Створення конструкцій екологічно чистих гідромеліоративних систем

Слід зазначити, що промивка – не простий процес розчинення солей і вилучення сольового розчину. Під час промивки, особливо мінералізованою водою, відбуваються внутрішньогрунтові динамічні процеси і реакції обміну між розчиненими солями грунту і промивної води з одного боку та поглинутими катіонами - з іншого. Вимивання з грунту розчинених сполук при промивці проходить у відповідності з умовами розчинення, зумовленими присутністю інших солей. Процес цей навіть при звичайних умовах є складним і залежить від цілого ряду факторів, з яких найголовнішими є ступінь і тип засолення грунтів, механічний склад грунтів, глибина залягання рівня грунтових вод, умови водовідведення тощо.

Відомо, що інтенсивність вимивання солей з глинистих грунтів значно менша, ніж із суглинистих. Сульфат-йон вимивається порівняно слабко і більш рівномірно. Однак прослідковується деяка залежність інтенсивності його вилучення від ступеня мінералізації промивної води. Магній, порівняно з кальцієм, вимивається повніше та рівномірніше. Кількість йонів, у тому числі і магнію, що міститься в промивних водах, помітно не впливає на інтенсивність вимивання магнію. Слабкіше, ніж інші катіони, вимивається кальцій. З сульфатів найповільніше видаляється сульфат натрію, особливо якщо промивка ведеться дренажною водою з мінералізацією 5,9 г/л. Ступінь мінералізації промивних вод майже не впливає на процес вимивання сульфату магнію. Під впливом промивки, як прісною, так і дренажною водою покращується сольовий склад грунту. Грунти із сульфатно-хлоридним засоленням за рахунок промивки, в основному хлоридів, переходять в сульфатний тип засолення з малою кількістю гіпсу. Різко знижується вміст натрію, а доля кальцію збільшується.

Промивний ефект колекторно-дренажних вод залежить не лише від загальної мінералізації, але і від якісного складу солей. Якщо у промивній воді  , то у грунті відбувається солонцевий процес. При цьому грунт втрачає структуру, запливає, ущільнюється, що приводить до різкого зниження ефективності промивок (табл. 11).

 

Таблиця 11

Показники оцінки придатності дренажних вод для капітальної промивки

Категорія води Загальна мінералізація, г/л Хлор-йон, г/л Загальна лужність (НСО-3), г/л Гіпс, г/л Відноше-ння  

 

І. Придатна для промивки грунтів з будь-яким ступенем і типом засолення до ступеня слабозасоленого до 3 до 0,5…0,9 до 0,3 до 0,7 0,8…1,0

ІІ. Придатна для промивки сильнозасолених грунтів до ступеня середнього засолення до 5 до 1,5…2,0 до 0,5 до 1,5 1,0…1,2

III. Придатна для промивки сильнозасолених грунтів сульфатним типом засолення до ступеня середнього засолення до 5,0 до 2,5 до 0,5 до 1,0 2,0…2,5

IV. Придатна для промивки на солончаково-засолених грунтах нейтрального засолення до ступеня середнього або сильного засолення до 10 до 2…2,5 до 0,5 до 2,0 1,5…2,0

 

При високому вмісті солей натрію, особливо соди, у промивній воді, грунти осолонцьовуються. Солонцевий процес залежить також від концентрації та хімічної природи солі натрію. Визначальною умовою успішного розсолення земель при використанні на промивку дренажної води є добра дренованість масиву, що промивається. Опріснення грунту при використанні на промивку як прісної, так і дренажної води з різним ступенем мінералізації іде до глибини до 2 м. Таким чином при застосуванні на промивку слабомінералізованих вод, що містять нейтральні солі натрію та мають високий вміст солей кальцію, можна очікувати найбільшого меліоративного ефекту.

 

 

Покращення якості колекторно-дренажних вод, що використовуються на зрошення, може бути досягнуте доданням у воду різних хімічних речовин (меліорантів). Цей метод грунтується на теорії еквіваленту обмінного натрію, тобто доза хімічної речовини, яка застосовується, повинна бути еквівалентна кіллькості обмінного натрію, яка заміщується. Хімічну меліорацію зрошувальної води слід проводити при надлишковій кількості натрію (більше 40 % від суми катіонів), а також при вмісті катіонів магнію більше 50 % від суми катіонів кальцію та магнію (розрахунок необхідної кількості хіммеліоранту проводиться по спеціальних залежностях та номограмах). 

У розрахунку норми хіммеліоранту необхідно враховувати кількість різних чистих меліоруємих речовин, що еквівалентне (хімічно) чистому гіпсу, т: гіпс (  - 1,0; хлористий кальцій ( ) - 0,85; вапняк ( ) - 0,58; сірка (S) - 0,19; сірчана кислота ( ) - 0,57; сульфат заліза ( ) - 1,62; сульфат алюмінію ( ) - 1,29; полісульфід кальцію ( ) з 24 % сірки - 0,77.

Для внесення хіммеліорантів у грунт з поливною водою використовується спеціальна гідроциклонна установка. Її встановлюють на водовипусках з водойм або біля насосних станцій, що подають воду в зактриту зрошувальну мережу. Внесення хіммеліорантів з поливною водою у 2…3 рази ефективніше, ніж внесення безпосередньо у грунт.

Вибір хіммеліоранту проводиться на основі еколого-техніко-економічних розрахунків і за реакцією грунту після