Якість води у магістральному каналі Каховської зрошувальної системи

Размещено на http://allbest.ru

ННЦ "Інститут біології та медицини"

Д. Лукашов, д-р біол. наук, проф.

Вступ

Постановка проблеми. Україна володіє унікальним природно-ресурсним потенціалом і за якісним складом ґрунтів та біопродуктивністю угідь є однією з найбагатших аграрних держав світу. Найбільша частина (більше 2/5) сільськогосподарських угідь припадає на Степ - зону нестійкого й недостатнього зволоження. У посушливих умовах виробництво сільськогосподарської продукції значною мірою залежить від вирішення проблеми штучного зрошення сільгоспугідь. У зв'язку з цим, починаючи із 60-х рр. ХХ ст., на півдні України було розпочато великомасштабне спорудження меліоративних об'єктів, побудовано Каховське водосховище і найбільшу в Європі - Каховську зрошувальну систему, сумарна протяжність каналів якої становить 520 км. Водогосподарський комплекс у степовій зоні є найпотужнішим в Україні, а Херсонська та Запорізька області - є зонами розвитку інтенсивного землеробства й гідромеліоративного будівництва [4].

До останнього часу наукові засади розвитку меліорації земель в Україні були орієнтовані на вирішення практичних задач, пов'язаних із водозабезпеченням сільгоспугідь з метою підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Із багатьох екологічних проблем біотопів і біоценозів, що виникають при зрошенні земель, головна увага приділялася осолонцюванню ґрунтів і кількісному виснаженню водних ресурсів. Питанню забруднення іригаційних вод важкими металами, радіоактивними речовинами, пестицидами і мікроорганізмами було приділено значно менше уваги. Проте відомо, що якість зрошувальної води, зокрема її хімічний склад, можуть визначати санітарно-гігієнічні параметри продукції. Тому в сучасних умовах господарювання першочергове значення для ефективного та екологічно безпечного використання зрошуваних земель з метою вирощування екологічно чистої продукції має якість поливної води [15].

Оцінювання якості поливних вод України показало, що більшість із них постійно або тимчасово виходить за межі І класу за небезпекою підлуження й осолонцювання ґрунтів. 40 % поливних вод належать до обмежено придатних і непридатних. Згідно із Комплексною екологічною оцінкою якості поверхневих вод Каховського водосховища як системи водопостачання м. Бердянська, за загально санітарним індексом якісний стан води і ступінь її придатності для використання водного об'єкта населенням є помірно забрудненим і має показник 2,6; за гідрохімічним формалізованим сумарним показником хімічного забруднення водний об'єкт перебуває у надзвичайній екологічній ситуації, за гідрохімічним індексом забруднення води, що становить 6,2, належить до дуже брудних. Інтегральний індекс екологічного стану становить 2,75 і класифікує водосховище як таке, що перебуває у напруженій екологічній ситуації [1; 3].

Аналіз наукових публікацій. Оцінка якості зрошувальної води є однією з актуальних проблем загального і меліоративного ґрунтознавства як в Україні, так і за кордоном. У цій області за останні 20 років накопичений значний експериментальний матеріал. Питанням оцінки стану річкового стану басейну Дніпра із водогосподарських позицій займалися Й. Гриб, А. Яцик, С. Балюк, М. Ромащенко, О. Носоненко, М. Захарова, В. Морозов. Вивченню мінералізації та макрокомпонентного складу поливних вод і впливу на засолення ґрунтів присвячені роботи П. Лозовіцького, І. Ткаченко. Агрогідрохімічні особливості міграції важких металів у поливних водах України розглядалися в роботах В. Ладних, Л. Чаусової. Також Т. Єгоровою розраховано та узагальнено коефіцієнти водної міграції важких металів у агроландшафтах Степової зони України різного функціонального використання. Проблеми застосування технологій ГІС для моніторингу якості водних ресурсів досліджували Є. Анпілова, В. Лялько, О. Томченко, О. Федоровський, О. Рябоконенко та ряд інших. В. Тімченко, Г. Карповою оцінено ретроспективні й сучасні показники стану екосистем та якості води пониззя ділянки Дніпра й Каховського водосховища. В. Гнатюком і Н. Підгорним проведено комплекс оцінку якості поверхневих вод Каховського водосховища як джерела водопостачання м. Бердянська Запорізької області.

Мета статті. У поданій роботі було поставлено за мету проаналізувати якість води у магістральному каналі Каховської зрошувальної системи стосовно вимог вирощування екологічно чистої сільськогосподарської продукції. За даними моніторингу Держводагентства України проаналізувати й оцінити екологічну ситуацію в Каховському магістральному каналі та Каховському водосховищі, у районі розташування Головної насосної станції дослідити, чи забезпечується подавання води нормативної якості для зрошення та питних потреб у Херсонській і Запорізькій областях.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

1) установити хімічний склад води в каналі та водосховищі, у районі надходження води у меліоративний об'єкт;

2) визначити динаміку та тенденції до зміни складу головних іонів, концентрації речовин води у часі;

3) оцінити ступінь забруднення води у каналі та водосховищі;

4) установити причини та вірогідні джерела забруднення водойми;

5) описати можливі наслідки дії забруднювальних речовин на гідробіоценози та водне середовище у цілому.

Методика досліджень. Основним джерелом отримання інформації про стан і якість поверхневих вод Каховського зрошуваного масиву є дані спеціалізованої системи моніторингу. Державний моніторинг вод здійснюється Державним агентством водних ресурсів з метою забезпечення збирання, оброблення, збереження й аналізу інформації про стан вод, прогнозування його змін і розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів. Моніторингова інформація - дані спостережень, що виконуються за певною програмою з визначеною періодичністю та переліком контрольованих показників стану водних об'єктів. До основних відомчих моніторингових мереж, що охоплюють територію Херсонської й Запорізької областей, належать системи спостережень організацій - суб'єктів обласної системи моніторингу довкілля: державної екологічної інспекції, Каховської гідрогеолого-меліоративної експедиції (КГГМЕ), Херсонського обласного управління водних ресурсів, обласних центрів із гідрометеорології [13].

Вимірювання показників якості поверхневих вод у районі верхнього б'єфу Каховської гідроелектростанції біля ГНС Каховського магістрального каналу, 106 км - точка 1 (с. Любимівка, Херсонська область), у точці 2 - 127 км каналу (с. Червоноармійське, Запорізька область) проводилися акредитованими лабораторіями моніторингу вод і ґрунтів Запорізького та Херсонського обласних управлінь водних ресурсів Держводагентства України згідно із затвердженою Програмою контролю за якістю поверхневих вод протягом 2015-2017 рр. (рис. 1). У відібраних пробах здійснювалися інструментально-лабораторні вимірювання концентрації забруднювальних речовин та якісних показників (властивостей) води, що характеризують її гідрохімічний стан.

Рис. 1. Розташування контрольних точок спостережень на Каховському магістральному каналі Каховської зрошувальної системи

Виклад основного матеріалу

Каховська зрошувальна система - меліоративна система у Херсонській і Запорізькій областях на площі 318,6 тис. га. Джерело її живлення - Каховське водосховище, з якого вода надходить до Каховського магістрального каналу - штучного меліоративного об'єкта довжиною150 км, що споруджено для зрошування сільськогосподарських угідь та водопостачання сільських населених пунктів Херсонської й Запорізької областей. Для подавання води використовують Головну насосну станцію (далі - ГНС), розраховану на подавання 530 м³/с води на висоту 25 м. Систему збудовано як закриту внутрішньогосподарську мережу у вигляді відкритих каналів із застосуванням протифільтраційних грунто- і бетоноплівкових екранів. Дренажні, поверхневі та скидні води відводяться скидними каналами загальною довжиною майже 160 км до акумулюючих ставків і водоймищ, які використовуються для рибництва. ГНС Каховської зрошувальної системи постачає воду також іншим зрошувальним системам: Приазовській, Сірогозькій, Північнокримському каналу, Генічеській, Каланчацькій та каналам другого порядку [11].

Територія, через яку прокладено магістральний канал Каховської зрошувальної системи, характеризується складними кліматичними умовами, значні бездощові періоди сприяють виникненню атмосферних засух і суховіїв. Клімат помірно-континентальний із порівняно м'якою зимою (середні температури зимових місяців -1° -3° С) та жарким і довгим літом (середні температури +22^о +23^о С, максимальні - більше 40^о С). Середня багаторічна кількість опадів становить близько 300-400 мм. Тривалість безморозного періоду - пересічно 179 днів на рік. Переважна кількість опадів випадає влітку у вигляді злив, узимку сніговий покрив нестійкий, існує кілька десятків днів. В останні роки у зв'язку зі зміною клімату, сніговий покрив практично відсутній. Динаміка багаторічних коефіцієнтів зволоження простежується в бік зростання, спостерігаються явища аномального випадання опадів переважно наприкінці весни та влітку за відносно постійного рівня температури повітря. Коефіцієнт зволоження зростає від 0,68 (1951) до 0,8 (2012). Водночас, клімату території досліджень притаманні літні суховії - потужні вітри (більше 5 м/с) за низької вологості (менше 30 %) та високих температур (вище 25^о С). Такі вітри негативно впливають на розвиток сільськогосподарських культур, знижують родючість ґрунтів. Сумарна радіація досягає 4000-5200 МДж/м² Більшу частину сонячної радіації поверхня одержує із травня по вересень. Вегетаційний період триває 200-250 днів. Природні умови сприяють вирощуванню зернових культур та овочів, розвитку баштанництва й виноградарства. Найпоширенішими типами ґрунтів є чорноземи південні малогумусні та темно-каштанові залишково слабо- і середньосолонцюваті [5].

За даними багаторічних спостережень у південних регіонах України кожні 6-8 років із 10 оцінюються як сухі та посушливі. Забезпечення росту обсягів сільськогосподарської продукції у степових районах можливе тільки за рахунок інтенсифікації всіх галузей сільського господарства і збільшення родючості кожного гектара землі в умовах зрошення. У досягненні цієї мети вирішальна роль належить гідромеліорації ґрунтів і ландшафтів у цілому як вагомого засобу підвищення ефективності землеробства.

За багаторічними даними Інституту зрошуваного землеробства НААН України зі зрошуваного гектара одержують урожаї у 2-3 рази вищі, ніж із незрошуваного. Поливні землі є фактором стабілізації сільгоспвиробництва на півдні України, що виявляється у посушливі роки [11].

За таких умов щороку поливний сезон у степовій зоні України розпочинається з весни і фактично триває до початку листопада, орні землі зрошуються дощувальними машинами типу фрегат (табл.1).

Таблиця 1. Інформація про водогосподарську обстановку на Каховській зрошувальній системі за 2017 р. (про процес поливного сезону)

Список використаних джерел

1. Балюк С. Якість поливної води та її приховані ризики / С. Балюк, Л. Воротинцева, О. Дрозд // Пропозиція. - 2013. - 2 с.

2. Бойко М. Ф. Екологія Херсонщини / М. Ф. Бойко, С. Г. Чорний. - Херсон: Екоцентр, 2001. - 155 с.

3. Гнатюк В. В. Комплексна екологічна оцінка якості поверхневих вод Каховського водосховища як системи водопостачання м. Бердянська / В. В. Гнатюк, Н. В. Підгорний // IV-й всеукр. з'їзд екологів з міжнародною участю. - Вінниця, ВНТУ, 2013. - С. 232-234.

4. Данилишин Б. М. Природно-ресурсний потенціал сталого розвитку України / Б. М. Данилишин, С. І. Дорогунцов. - К.: Нічлава, 1999. - 715 с.

5. Довгань Г. Д. Географія / Г. Д. Довгань, О. Г. Стадник. - Х.: Ранок, 2016. -286 с.

6. Єгорова Т. М. Особливості міграції важких металів у степовій зоні України / Т. М. Єгорова // Меліорація і водне господарство. - 2014. - № 101. - С. 231-240.

7. Захист довкілля. Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії. ДСТУ 2730:2015. ННЦ "ІГА імені О. Н. Соколовського. - Київ, 2016. - 13 с.

8. Малєєв В. О. Зрошувальні меліорації Херсонської області в контексті збалансованого розвитку / В. О. Малєєв, В. М. Безпальченко // Вісн. ХНТУ. - 2017. - № 1(60). - С. 215-223.

9. Парфенова Г. К. Антропогенные изменения гидрохимических показателей качества вод / Г. К. Парфенова. - Томск: Аграф-пресс, 2010. - 204 с.

10. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища у Херсонській області за 2015-2017 роки Департаментів екології та природних ресурсів Херсонської й Запорізької обласної державної адміністрації [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.menr.gov.ua.

11. Ромащенко М. І. Наукові засади розвитку меліорації земель в Україні / М. І. Ромащенко // Водне господарство України. - 2013. - № 1. - С. 35-42.

12. САНПин 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. - М.: Изд. Минздрава СССР, 1988. - 67 с.

13. Степова О. В. Моніторинг поверхневих вод / О. В. Степова,

В. В. Рома. - Полтава: ПНТУ, 2017. - 82 с.

14. Якість природної води для зрошування. Екологічні критерії. ДСТУ 7286:2012. Вид. офіц. ННЦ "ІГА імені О. Н. Соколовського. - Київ, 2013. - 17 с.

15. Suggested Citation : 10 Salts and Trace Elements. National Research Council // Soil and Watеr Quality: An Agenda for Agriculture. - 1993. - 361 р.

References

1. Balyuk S. Yakist' polyvnoyi vody ta yiyi prykhovani ryzyky / S. Balyuk, L. Vorotyntseva, O. Drozd / Propozytsiya. - 2013. - 2 s.

2. Boyko M. F. Ekolohiya Khersonshchyny / M. F. Boyko, S. H. Chornyy. - Kherson: Ekotsentr, 2001. - 155 s.

3. Hnatyuk V. V. Kompleksna ekolohichna otsinka yakosti poverkhnevykh vod Kakhovs'koho vodoskhovyshcha yak systemy vodopostachannya m. Berdyans'ka / V. V. Hnatyuk, N. V. Pidhornyy // IV-y vseukrayins'kyy z"yizd ekolohiv z mizhnarodnoyu uchastyu. - Vinnytsya, VNTU, 2013. - S. 232-234.

4. Danylyshyn B. M. Pryrodno-resursnyy potentsial staloho rozvytku Ukrayiny / B. M. Danylyshyn, S. I. Dorohuntsov. - K.: Nichlava, 1999. - 715 s.

5. Dovhan H. D. Heohrafiya / H. D. Dovhan, O. H. Stadnyk. - KH.: Ranok, 2016. - 286 s.

6. Yehorova T. M. Osoblyvosti mihratsiyi vazhkykh metaliv u stepoviy zoni Ukrayiny / T. M. Yehorova // Melioratsiya i vodne hospodarstvo. - 2014. № 101. - S. 231-240.

7. Zakhyst dovkillya. Yakist' pryrodnoyi vody dlya zroshennya. Ahronomichni kryteriyi. DSTU 2730:2015. Vydannya ofitsiyne. NNTS "IHA imeni O. N. Sokolovs'koho. - Kyyiv, 2016. - 13 s.

8. Malyeyev V. O. Zroshuval'ni melioratsiyi Khersons'koyi oblasti v konteksti zbalansovanoho rozvytku / V. O. Malyeyev, V. M. Bezpal'chenko // Visnyk KHNTU. - 2017. - № 1(60). - S. 215-223.

9. Parfenova G. K. Antropogennyye izmeneniya gidrokhimicheskikh pokazateley kachestva vod / G. K. Parfenova. - Tomsk: Agraf-press, 2010. 204 s.

10. Rehional'na dopovid' pro stan navkolyshn'oho pryrodnoho seredovyshcha u Khersons'kiy oblasti za 2015-2017 roky Departamentiv ekolohiyi ta pryrodnykh resursiv Khersons'koyi ta Zaporiz'koyi oblasnoyi derzhavnoyi administratsiyi [Elektronnyy resurs]. - Rezhym dostupu: http://www.menr.gov.ua.

11. Romashchenko M.I. Naukovi zasady rozvytku melioratsiyi zemel' v Ukrayini / M.I. Romashchenko // Vodne hospodarstvo Ukrayiny. - 2013. - № 1. - S. 35-42.

12. SANPin 4630-88. Sanitarnyye pravila i normy okhrany poverkhnostnykh vod ot zagryazneniya. - M.: Izd. Minzdrava SSSR, 1988. - 67 s.

13. Stepova O. V. Monitorynh poverkhnevykh vod / O. V. Stepova, V. V. Roma. - Poltava: PNTU, 2017. - 82 s.

14. Yakist' pryrodnoyi vody dlya zroshuvannya. Ekolohichni kryteriyi. DSTU 7286:2012. Vydannya ofitsiyne. NNTS "IHA imeni O. N. Sokolovs'koho. - Kyyiv, 2013. - 17 s.

15. Suggested Citation : 10 Salts and Trace Elements. National Research Council // Soil and Watеr Quality: An Agenda for Agriculture. - 1993. - 361 р.

Анотація

Якість води у магістральному каналі Каховської зрошувальної системи. Л. Хохлова, асп., Д. Лукашов, д-р біол. наук, проф. ННЦ "Інститут біології та медицини" Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ, Україна

Наведено результати аналізу хімічного складу води Каховського магістрального каналу в межах Херсонської та Запорізької областей, Каховського водосховища, у районі розташування Головної насосної станції, за період 2015¬2017 рр., проведено екологічну оцінку якості води, яка використовується для зрошення та питних потреб, проаналізовано джерела надходження забруднюючих речовин у водні об'єкти та можливі наслідки їх дії на гідробіоценози та водне середовище у цілому.

Ключові слова: меліоративний об'єкт, зрошення, якість води, гідрохімічні показники, зрошувальна система, гранично допустима концентрація, моніторинг вод.

Аннотация

Качество воды в магистральном канале Каховской оросительной системы. Л. Хохлова, асп., Д. Лукашов, д-р биол. наук, проф. УНЦ "Институт биологии и медицины" Киевского национального университета имени Тараса Шевченка, Киев, Украина

Quality of water in the main channel of the Kakhovka irrigation system. Khokhlova, PhD Student, Lukashov, Doctor of Science in Biology, Professor Educational and Scientific Center "Institute of Biology and Medicine" Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine

The physical-geographical and climatic conditions of the territories of the steppe zone of Ukraine, where the Kakhovka irrigation system is constructed, is considered.

The role of the Kakhovka main channel in increasing the volumes of production of agricultural products in the steppe areas, intensification of all branches of agriculture and increasing the fertility of the land under irrigation conditions are determined.

The volumes of water use for irrigation by agricultural producers during the vegetative period have been analyzed. The normative documents regulating the quality of water for irrigation by agronomic and environmental criteria are considered.

The results of the analysis of the chemical composition of the water of the Kakhovka main channel within the limits of the Kherson and Zaporizhzhia oblasts, Kakhovsky reservoir, in the area of the location of the Main Pumping Station, for the period 2015-2017, are presented, an environmental assessment of the quality of water used for irrigation and drinking needs was conducted.

Having analyzed the materials of scientific literature and annual reports of regional departments of ecology and natural resources, the main anthropogenic sources of pollution of hydro-amelioration objects have been identified.

Provided recommendations for preventing the introduction of pollutants into reclamation facilities and improving the quality of water for irrigation and drinking purposes.

The possible consequences of the action of pollutants on hydrobiocenoses and the aqueous medium as a whole are determined.

Also established the role of hydrobiots in the processes of self-clearing of the water from pollutants.

Keywords: meliorative object, irrigation, water quality, hydrochemical indicators, irrigation system, maximum permissible concentration, water monitoring.

Размещено на Allbest.ru