Оценка и метод управления водными ресурсами в бассейне реки Аса

DOI:

В Послании народу Казахстана 30 января 2017 г. Президент Республики Казахстан отметил необходимость технологической модернизации отраслей экономики. В связи с этой задачей Правительством республики принята Государственная программа развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2017–2021 гг., направленная на решение актуальных вопросов водного сектора экономики [1].

В контексте экологической ситуации в бассейне реки Аса, нехватки водных ресурсов во время вегетационного периода и возрастающей деградации жилого пространства возникла необходимость в разработке экологически безопасных технологий управления водными ресурсами. Проблема повышения водоснабжения и экологической устойчивости орошаемых экосистем бассейна реки Аса-Талас может быть решена за счет использования поверхностных вод.

Климатическими особенностями местности, в которой расположен бассейн реки Аса, являются резкий температурный контраст, неравномерное распределение осадков, засушливость, высокий уровень солнечной радиации. В южной горной части зимы мягкие и лучше покрываются осадками. Пустынные равнины северных и центральных регионов особенно подвержены засухе.

Решение перечисленных выше проблем необходимо начать прежде всего с изучения динамики водно-физических и химических свойств орошаемых почв, минерализации оросительных и грунтовых вод, их влияние на темпы протекания деградационных процессов в корнеобитаемом слое почв при орошении сельскохозяйственных культур. Поэтому в процессе решения поставленных задач были выполнены полевые, лабораторные исследования по установлению пределов изменения экологомелиоративных процессов при изменении ионно-солевого состава водных ресурсов. При этом комплексность исследований заключалась в том, что одновременно на одних и тех же объектах проводились все виды запланированных исследований по установлению темпов протекания деградационных процессов.

Материал и методы исследования

Объект исследования расположен в бассейне реки Аса, на орошаемых землях села «Бесагаш». Площадь орошаемых земель составляет 33 тыс. га, для орошения используется вода реки Аса. Река Аса берет свое начало в Кыргызской Республике. Рассматриваемая территория расположена в экосистеме пустыни (см. рисунок).

Для оценки качества оросительной воды по опасности осолонцевания применяют натриевое адсорбционное отношение (SAR):

SAR =

Na

Ca + Mg .

При значении SAR менее 10 опасность осолонцевания почв при орошении малая; SAR = 10–18 характеризует среднюю опасность; SAR = 18–26 – высокую; SAR > 26 – опасность осолонцевания очень высокая.

В оросительных системах Жамбылской области более 90 % орошаемых земель с минерализацией до 3 г/л. Таким образом подземные воды на этой территории могут использоваться для орошения [2; 3]. Значение SAR – (натриеовое адсорбционное отношение) варьируется от 0,46 до 6,17, что ниже допустимых 10, но местами достигает 18.

Ресурсы поверхностных вод Жамбыл-ской области сосредоточены в бассейнах рек Шу, Талас и Аса, формирование которых практически полностью находится на территории Кыргызской Республики, то есть до 80 % ресурсов поверхностных вод поступает из трансграничных рек соседняя страна. Таким образом, Жамбылская область в период вегетации зависит от соблюдения кыргызской стороной Правил распределения трансграничных рек Шу Талас и Временных правил распределения рек Аспара и Курки-реусу, утвержденных Министерством водного хозяйства СССР в 1983 г., годового стока, составляет 4 106 млн грн. м3 воды, сток образовался на территории Республики Казахстан – 967,0 млн м3 [4].

Река Аса в Жамбылской области село «Бесагаш»

Оценка их качества позволит выявить источники загрязнения и принять меры по снижению их воздействия на экологию орошаемых земель. При орошении необходимо попытаться увеличить малые биологические и сократить большие геологические цепочки, т. е. использовать технологии, позволяющие получить минимальную стоимость воды и минимальную урожайность сельскохозяйственных культур в объеме сброса воды за пределы оросительной системы. Для определения качества воды были отобраны образцы вод из рек Аса, лабораторные исследования проводились в лаборатории Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства [5].

Снижение размеров технологических потерь оросительной воды при поливах можно достигнуть при поливах сельскохозяйственных культур через борозду. Технология полива через борозду обеспечивает сокращение потерь оросительной воды на фильтрацию до двух раз, на сброс и испарение до 1,5 раз. За счет снижения этих потерь обеспечивается повышение водообеспеченности орошаемых земель до 20–25 %.

Были проведены полевые опыты в орошаемых землях бассейна реки Аса в селе «Бесагаш». По вариантам: 1. По бороздам (контроль). 2. Поливы через борозду.

Результаты исследований

Основным источником орошения растений в бассейне реки Аса являются поверхностные воды. Однако в вегетационный период наблюдается ежегодный дефицит поливной воды. По водоснабжению орошаемые земли также находятся на орошаемых землях Жам-былской области (табл. 1). Таким образом, за эти годы водообеспеченность 1 га орошаемых земель в Жамбылской области составила 3561 – 5988 м3 / га.

Продуктивность орошаемых земель зависит не только от их водоснабжения, но и от качества поливной воды. Результаты исследования показали, что минерализация вод реки Аса увеличивается. В бассейне р. Аса: на р. Терс (Жуалинский район) минерализация воды составляет 0,395 г/л, а в р. Аса (Айша-бибинский район, Жамбылский район) – минерализация воды около 4 г/л, в Бирлесу-Енбекс-ком районе (Жамбылский район) – 0,527 г/л (табл. 2).

Преобладающими анионами в верхних потоках являются углеводороды и сульфаты, а катионами – кальций и магний. Соответственно тип засоления – гидрокарбонатно-сульфат-но-хлоридная, кальциево-магниево-натриевая [6]. Минерализация воды в озере Акколь пре-

Таблица 1

Показатели водопотребления орошаемых земель Жамбылской области

Годы	Орошаемые земли, тыс. га	Фактический полив с учетом влажности, тыс. га	3 Водопотребление орошаемого земледелия, млн. м
			Водозабор	Водоснабжение	Поливная норма (брутто), м3/га
2002	105,9	89,839	541,9	414,2	3 913
2013	105,9	90294	660,1	540,7	5 988
2014	105,9	93,854	656,1	467,1	4 977
2015	105,9	95,963	501,7	341,7	3 561
2016	106,0	93,046	565,5	390,8	4 199
Среднее	106,0	90,539	505,8	428,6	4 378
Коэффициент вариации, %		–	11,53	15,77	–

Таблица 2

Ионный состав воды, подаваемой на орошение из водных источников

Название источников воды для полива	Анионы				Катионы			Σсол., г/л
	СО3 2-	HCO 3 -	Cl-	SO4 2-	Ca2+	Mg 2+	Na+
Аса (Бирлесу Ен-		0,234	0,037	0,094	0,064	0,019	0,047	0,495
бек)		3,84	1,04	1,96	3,20	1,60	2,04
Талас (город Тараз,	0,034	0,171	0,087	0,046	0,060	0,022	0,026	0,396
Автовокзал)	1,12	2,80	1,04	0,96	3,00	1,80	1,12

Примечание. Числитель – г/л, знаменатель – мг. экв.

имущественно сульфатно-бикарбонатно-хло-ридно-карбонатная, натриево-магниево-каль-циевая.

Что касается общей минерализации, агроэкологическая оценка поверхностных вод в бассейне Асы показала, что они чистые и хорошие (табл. 3).

По показателям K и SAR при использовании этих вод для орошения отсутствует риск засоления почвы, накопление натрия в почвенно-абсорбционном комплексе по SAR* и засоление почвы возможно только при использовании воды из озера Акколь.

Химический состав засоления грунтовых вод Жамбылской области различается гидро-карбонатно-сульфатно-хлоридным, магниево-кальциево-натриевым, сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатным.

Защита водных источников от загрязнения должна осуществляться за счет снижения технологических потерь фильтрации и сброса с орошаемых земель и использования подземных вод для орошения при их солености менее 3–4 г/л [7; 8].

В условиях возросшего дефицита водных ресурсов на орошаемых землях Казахстана основным критерием методов экономической оценки поверхностных вод является рациональное использование водных ресурсов. Однако проблема рационального использования воды и земли в сложившихся условиях требует решения путем разработки водосберегающих методов использования поливной воды в оросительных системах.

Результаты исследования поливов по бороздам и через борозду приведены в таблице 4.

По результатом видно расход воды значительно сократился по сравнению с контрольным вариантом.

Заключение

Разработанная водосберегающая технология по управлению водо-земельными ресурсами обеспечат эколого-мелиоративную стабильность ирригационных систем, путем снижения темпов нарушения природного равновесия. Поэтому при эксплуатации оросительных систем, главное внимание должно уделяться изменению направления общего потока органоминеральных соединений, как в региональном, так и на локальном уровне. Это позволит создать ирригационные системы, способные сохранять полезные для человеческой деятельности природные процессы и органически сочетать их с инженерными сооружениями, играющими роль регуляторов эколого-мелиоративных процессов, обеспечивающие рост продуктивности орошаемых земель. Водосбере-

Таблица 3

Оценка качества водных ресурсов в бассейне реки Аса

Место отбора проб	Время отбора	Показатели
		C, г/л	К	SAR	SAR*	ОКН	Mg*	pH
Аса	Весна	0,385	10,23	0,25	0,50	–2,00	36,0	7,0
(Айша	Лето	0,384	5,18	0,53	1,11	–0,80	47,8	7,4
бибі)	Осень	0,506	5,37	0,58	1,31	–1,80	46,7	7,2
Аса (Акк6л)	Весна	1,103	1,30	3,23	8,03	–5,80	68,1	7,8
	Лето	1,191	1,74	2,66	6,83	–7,90	75,9	8,0
	Осень	1,347	1,09	4,23	10,57	–8,00	85,7	8,4

Таблица 4

Использование поливной воды при поливе по бороздам и через борозду в вегетационный период

Варианты Поливная норма брутто, м3 / га Расход воды (м3/ га) на Увлажнение почв Фильтрация Сброс Полив по 1 500 805 285 260 бороздам 1 100 630 190 180 Полив через 800 496 152 112 борозду 600 409 100 60 гающая технология позволят снизят до минимума техногенную нагрузку на природную среду, затраты воды на орошение, сократять непроизводительные потери и инфильрацию.