МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ (АзНИИГиМ)
Н а » р а с а х рукописи
А С А Д О В М А М Е Д Я Х Ь Я оглы
УДК 628. 387.3+ 631.61 (479.24)
И С П О Л Ь З О В А Н И Е С Т О Ч Н Ы Х В О Д НА П Р О М Ы В К У
И О Р О Ш Е Н И Е ( В У С Л О В И Я Х А П Ш Е Р О Н А )
С п ец и ал ьн о сть: 0 6 ,0 1 .0 2 — М ел и орац и я И
о р о ш а е м о е зе м л е д е л и е
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
ди ссер тац и и на сои ск ан и е ученой степени
к а н д и д а т а техн и ч еск и х н аук
В А К У
1987
Работа выполнена вАзербайдж
тельском институте гидротехники и
СССР
а иском научно-исследова-
мелиорации МмРводхоза
Научный руководитель: кандидат технических наук,
старший научный сотрудник
М. К. Р а ги м о в
Официальные оппоненты: доктор
сельскохозяйственных
наук
Т. Н. Х р у с л о в а ;
. . . .
. заслуженный мелиоратор
РСФСР, кандидат технических
наук
В. М. Н овиков
Ведущее предприятие
Азербаиджанский Государствен-
ныи институт по проектированию
водохозяйственных объектов
«Азгипрс'зодхоз».
Защита диссертации состоится «
»
1987 г
в
час- на заседании специализированного совета
К 099.07.01 по присуждению ученой степени кандидата техни
ческих
наук Азербайджанского
научно-исследовательского
института
гидротехники и мелиорации Министерства ме
лиорации и водного хозяйства СССР.
С диссертацией
можно
ознакомиться
в
библиотеке
АзНИИГиМ.
Автореферат разослан «
»
1
987 г.
Отзывы и замечания в .двух экземплярах, заверенные пе
чатью, просим направлять по адресу: 370116, г. Баку, улица
12-я Перевальная, 70а, АзНИИГиМ.
Ученый се к р е т а р ь
сп ец и ал и зи р ован н ого с о в е т а ,
к ан д и д ат б и ол оги ческ и х наук
Т. Ю А Г А Е В А
- 3 -
ОБЩАЯ ХтКТЕРИСТЖА I РАБОТЫ
Актуальность работы. Аграрная политика партии и программа
долговременной мелиорации направлены на ускорение социально-эко
номического развития нашего общества и нашли овое утверждение в
решениях ХХУП съезда КПСС к контрольных цифрах развития страны
до 2000 года» майского (1982 г . ) » октябрьского (1984 г » ) и апрель
ского (1985 г . ) Пленумов ЦК КПСС и в Продовольственной программе
СССР„ Рациональному использованию водных ресурсов и охране их от
загрязнения и истощения в партийно-правительственных' решениях
уделяется особое внимание и указывается на назревшую потребность
в научных разработках по этим проблемам,.
На Апшеронском полуострове предусмотрено освоение новых з е -
1
мель и мелиоративное улучшение в се х подверженных засолению оро
шаемых территорий. Решение поставленный задач потребует дополни
тельных расходов больших объемов■ороситсльной воды»' в которой
Апшеронский полуостров испытывает острый дефицит.
Одним из путей решения проблемы мржет отать использование
сточных вод в сельском хозяйстве» величина которых только в
г 0Баку составляет более 290 щш ,м
3 в год» что значительно повы
сит продуктивность растениеводства» укрепит кормовую базу живот-'
новодства, обеспечит охрану акватории Каспийского моря от загр яз
нения и сэкономит оредотва на искусственную доочистку и обезвре
живание сточных вод.
Однако в связи с недостаточной изученностью вопроса о во з
можности использования сточных вод г.Б а к у на промывку засолен
ных земель и орошение сельскохозяйственных культур исследования
по данной проблеме являются необходимыми и актуальными*
Нель и задачи исследований. Основной целью настоящей рабо
ты является научное обоснование возможности и экономической це~
лреообразности использования сточных вод г .Баку на промывку за
соленных земель и орошение сельскохозяйственных культу]) в усло
виях Ашперонокого полуострова,
. В проц ессе исследован ий изучали вопросы и решали следующие
зад ач и ;
. - химический с о с т а в и ирригационную’' пригодность сточных
г о д ;
. .
....
.
'
. ,
- влияние сточных во д на урожайность сел ьскохозяй ствен н ы х
.куль тур И ' мелиоративный' реж®*.; црчвогругн'йов при. промывке и о р о -
•Йген
1^ ; у ; '
...........
'пчх^яюгфтп; способн ость '• тяжелосуглийистых. 1 почв’•
н о с и т е л ь -
- 4 -
но санитарно-химических и бактериологических показателей;
- влияние орошения на гидрохимический ражим грунтовых вод;
- экономическая эффективность использования сточных вод
г .Б а к у на орошение.
Объекты исследований. Экспериментальные работы выполняли
в 1 9 8 1 ..« 1 9 8 5 годах в лабораторных условиях (на открытых площад
ках) на крупногабаритных монолитах с ненарушенной' структурой
почвогрунтов и на опытно-цроизводотвонпом участке в с.Говсаны
(Апшеронский полуостров).
В работе, наряду с собственными исследованиями, автором
обобщены и проанализированы материалы лабораторий "Использования
оточпых вод" АзНИИГШ и "Зыхского очистного сооружения" г .Б а к у .
Методика исследований, основана на комплексном использовании
полевых, -лабораторных и математических методов, включающих:
- изучение и анализ природных и ирригационно-хозяйственных
условий на основе обобщения фондовых материалов и собственных
исследований;
- проведение физическо-модельных и полевых исследований с
обработкой материалов методами математической статистики;
- применение методов математической статистики для решения
вопросов расчета гидрохимических параметров и прогноза солевого
режима почвогрунтов.
Научная новизна.
- Впервые в условиях Апшеронского полуострова научно обосно
вана и практически выявлена возможность использования сточных
вод на промывку и орошение, что способствует охране окружающей
среды от загрязнения;
- экспериментально доказана возможность замены просных вод
сточными водами;
- установлено положительное влияние сточных под на ооновные
гидрохимические параметры почв (солеотдача, коэффициент конвек
тивной диффузии) и вынос солей из почвенного профиля;
- выявлено влияние орощения городскими оточпыми водами на
агромелиоративные свойства почв, гидрохимический режим грунтовых
вод и урожайность сельскохозяйственных культур;
- установлена высокая очищающая способность почв Апшерон-
окого полуострова от санитарно-химических и бактериологических
р еаген тов, содержащихся в сточных водах.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Сточные воды в данной зоне являются одним из резервов ор о-..
сительной воды и при рациональном их использовании позволяют х о
зяйствам получить высокие и устойчивые урожаи кормовых культур
с сохранением благоприятного мелиоративного режима почв и решить
вопрос охраны Каспийского моря от. загрязнения.
Внедрение результатов исследований позволит использовать
сточные воды г.Б а к у на цромывку засоленных земель и орошение
сельскохозяйственных культур на площади около 30 т ы с .г а .
По результатам исследований подготовлены и изданы ( в соав
торстве) "Временные рекомендации по использованию сточных вод
г .Баку на орошение сельскохозяйственных культур в условиях Апше-~
рона", которые применены институтом "Азгипроводхоз" при со став л е
нии технико-экономического обоснования использования очищенных
сточных вод для орошения на землях Апшеронского полуострова.
Защищаемые положения. На защиту вы носятся:
..
- научное обоснование и установление практической возможно
сти использования сточных вод на промывку засоленных почв и оро
шение сельскохозяйственных культур без нанесения ущерба окружаю
щей среде;
- фактические результаты солеотдачи и уточненные гидрохими
ческие показатели почв, используемые в расчетах потребных норм
промывки сточными водами;
- закономерности формирования благоприятного мелиоративного
режима• орошаемых сточными водами почв, обеспечивающего получение
устойчиво высоких урожаев сельскохозяйственных культур; .
- количественные критерии применимости сточных вод на про
мывку почв с установлением оптимальных условий. почвенной доочист
ки в целях охраны подземных вод от загрязнения.
Апробация работы. Основные положения диссертации одобрены
научно-техническими конференциями молодых ученных и специалистов
"Актуальные проблемы мелиорации и водного х о зя й ств а" (Б а к у ,1 9 8 2 ,
1985 г г . ) , "Вопрооы мелиорации и использования водных ресурсов"
(Е р еван ,1985 г . ) и региональной научно-практической конференцией
"Проблемы использования промышленных и животноводческих стоков
на полях орошения" (В ол гогр ад ,1986 г . ) .
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных
статей .
Объем работы. Материал диссертации изложен на
страни
цах машинописного текста и 'со сто и т из введения,
6-т и г л а в , рыво-
дов и предложений производству, списка литературы из 1 5 5 н а ш е -
нований. Работа иллюстрирована 25 рисунками и
39 таблицами..
- 5 -
- 6 -
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во ‘'Введении" обоснована актуальность работы, отражены
цель и задачи исследований,
В первой главе рассматривается и штлизируетол состояние
в Изученность вопроса использования сточных вод на промывку почв
и орошение сельскохозяйственных культур в СССР и за рубежом.
Использование сточных вод в сельском хозяйство известно с
давних времен.. Наибольшее развитие орошение о точными йодами по
лучило в середине.
ЛХ
века в Англии, Франции, Германии, ( Ж г
Индии, Австралии и др.государствах* В России использование сточ
ных вод на полях орошения известно с 1887 го д а. К настоящему
времени накоплен обширный экспериментальный материал по исполь
зованию оточпнх вод в сельском хозяйстве (В.Г„Андреев, В .Т .Д од о -
липа, О .З.Зубаиров, И.П.Канардов, А.И Дьвович, В.И.Марымов,
В,М.Новиков, 'Г.НДруолора, М.Шульц и д р .) .
Несмотря но различия
6 методиках исследований и в почвенно-
мелиоративных условиях, получено одиное мнение о возможности ис
пользования сточных вод в оольоком хозяйстве с созданием условий
для решения очень важной гигиенической проблемы охраны окружаю
щей среды и других народнохозяйственных задач о получением устой
чиво высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Одаако разнообразия почвенно-климатических, гидрогеологичес
ких, ирригационно-хозяйственных и мелиоративных условий не по
зволяют механически перенести накопленный в стране опыт для
рассматриваемого региона без дополнительной дифференцированной
экспериментальной проверки целесообразности и безопасности для
окружающей среды при использовании сточных вод на промывку почв
и орошение сельскохозяйственных культур, что и обусловило не
обходимость постановки исследований но теме диссертации.
Во второй гл аве
приводится характеристика почвенно-клима
тических, гидрогеологических, иррисационно-хозяйственных условий,
мелиоративного ооотояния земель Лншеронского полуострова.
В геоморфологическом отношении Апшеронокий полуостров, на
котором расположены промышленные центры Азербайджана - города
Баку и Сумгаит и рабочие носилки нефтяников и проживает около..
40# населения республики, находится на западном берегу Каспий
ского моря и иршшшот к отрогам Большого К авказа.
Климатические успения динной зоны характеризуются значитель
ным превышением величины потенциальной испаряемости над количест
вом выпавших осадков. Среднегодовая температура в многолетнем -
- 7 -
разрезе колеблется в пределах 1 2 , 7 . о.1 4 ,2 0С. Годовая суш а осад
ков колеблется в пределах 2 0 0 ...2 5 0 мм с выпадением их основно
го количества весной и зимой. Летом стойт сухая, знойная погода,
в отдельные дни температура воздуха повышается до +42°С.
Почвенный покров характеризуется бурыми, серо-бурыми, серо
земными почвами и песками, зачастую развиты солонцеватость и за
соленность почв.
Грунтовые воды полуострова, приуроченные в основном к отло
жениям четвертичной системы и продуктивной толщи, залегают на
глубине от 0 до 35 м. Их минерализация варьирует в пределах .
0 , 3 . . . 150 г/л и увеличивается по направлению к морю и соленым
озерам.
В третьей главе приводятся результаты модельных лаборатор
ных опытов по использованию сточных вод на промывку засоленных
земель, а также условия формирования сточных вод и оценка качест
ва используемых вод на промывку и орошение.
В опыте использовали сточные’ воды г.Б ак у после их прохожде
ния через очистные сооружения. Они представлены смесью промышлен
ных и бытовых (хозяйственно-фекальных) сточных во д . Последние
занимают около 80$ общего объема стоков' и поэтому сточные воды
г.Б ак у .п о своему качеству относятся к хозяйственно-бытовым сточ
ным водам. Расход сбрасываемых сточных вод с каждым годом увели
чивается. В 1971 г . он составлял 5 4 0 ,7 0 тыс.м
3/сут, в 2000 г .
достигнет I млн.м
3/сут.
Изучаемые сточные воды характеризуются слабощелочной реак
цией (рй =7,9 3 . . . 8 , 3 8 ) , общим количеством солей 1 ,3 5 5 г/л и
0 ,3 1 2 г/л хлора, низким содержанием органического вещества
(Б П К 5=103...186
мг
/
л
)
и
2 5 . . . 4 4 мг/л нефтепродуктов. Тип химиз
ма хлоридно-суль.фатно-гидрохарбонатный, отношение /Уа+К •
’ Са+Мд
изменяется от 0 ,6 5 до 1 ,5 7 .
' .
Сточные воды имеют невысокую удобрительную ценность. Содер
жание в них азота составляет 18 мг/л, общего фосфора - 3 мг/л,
а обменного калия - 15 мг/л.
Ирригационная оценка сточных вод, проведенная по формулам
и методам И.Н.Антипова-Каратаева и Г.М .Кадера, Н.М.Соболевой,
Грилло и Данеену,'И.Стеблера и Департамента 'сельского хозяй ства
СИ1А показала их 'прйгодаость. для целей црог.!ывки и орошения./ .
■ .Однако, окончательная оценка пригодности сточной воды для
сельскохозяйственного использования может быть дана только по
результатам' лабораторных■ и полевых' и с с й :с д б ^ н # ,.:^что и входило
- ь -
Почвогрунты Сангачальского массива, расположенного в запад
ной части Апшерона, откуда отбирались монолита, сложены тяжелыми
суглинками. Плотность равна 2 ,
6 . . . 2 , В т/мэ , объемная масса -
1 . 3 0 . . Л ,4 4
т/и3,
порозность - 4 7 . . . 51% наименьшая нлагоомкость
(НВ) - 2 8 , 0 . . . 3 2 , 0 * к массе сухой почвы, коэффициент фшгьтрацин-
0 ,4 9 м/сут.
Засоление почвы до промывки изменяется по профилю в пределах
0 , 9 5 3 . . Л ,0 3 4 * по плотному остатку и 0 ,4 3 4 ..„ 0 ,4 5 6 * по хлору. Тип
засоления по анионному составу хлоридный, по катионному - натрие
вый. При емкости обмена этих почв 2 4 ...3 1 м г-экв на 100 г почвы
запас кальция составляет 4 9 . . . 5 8 , магния - 3 8 . . . 4 8 и натрия -
3 . .
. 4
а
! от емкости обмена. Запас гумуса в верхнем 0 . . . 4 0 см слое
почвы составляет 1 , 4 0 . . Л,СОЯ, в нижних слоях снижается до
0 , 9 9 . . . 0 , 5 1 * . Содержание СаСОз и гипса в метровом слое составляет
соответственно
6 . . . 7 и 1 , 0 . . Л , 0 5 * от массы почвы.
Для обоснования правомерности распространения выводов и ре
комендаций, полученных по результатам исследований в лаборатор
ных условиях, в целом на Санначал-Дупаннинский массив, была оце
нена типичность опытного участка с указанным массивом по теории
вероятностей. Окончательное значонио понятности совпадения
объектов по б анялизируомш признакам равно Р-
0 ,8 5 , что н азы в ает
на типичность опытного участка для Сангачал-Дуваиншского массива
Лабораторные исследования но промывко засоленных почв про
водили на 16 крупногабаритных монолитах (50x50x100 ал) с ненару
шенной структурой почв, что позволило получить результата, близ
кие к естествешшм условиям, и проследить за ходом промывки в
любой момент времони. На специально установленных монолитах,
оборудованных по методам С,В.Астапова и II.С.Папина в металличес
ких
кожухах, изучали основные вопросы, характеризующие промывку
засоленш х зомоль. В верхней ТО см части кожуха создавался напор
воды над монолитом и ходе промывки, а в нижней части устанавли
вался дренаж.
Промывку пали просными (контро.тъ) и сточными водами.
Прошнная П
0]хла нодав«итсь из такого расчета, чтобы минера
лизация фильтрата в конце опыта снизилась до минерализации про
мывных вод. При этом потребовалась общая промывная норма в объе
ме 15 т а с .м и/ га.
Водоподача осуществлялась тубуснымк баллонами при постоян
ном напоре вода над монолитами в 5
. . . 6 см. 3 ходе промывки регу
лярно определил и объемы во до подачи и Фильтратов.
.Солеотдачу почвы определяли на основе нгллюдепю! за содер-
жанием солей в почвогрунтах и динамикой химического состава со
лей в фильтрате в процессе промывки монолетов, а содержание гип
с а , карбонатов и поглощенных оснований почвы - после подачи
5 ,
10 и 15 ты с.м3/га вода.
Степень поглощения почвой санитарно-химических и бактерио
логических ингредиентов, содержащихся в сточной воде, определя
ли по систематическим наблюдениям за составом Фильтратов и грун
товых вод, анализы которых выполняли совместно с НИКВируоологии,
микробиологии и гигиены им.Г.М.Мусабекова,
На основе опытных данных получены математические зави сш ости
изменения скорости фильтрации в зависимости от величины промывной
нормы и вида промывной вода, из которых следует, что до подачи
промывной
1 юрт,ты 5000 м3/га сточных вод скорость фильтрации не
значительно отличается по вариантам
01ш та. Однако в дальнейшем,
по мере увеличения промывной нормы, скорость фильтрации в вари
анте со сточными водами несколько уменьшается и з-за наличия в
них нефтепродуктов, снижающих водрпроницаемость.
В процессе промывки по мере увеличения промывной норда
уменьшается количество солей и постепенно видоизменяется их со с
т а в , что особенно заметно прослеживается после подачи норда
5 ты с.к
3/га. При этом верхние слои ( 0 . . . 6 0 см) интенсивнее р а с -
соляются, чем нижележащие ( 6 0 . , , 1 0 0 см ).
Анализ полученных результатов показывает, что первая чаоть
промывной норда (5 ты с.м
3/га) по интенсивности выноса солей из
почвенной толща является наиболее продуктивной (р и с .1 ) . Общий
вынос солей из метровой толщи почвы составил при этом 0 ,6 1 6 и
0 ,6 4 7 $ соответственно при промывке пресной и сточной водой, а
вынос хлора - 0 ,3 9 2 и 0 ,4 1 3 $ ,
После подачи 5 гы с.м3/га состав остаточных солей несколько
сместился от хлоридного к сульфатному,- что объясняется повышен
ной подвижностью хлоридов. При этом тип остаточного засоления
при промывке пресной водой стал хлоридно-сульфатннм, а при про
мывке сточной водой - сульфатным.
Несмотря но т о , что промывной норлой 10 тыс.м3/га почва в
метровой толще полностью опреснилась как по плотному о статк у,
так и по хлору и сулъфат-иону, промывка была продолжена до общей
корда 15 тыс.м3/га в целях- изучения дальнейшего изменения очи
стительной способности почвы по отношению к санитарно-бактерио
логическим показателям.
..!
Анализ трех этапов- промывки с подачей 5 ; 10 и 15 тыс.м3/га
пресной и сточной годы показал, что по мере увеличения промыв-
- 9 -
- 10 -
Dostları ilə paylaş: |