

\JL

JL

Рисунок 3 - Предлагаемое решение оросительной системы с узлом водоочистки

Оросительная система работает следующим образом: из источника орошения вода попадает в блок водоподготовки 10, затем поступает в накопитель ДСВ первого порядка 3 и через оросительную сеть, представленную каналами 6, 7, 12, подается к поливной технике. В случае выхода из строя узла водоочистки 10 вода подаётся по каналу (или трубопроводу) первого порядка в накопитель ДСВ 9, откуда в блок водоподготовки 13 и далее по каналам 7 и 11 на орошаемые севооборотные участки. Узел водоочистки состоит из последовательно установленных песколовки и съёмных кассет с контактной загрузкой (модифицированный глауконитовый песок), выполненных в виде секций.

Расчёт параметров предлагаемой ОС следует проводить с определения площади орошения, которую будут поливать очищенными ДСВ. Далее производится подбор дождевальной техники из той, которая имеется в данном хозяйстве, и рассчитываются основные параметры оросительной системы. Предложенные новые технические решения узла водоочистки в составе оросительной системы позволят сократить водозабор из Донского магистрального канала на 2955 тыс. м3 за счёт повторного использования ДСВ коллектора БГ-МС-13.

В пятой главе «Эффективность результатов исследований» представлен расчёт экономической эффективности результатов исследований, который проводился с учётом действующих норм и системы оплаты труда, принятых в хозяйствах Багаевского и Веселовского районов.

В соответствии с расчётами, приведённые затраты на объём сельскохозяйственной продукции, получаемой с 1 га площади при её орошении и без орошения будут соответственно равны:

Пор = 1927,89 + 0,15-5700 = 2782,89 руб./га; Пбг= 181,73 + 0,15-0= 181,73 руб./га.

Прогнозная удельная годовая экономическая эффективность от повторного использования ДСВ для орошения составит:

Эуд = ((5706,58-2782,89) - (735,44-181,73)) = 2369,98 руб./га, или 2369,98-450 = 1066491 руб. на весь объём внедрения. Данная экономическая эффективность рассчитана из фактического количества ДСВ в 2009 г. при 75 % обеспеченности атмосферными осадками. Сток составлял величину 46 % от величины водозабора.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников установлено, что для очистки ДСВ в отечественной и зарубежной практике широкое распространение получили сорбционные способы, а для её деминерализации наибольшую эффективность представляют способы предварительного разбавления ДСВ более пресной водой из оросительных каналов. Актуальность проблемы повторного водопользования для Ростовской области заключается в отсутствии современных наработок по очистке и деминерализации ДСВ в разрезе местных организационно-хозяйственных условий.

2. В результате исследований выявлено, что объёмы ДСВ поливного периода, формирующиеся на территории Багаевской оросительной системы, достигают величин от 2955 тыс. м3 до 14155 тыс. м3 по основным коллекторам -БГ-МС-6, БГ-МС-10, БГМС-13 и др. Химический состав ДСВ определяется величиной минерализации: при минимальных значениях 0,5-0,8 г/дм3 преобладают ионы НСО и Ca; при 0,9-1,2 г/дм3 - ионы S04 и Ca; свыше 1,2 г/дм3 - ионы SO4 и Na. При значениях 1,5 — 2,0 г/дм3 и более возрастает относительное содержание ионов хлора и магния. Резкое ухудшение мелиоративного состояния земель наступает при орошении водами с минерализацией свыше 2,0 - 2,5 г/дм3 сульфатно- и хлоридно-натриевого состава. Согласно выполненным расчётам на 10,62 % площади Багаевской ОС можно поливать водой с минерализацией до 1,5 г/дм3, на 32,97 % площади - до 1 г/дм3, на остальной площади следует поливать водой с минерализацией 0,7 г/дм3 и менее.

3. Установлено, что дренажно-сбросные воды с Багаевской ОС в 58,8 % от общего объёма минерализованы не более 1,5 г/дм3. В том числе: по коллектору БГ-МС-6 эта величина составляет 63 %; по коллектору БГ-МС-10 - 59,6 %; БГ-МС-13 - 69 %; по коллекторам БГ-МС-2 + С-МС-1 - 47 %; БГ-МС-1 - 38 % и БГ-МС-4 - 56 %.

4. Разработаны четыре основных варианта расчёта повторного использования ДСВ для условий Багаевской оросительной системы: без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и в случае использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы. Исходя из организационно-хозяйственных условий Багаевской оросительной системы, установлено, что для практического использования наиболее пригодна схема по-

вторного использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы в месте пересечения коллектора БГ-МС-13 с межхозяйственным распределителем Бг-Р-б.

5. Предложен способ очистки, включающий сорбцию механических примесей, тяжёлых металлов и ионов солей, отличающийся тем, что сорбция происходит поэтапно с помощью трехфракционной системы модифицированного глауконитового песка. Эффект очистки вод от ионов меди составил 98,33%, ионов железа - 99,83 %, ионов цинка - 97,20 %, ионов магния - 58,54 %, ионов натрия -27,45 %, сульфат-ионов -16,10 %.

6. По результатам исследований построены графо-аналитические зависимости эффективности очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) новым трехфракционным составом фильтрующей загрузки. Анализ полученных зависимостей позволяет сделать следующие выводы: в пределах исследованной области зернового состава глауконитового песка наибольший эффект (свыше 97 %) имеют составы, содержащие: 10... 15 % пылевидной фракции, 55...70 % мелкопесчаной и 15...35 % песчаной фракций; наибольшее влияние на эффективность извлечения ионов тяжёлых металлов оказывает относительное содержание в общем объёме фильтрующей загрузки фракции (0,25-1,0 мм).

7. Для рационализации водопользования на Багаевской ОС предложены новое техническое решение узла водоочистки в составе оросительной системы, которое позволяет повторно использовать ДСВ, что сократит водозабор из Донского магистрального канала на 2955 тыс. м3. Если учесть, что сельхозтоваропроизводители Ростовской области оплачивают государственные услуги по подаче воды на орошение в размере 1,5-2 руб. за м3, то в перспективе экономическая эффективность от повторного водопользования ориентировочно составит 4432,5-5910 тыс. руб., или появится возможность вести новое орошение на площади 610 га.

8. Годовая экономическая эффективность от внедрения повторного использования ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур составила 2369,98 руб./га, или 1066,5 тыс. руб. на весь объём внедрения.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На стадии обоснования целесообразности организации повторного использования ДСВ на существующих, реконструируемых и строящихся внутрихозяйственных оросительных системах левобережья Нижнего Дона, расчёты производить по предложенным вариантам повторного использования ДСВ: без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и при использовании ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы.

2. Использовать усовершенствованную технологию повторного использования ДСВ на оросительных системах, которая предусматривает очистку и деминерализацию ДСВ с последующей подачей в оросительные каналы. Удаление ионов тяжёлых металлов из ДСВ рекомендуется производить путём внесения в фильтрующую загрузку предложенный трехфракционный состав глауко-нитового песка, включающий 15 % фракции < 0,25 мм, 60 % фракции 0,25 -1,0 мм, 25 % фракции 1,1-1,5 мм.

3. Предусмотреть в составе предложенной инженерно-мелиоративной системы узел водоочистки. Для обеспечения подачи средней по величине оросительной нормы следует размещать в составе узла водоочистки не менее десяти секций с фильтрующей загрузкой (размер секции 0,70 х 0,55 х 0,10 м).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в журналах, входящих в перечень ВАКМинобрнауки РФ:

1. Кропина, Е. А. Перспективы повторного использования дренажно-сбросных вод для орошения /Е. А. Кропина, С. М. Васильев // Мелиорация и водное хозяйство. - М.: - 2010.- № 2. - С.22-23 (из перечня ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий) (автор 87%).

- в других научных изданиях:

2. Кропина, Е. А. Анализ современного состояния сельскохозяйственного производства / Е. Ю. Финошина, Т. Г. Степанова, Е. А. Кропина // Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО «Геликон», 2006,- Вып.35,- С. 14-18 (автор 80%).

3. Кропина, Е. А. Эффективность орошения в Ростовской области / Е. А. Кропина // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО "Геликон", 2006.-Вып. 35.-С. 123-127.

4. Кропина, Е. А. Анализ проблемы загрязнения почв поллютантами / Е.

A. Кропина // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО "Геликон", 2007. -Вып. 37. - С. 29-31.

5. Кропина, Е. А. Совершенствование технологии приготовления трех-компонентного мелиоранта / Е. А. Кропина, С. М. Васильев // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ под ред.

B. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО Геликон, 2007. -Вып. 37. -С. 39-43. (автор 85%).

6. Кропина, Е. А. Результаты оценки эффективности действия мелиоранта по сорбции хрома / Е..А. Кропина, С. М. Васильев // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО Геликон, 2007. -Вып. 37. С. 43-45. (автор 85%)

7. Кропина, Е. А. Защита от загрязнений тяжёлыми металлами орошаемых агроландшафтов / Е. А. Кропина, А. В. Акопян // Вопросы мелиорации. -М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2008. - № 5-6. - С. 66 - 69. (автор 85%).

8. Кропина, Е. А. Требования к качеству воды для орошения в России и за рубежом / Е. А. Кропина // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО «Геликон», 2008. - Вып. 39, Ч. 2. - С. 126-129.

9. Кропина, Е. А. Модели для оценки минерализации дренажно-сбросных вод / Е. А. Кропина // Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ» / Под ред. В. Н. Щедрина. -Новочеркасск: ООО «Геликон», 2008. - Вып. 39, Ч. 2. - С. 129-131.

10. Кропина, Е. А. Инженерно-технические мероприятия по очистке дренажного стока / Е. А. Кропина // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/Под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО "Геликон", 2008. - Вып. 40, Ч. II. - С. 52-55.

11. Кропина, Е. А. Результаты оценки, учёта и прогноза дренажно-сбросных вод с оросительных систем Нижнего Дона / Е. А. Кропина, С. М. Васильев, В. В. Васильев // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр./Под общ. ред. Ю.А. Мажайского- Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИ-ГиМ Россельхозакадемии, 2008. - Вып. 3. - С. 47-50. (автор 80%).

12. Кропина, Е. А. Подготовка и экологически безопасное использование дренажно-сбросных вод при орошении / Е. А. Кропина // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр./Под общ. ред. Ю.А. Мажайского. - Рязань: Мещерский ф-л ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии, 2008. - Вып. 3. - С. 118121.

Подписано в печать 22.10.2010 г. Формат 60x84/1/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №211. Издательство ФГОУ ВПО НГМА Отпечатано в полиграфическом центре ФГОУ ВПО НГМА 346421, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кропина, Елена Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

1 .СТЕПЕНЬ РАЗРАБОТАННОСТИ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Экологические последствия и перспективы развития орошения.

1.2. Анализ направлений регулирования водно-солевого режима почв.

1.2.1. Оценка качества воды для орошения в России.

1.2.2. Оценка качества воды для полива за рубежом.

1.3. Анализ степени и глубины изученности решаемой проблемы.

1.4. Рабочая гипотеза и блок-схема проведения исследований.

Выводы.

2. ОЦЕНКА ХОЗЯЙСТВЕННЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ УСЛОВИЙ ОРОШАЕМОЙ ЗОНЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Анализ водохозяйственной и мелиоративной обстановки.

2.2. Характеристики перспективных технологий и материалов для очистки ДСВ от ионов тяжёлых металлов.

2.3. Предварительный выбор перспективных составов комплексных сорбентов.

Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДСВ НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ.

3.1. Теоретическое моделирование эффективности использования ДСВ.

3.2. Результаты моделирования оценки эффективности использования

ДСВ на Багаевской ОС.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УСОВЕРШЕНСТВО

ВАНИЮ СПОСОБА И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ОЧИСТКИ ДСВ ДЛЯ ПОВТОРНОГО ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.

4.1. Конструкция инженерно-мелиоративной системы с узлом предварительной водоочистки.

4.2. Результаты исследований по оптимизации фильтрующей загрузки.

4.2.1. Характеристики исходного материала.

4.2.2. Модификация сорбирующего состава.

4.2.3. Выбор параметра оптимизации, факторов, уровней варьирования, плана эксперимента и результаты исследований.

4.3. Способ и конструкция узла очистки ДСВ.

Выводы.

5 .ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 .Определение энергетической эффективности.

5.2. Экономическая эффективность использования ДСВ.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Повторное использование дренажно-сбросных вод на оросительных системах Нижнего Дона"

Актуальность темы исследований»'

В настоящее время в Центрально-Чернозёмных областях, Краснодарском, Ставропольском краях и в Ростовской области сложилась критическая ситуация, чреватая потерей большого объёма забираемых на орошение водных ресурсов. Наряду с достаточно большими объёмами потребления воды для полива сельскохозяйственных культур значительная её часть, вследствие несовершенства оросительных систем расходуется непроизводительно и, как правило, идет на сброс в поверхностные водоемы и водотоки. Данный факт идет вразрез с основными положениями Водной стратегии РФ.

Одним из путей решения проблемы дефицита водных ресурсов является использование низкоминерализованных и предварительно очищенных дренажно-сбросных вод (ДСВ) для орошения сельскохозяйственных культур.

Исследованиями в данной области знаний занимались такие крупные учёные как С. Я. Безднина, В. А. Васильченко, А. В. Колганов, М. Ф. Натальчук, В. И. Ольгаренко, И. В. Ольгаренко, В. Н. Рыбкин, Г. А. Сенчуков, А. В. Капустян, С. И. Харченко, И. А. Шаров, Б. А. Шумаков, Б. Б. Шумаков, В. Н. Щедрин, D. Bsoer, Е. V. Maas, F. Hilgard, Richards и др.

Как отмечает в своих трудах чл.-корр. РАСХН, профессор В. И. Ольгаренко, коэффициент полезного действия оросительных систем в целом по стране составляет менее 0,65 на 60 % площадей орошения, 0,65-0,80 на 26 % и более 0,80 на 14 %. Соответственно потери воды при водоподаче и водо-распределении составляют 25-60 % от водозабора и являются одной из главных причин ухудшения экологической обстановки.

Происходящие негативные явления вызваны низким техническим уровнем оросительных систем и качеством управления использованием водных ресурсов, а также стратегией орошения, направленной на получение максимальной отдачи от мелиорируемых земель. В последнем из вышеперечисленных аспектов, не учитывается то, что аграрные ландшафты должны служить не только для производства продуктов питания, но и содействовать восстановлению, сохранению и повышению плодородия почвы и качества природной среды.

На современном этапе развития гидромелиорации в Ростовской области вопрос повторного использования дренажно-сбросных вод (ДСВ) в орошаемом земледелии приобрёл особую актуальность, что вызвано достаточно слабой освещенностью в научной литературе этой проблемы.

Средняя величина объёма сбросов с оросительных систем Ростовской области за последние 8 лет составила 386 млн. м3 или 32,5 %. Столь значительные потери оросительной воды снижают водообеспеченность орошаемых земель и урожайность с.-х. культур, приводят к удорожанию производства с.-х. продукции, а платность водопользования выступает как стимул экономии водных ресурсов в аспекте реализации Водной стратегии РФ на период до 2020 г.

Принимая во внимание тот факт, что в последние годы в результате роста водопотребления в реке Дон имеется дефицит водного баланса, который составляет по экспертным оценкам величину 5,6 км3, в настоящее время необходим поиск возможностей увеличения водообепеченности за счет использования для орошения дренажно-сбросных вод.

Работа выполнена в соответствии с межведомственной координационной программой «Усовершенствовать комплексы и технологии восстановления и эффективного использования мелиоративных, водохозяйственных и лесохозяйственных систем для сохранения и воспроизводства плодородия почв мелиорированных сельскохозяйственных земель и агроландшафтов» обеспечивающей развитие агропромышленного комплекса РФ на 2006-2010 гг., поз. Ш.04.02.

Цель работы — разработка способа и технического обеспечения очистки дренажно-сбросных вод, для их повторного использования на оросительных системах с целью рационализации водопользования.

Задачи исследований: осуществить анализ существующих и используемых в отечественной и зарубежной практике способов очистки ДСВ для их повторного использования на оросительных системах; определить количественные и качественные показатели ДСВ на территории Багаевской оросительной системы; разработать и обосновать эффективность способа очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) при использовании в качестве фильтрующего состава глауконитового песка; предложить технические решения для реализации способа очистки и деминерализации ДСВ, позволяющие использовать их для орошения сельскохозяйственных культур; определить экономическую эффективность способа и технического обеспечения очистки ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур на Багаевской оросительной системе.

Объект исследований — дренажно-сбросные воды Багаевской оросительной системы Ростовской области.

Предмет исследований — способ и техническое обеспечение очистки ДСВ для их повторного использования на оросительных системах Нижнего Дона.

Методология исследований. Методологической основой послужили: системный подход в изучении методов и способов оценки количества и пригодности для орошения, формирующихся на территории оросительных систем, объёмов ДСВ; методы системного анализа и эмпирического обобщения.

Результаты полевых исследований обрабатывались на ПК с применением методов математического планирования эксперимента, статистики и моделирования производственных процессов по специально разработанным программам и алгоритмам.

Оценка достоверности полученных результатов подтверждается большим объёмом экспериментальных данных, полученных в результате лабораторного и полевого опытов; достаточных объёмов расчётных данных; высокой достоверностью результатов, теоретических и экспериментальных исследований, отражающих способ и техническое обеспечение очистки ДСВ и их повторное использование для орошения сельскохозяйственных культур, положительными результатами опытно-производственной проверки.

Научная новизна работы:

- предложены четыре основных варианта расчёта: при использовании ДСВ без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и в случае использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы Багаевской оросительной системы;

- определён фракционный состав фильтрующей загрузки для очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов, а также способ его модификации для повышения сорбирующей способности;

- технические решения узла водоочистки в составе инженерно-мелиоративной системы для реализации способа очистки и деминерализации ДСВ, позволяющие повторно использовать эти воды для орошения сельскохозяйственных культур.

Основные положения, выносимые на защиту: количественные и качественные показатели ДСВ, формирующихся на территории Багаевской оросительной системы; способ очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) при использовании в качестве фильтрующего состава глауконитового песка; графо-аналитические зависимости эффективности очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) новым трёхфракционным составом фильтрующей загрузки;

- прогнозные математические зависимости для выбора оптимальной площади орошения ДСВ.

Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по использованию предложенного способа и усовершенствованного технического обеспечения очистки ДСВ, подбору размеров орошаемых площадей, оросительных норм и снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции при повторном их использовании. Годовой экономический эффект от использования предлагаемых разработок составляет 2369^,98 руб./га.

Реализация результатов исследований

Результаты исследований могут быть использованы в проектно-эксплуатационной практике ФГУ «Управление «Ростовмелиоводхоз», ГУПИ «Южводпроект», а также при разработке проектов.

Способ и техническое обеспечение очистки ДСВ используемых для орошения сельскохозяйственных культур внедрены на Багаевской оросительной системе Ростовской области с годовым экономическим эффектом 1066,5 тыс. руб. на весь объём внедрения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях и семинарах ФГНУ «РосНИИПМ» (г. Новочеркасск, 2006-2007, 2009-2010 гг.), ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ» (г. Москва, 2008 г.), Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии (г. Рязань, 2008 г.).

Публикации. Научные результаты исследований по теме диссертации изложены в 12 публикациях общим объёмом 2,21 п.л., 1 из которых издана в ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК Минобр-науки России для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 20 таблиц, 5 приложений. Список литературы включает 165 наименований, в том числе 10 публикаций зарубежных авторов. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Кропина, Елена Анатольевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. На основании анализа литературных источников) установлено, что для очистка ДСВ в отечественной1 и зарубежной, практике широкое распространение получили сорбционные способы, а для её деминерализации- наибольшую эффективность представляют способы предварительного разбавления ДСВ более пресной водой из оросительных каналов. Актуальность проблемы повторного водопользования для Ростовской области заключается в отсутствии современных наработок по очистке и деминерализации ДСВ в разрезе местных организационно-хозяйственных условий.

2. В результате исследований выявлено, что объёмы ДСВ поливного периода, формирующиеся на территории Багаевской оросительной системы, достигают величин от 2955 тыс. м3 до 14155 тыс. м3 по основным коллекторам - БГ-МС-6, БГ-МС-10, БГМС-13 и др. Химический состав ДСВ определяется величиной минерализации: при минимальных значениях 0,5-0,8 г/дм3 преобладают ионы НСО и Са; при 0,9-1,2 г/дм - ионы 804 и Са; свыше 1,2

1 о г/дм — ионы 804 и N3. При значениях 1,5 — 2,0 г/дм и более возрастает относительное содержание ионов хлора и магния. Резкое ухудшение мелиоративного состояния земель наступает при орошении водами с минерализацией свыше 2,0 - 2,5 г/дм сульфатно- и хлоридно-натриевого состава. Согласно выполненным расчётам на 10,62 % площади Багаевской ОС можно поливать

•7 Л водой с минерализацией до 1,5 г/дм , на 32,97 % площади - до 1 г/дм , на ос

-у тальной площади следует поливать водой с минерализацией 0,7 г/дм и менее.

3. Установлено, что дренажно-сбросные воды с Багаевской ОС в 58,8 % от общего объёма минерализованы не более 1,5 г/дм . В том числе: по коллектору БГ-МС-6 эта величина составляет 63 %; по коллектору БГ-МС-10 -59,6 %; БГ-МС-13 - 69 %; по коллекторам БГ-МС-2 + С-МС-1 - 47 %; БГ-МС-1 - 38 % и БГ-МС-4 - 56 %.

4. Разработаны четыре основных варианта расчёта повторного исполь зования-ДСВ для условий Багаевской оросительной системы: без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и в случае использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы. Исходя из организационно-хозяйственных условий Багаевской оросительной системы, установлено, что для практического использования наиболее пригодна схема повторного использования ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы в месте пересечения коллектора БГ-МС-13 с межхозяйственным распределителемБг-Р-6.

5. Предложен способ очистки, включающий, сорбцию механических примесей, тяжёлых металлов и ионов солей, отличающийся тем, что сорбция происходит поэтапно с помощью трёхфракционной системы модифицированного глауконитового песка. Эффект очистки вод от ионов меди составил 98,33%, ионов железа - 99,83 %, ионов цинка - 97,20 %, ионов магния - 58,54 %, ионов натрия -27,45 %, сульфат-ионов -16,10 %.

6. По результатам исследований построены графо-аналитические зависимости эффективности очистки ДСВ от ионов железа и тяжёлых металлов (медь, цинк) новым трехфракционным составом фильтрующей загрузки. Анализ полученных зависимостей позволяет сделать следующие выводы: в пределах исследованной области зернового состава глауконитового песка наибольший эффект (свыше 97 %) имеют составы, содержащие: 10. 15 % пылевидной фракции, 55.70 % мелкопесчаной и 15.35 % песчаной фракций; наибольшее влияние на эффективность извлечения ионов тяжёлых металлов оказывает относительное содержание в общем объёме фильтрующей загрузки фракции (0,25-1,0 мм).

7. Для рационализации водопользования на Багаевской ОС предложены новое техническое решение узла водоочистки в составе оросительной системы, которое позволяет повторно использовать ДСВ, что сократит водол забор из Донского магистрального канала на 2955 тыс. м . Если учесть, что сельхозтоваропроизводители Ростовской области оплачивают государственные услуги по подаче воды на орошение в размере 1,5-2 руб. за м3, то в перспективе экономическая эффективность от повторного водопользования ориентировочно составит 4432,5-5910 тыс. руб., или появится возможность вести новое орошение на площади 610 га.

8. Годовая экономическая эффективность от внедрения повторного использования ДСВ для орошения сельскохозяйственных культур составила 2369,98 руб./га, или 1066,5 тыс. руб. на весь объём внедрения.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На стадии обоснования целесообразности организации повторного использования ДСВ на существующих, реконструируемых и строящихся внутрихозяйственных оросительных системах левобережья Нижнего Дона, расчёты производить по предложенным вариантам повторного использования ДСВ: без разбавления, с последующим разбавлением, при оборотном использовании, и при использовании ДСВ с подачей из коллекторов в оросительные каналы.

2. Использовать усовершенствованную технологию повторного использования ДСВ на оросительных системах, которая предусматривает очистку и деминерализацию ДСВ с последующей подачей в оросительные каналы. Удаление ионов тяжёлых металлов из ДСВ рекомендуется производить путём внесения в фильтрующую загрузку предложенный трёхфракционный состав глауконитового песка, включающий 15 % фракции < 0,25 мм, 60 % фракции 0,25 - 1,0 мм, 25 % фракции 1,1-1,5 мм.

3. Предусмотреть в составе предложенной инженерно-мелиоративной системы узел водоочистки. Для обеспечения подачи средней по величине оросительной нормы следует размещать в составе узла водоочистки не менее десяти секций с фильтрующей загрузкой (размер секции 0,70 х 0,55 х 0,10 м).

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Кропина, Елена Анатольевна, Новочеркасск

1. Айдаров И. П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. - М.: Агропромиздат, 1985. — 303 с.

2. Алексеев Л., С. Методические- указания по оборотному использованию воды на рисовых оросительных системах. — Новочеркасск: Уприздат Ростоблисполкома, 1974. 34 с.

3. Алексеев Л. С., Андреев Г. И. Об изменении мелиоративного состояния территории Азовской оросительной системы // Доклады Всесоюзного совещания по мелиорации засоленных земель. Ростов -н/Д., 1967. — С. 45-48.

4. Андреев Г. И., Козлечков Г. А. Направленность почвообразования в долине Нижнего Дона и Западного Маныча и изменение ее при орошении// Тр. ЮжНИИГиМ. Вып. Х1У.- часть 2. Ростов-н/Д., 1973.

5. Антипов -Каратаев И. Н., Кадер Г. Н. К мелиоративной оценке поливной воды, имеющей щелочную реакцию// Почвоведение, 1961. — С. 3639.

6. Антипов-Каратаев И. Н. Об изменении основных химических свойств главнейших почв Заволжья при орошении //Проблемы Советского почвоведения. -Сб. X. М.-Л., 1940.

7. Антипов-Каратаев И. Н., Филиппова В. Н. Влияние длительного орошения на почвы // АН СССР.- 1955.

8. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. -Л.: Химия, 1983.-295 с.

9. Акжаев Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды: Справ, пособие. — JI.: Стройиздат, Jle-нингр. отд-ние, 1985. 120 с.

10. Бабаев А. X. Вопросы оценки качества воды для целей орошения и обводнения// Сб.научн.тр.-М., 1973.-С. 12-23.

11. Балюк С. А., Кукоба Л. И. Экологические аспекты орошения украинских черноземов // Мелиорация и водное хозяйство. — 1990,, № 8.- С. 14-17.

12. Безднина С. Я., Е. В. Овчинникова Биохимическая очистка и регулирование качества коллекторно-дренажных вод//Методы и технологии комплексной мелиорации и экосистемного водопользования/ ВНИИГиМ. -M.: РАСХН, 2006. С. 188 - 203.

13. Безднина С. Я. Оптимальные параметры мелиоративного режима почв // Гидротехника и мелиорация. 1986. - № 11. - С. 20-21.

14. Безднина С. Я. Регулирование и улучшение качества оросительной воды // Повышение качества оросительной воды. М., 1990. - С. 20-21.

15. Безднина С. Я. Требования к качеству воды для орошения. М., 1990. — 95 с.

16. Безднина С. Я. Экосистемное водопользование: концепция, принципы, технологии. М.: Изд-во «РОМА», 1997. - 137 с.

17. Бирюкова А.П. Влияния орошения на водный и солевой режим почв южного Заволжья. — М., 1992. 267 с.

18. Бобченко В. И. Режимы передвижного циклического орошения и гидро-циклически-богарных мелиораций / Экологические основы орошаемого земледелия/ ВНИИГиМ.- М., 1995. 46 с.

19. Васильев С. М. Опыт использования мобильных оросительных систем / С. М. Васильев / Наукоемкие технологии в мелиорации. (Костяковские чтения): матер. Конф. М.: Изд.-во ВНИИА, 2005. - С. 80-82.

20. Васильев-С. М. Опыт использования полустационарных оросительных систем//Наукоемкие технологии в мелиорации. (Костяковские чтения): матер, междунар. конф., 30 марта 2005 г. М.: Изд.-во ВНИИА, 2005. — С. 80-82.

21. Васильев С. М. Прогноз оптимального сочетания периодов орошения и богарного использования земель при выращивании сельскохозяйственных культур // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Техн. Науки. 2005. - №3. -С. 132-134.

22. Васильев С. М. Рациональное использование поливной воды в зоне неустойчивого увлажнения//Эколого-мелиоративные аспекты научно-производственного обеспечения АПК. М.: Изд-во «Современные тетради», 2005. - С. 291-293.

23. Васильченко В. А., Коваленко А. Т. Регулирование водно-солевого режима почвогрунтов и грунтовых вод в условиях орошения Нижнего Дона. Новочеркасск, 1975. - 9 с.

24. Водоподготовка: Справочник /Под ред. д.т.н., действительного члена Академии промышленной» экологии С. Е. Беликова. -М.: Аква-Терм, 2007. 240с.

25. ВСН 33-2.2.03-86 http://www.liveinternet.ru

26. Гаврилюк Ф. Я. Проект орошения земель пригородной зоны г. Ростова-н/Д (расширенное проектное задание). Т.1У. Кн. 1. Почвы надпойменных террас. Ростов-н/Д. 1950. Рукопись.

27. Гниненко В. И. Методические рекомендации по расчету тупиковой за-крытой.оросительной сети. — Новочеркасск, 1988.

28. ГОСТ 4192-82. Вода питьевая. Методы определения минеральных азотсодержащих веществ. Госстандарт СССР, 1982 г.

29. ГОСТ 4245-72. Вода питьевая; Методы-определения содержания хлоридов Госстандарт СССР, 1972 г.

30. ГОСТ 4386-89. Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фторидов. Госстандарт СССР, 1989 г.

31. ГОСТ 4388-72. Вода, питьевая. Методы определения массовой концентрации меди. Госстандарт СССР. 1972, 1985 гг.

32. ГОСТ 4389-72. Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов Госстандарт СССР, 1972.г.

33. ГОСТ 4974-72. Вода питьевая. Методы определения содержания марганца Госстандарт СССР. 1972, 1985 гг.

34. ГОСТ Р 51592-2000. Вода хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения. Методы химического анализа. Отбор, хранение и транспортирование проб.

35. Григоров М. С., Черемсинов А. Ю. Режимы мелиоративных агросистем // Мелиорация и водное хозяйство. 1993. - № 2. - С. 28-33.

36. Дешина Р. Т., Токарева Н. Д. Влияние длительного использования орошения дренажно-сбросными водами на солевой и питательных баланс почвы в условиях дельты Волги // Пробл. соц.-экон. развития арид. территорий России.-М., 2001.-Т. 1. С. 321-322.

37. Дистанов У. Г., Конюхова Т. П. Природные адсорбенты России: ресурсы, стратегия развития и использования. "Разведка и охрана недр". -М.: «Недра», 2005. С. 28-35.

38. Дистанов У. Г., Конюхова Т. П. Природные сорбенты и охрана окружающей среды // Химизация сельского хозяйства. — 1990. -№ 9 . С. 3439.

39. Докучаев В. В. Наши степи прежде и теперь. М.: JL, 1936. - 197с.

40. Ивонин В'.М. Агромелиорации водосборов. Новочеркасск, 1993. - 200 с.

41. Инструкция по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в орошении и осушении земель, обводнении пастбищ и мелиоративном строительстве / ВНИИГиМ. -М., 1979.

42. Исаев Ю.С. Рекомендации по определению предельно допустимой минерализации поливной воды для условий черноземных почв Ростовской области/ ЮжНИИГиМ. Новочеркасск, 1984. - 78 с.

43. Исаев Ю.С. Рекомендации по оценке качества и использованию минерализованных шахтных вод Ростовской области для орошения сельскохозяйственных культур: -Новочеркасск, 1980 68 с.

44. Казанцев Е. А., Ремез В.П. Сорбционные материалы на носителях в технологии обработки воды // Химия и технология воды. — 1995. 17. -№ 1. -С. 50-60.

45. Кансельсон Ю.Я., Нырков A.A., Якушев В. В. Структурно-химические особенности глауконита как показатели его качественной оценки. Литология и полезные ископаемые. -1978. - № 3. - С. 64-77.

46. Каплин В.Т. Проблемы мелиоративной экологии// Сб. науч. тр. НГМА. Новочеркасск, 1996.,-С. 195-197.

47. Капустян A.C., Юченко Л.В., Старостина O.A. Качество дренажно-сбросных вод оросительных систем'//Современные проблемы мелиорации'земель, пути и методы их решения. Ч. 1 / ФГНУ «РосНИИПМ». -Новочеркасск, 2003. - С. 160 - 164.

48. Каталог перспективных ресурсоэкономичных технологий и технических средств для очистки дренажных и сбросных вод гидромелиоративных систем. М., 2007. - 89 с.

49. Кац Д.М. Влияние орошения на грунтовые воды. М., 1976. — 270 с.

50. Кирейчева Л.В. Дренажные системы на орошаемых землях: прошлое, настоящее, будущее. М.: РАСХН, 1999. - 202 с.

51. Кирейчева Л.В. Концепция создания устойчивых мелиоративных ландшафтов // Вестник РАСХН. 1997,- № 5.- С. 51-55.

52. Клячков В. А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. -М.: Стройиздат, 1971.-579 с.

53. Ковда В. А. Качество оросительной воды// Почвы аридной зоны как объект орошения. -М., 1968. С. 71-80.

54. Ковда В: А. Общие результаты изучения влияния водохранилищ и орошения на почвы долин рек Нижнего Заволжья// Сб:: Труды Комиссии по ирригации. Сборник 10. -М.-Л. АН СССР, 1937.

55. Ковда В. А. Проблема использования минерализованных вод// Сб. науч. тр. ВО Союзводпроект. М., 1980. -№ 53. - С. 94-100.

56. Ковда В. А. Розанов Б.Г. Изменение почвенного покрова под, влиянием мелиорации// Гидротехника и мелиорация. -1975. -№ 7. — С. 16-23.

57. Ковда В. А., Егоров В: В: Ландшафты в отношении ирригации, дренажа и засоления. Гл. У1// Международное руководство по орошению и дренажу засоленных почв. -М., 1966. 70 с.

58. Когановский А. М. Адсорбция и ионный* обмен в процессах водоподго-товки и очистки сточных вод. -Киев: Наук. Думка, 1983. — 240 с.

59. Колодин М. В. Природоохранные мероприятия по обезвреживанию или опреснению дренажных вод: экология и экономика// Проблемы освоения пустынь. 1991. -№ 3-4. - С. 119-127.

60. Конторович И. И. Дренажный сток с оросительных систем Волгоградской области как объект утилизации // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиорации Прикаспия / ПНИИА31 М.: «Современные тетради», 2006. - С. 195-212.

61. Костяков А. Н. Основы мелиорации. -М.: Сельхозгиз, 1961. 622 с.

62. Кропина Е. А. Перспективы повторного использования дренажно-сбросных вод для орошения /Е. А. Кропина, С. М. Васильев // Мелиорация и водное хозяйство. М.: — 2010 - № 2. - С.22-23 (из перечня ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий).

63. Кропина Е. А. Анализ современного состояния сельскохозяйственного производства/ Е.Ю. Финошина, Т.Г. Степанова, Е. А. Кропина//Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО «Геликон», 2006. - Вып.35. - С. 14-18.

64. Кропина Е. А. Эффективность орошения в Ростовской области//Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО "Геликон", 2006.-Вып. 35.-С. 123-127.

65. Кропина Е. А. Анализ проблемы загрязнения почв поллютантами//Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ Под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО "Геликон", 2007. -Вып. 37. - С. 29-31.Й

66. Акопян А. В., Кропина Е. А. Защита от загрязнений тяжелыми металлами орошаемых агроландшафтов / А. В. Акопян, Е. А. Кропина // Вопросы мелиорации. М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2008. - № 5-6. - С. 66 - 69.

67. Кропина Е. А. Требования к качеству воды для орошения в России и за рубежом //Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/ под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО «Геликон», 2008. - Вып. 39, Ч. 2. - С. 126-129.

68. Кропина Е. А. Модели для оценки минерализации дренажно-сбросных вод // Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ» / Под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО «Геликон», 2008. - Вып. 39, Ч. 2. - С. 129-131.

69. Кропина Е. А. Инженерно-технические мероприятия по очистке дренажного стока//Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ»/Под ред. В. Н. Щедрина. Новочеркасск: ООО "Геликон", 2008. - Вып. 40, Ч. II. - С. 52-55.

70. ЬСульский Л. А. Основы химии и технологии воды. Киев: Науковадум-ка, 1991.-568 с.

71. Кульский JI. А., Гороновский И. Т., и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Киев: Наук, думка, 1980. — Ч. 1 - 680 с.

72. Лисконов А. Т., Колганов А. В. О рациональном использовании водных ресурсов в Ростовской области// Ресурсосберегающие технологии и техника орошения. -1987. С. 184-190.

73. Лукиных Н. А., Липман Б. Л., Криштул В. П. «Методы доочистки сточных вод».-М.: Стройиздат, 1978.

74. Мелиорация земель России / В. Н. Щедрин, В. М. Волошков, Ю. М. Ко-сиченко и др. — Новочеркасск: НГМА, 1997. — 230 с.

75. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: Справочник / Под ред. Б. Б. Шумакова. -М.: Колос, 1999. 432 с.

76. Методические указания по динамическому расчету гидравлических про> цессов в трубопроводах оросительной сети. Новочеркасск, 1992.г

77. Морозов А. Н., Игнатиков В. Н. Изменение свойств почв и урожайности сельскохозяйственных культур при длительном орошении минерализованными'водами // Сб. на-учн. тр. САНИИРИ и Средазгипроводхлопка.-Ташкент, 1986. С.53-62.

78. Налимов В. В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. — 207с.

79. Нечаев А. П., Славинский А. С. и другие. Интенсификация доочистки биологически очищенных сточных вод// Водоснабжение и санитарная техника.- 1991. -N12.

80. Обоснование объёмов и качества дренажных вод с орошаемых земель (пособие к ВСН 33-2.2.03-86). М: ИЦ «Союзводпроект», 1994. - 128с.

81. Ольгаренко В. И. Режим орошения с.-х. культур на юге Европейской части РСФСР: Рекомендации /Минводхоз РСФСР; под. ред. Б. Б. Шумакова- Ростов н /Д: Ростов, кн. изд-во, 1986. — 62 с.

82. Ольгаренко В. И., Ольгаренко Г. В. Современная концепция эксплуатации оросительных систем //Мелиорация и водное хозяйство.-1999.- № 2. -С. 21-22.

83. Ольгаренко, В. И. Научные исправления совершенствования гидромелиоративных систем с учетом экологических требований//Мелиорация и водное хозяйство. 1996. -№6. - С. 24-31.

84. Ольгаренко В. И., Волковский П.А., Станкевич B.C., Пакшин Б.М. Эксплуатация гидромелиоративных систем. М.: Колос, 1980. - 352 с, ил -учебники и учеб. Пособия для с.-х. техникумов.

85. Ольгаренко, В. И., Ольгаренко Г. В. Современная концепция эксплуатации оросительных систем//Мелиорация и водное хозяйство. 1999. — №2. - С. 21-22.

86. Орошаемое поле Ставрополья. Ставрополь, 1994. - 157 с.

87. ОСТ 11.091.630.5-81. Охрана природы. Методы анализа химических материалов реагентного хозяйства очистных сооружений.

88. Патент РФ № 2324331. Способ мелиорации орошаемых черноземов.

89. Пособие по альтернативным способам опреснения и утилизации минерализованных дренажных вод на оросительных системах (Система улучшения экологической обстановки на орошаемых землях). Волгоград: РАСХН, 1994.-54 е.

90. Пособие по очистке и утилизации дренажно-сбросных вод. М.:РАСХН, 1999.-68 с.

91. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России- М.: Финансы и статистика, 2001.-671с.

92. Пчелин В. А. Гидрофобные воздействия, их физическая природа и значение в коллоидной химии. 1974. -Вып. 3. - С. 103-109.

93. Разработки и инновационные проекты для участков различной конфигурации площадью от 1 до 300 га: рекламный проспект услуг/ФГНУ ВНИИ «Радуга». пос. Радужный Москов. обл., 2005.

94. Рафиков А. А. Повышение продуктивности орошаемых почв на основе рационального использования воды в засушливой зоне / НПО САНИИ-РИ, МГМИ, -Ташкент, 1989. 24 с.

95. Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты) / Под ред. Франк-Каменецкого. — JL: Недра, 1983.- 152 с.

96. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. — М.: Стройиздат, 1973. 272 с.

97. СанПиН 2.1.4.1074-01. Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

98. ПЗ.Сенчуков Г. А. Ландшафтно-экологические и организационно-хозяйственные аспекты обоснования водных мелиорации земель. — Рос-тов-н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. 276 с.

99. Сенчуков Г. А. Методика.обоснования экологических норм водопотреб-ности сельскохозяйственных угодий / Меж. и вод. хоз. — 1995,- № 6.-С.32.

100. Сенчуков Г. А., Исаев Ю. С. Рекомендации по использованию дренаж-но-сбросных вод на оросительных системах Ростовской области. Юж-НИИГиМ. -Новочеркасск, 1983. 18 с.

101. Сенчуков Г. А., Скуратов Н. С. и др. Опыт орошения сельскохозяйственных культур на черноземах Ростовской области//Сб. ЮжНИИГиМа "Мелиоративное состояние орошаемых земель и использования водных ресурсов". Новочеркасск. - 1986. — 151 с.

102. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. -Л.: Химия, 1982. — 168 с.

103. Смирнов Д. Н., Генкин В. Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. -М.: Металлургия, 1980. 195 с.

104. Снипич Ю. Ф. Совершенствование технических средств орошения: Монография/ Новочеркасск: ООО «Геликон», 2007. 110 с.

105. Соколенко Э. А., Боровской В. М. Теоретические основы процессов засоления-рассоления почв. Алма-Ата, 1981. -110 с.

106. Справочник по мелиорации / Под ред. Б.С. Маслова. — М., 1989. — 389 с.

107. Тарасевич Ю. И. Адсорбция на глинистых минералах. — Киев: Наук, думка, 1975. 352 с.

108. Тарасевич Ю. И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. Киев.: Наук, думка, 1981 - 450 с.

109. Ташматова X. Я. Пути повышения эффективности использования.оросительной воды в Таджикистане/ Мелиорация земель Тажикистана, 1988: -С. 95-99.

110. Тимченко Н. С. Возможности расширения площадей под кормовые культуры в зоне оросительных систем// Эффективное использование орошаемых земель, в степных районах: Научные труды ВАОХНИЛ. -1974. -С. 313-317.

111. Тимченко Н. G. Рациональное использование местных водных ресурсов// Комплексное использование водных ресурсов юга Европейской части страны: Научные труды ВАСХНИЛ. -1979. С. 70-76.

112. Тимченко Н. С. Рациональное использование местных водных ресур-сов.-Новочеркасск, 1976. 48 с.

113. Турулева В. А., Козуненко И. В. Изменение почвенно-мелиоративных условий на полях РООМС (1957-1968) //Тр. Ростовской областной опытно-мелиоративной станции. Вып. 1. -Ростовское кн. Изд-во. -1970. 84 с.

114. У гряну В. Ф. Ирригационное освоение почв Молдавии и изменение их свойств под влиянием орошения / Мелиорация и водное хозяйство, сер. 1 вып. 12,-М., 1985,-9 с.

115. Фишер Э., Васильев Б. Возвратные воды, оросительных систем Нижнего Дона. Сб. научн. трудов Южгипроводхоза. - 1975. - Вып 7. - С. 21-28.

116. Харченко О.В. Выборочное орошение в условиях неустойчивого увлаж-нения//Мелиорация и водное хозяйство. 1990. - № 12. - С. 34

117. Харченко С. И. Гидрология орошаемых земель. Л., 1975. - 228 с.

118. Храбров М. Ю. Технология малообъемного орошения // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. - № 4. - С. 30-32.

119. Чаусова Л. А., Кукоба П. И. Качество оросительной воды и плодородие почв//Мелиорация и водное хозяйство. -1989. -№ 14. С. 22-25.

120. Шавин А. Ф., Супряга И. К., Тимченко Г. И. Опыт проведения работ по улучшению состояния орошаемых земель и их эффективное1 использование в Крыму// Мелиорация и водное хозяйство, сер. 1, Орошение и оросительные системы, выш 5. М., 1986. - 6 с.

121. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. — М.: Химия, 1970. -360 с.

122. Широкова Ю. И. Использование коллекторно-дренажных вод на промывку засо-ленных почв новой зоны Голодной степи: автореф. дис. канд.с.-х. наук Ташкент, 1985. - 24 с.

123. Шумаков Б. А. Орошаемое земледелие. -М.: Россельхозиздат, 1965. -216с.

124. Шумаков Б. Б. Бобченко В. И. Технология гидроциклически-богарных мелиораций. Научно-технические достижения: Т. 1 Технология мелиорации земель (спец. Выпуск) М.: ЦБНТИ, 1989.

125. Шумаков Б. Б. Научные основы ресурсосбережения и охраны природы в мелиорации и водном хозяйстве. М.: HP. ВНИИГиМ, 1996. - 312 с.

126. Шумаков Б. Б. Новые подходы к определению водопотребления и режимов орошения сельскохозяйственных культур. / Мелиорация и водное хозяйство. 1994. - № 2. - С. 8.

127. Шумаков Б. Б. Принципы экосистемного использования в сельском хо-зяйстве//Мелиорация и водное хозяйство. -1994. -№ 5. С. 12—13.

128. Шумаков Б. Б. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: Справочник/ Б. Б. Шумаков. М.: Колос, 1999. -432 с.

129. Щедрин В. Н. Орошение сегодня: проблемы и перспективы. Mi: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2004. - 255 с.

130. Щедрин В. Н. Стратегияг использования оросительных земель в современных условиях // Мелиорация и водное хозяйство. -М., 2003. -№ 3. — С. 24-31

131. Щедрин В. Н., Капустян A.C. Очистка дренажно-сбросных вод от вредных примесей//Мелиорация и водное хозяйство. -1998. № 6. - С. 32-34.

132. Щедрин В. H. Нормативно-методическое обеспечение системы государственного контроля и надзора в мелиорации: Монография / В. Н. Щедрин, Г.Г. Гулюк, В. Я. Бочкарев, Г. Т. Балакай; ФГНУ «РосНИИПМ». -Mi: ФГНУ ЦНТН«Мелиоводинформ», 2003- 437 с.

133. Щедрин В. Н. Системные принципы водоучета и управления водорас-пределением на оросительной сети. Новочеркасск, 1994. — 235 с.

134. Щедрин В. Н. Совершенствование конструкций открытых оросительных систем и управления водораспределением//М.: Мелиорация и водное хозяйство, 1998. 160 с.

135. Экологический вестник Дона. Ростов-н/Д., -2006. 299 с.

136. Юрьев Б. Т. Очистка сточных вод малых объектов. Рига: Авотс, 1983.

137. Ясониди О. Е. Водосбережение при орошении/ ГГМА. Новочеркасск: УПТ «Набла» ЮРГТУ (НПИ). -2004. - С. 165.

138. Bowen J., Krutry В. Cutting irrigation costs World Farming, 1982. 24. - 1. p 14-19.

139. Bsoer D. Current status of irrigation in the U.S. Irrigation Challenges of the SOS.-1981.-p 15-21.

140. Gorman J. W., Hinman J. E. Simplex Lattice Design for Multicomponent Systems. Technometrics, 1962. - 4. - №4. - p.463.

141. Hillel D. Salinity Management for Sustainable Irrigation, 2000 Booker Soil Manual, edited JR Landon.

142. Maas E. V. Salt tolerance of plants. In: The Handbook of plant science in agriculture. B. R. Christie (ed) CRC Press, 1984.

143. Scheffeh. Experiments with Mixtures.- J. Roy. Statist. Soc., 1958. ser. B.-20.- №2.- p.344.

144. Spoljaric N, Crawford W. Glauconitic Greensand: A Possible Filter of Heavy Metal Ctians from Polluted Waters, Enviromental Geology. -1998. -Vol 2. -№4.-p. 215-221.

145. Stansfury M. Irrigation and water quality United States perspective. Trans 14th cong. irrigate and drainage, 1998. -1-13. -p 585-594.

146. Status of irrigation and drainage research in the U.S. Irrigate and Drain Systems, 1990. 4.4. - p 385-402/

147. Suendsen M., Small L. Farmers perspective on irrigation performance. Irrigation Drain System. 1990.- 6.7.- p 278-283165. http://www.msuee.rU/science/l/sb-06.files/sb-06l26.html.

148. Опасность солонцевания почвы