Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Хімія

Методичний підхід до визначення якості природних вод і заходів з її поліпшення при використанні для зрошення ґрунтів чорноземного (реферат)

Багаторічними дослідами, проведеними на зрошувальних системах півдня України, встановлено, що за 20-40 років зрошення грунти неоднозначно реагують на поливи. В одних випадках мінливість складу і властивостей зрошуваних грунтів незначна, встановлюється лише направленість грунтотворних процесів. В других - зміни піддаються кількісній оцінці. В деяких випадках - можливі суттєві зміни, які впливають на родючість грунтів.

Найбільш активно діючим фактором у формуванні грунтово-меліоративного стану зрошуваних земель є хімічний склад поливної води. При цьому, найменш шкідливою за хімічним складом для грунтів є вода гідрокарбонатного кальцієвого складу з мінералізацією 0,6-1,0 г/л, найбільш шкідливою - хлоридна натрієва і сульфатна натрієва з загальним вмістом солей 1,5-2,5 г/л і більше. Отже поливна вода одних джерел зрошення відповідає вимогам еколого-безпечного землеробства, інших - ні.

Аналіз літературних [1-6] і отриманих у процесі тривалих (1979-1998 рр.) особистих досліджень результатів [7-10] свідчить, що загальна мінералізація поливної води на зрошувальних системах півдня України змінюється в досить широких межах від 0,3 до 3,5 і більше г/л, і залежить, в основному, від її якості в джерелі зрошення (табл.1).

Основними природними джерелами зрошення земель півдня України є води рік Дніпро, Дунай, Дністер, Південний Буг, Інгулець, Інгул; озер Китай, Сасик, Ялпуг, Катлабух, Кугурлуй, Кагул (табл.2). Води перших чотирьох рік відносяться до прісних, де загальна мінералізація не перевищує 0,3-0,6, в окремих випадках сягає 0,7 г/л, а в хімічному складі переважають гідрокарбонатні та кальцієві іони [1,3,6-8]. Води всіх інших джерел зрошення відносяться до слабомінералізованих, мінералізація яких змінюється в межах 1-3 г/л, а вода ріки Інгулець [9,11,12] і озера Китай [13] в окремі періоди перевищує ці показники на 0,5-0,7 г/л.

У хімічному складі води природних джерел зрошення переважають основні шість іонів: HCO3-, Cl-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, на долю яких припадає більше 95 % від загального вмісту солей. Отже, перевага тих чи інших іонів визначає як загальну мінералізацію води, так і її придатність для зрошення.

Для запобігання негативних процесів у грунтоутворенні, збереження і відновлення родючості грунтів зрошувальну воду перед подачею на поля зрошення необхідно попередньо готувати. Підготовка води до поливів передбачає внесення кальцієвих солей для покращання хімічного складу, ліквідацію кислотності шляхом внесення лугів, зниження лужності середовища, нейтралізацію соди при використанні кислот. Саме на іригаційній оцінці якості, можливості меліоративного покращання хімічного складу поливної води базується запропонована класифікація.

Іригаційна класифікація передбачає поділ води в джерелах зрошення на шість класів:

- придатна для зрошення без внесення хімічних меліорантів;

- потребує зниження лужності перед поливом;

- потребує насичення кальцієвими солями;

- потребує зниження лужності і насичення кальцієвими солями;

- потребує зниження лужності, насичення кальцієвими солями і розбавлення прісною водою;

- непридатна для зрошення.

Кожен з класів природних вод за величиною загальної мінералізації, величиною водневого показника рН, вмістом найбільш важливих головних іонів, співвідношенням вмісту Na+ до вмісту Са2+ поділено на підкласи: в першому - п'ять, другому - шість, в третьому, четвертому, п'ятому - по три (табл.1). Доцільність поділу природних вод в класах на підкласи полягає у визначенні впливу непідготовленої води на зміни і властивості грунтів та в виборі кількості необхідного меліоранту для поліпшення хімічного складу. Більше того, вода природних джерел в залежності від пори року може відноситись до різних підкласів, а то і класів. Таким чином, запропонована класифікація базується на загальноприйнятих характеристиках якості води і охоплює лише найважливіші з них.

За загальною мінералізацією, та впливом поливної води на зрошувані грунти в іригаційній класифікації природні джерела поділено на наступні класи:

до 0,6 г/л

-

дуже прісна;

0,6-1,0г/л

-

прісна;

1,0-1,5г/л

-

солонувата;

1,5-2,2г/л

-

помірно солона;

2,2-3,0г/л

-

солона;

більше 3,0г/л

-

дуже солона.

За величиною водневого показника рН, яка визначає реакцію водного середовища та вміст аніонів СО32- природні води класифікуються так:

5 > рН > 4

-

дуже кислі;

6 > рН > 5

-

середньо кислі;

7 > рН > 6

-

слабокислі;

рН = 7

-

нейтральні;

8 > рН > 7

-

слаболужні;

9 > рН > 8

-

середньо лужні;

10 > рН >9

-

сильнолужні.

При величині водневого показника рН більше 8,2 в водах фіксується вміст карбонатів (СО ) і їх вміст збільшується прямопропорційно збільшенню величини рН. Отже, в класифікації немає потреби дублювати обидва показники.

За співвідношенням вмісту Na+ до вмісту Са2+ і можливістю насичувати природні води кальцієвими солями їх слід розділити на наступні групи:

- 1,0 > > 0 - не потребує насичення кальцієвими солями;

- 2,5 > >1,0 - дуже добре і швидко насичується кальцієвими солями

меліоранту (фосфогіпсу); - 4,0 > > 2,5 - добре насичується кальцієвими солями меліоранту при механічному перемішуванні води з фосфогіпсом;

- 5,0 > > 4,0 - насичується кальцієвими солями при тривалому механічному перемішуванні води з меліорантом;

- 6,0 > > 5,0 - важко насичуються кальцієвими солями, потребують

постійного механічного перемішування води з фосфогіпсом;

- > 6,0 - при насиченні співвідношення вмісту Na+ до вмісту Са2+ не вирівнюється.

Виходячи з вище наведених аргументів, до першого класу іригаційної класифікації віднесено дуже прісні, прісні, солонуваті, помірно солоні, солоні природні води з мінералізацією до 3,0 г/л, величиною рН 6,5-7,5, гідрокарбонатного кальцієвого складу, вмістом натрію менше 33%, вмістом кальцію більше 33% від суми катіонів, вмістом хлору менше 10 м.екв/л, співвідношенням вмісту натрію до кальцію менше одиниці, а натрію до суми кальцію та магнію меншим 0,7. За загальним вмістом солей в природних водах першого класу та їх впливом на зрошувані грунти виділено п'ять підкласів: до 0.6г/л; 0,6-1,0г/л; 1,0-1.5г/л, 1,5-2,2г/л, 2,2-3,0г/л.

Тривале зрошення грунтів дуже прісною водою веде до інтенсивного розчинення і виносу солей, опріснення кореневого шару, вимивання карбонатів, зниження ємкості поглинання. Отже така вода є обмежено придатною для зрошення. До першого підкласу першого класу відносяться води рік Дніпро, Дунай, Дністер, Південний Буг.

До другого підкласу віднесено прісні дренажно-скидні води Краснознам,янської, Каланчакської і інших зрошувальних систем Причорномор'я, води рік Криму (Карасу, Салгір і інші), грунтові води зрошуваних масивів Придніпров'я.

До третього підкласу першого класу віднесено солонуваті дренажно-скидні води Причорномор'я, грунтові та підземні води і води ріки Інгул в окремі періоди року.

Виділені четвертий та п'ятий підкласи є чисто теоретичними, так як природних поверхневих вод з мінералізацією 1,5-3,0 г/л гідрокарбонатного кальцієвого складу майже не буває. Таку воду мають деякі підземні водоносні горизонти.

Таким чином, до першого класу віднесено природні води, які можна використати для зрошення земель без внесення хімічних меліорантів.

За хімічним складом та мінералізацією до другого класу іригаційної класифікації потрапили ті ж природні води що й до першого, але з нижчою чи вищою величиною водневого показника рН, які потребують зміни реакції водного середовища.

В перший підклас другого класу віднесено дуже кислі води, другий - середньокислі, третій - слабокислі, четвертий - слаболужні, п'ятий - середньолужні, шостий - сильнолужні з загальною мінералізацією до 3 г/л, гідрокарбонатного кальцієвого складу (табл.1). В зонах зрошення природних вод з кислою реакцією водного середовища майже немає.

Характерною ознакою виділеного класу є потреба в ліквідації кислотності кислих вод шляхом внесення лугів та в зниженні лужності лужних вод шляхом внесення кислот в воду перед поливами. Води природних джерел першого класу можуть неодноразово за вегетаційний період переходити в другий клас і навпаки. Єдиною відмінністю між класами є величина водневого показника рН.

В третій клас об'єднано природні прісні, солонуваті та помірно солоні води з мінералізацією до 2,2 г/л, величиною рН менше 8,0-8,5, хлоридного натрієвого, сульфатного натрієвого типу, які можуть бути насичені кальцієвими солями до вирівнювання відношення вмісту Na+ до вмісту Са2+ і використані для зрошення грунтів всіх типів. Обмеження мінералізації вод до 2,2 г/л в класі пов'язано з тим, що при насиченні кальцієвими солями їх мінералізація зростає на 0,8-1,0 г/л, а використання природних вод з мінералізацією більше 3,0 г/л може викликати засолення грунтів.

Поділ на підкласи проведено за рівнем загальної мінералізації, величиною рН, вмістом натрію і кальцію, співвідношенням катіонів, потребою в меліоранті. Перший підклас це води з мінералізацією менше 1 г/л, величиною рН меншою 8,0, співвідношенням Na+ до Са2+ 1,0-2,5, а Na+ до суми Са2+ + Mg2+ більшим 0,7; другий - 1,0-1,5 г/л, 8,3, 2,5-4,0, 0,9 і третій - 1,5-2,2 г/л, 8,5, 4,0-6,0, 1,2 відповідно.

До третього класу відносяться природні води рік: Інгулець, Інгул, Сарата, Когильник; придунайських озер: Сасик, Китай, Ялпуг, Кугурлуй,

Катлабух, Кагул.

Таблиця. класифікація природних вод України, які використовуються для зрошення грунтів чорноземного типу

 

Іригаційні параметри

Назва

Під-

Мінера-

Одиниці

% - екв

м. екв/л

Класу

клас

лізація, г/л

РН

Na

Ca

Cl

Придатна для

1.1

< 0,6

6.5-7.5

< 33

> 33

< 2.0

≤ 1

≤ 0,7

Зрошення без

1.2

0,6-1,0

6,5-7,5

< 33

> 33

< 4,5

≤ 1

≤ 0,7

Внесення

1.3

1,0-1,5

6,5-7,5

< 33

> 33

< 7,0

≤ 1

≤ 0,7

Хімічних

1.4

1,5-2,2

6,5-7,5

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

Меліорантів

1.5

2,2-3,0

6,5-7,5

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

Потребує

2.1

< 3,0

4,0-5,0

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

зміни реакції

2.2

< 3,0

5,0-6,0

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

водного середовища

2.3

< 3,0

6,0-6.5

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

(внесення сірчаної,

2.4

< 3,0

7,5-8,0

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

азотної чи ін.

2.5

< 3,0

8,0-9,0

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

кислоти)

2.6

< 3,0

9,0-10

< 33

> 33

<10,0

≤ 1

≤ 0,7

Потребує насичення

3.1

<1,0

≤ 8,0

> 33

< 33

<7,0

1,0-2,5

> 0,7

кальцієвими солями

3.2

1,0-1,5

≤ 8,3

> 40

< 25

<14,0

2,5-4,0

> 0,9

(фосфогіпс, гіпс і ін.)

3.3

1,5-2,2

≤ 8,5

> 50

< 15

<16,0

4,0-6,0

> 1,2

Потребує зниження

4.1

<1,0

> 8,0

> 33

< 33

< 7,0

1,0-2,5

> 0,7

лужності і насичення

4.2

1,0-1,5

> 8,3

> 40

< 25

<14,0

2,5-4,0

> 0,9

кальцієвими солями

4.3

1,5-2,2

> 8,5

> 50

< 15

<16,0

4,0-6,0

> 1,2

потребує зниження рН,

5.1

2.2-3.0

>8.0

>45

<20

<20,0

3,0-4,0

>1.0

насичення кальцієвими

5.2

2.2-3.0

>8.3

>50

<15

<20,0

4,0-5,0

>1.2

солями, розбавлення прісною водою

5.3

2.2-3.0

>8.5

>55

<10

<20,0

5,0-6,0

>1.4

Непридатна для зрошення

6

>3.0

>8.0

>65

<10

>20,0

>6.0

>1.6

 

До четвертого класу віднесено ті ж джерела природної води, що й до третього за хімічним складом і загальною мінералізацією, але зі значно вищою величиною рН, а відповідно і концентрацією карбонат-іонів. Води природних джерел четвертого класу запропонованої класифікації перед поливами потребують одночасного зниження лужності, нейтралізації соди та насичення кальцієвими солями. Один з прийомів підготовки не дозволяє довести якість поливної води до необхідної.

Слід відмітити, що в природних водах з ростом загальної мінералізації зростає і розрив у співвідношенні вмісту Na+ до вмісту Са2+. Як правило, в водах з мінералізацією до 1,5 г/л це співвідношення не перевищує 2.5, а в водах з мінералізацією більше 2,2 г/л - меншим 4,0 не буває.

До п'ятого класу віднесено солоні природні води з мінералізацією 2,2-3,0 г/л, середньо- сильнолужною реакцією водного середовища, співвідношенням вмісту Na+ до вмісту Са2+ більшим за 3,0, а Mg2+ до суми Mg2++Са2+ більшим 0,6. Клас має три підкласи, які виділено за вмістом катіонів і їх співвідношенням. Перший підклас складають природні води з співвідношенням вмісту Na+ до вмісту Са2+ 3,0-4,0, другий - 4,0-5,0 і третій підклас - 5,0-6,0.

До цього класу відносяться природні води ріки Інгулець, озер Сасик, Китай в окремі періоди року.

Шостий клас це непридатні для зрошення води з мінералізацією більше 3,0 г/л співвідношенням вмісту Na+ до вмісту Са2+ більшим 6,0, вмістом хлору більше 20 м.екв/л, сульфатів більше 20 м.екв/л і вмістом Na+ більше 65% від суми катіонів.

ВИСНОВКИ. 1. природні води озер, річок, каналів, водоймищ, підземних водоносних горизонтів які використовуються для зрошення земель півдня України необхідно розглядати, як природні розчинники, які вміщують різні речовини, кількість і склад яких формує найважливіші якості води і можливість її практичного використання;

2. Загальна мінералізація природної води слугує попередньою оцінкою якості і є домінуючою при визначенні підкласів;

3. Величина водневого показника рН, вміст і співвідношення катіонів є тими показниками природної води, які визначають потребу в необхідності хімічної меліорації;

4. Природні води хлоридного натрієвого, сульфатного натрієвого типів з загальною мінералізацією до 2,2 г/л, вмістом натрію до 20 м.екв/л можуть бути насичені кальціевими солями фосфогіпсу і використані в зрошуваному землеробстві;

5. Запропонована класифікація може стати основою розробки єдиного Державного стандарту на поливну воду.

 

Список літератури

1. Алёкин О.А. К вопросу о химической классификации природних вод. // Вопросы гидротехники. - Л.: Гидрометиздат, 1946. - 240 с. 2. Алёкин О.А. Общая гидрохимия. - Л. : Гидрометеоиздат, 1948. - 208 с. 3. Алмазов А.М. Гидрохимия устьевых областей рек. - К. : Изд-во АН УССР, 1962. - 256 с. 4. Буданов М.Ф. Система и состав контроля за качеством природних и сточних вод при использовании их для орошения. К. : Урожай, 1970. -48 с. 5. Хруслова Т.Н. Критерии ирригационной пригодности вод зоны перспективного орошения // В кн. "Обеспечение экологической надёжности мелиоративних объектов”. К. : Урожай, 1987, с. 92-101. 6. Вишневський В.І. Антропогенні зміни річкового стоку Дністра // Меліорація і водне господарство, К, 1994. - Вип. 81, с. 55-63. 7. Лозовіцький П.С. Гідрохімічна характеристика і іригаційна оцінка води основних джерел зрошення півдня України // Меліорація і водне господарство, К, 1997. - Вип. 84, с. 71-83. 8. Лозовіцький П.С. Хімічний склад поливної води у каналах Каховської зрошувальної системи // Меліорація і водне господарство, К, 1994. - Вип. 81, с.9-13. 9. Лозовіцький П.С. Обгрунтування необхідності хімічної меліорації поливної води Інгулецької зрошувальної системи // Гідротехніка і меліорація в Україні, № 2, К., ІГіМ, 1993, с. 128-137. 10. Лозовіцький П.С. Класифікація природних вод України за іригаційними показниками //Меліорація і водне господарство, 1998. Вип. 85. - с. 50-56. 11. Буданов М.Ф., Мошинська І.К. Вплив зрошення на грунтові та гідрогеологічні умови Інгулецького масиву // Зрошення, вип. 81/7, Держсільгоспвидав УРСР, 1962, с.4-27. 12. Мусиенко А.В. Влияние оросительной води на засоление и осолон цевание почв Ингулецкого массива // Мелиорация и водное хозя йство, К, 1968. - Вип. 9, с.69-77. 13. Корж А. Осололонцевание почв при орошении минерализованными водами // Водное хозяйство, К., 1966. - Вип. 4, с.113-120.




Реферат на тему: Методичний підхід до визначення якості природних вод і заходів з її поліпшення при використанні для зрошення ґрунтів чорноземного (реферат)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2017. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.