Экономить и беречь
Какие же меры по предотвращению водного кризиса должны быть первоочередными? Известный гидрогеолог, член-корреспондент АН СССР В. Н. Кунин, ряд лет возглавлявший Институт водных проблем АН СССР, ответил на этот вопрос предельно просто:
— Начинать надо с экономии воды. Слишком велики ее непроизводительные потери. Возьмите, к примеру, оросительные системы Средней Азии. Сколько драгоценной влаги там теряется впустую, сколько просачивается, вызывая лишь засоление почв! Полезная отдача таких систем может быть намного выше. Вот. где резервы экономии!
Эту мысль Владимира Николаевича развивает его коллега — член-корреспондент АН СССР, нынешний директор Института водных проблем АН СССР Г. И. Воропаев:
— Пока проблема переброски части речного стока Европейского Севера и Сибири не решена, важнейшее и первостепенное значение будут иметь меры по более эффективному использованию местных водных ресурсов юга страны. Речь идет о комплексной реконструкции оросительных систем, совершенствовании поливной техники и мелиоративного режима. Реализация этих мер позволит сберечь 8—12 кубических километров воды в год. Кроме того, надо создавать новые водохранилища и наращивать объем уже построенных. Это позволит более рационально регулировать сток среднеазиатских рек в интересах сельского хозяйства, дать ему дополнительно 16— 18 кубических километров воды в год.
Итак, ведущие ученые подчеркивают: бережливое отношение к воде, борьба с ее потерями — вот главное направление сосредоточения наших коллективных усилий. Но для этого, очевидно, нужна психологическая перестройка многих людей, у которых до сегодняшнего дня не изжиты давно устаревшие представления о чистой пресной воде как о неисчерпаемом и бесплатном даре природы, не стоящем ни внимания, ни забот.
— Уже явным анахронизмом звучат иронические поговорки «Наше дело — сталь варить, ваше дело — воду лить», «Воду жалеть — и каши не сварить»,— говорит академик АН УССР Л. А. Кульский.— Ныне, когда «кашу варят» десятки тысяч крупных современных промышленных предприятий, и воду тоже надо жалеть, притом расходовать ее экономно, по-хозяйски.
Выращивание риса требует немало воды. Но не столько, сколько ее расходуется из-за несоблюдения элементарных требований агротехники. В частности, полагается время от времени выравнивать рисовые чеки, срезая образовавшиеся бугры и наращивая низины подсыпкой грунта. В хозяйствах, где эти операции не делаются, при поливе низины быстро заполняются влагой, а возвышения остаются сухими. Чтобы залить и их, оросители увеличивают расход воды.
Поливные излишки, стекая с чеков, вызывают засоление соседних полей. Для их промывки снова нужна вода. Словом, замкнутый круг… А ведь практика передовых хозяйств показала, что с успехом можно не только укладываться в нормы полива, но и намного снижать их. Этого достигают повторным закачиванием в чеки отработанной воды из дренажных систем. Такой способ широко применяется на Кзыл-Ордынском левобережном рисовом массиве в Южном Казахстане.
Много воды теряется в магистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных каналах. Как с этим мириться? Специалисты Всесоюзного института по проектированию рисовых систем («Союзгипрорис») решили исправить положение. Представленные ими расчеты показывают, что облицовка влагонепроницаемыми материалами только первой очереди канала длиной 80 километров сэкономит ежегодно 150 миллионов кубометров воды, которых хватит на орошение еще 14 тысяч гектаров пашни. Кроме того, это избавит от заболачивания и засоления более четырех тысяч гектаров примыкающих угодий.
Средства борьбы против фильтрации — просачивания воды из каналов известны: бетонирование русел, их уплотнение и заиливание, устилание рубероидом и полиэтиленовой пленкой. Укреплению берегов искусственных рек способствуют посадки ряда растений. Такая работа широко ведется в Голодной степи (Узбекистан). Используя бетонные лотки, здесь довели коэффициент полезного действия оросительных систем до 0,8—0,9.
— Переустройство существующей ирригационной сети позволяет на 40 процентов увеличить поливные площади без дополнительного притока из Аму-дарьи,— рассказывает заслуженный мелиоратор Узбекской ССР А. П. Соседко, который принял участие в разработке схемы комплексного использования водных ресурсов крупнейшей реки Средней Азии.
Горькие уроки «утечки из каналов» учтены при сооружении новых ирригационных систем. Русло строящегося Большого Алма-Атинского канала одевают в противофильтрационную рубашку. Ложе третьей очереди Большого Ставропольского канала устелено трехслойной «постелью» из тщательно подогнанных железобетонных плит, рубероида, полиэтилена. Лучший отечественный и зарубежный опыт гидротехнического строительства воплотил в себе Каховский магистральный канал — основная артерия первой очереди Каховской оросительной системы площадью 260 тысяч гектаров. По всей 130-километровой трассе канала обеспечена надежная защита от фильтрации. Расходование воды регулируется автоматикой. Головная насосная станция подымает 530 кубометров воды в секунду на 24-метровую высоту, после чего влага самотеком распределяется по строго рассчитанной схеме. Принципиальное отличие водораспределительных систем — закрытые трубопроводы, экономящие земельные площади и предотвращающие потери воды от испарения.
По четырем трубам (двухметрового диаметра каждая) течет в шахтерский край днепровская вода. Строители канала Днепр — Донбасс сделали его завершающий участок подземной рекой. Это решение продиктовано многими соображениями: трасса канала не вносит резких изменений в облик населенных пунктов и коммуникаций, сохраняются многие природные объекты. Открытый канал с его санитарной зоной отнял бы у землепользователей четыре тысячи гектаров плодородных полей. От магистральных труб проложены ответвления, дающие влагу новым оросительным системам общей площадью 50 тысяч гектаров.
Солидная экономия пресной воды, многие другие выгоды обеспечиваются дозированным подкорневым поливом сельскохозяйственных культур, капельно-инъекционным орошением, синхронно-импульсным микродождеванием, поливом, не боящимся ветра, и другими прогрессивными методами.
Лишняя вода растениям не нужна. Они, как и человек, как и животные, пьют столько, сколько нужно для утоления жажды. Эти идеи успешно осуществлены на практике. В колхозе имени Ленина Красногвардейского района Крымской области введена в эксплуатацию опытно-производственная система капельного орошения сада площадью 300 гектаров. Эффект не замедлил сказаться: процессы полива автоматизированы, влага в условиях засушливой зоны расходуется экономно. Разветвленная сеть полиэтиленовых трубок диаметром 10—12 миллиметров, проложенная одновременно с посадкой деревьев, очень напоминает кровеносную систему живого организма. Искусственные «сосуды» доставляют влагу и при надобности растворенные питательные вещества в строго дозированных количествах к прикорневой зоне растений. За режимом работ зорко следит электроника. Это одна из разработок сотрудников Украинского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации, который в свое время выступил инициатором широкого внедрения закрытых оросительных систем, где вода транспортируется подземными трубами. Ныне в этом институте создаются автоматизированные системы управления водораспределением. Одна из таких АСУ заботится о сорока тысячах гектаров полей Бортничского ирригационного комплекса под Киевом. Электроника информирует операторов, когда надо увлажнять тот или иной участок посевов, сколько воды для этого нужно. В создании системы приняли участие также ученые «Укргипроводхоза» и институтов ГДР.
Опираясь на опыт, полученный в Бортничах, сотрудники НИИ гидротехники и мелиорации в содружестве с проектными организациями разработали автоматизированную систему диспетчерского управления технологическими процессами на Каховской оросительной системе. Нововведение резко повышает эффективность работы, сокращает непроизводительные потери влаги.
А вот что говорят о выгодах капельного орошения агрономы: оно дает возможность в несколько раз сократить затраты труда; освобождает земледельцев от необходимости проводить междурядное рыхление почвы на виноградниках и в садах; на плантациях сохраняется почвенная структура; удобрения в нужных дозах вносятся непосредственно в те слои почвы, где расположены корни; сорняки не прорастают, поскольку влагу и питание получают только культурные растения, корневая система которых находится глубже.
И еще важное преимущество новшества: капельно-инъекционный полив можно с успехом применять на крутых склонах, где обычные способы орошения невозможны. Он исключает засоление и заметно уменьшает эрозию почвы. Значительно возрастает интенсивность роста молодых растений.
Полигон для испытания и отработки новых способов и техники полива создан неподалеку от Душанбе Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костикова. На опытные участки вода подается из Гиссарского канала. Лишь в начале пути она бежит по открытому бетонированному руслу, а затем прячется в трубы. Это сберегает значительную часть влаги от испарения. До 40 процентов воды экономит замена традиционного арычного метода полива капельным. Террасированные склоны холмов опоясаны трубками, исполняющими роль артерий и капилляров, аккуратно подведенных к каждому плодовому дереву, к каждой виноградной лозе. Хотя нигде не заметишь ни единой зря пролитой капли, растения выглядят в самый немилосердный зной свежими, сочными, хорошо плодоносят.
Не сразу заметишь следы полива и на опытных хлопковых полях: полибутиленовые трубы, снабжающие кусты хлопчатника влагой и растворенными минеральными удобрениями, проложены на глубине около 30 сантиметров. Они выходят на поверхность в виде воронок, из которых вода подается в бороздки между рядами растении. Бороздковый метод орошения, экономящий до 30 — 40 процентов влаги и не менее 10 процентов пригодной для посева земли (а ее немного в горной республике), был предложен еще в 1961 году ученым института имени А. Н. Костикова, доктором сельскохозяйственных наук Г. Ю. Шейн-киным и его сотрудниками. Это нашло отражение в названии: «система Шарова — Шейнкина». Она все шире применяется не только у нас в стране, но и за рубежом. Тем не менее ученые продолжают работать над ее дальнейшим совершенствованием.
Чтобы шире использовались для посевов традиционные «неудобья» — горные склоны, которыми изобилует Таджикистан, на полигоне разработали эффективную методику их орошения. Обычное дождевание растений, размещенных на склонах, как правило, нарушает структуру почвы, приводит к ее размыву, после чего плантации гибнут. Какой же выход из положения нашли сотрудники института имени А. Н. Костякова? Они решили не подавать на наклонно расположенные площадки большие дозы воды, как это делают распространенные дождевальные машины, а увлажнять посевы тугими измельченными струями воды, выбрасываемыми в воздух через каждые 25 — 30 секунд. Образующаяся водяная пыль как бы зависает над растениями на склонах и оседает на листве в виде росы. Такой полив получил название синхронно-импульсного микродождевания. Его реализация обеспечена специально разработанной для этого техникой, апробированной технологией.
Экономии поливной воды будет способствовать более тесное сотрудничество гидротехников с биологами. Знатоки физиологии растений призваны дать практикам четкие ответы на вопросы: часто ли надо поливать посевы и какие именно? В какой последовательности? С какими интервалами? Ведь в жизни растений есть периоды, когда орошение не нужно, даже противопоказано! Надо учитывать все многообразие условий и обстоятельств…
Мы говорили об огромном вреде, который наносят рекам и водоемам смываемые дождями с полей излишки минеральных удобрений. Эти излишки — результат того, что мы недостаточно знаем истинные потребности растений в подкормке и зачастую «перекармливаем» их. Подача удобрений в растворенном виде прямо к корням растений по искусственным «артериям» и «капиллярам» почти полностью предотвращает вынос неиспользованных удобрений в реки и водоемы. Обстоятельство немаловажное…
Каждая климатическая зона вносит в развитие ирригации свои коррективы. В Заволжье приходится считаться с таким существенным фактором, как ветры: они там дуют постоянно, независимо от того, жаркая или холодная погода. А надо заметить, что в поливном земледелии учитываются так называемые «ветровые» потери воды: при ветре 1,5 метра в секунду от испарения теряется примерно 5 процентов влаги, при ветре 5 метров в секунду — до 25 процентов. Как же быть, если в Заволжье и многих других районах страны ветры 10 — 12 метров в секунду летом почти постоянны? В совхозе «Энгельсский» Саратовской области успешно применен новый способ — приповерхностное дождевание. Его авторы — сотрудники Волжского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации (Энгельс).
Шланговые водовыпускные устройства движущихся по полю агрегатов зависают почти у самой земли. Растения получают порции влаги с очень близкого расстояния, и ветер просто не успевает их выхватить. Оригинальные аэраторы и насадки-распылители так преобразуют струю воды, что она не повреждает растений, не нарушает структуру почвы. Поэтому рассада приживается на этих полях без потерь, снижается себестоимость овощей, намного выше урожаи.
В поисках резервов экономии пресной воды мысль ученых и изобретателей изыскивает безвредные для живых существ вещества, которые, покрывая микроскопической пленкой поверхность водоемов, уменьшали бы испарение влаги из них. В знойных пустынях еще могут на совесть послужить человеку издревле известные подземные хранители влаги — глиняные такыры, где накапливаются мгновенно выпитые песками дожди.
В зоне пустынь, где открыты многие важные для страны месторождения полезных ископаемых, для выращивания овощей строятся оранжереи, стеклянные экраны которых ограждают овощные грядки от жаркого воздушного океана пустыни. Испаряемая листвой влага конденсируется на охладительных батареях и возвращается в емкости для нового орошения.
По сообщению журнала «Нью сайентист», одна из английских фирм разработала способ получения пористых гранул из полиакриламида, которые обладают удивительным свойством: способны впитывать и удерживать такую массу воды, которая в 40 раз превышает их собственную. Этим свойством гранул решили воспользоваться для существенного повышения водоудерживающей способности песчаных почв в засушливых зонах. Проведенные в Египте опыты показали, что подсолнечнику от посева до созревания потребовалось на 65 процентов меньше влаги, когда на кубометр песчаных почв добавляли три килограмма гранул из полиакриламида.
Экономия чистой пресной влаги обеспечивается и расширением применения в оросительном земледелии бытовых сточных вод. Это выгодно и в том отношении, что одновременно с водой посевы получают ценные органические и минеральные вещества. На базе орошения полей городскими стоками уже многие годы успешно функционируют хозяйства в Московской области, под Киевом (Бортничи), в Казахстане, ПНР, ГДР. Всесоюзный НПО «Прогресс» по сельскохозяйственному использованию сточных вод (город Купавна, Московская область) разработал эффективный метод использования жидких стоков животноводческих комплексов. Их в нашей стране образуется ежегодно до 500 миллионов тонн, и каждая тонна в среднем содержит 3 килограмма азота, 2,5 килограмма калия, 1 килограмм фосфора. Ученые Института коллоидной химии и химии воды АН УССР, а также подмосковного объединения в Купавне предложили в массовом порядке создавать вблизи животноводческих комплексов биологические оксидационные контактные стабилизационные пруды (БОКС-пруды), куда поступают стоки. Здесь они подвергаются обработке кислородом, обеззараживанию, после чего попадают на поля. Орошение и подкормка посевов сточными водами ныне в нашей стране уже превысили сто тысяч гектаров. Исследователь М. И. Львович пришел к выводу о реальной возможности к 2000-му году охватить таким способом полива значительное количество посевов.
Обнаружено, что рис, люцерна и некоторые другие сельскохозяйственные культуры могут довольствоваться и солоноватыми водами. Неприхотливы в этом отношении и некоторые животные, например овцы. Учет таких возможностей становится ощутимым резервом в решении проблемы жажды.
Интересные эксперименты с водой Каспийского моря начала в 1972 году группа сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации под руководством доктора геолого-минералогических наук Ольги Грамматикати. Используя влагу Каспия для полива, ученые вырастили на его западном берегу, в Дагестане, лесополосу длиной в полтора километра и шириной в полкилометра. Ее составили декоративные кустарники — лох, тамариск, аморфа. Они росли так хорошо, что уже через два года после посадки саженцев отдыхающие на побережье скрывались в их тени от зноя. Успех достигнут благодаря удачному подбору как посадочного материала, так и почвы, не превращающейся в солончак. В то же время изучение «пищевых» качеств морской воды убедило исследователей, что в ней растворены весьма полезные для растений минеральные соли, а также необходимые, готовые к употреблению газы — кислород, азот, двуокись углерода. В этот «рацион» входят также содержащиеся в небольших количествах органические вещества. Главная опасность, угрожающая растениям при поливе минерализованной водой,— вредное воздействие хлоридов. Но песчаный грунт, где выросла лесополоса, пропускает сквозь себя влагу столь быстро, что хлориды не успевают осесть в прикорневых почвенных слоях — уходят глубже.
Огромную экономию питьевой воды обеспечивает система промышленного водоснабжения, построенная на юго-востоке Москвы. Она подает на предприятия очищенные коммунальные и промышленные стоки. Свыше двух миллионов кубометров их ежедневно очищается и обеззараживается на Курьяновской станции аэрации. Отсюда вода для технологических нужд по специальным трубопроводам поступает на заводы «Серп и молот», первый подшипниковый, малолитражных автомобилей имени Ленинского комсомола и другие. В дальнейшем система будет обслуживать около двадцати предприятий столицы.
comments powered by HyperComments