Аннотация

Цель: исследование возможностей теоретической оценки химического состава дренажных вод, отводимых с сельскохозяйственных полей, при помощи математического инструментария. 

Материалы и методы анализа. Материалами послужили полученные зарубежными и российскими учеными, в т. ч. и самим автором, данные исследований химического состава коллекторно-дренажных вод, отводимых с сельскохозяйственных полей. В качестве методов использован комплексный анализ и обобщение полученных данных. 

Результаты и обсуждение. Поступление воды в почву сопровождается рядом процессов, обуславливающих миграцию элементов в ней и формирование физико-химических характеристик. Химический состав дренажных вод обусловлен химическим составом почв и других сопредельных сред (водные объекты, подстилающие породы и т. д.) и является результатом естественного процесса формирования геоландшафта и динамики его существования. Основным детерминантом будет являться распределение площадей с различными типами, подтипами и видами почв, а также с различными скоростями инфильтрации, что определяется видом почв и плотностью горизонтов. Инфильтрация для сельскохозяйственных полей имеет сезонную динамику, определяемую как способом обработки почв, так и видом и стадией развития культивируемых растений. В работе предложена модель для определения баланса химических веществ. 

Выводы. Прогнозируя состав дренажного стока, можно определять как количество химических соединений, которые могут поступить в водный объект за определенный период времени, так и динамику химических веществ в почвах с целью корректировки сроков и норм внесения удобрений. Предложенная модель для теоретической оценки химического состава дренажных вод, отводимых с сельскохозяйственных полей, позволит составлять прогнозы баланса веществ между агроэкосистемой и приемниками этих вод. Точность исследования и прогноза с помощью инструментария математического моделирования напрямую зависит от точности калибровки предложенной модели.

10.31774/2658-7890-2022-4-3-1-19

Для цитирования

Манжина С. А. Возможности оценки химического состава дренажного стока с сельскохозяйственных полей // Экология и водное хозяйство. 2022. Т. 4, № 3. С. 1–19. https://doi.org/10.31774/2658-7890-2022-4-3-1-19.

Список литературы

1. Теодоронский В. С., Сабо Е. Д., Фролова В. А. Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры: учеб. для студентов высш. учеб. заведений / под ред. В. С. Теодоронского. 4-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2019. 397 с. 

2. Инженерная защита территории от затопления и подтопления. Актуализированная редакция СНиП 2.06.15-85: СП 104.13330.2016: утв. М-вом стр-ва и жилищ.-коммун. хоз-ва Рос. Федерации 16.12.16: введ. в действие с 17.06.17. М.: Стандартинформ, 2017. 26 с.

3. Расчет параметров дренажа на орошаемых землях. Пособие к ВСН 33-2.2.03-86. М., 1990. 140 с.

4. Миронов К. В. Справочник геолога-угольщика: справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1991. 363 с.

5. Экология: учебник / В. В. Денисов [и др.]. М.: Вуз. кн., 2002. 728 с.

6. Стрельбицкая Е. Б., Соломина А. П. Регулирование нагрузки осушительно-увлажнительных систем на водные объекты // Природообустройство. 2018. № 4. С. 98–104.

7. Кожанов А. Л., Кириленко А. А., Грушко Д. В. Оценка потенциала дренажного стока в России для использования в целях увлажнения с применением осушительно-увлажнительных систем // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 3. С. 1–18. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1211 (дата обращения: 01.06.2022). DOI: 10.31774/2712-9357-2021-11-3-1-18.

8. Дрововозова Т. И., Паненко Н. Н., Манжина С. А. Оценка пригодности воды из открытых коллекторов Семикаракорского района Ростовской области для орошения // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2020. № 3(39). С. 154–169. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1144 (дата обращения: 01.06.2022). DOI: 10.31774/2222-1816-2020-3-154-169.

9. Экологическое обоснование применения дренажного стока при орошении сельскохозяйственных угодий / Д. Г. Васильев, В. Ц. Челахов, Ю. Е. Домашенко, С. М. Васильев // Экология и водное хозяйство [Электронный ресурс]. 2019. № 3(03). С. 1–13. URL: http:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=34 (дата обращения: 01.06.2022). DOI: 10.31774/2658-7890-2019-3-1-13.

10. Химический состав коллекторно-дренажного стока в открытых каналах Семикаракорского района / Т. И. Дрововозова, Т. Ю. Кокина, С. А. Марьяш, Е. С. Кулакова // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2019. № 4(36). С. 88–99. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1019 (дата обращения: 01.06.2022). DOI: 10/31774/2222-1816-2019-4-88-99.

11. Муромцев Н. А., Шуравилин А. В., Пивень Е. А. Содержание химических веществ в дренажных и речных водах долины реки Москвы и особенности их миграции // АГРО XXI. 2008. № 1–3. С. 46–48.

12. Захаров Р. Ю., Волкова Н. Е. Предупреждение развития экологически опасных процессов на ранее орошаемых землях в Крымском регионе // Экономика строительства и природопользования. 2018. № 2(67). С. 35–42.

13. Agricultural Drainage. Bulletin 871-98. Beneficial and Adverse Water Quality Impacts of Drainage / Ed.: L. A. Zucker, L. C. Brown; Ohio State University. 1998. 91 р.

14. Tanji K. K., Kielen N. C. Agricultural drainage water management in arid and semi-arid areas. FAO irrigation and drainage paper 61 / Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, 2002. 190 р.

15. Frankenberger J., Kladivko E. Agricultural and environmental impacts of drainage [Electronic resource]. URL: https:engineering.purdue.edu/SafeWater/Drainage/drainintro.htm [date of access: 01.06.2022].

16. Management of agricultural drainage water quality. Water Reports 13 [Electronic resource] / Ed.: C. A. Madramootoo, W. R. Johnston, L. S. Willardson; FAO. Rome, 1997. URL: https:www.fao.org/3/w7224e/w7224e00.htm#Contents [date of access: 01.06.2022].

17. Zubarev V. A., Mazhaysky Yu. A., Guseva T. M. The impact of drainage reclamation on the components of agricultural landscapes of small rivers // Agronomy Research. 2020. 18(4). Р. 2677–2686. https:doi.org/10.15159/ar.20.218.

18. Дрововозова Т. И., Кириленко А. А. Проблема «солевого загрязнения» природных вод Ростовской области, приуроченных к орошаемому массиву // Экология и водное хозяйство [Электронный ресурс]. 2021. Т. 3, № 3. С. 55–71. URL: http:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=122 (дата обращения: 01.06.2022). DOI: 10.31774/2658-7890-2021-3-3-55-71.

19. Efficiency of mitigation measures targeting nutrient losses from agricultural drainage systems: A review / M. V. Carstensen, F. Hashemi, C. C. Hoffmann, D. Zak, J. Audet, B. Kronvang // Ambio. 2020. 49. P. 1820–1837. https:doi.org/10.1007/s13280-020-01345-5.

20. Гидрохимический режим и качество грунтовых вод застроенных территорий на юге Ростовской области / А. М. Никаноров, Д. Н. Гарькуша, Е. А. Зубков, О. Б. Барцев, Л. И. Минина // Водные ресурсы. 2018. № 2(45). С. 171–178. DOI: 10.7868/S0321059618020062.

21. Тернов А. Ф. Гидравлика грунтовых вод: учеб. пособие. Томск: Изд-во Том. гос. архитектур.-строит. ун-та, 2010. 63 с.

22. Macheleidt W., Nestler W., Grischek T. Determination of hydraulic boundary conditions for the interaction between surface water and groundwater // Geological Society London Special Publications. 2002. 193(1). P. 235–243. http:dx.doi.org/10.1144/GSL.SP.2002.193.01.17.

23. Бабиков Б. В., Пахучий В. В. Гидротехнические мелиорации (осушение лесных земель): учеб. пособие / Сыктывк. лес. ин-т. Сыктывкар: СЛИ, 2014. 160 с.

24. Мамонтов В. Г., Гладков А. А., Кузелев М. М. Практическое руководство по химии почв: учеб. пособие / М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, Рос. гос. аграр. ун-т – МСХА им. К. А. Тимирязева. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2012. 225 с.

25. Орлов Д. С. Химия почв: учебник. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. 376 с.

26. Кац Д. М., Пашковский И. С. Мелиоративная гидрогеология. М.: Агропромиздат, 1988. 256 с.

27. Дрововозова Т. И., Паненко Н. Н., Чигрин А. А. Изучение динамики химических элементов в орошаемых почвах Семикаракорского района Ростовской области // Охрана биоразнообразия и экологические проблемы природопользования: сб. ст. всерос. (нац.) науч.-практ. конф. 2020. С. 103–105.

28. Залесов С. В., Тукачева А. В. Гидролесомелиорация избыточно увлажненных земель. Термины, понятия и определения: учеб. пособие. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2018. 67 с.

29. Мелиорация земель / А. И. Голованов [и др.]; под ред. А. И. Голованова. М.: Колос, 2011. 824 с.

30. Дрововозова Т. И., Марьяш С. А. Определение объемов дренажного стока с орошаемых земель Семикаракорского района Ростовской области // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 130-летию со дня рождения акад. Б. А. Шумакова. Новочеркасск: Лик, 2019. С. 103–106.