Основные принципы создания ресурсосберегающих технологий орошения в новом тысячелетии

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.671

ТарГУ имени М.Х

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ОРОШЕНИЯ В НОВОМ ТЫСЯЧЕЛЕТИИ

Мустафаев Ж.С.

Козыкеева А.Т.

Научно-технический прогресс - это непрерывный процесс открытия новых знаний и применения их в общественном производстве, позволяющий по-новому соединять и комбинировать имеющиеся ресурсы в интересах увеличения выпуска высококачественных конечных продуктов при наименьших затратах. В широком смысле на любом уровне экономики - под научно-техническим прогрессом подразумевается создание и внедрение новой инновационной технологии, позволяющие рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды.

Поэтому по мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий, как стратегическое направление устойчивого развития.

Понятие безотходной технологии, в соответствии с Декларацией Европейской экономической комиссии ООН означает практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и защитить окружающую среду.

В 1984 году эта же комиссия ООН приняла более конкретное определение данного понятия: «Безотходная технология представляет собой такой способ производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы производства потребления вторичных ресурсов, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Однако эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, то есть не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет, оно противоречит второму началу термодинамики (вторым началом термодинамики считается полученное опытным путем утверждение о невозможности построения периодически действующего устройства, которое совершает работу за счет охлаждения одного источника теплоты, то есть вечного двигателя второго рода), то есть отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем, другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. ресурсосберегающий мелиорация сельскохозяйственный водный

Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, предельно-допустимого уровня техногенных нагрузок природной системы. При этом по техническим и организационным или другим причинам часть природных ресурсов может переходить в отходы и направляться вторичному взаимодействию природными системами.

Основными принципами разработки ресурсосберегающих техники и технологических схем в области мелиорации сельскохозяйственных земель базируются на малоотходных или безотходных технологиях и должны являться [1-5]:

- принцип системности - самый основной, в соответствии с ним каждый отдельный технологический процесс орошения рассматривается как элемент динамичной системы всего производства сельскохозяйственных культур в агроландшафтных системах;

- комплексность использования природных ресурсов, то есть этот принцип требует максимального использования всех компонентов и потенциала энергетических ресурсов;

- комплексного экономного использования природных ресурсов;

- конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии технологического процесса производства сельскохозяйственной продукции в агроландшафтных системах;

- требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства, то есть этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как вода, почвы и земли;

- рациональность организации малоотходных и безотходных технологий, определяющими требованиям разумного использования всех компонентов природной системы и максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных технологий мелиорации сельскохозяйственных земель, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба.

Принципиально новые технологии в области мелиорации сельскохозяйственных земель, создаваемые на основе малоотходных и безотходных технологий, базирующихся на фундаментальных научных и инновационных идей, которые позволяют существенно повысить уровень рационального использования природных ресурсов в перспективе являются ресурсосберегающие технологии орошения сельскохозяйственных культур, то есть данная технология, как понятно из её названия, призвана сохранять - сберегать - ресурсы.

Ресурсосбережение в области мелиорации сельскохозяйственных земель - производство и реализация конечных продуктов с минимальным расходом вещества и энергии на всех этапах производственного цикла и с наименьшим воздействием на человека и природные экосистемы.

Современная техногенная мелиорация сельскохозяйственных земель является открытой системой, где получение относительно небольшого конечного продукта от сельскохозяйственных культур требует огромных затрат, особенно водных ресурсов и сопровождается большими отходами, то есть весьма небольшая часть природных ресурсов превращается в целевые продукты, большая часть их попадает в отходы.

Поэтапная трансформация традиционных водоемких технологий в области мелиорации сельскохозяйственных земель в малоотходные и ресурсосберегающие позволит постепенно перейти от открытых производственных систем со свободным входом ресурсов и минимизации выходом отходов и прекращением загрязнения последними окружающей среды.

Постепенный переход к комплексам малоотходного и ресурсосберегающего производства в мелиорации сельскохозяйственных земель, «комплексирование производства продукции в орошаемых землях» позволяет значительно снизить нагрузку на окружающую среду и целенаправленно регулировать и управлять почвообразовательными процессами агроландшафтных систем.

Таким образом, как открытая система производства сельскохозяйственных продукций на орошаемых землях базируется на принципе одноразового использования водных ресурсов и многократного использования земельных ресурсов, как исходного материала природной системы.

Модели любого производственного процесса агроландшафтных систем представляют собой некоторую систему, органически связанную с внешней средой. Такая производственная система получает из окружающей среды исходные энергию и ресурсы, а отдает в нее готовую продукцию и всевозможные отходы.

В общем случае все технологические процессы на орошаемых землях можно рассматривать с точки зрения их экологического соответствия, то есть относительно экологичными можно считать такие технологические процессы и производства, воздействие которых на окружающую среду в рамках определенных количественных соотношений не нарушает нормального функционирования агроландшафтных систем.

Экологичность производственных процессов можно оценить с помощью метода сырьевых балансов, который основан на законах сохранения: масса всех используемых ресурсов, то есть водных ресурсов в конечном итоге должна быть равна массе готовых продуктов и производственных отходов (сбросов воды).

Каждый раз производственная деятельность на орошаемых землях начинается с использования водных ресурсов для перекрытия дефицита водопотребления сельскохозяйственных культур, и каждый раз потребление водных ресурсов заканчивается выбросами воды в окружающую среду, то есть на основе их можно составить следующий баланс водных ресурсов по сферам производства и потребления, исходя из закона сохранения материи:

,

где- дефицит водопотребления сельскохозяйственных культур за вегетационный период; - атмосферные осадки за вегетационный период; - транспирация с листовой поверхности сельскохозяйственных культур за вегетационный период; - физическое испарение с поверхности почвы за вегетационный период; - фильтрационные потери из оросительной сети; - влагообмен между грунтовыми и почвенными водами; - результирующий поверхностный сброс.

При этом интегральным критерием ресурсосберегающей технологии орошения является «отходность технологии полива», который можно оценить по коэффициенту отходоемкости [5]:

.

Анализ балансового уравнения материальных потоков показывает, что снижение удельного количества неиспользуемых водных ресурсов на производство продукции в технологическом процессе полива и процесса разработки техники полива () во многом зависит от технологических возможностей сельскохозяйственного производства. Поэтому основные принципы разработки ресурсосберегающих технологий орошения должна базироваться на не допущении, во-первых, бесполезного физического испарения с поверхности почвы () в агроландшафтных системах, во-вторых, потери воды в процессе транспортировки воды от источника орошения до орошаемых земель ( ), в-третьих, в технологическом процессе полива на сброс () и глубинную фильтрацию ().

При этом первичная цель ресурсосберегающий технологии полива сельскохозяйственных культур - настолько уменьшить выводимый в единицу времени в биосферу поток массы неиспользованных водных ресурсов производства продукции, чтобы сохранялось естественное равновесие биосферы и обеспечивалось сохранение основных природных ресурсов, которые должны являться основной целевой направленности разработки инновационной техники и способы полива в новом тысячелетии, позволяющих осуществить дозированную водоподачу соответственно транспирационной способности растений.

Литература

1. Агроэкология: методология, технология, экономика. - М.: Колосс, 2004 - 400 с.

2. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Кененбаев Т.С. Методологические основы комплексной оценки экологической безопасности оросительных систем // Водное хозяйство Казахстана, 2006. - №4(12).- С. 7-9.

3. Мустафаев Ж.С., Тауипбаев С.Т. Экологическое обоснование инженерных решений в мелиорации (учебное пособие). - Тараз, 2010. - 332 с.

4. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Козыкеева А.Т. Методологические основы создания ресурсосберегающей технологии и технологических средств орошаемого земледелия // Сучасні проблеми водогосподарсько-меліоративного комплексу та шляхи іх вирішення / Збірник матеріалів Міжнародноі науково-практичоі конференціі молодих вчених. - Херсон, 2011. - С. 81-85.

5. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д. Адаптивно-ландшафтные мелиорации земель в Казахстане.- Тараз, 2012. - 528 с.

Размещено на Allbest.ru