Шляхи раціонального використання і вдосконалення охорони водних ресурсів у агропромисловому виробництві

Як уже зазначалося, найбільшим водоспоживачем у сільському господарстві є зрошувальне землеробство. За даними УкрНДІГІМ, значна кількість води в цій галузі втрачається і продуктивно не використовується (табл. 4).

Основними заходами, спрямованими на раціональне використання водних ресурсів у зрошуваному землеробстві, є облицювання магістральних та розподільних каналів, будівництво технічно досконаліших закритих систем, реконструкція діючих застарілих систем. Розрахунки показують, що внаслідок цього коефіцієнт корисної дії систем збільшується до 0,95—0,98. А це означає, що загальна економія води на кожному гектарі становить 1,8—2,5 .тис. м3, або в цілому дорівнює 2—2,5 км3.

В Україні 35 тис. га землі зайнято під рисовими системами, для зрошення яких щороку використовується 3— 3,5 км3 води, з них скидається в море 650—850 млн м3 за рік. її повторне використання також сприяло б розширенню площі зрошення без додаткового забору води з природних джерел. Так, внаслідок підвищення коефіцієнта корисної дії існуючих зрошувальних систем та повторного використання вод рисових систем кількість води, яка може бути додатково використана для зрошення, становитиме 2,6— 3,3 км3, чого достатньо для поливу 550—600 тис. га земель.

Дуже важливою є проблема охорони та раціонального використання водних ресурсів у зв'язку з проведенням великомасштабних осушувальних робіт у Поліській низовині. Ця унікальна понижена рівнина з великою кількістю атмосферних опадів, які акумулюються на торфоболотних грунтах, болотних масивах, є джерелом живлення густої -мережі великих, середніх та малих річок. На території низовини формується стік таких річок, як Дніпро та його притоки Прип'ять, Десна та ін. У їх басейні розміщено понад 12 млн га боліт і заболочених земель. Вище Києва формується понад 65% стоку Дніпра.

Багаторічні дослідження показали, що осушення великої кількості боліт у басейнах річок може призвести до значного зменшення їх стоку, погіршення гідрологічного режиму територій, які осушуються, а це негативно позначиться на водогосподарському балансі всієї країни. Зокрема, виявлено, що після осушення і освоєння сільськогосподарських угідь у басейнах річок їх стік. зменшився на 26— 56%. Наприклад, стік Остера зменшився на 56%, Супою — на 47, Березані — на 36, Ірпеня — на 32, Уборті — на 42%.

Відзначаючи загальне зменшення стоку річок, у басейнах яких проводились меліоративні роботи, зауважимо, що під час проведення меліоративних робіт, коли із заболочених і перезволожених територій, скидаються акумульовані там води, стік у них зростає. Так, у процесі осушення стік Остера збільшився на 41 %, Березані — на 20, Орелі — на 42, Узини — на 32%. Тому деякі дослідники, які вивчали вплив меліорації земель на водність річок, дійшли помилкового висновку про те, що меліорація позитивно впливає-- на їх стік. Але як тільки закінчується освоєння меліорованих земель і починається їх високоінтенсивне використання, стік різко знижується. І якщо проводити осушувальну меліорацію земель у запланованих розмірах, може значно зменшитись водність та погіршитись водогосподарський баланс України.
За розрахунками П. П. Маракуліна, Р. А. Івануха, С. М. Прокопця, зменшення водності Дніпра на 5—10 км3 може призвести до від'ємного водного балансу країни. Особливо утрудниться водозабезпечення півдня України, оскільки там найширше проводиться зрошення земель [15, с. 103] (табл. 5). Обмеженість водних ресурсів вимагає враховувати приріст сільськогосподарської продукції та економічний ефект, який можна одержати при розподілі їх між природними зонами та економічними районами. На Поліссі використання води для зволоження осушених земель забезпечує значно менший приріст валової продукції, ніж на півдні України з його родючішими грунтами, тривалістю вегетаційного періоду і можливістю вирощувати по 2—3 урожаї на рік.

Однак розвиток зрошувальної меліорації на півдні України не може бути альтернативою осушення, оскільки і в Степу, і на Поліссі виробляються необхідні види сільськогосподарської продукції. Однак на Поліссі зрошення земель повинно проводитись у та"ких масштабах, щоб не допустити різкого зменшення стоку річок та погіршення водогосподарського балансу країни. Для цього потрібні оптимальні розміри осушення земель, розробка науково обгрунтованої системи гідрологічних заповідників, будівництво регулюючих водосховищ і гребель, забезпечення оптимального поєднання площ сільськогосподарських і лісових угідь.

Густа мережа осушувальних каналів сприяє швидкому скиданню з меліорованих земель весняних талих і дощових вод, що посилює коливання стоку річок протягом року. Навесні він значно збільшується, а влітку, коли потрібно найбільше води для зволоження і зрошення земель, — зменшується. Крім того, меліоративне будівництво на осушених землях відстає від водогосподарського. Нерегульовані русла річок не вміщають усієї кількості води, що надходить з навколишніх територій, у результаті чого спостерігаються часті повені.


Отже, в Поліській низовині необхідно узгодити між собою меліоративне і водогосподарське будівництво, зарегулювати русла річок, укріпити і обвалувати їх береги, заліснити яри та балки, що прилягають до русел, поліпшити природні кормові угіддя, розміщені в заплавах. Здійснення комплексів водоохоронних заходів сприятиме підвищенню ефективності використання не тільки водних, а й усіх інших природних сільськогосподарських ресурсів.

Особливістю гідромеліоративного будівництва на сучасному етапі є згладжування гідрологічних і природних умов між районами зрошення й осушення, внаслідок чого на зрошувальних системах створюється дренаж, а на осушувальних практикується зрошення земель. Це свідчить про перехід на управління гідрологічним режимом меліорованих територій. Впровадження меліоративних систем з таким управлінням не тільки поліпшує загальне живлення рослин та підвищує урожайність сільськогосподарських культур, а й забезпечує економію води з розрахунку на
одиницю продукції.

Однак будівництво дренажу на меліорованих Землях призводить до забруднення річок, озер, водоймищ водами, які виносять з полів значну кількість розчинених мінеральних добрив та пестицидів. Для запобігання хімічному забрудненню водойм велике значення має повторне використання заакумульованих дренажних вод. Зволоження осушених земель заакумульованими дренажними водами дає змогу повернути в середньому на 1 га сільськогосподарських угідь 20—70 кг азоту, 15—20 калію, 50—150 кг кальцію і 300—400 м3 води. Все це сприяє підвищенню врожайності сільськогосподарських культур, зокрема, урожайність зернових зростає на 4,8 ц/га, цукрових буряків — на 52, картоплі — на 43, капусти — на 126, сіна багаторічних трав — на 25, зеленої маси однорічних трав — на 66 і зеленої маси пасовищ — на 83 ц/га.
У сільському господарстві значна кількість води використовується для водопостачання тваринницьких ферм та комплексів. В Україні створено тваринницькі комплекси з відгодівлі свиней (12-—216 тис. голів за рік); вирощування та відгодівлі великої рогатої худоби (5—10 тис. гол.), (Обухівський відгодівельний комплекс, наприклад — 15 тис. гол.); вирощування нетелів (3—6 тис. скотомісць); виробництва молока (400—2000 корів). У них за добу нагромаджується 250—3000 тис. т гнойових стоків. Один лише свинарський комплекс на 108 тис. гол. дає за рік близько 1 млн м3 стоків. Отже, проблема очищення гнойових стоків має надзвичайно важливе значення. Головна проблема — попередження забруднення землі відходами тварин, погіршення якості поверхневих та підземних вод,. збереження здорових санітарних умов у місцях .концентрації тварин та за їх межами.

Конструктори і спеціалісти розробили різні схеми очищення гнойових стоків. За однією зі схем, спочатку здійснюється механічне очищення, після чого рідка фаза. находить на двоступеневе біологічне очищення, потім — піщано-гравійні фільтри і далі на поля зрошення або, відкриті водойми, а тверда йде на термічне та біотермічне знезараження і лише після цього вивозиться на поля. Інша схема передбачає виготовлення із стоків торфокомпостів, які вивозяться на поля біотермічного знезараження. Найпрогресивнішою є третя схема, згідно з якою основу очистки становлять гноєсховища і ставки-нагромаджувачі, звідки рідка фаза надходить на поля фільтраційна і після цього у водойми, а тверда вивозиться на поля. В Україні способом гідрозмиву одержується в рік близько 60 млн т гною. Після 3—4 місяців зберігання його можна використати як добриво як в рідкому, так і в розділеному на фракції стані. Застосування рідкого гною в дозах 60—1ОО т/га забезпечує прирости врожаїв картоплі 40—50, цукрових буряків—60—90, кукурудзи на силос—60—100, зернових— З—4 ц/га; в кілька разів збільшуються врожаї сіяних трав [8,с.127]. На жаль, таке використання рідких стоків стримується труднощами в їх зберіганні і транспортуванні. Найвигіднішою є схема транспортування рідкого гною або його рідкої фракції, яка включає гноєсховище при фермі, трубопровід, .що з'єднує сховище з полем, дощувальну установку, а при поливі вегетуючих рослин — проміжне гноєсховище в полі. Однак багато тваринницьких комплексів недостатньо забезпечені технікою для транспортування і внесення рідких добрив, через що на господарських дворах нагромаджуються великі маси гною. Деколи рідка фракція з тих чи інших причин витікає з гноєсховищ, потрапляє в грунтові води та водосховища. Виникає реальна загроза забруднення грунту та ґрунтових вод патогенними мікроорганізмами, нітратами та іншими шкідливими хімічними сполуками. Збагачення водойм біогенними елементами сприяє швидкому заростанню їх водоростями. Кількість біогенних елементів залишається досить високою навіть у воді, очищеній з допомогою двоступеневої біологічної очистки, що дає змогу видалити зі стічних вод до 60—70% азоту і фосфору, надходження яких у водойми разом з рідким гноєм сприяє збільшенню первинної продукції водних екосистем, а згодом і всього трофічного
ланцюга.

Особливо небезпечні випадки інфільтрації рідких фракцій гною в грунтові води, що використовуються на пиття. Тому розміщення тваринницьких комплексів на понижених місцях з близьким заляганням ґрунтових вод цілком недопустиме.

Концентрація тварин на великих комплексах вимагає розробки надійних методів утилізації відходів, що є цінною сировиною для підготовки органічних добрив, а також енергетичним матеріалом для одержання різного виду палива (біологічного, горючих газів тощо).
Рідкий гній широко використовують для приготування компостів — з торфом, соломою, іншими відходами рослинництва. Тонну торфу, наприклад, звичайно змішують із тонною рідкого гною, тривалість компостування — не менше 2—3 місяців. Можна вносити і сирий торф _ безпосередньо з наступним поливом його гноївкою по всій площі поля. Використання самого торфу менш корисне.
Щоб обмежити забруднення навколишнього середовища тваринницькими комплексами, слід дотримуватись встановлених санітарно-захисних зон, що відділяють їх від житлових будівель, пляжів, доріг тощо. Ширина цих зон залежить від виробничого напряму ферми і поголів'я тварин на ній (табл. 6). Крім того, передбачається спорудження: валів і водозабірних каналів для перехоплення забруднюючого стоку, а також дамб для відведення поверхневого стоку від загонів, створення механічних заслонів проти потрапляння відходів у вододжерела.

Рідкий гній може бути джерелом інфекцій, тому він потребує знезараження, для чого існують хімічні, термічні,. фізико-хімічні методи або тривале витримування в польових гноєсховищах. У рідкому гної, на відміну від твердого,. не відбувається самозігрівання, тому в ньому довгий час зберігаються збудники різних захворювань. Для дезинфекції часто використовують формалін (3 кг формаліну на 1 м3 рідини) або вогневу стерилізацію. Найдоцільніше на зрошуваних стічними водами тваринницьких комплексів землях вирощувати багаторічні трави, які йдуть па приготування трав'яного борошна, силосу, сінажу, а також використовуються для випасання тварин. Овочі, ягоди, баштанні, що використовуються в їжу в сирому вигляді, ,на таких землях вирощувати не можна. При поливах існує небезпека забруднення грунту і продукції патогенними організмами. При внесенні стоків в дозі 50—100 т/га з допомогою транспортера РЖТ-16 знезараження грунту відбувається через чотири місяці, а якщо вносити 50 т/га з наступним заорюванням через один місяць, знезараження грунту відбувається через місяць після заорювання.

Часто гній вносять на замерзлий грунт. Такий прийом є зручним лише з організаційних міркувань — дає змогу краще використати час і транспортно-енергетичні потужності господарств. Однак він може викликати значні втрати поживних речовин з поверхневим стоком: азоту — до 20, фосфору — до 12, калію — до 14% вмісту їх у гної. Це втрати не лише економічні, а й екологічні. В таких країнах, як ФРН і Великобританія, та в деяких інших внесення органічних добрив на замерзлий грунт заборонено законодавством. Тому рідкий гній найдоцільніше вносити під зяблеву оранку, а поливи слід проводити лише при 50%-ній вологості грунту в шарі 0,7—1,0 м, щоб запобігти проникненню гноєвих стоків у грунтові води. Не можна також допускати одночасного використання знезараженого рідкого гною та побутових стоків.

На всіх тваринницьких комплексах і великих спеціалізованих фермах обов'язковими тепер повинні бути досконалі каналізаційні мережі та очисні споруда, які б надійно захищали навколишнє природне середовище, у тому числі й водойми, від забруднень. Нині широко застосовують такі способи очищення стічних вод сільськогосподарського виробництва:

• повне біологічне очищення за спеціальною схемою і використання для удобрення грунтів осадів стічних вод;
• розділення відходів на тверду та рідку фракції з наступним використанням води для поливу, а твердого осаду у вигляді добрива;
  компостування стоків з торф'яною крошкою та органічними відходами землеробства в спеціальних сховищах, одержаний таким чином компост використовують як органічні добрива.

Одним із перспективних напрямів розв'язання проблем охорони навколишнього середовища та одержання додаткових енергоресурсів і водночас комплексного використання відходів індустріального тваринництва можна вважати виробництво з них біогазу. Останній є продуктом переробки органічних відходів тваринництва за допомогою так званих метанових мікроорганізмів. Цей газ можна використовувати для підігрівання води та приготування кормів. При одержанні біогазу без доступу повітря перероблюваний гній повністю зберігає азот в органічному добриві (тоді як при компостуванні його майже половина азоту втрачається). Крім того, за таких умов насіння бур'янів, що міститься у відходах тваринництва, втрачає свою схожість, а хвороботворні мікроби, яйця гельмінтів тощо знешкоджуються. Нині потужна установка по виробництву біогазу, або так званий біореактор, проходить експериментальні випробування.

Для забезпечення економічного використання водних ресурсів велику роли повинна відігравати боротьба з втратами води при транспортуванні до водоспоживачів, які досягають 7% всієї забраної води. Найбільші втрати у зрошувальному землеробстві — 17% [8, с. 15, 106]. Ця вода фільтрується і є однією з основних причин підтоплення та заболочення грунтів.

Щоб запобігти непродуктивним витратам води та зменшити масштаби підтоплення земель, доцільно створити штучні запаси підземних вод за рахунок фільтраційних втрат на територіях, що прилягають до наливних водосховищ, а також великих магістральних каналів. Внаслідок цього продуктивність окремих водозаборів підвищується у 27 разів. Значний ефект дає також облицювання каналів, будівництво закритих водопроводів, здійснення протифільтраційним заходів.

В Україні важливе значення має охорона підземних водних ресурсів, особливо у степовій зоні, де вони найбільш інтенсивно використовуються. У зв'язку з цим широко застосовується метод штучного поповнення підземних вод. Виявлено, що навіть в умовах дуже обмежених ресурсів поверхневих і підземних вод методом штучного поповнення на окремих ділянках їх запаси можна підвищити на 40—200%.

Зауважимо, що штучне поповнення запасів підземних вод за рахунок поверхневих з наступним їх використанням у народному господарстві має певні еколого-економічні переваги порівняно з водозабором безпосередньо з рік і водойм. Насамперед підземні води чистіші, ніж поверхневі, в них розчинено більше поживних речовин і вони найбільш придатні для водопостачання великих міст, промислових центрів, сільських населених пунктів, тваринницьких ферм і комплексів. Нагромадження водних ресурсів у підземних місткостях зменшує непродуктивні втрати води на випаровування, дає змогу раціональніше розподіляти і повніше використовувати водні ресурси поверхневого стоку, зберегти значну кількість родючих земель.

Дуже актуальною є також проблема охорони малих пічок і раціонального використання їх водних ресурсів. Через зменшення лісистості, водної ерозії, замулення, -осушувальної меліорації земель та з інших причин за останнє століття висохло понад 150 маленьких річок, у багатьох вода забруднюється стічними, дренажними та мінералізованими шахтними водами.

За 1981—1991 pp. для їх поліпшення збудовано 324 водойми і ставки об'ємом 3,3 млн м3, зарегульовано 13,5 тис. км русел річок, закріплено 462 км берегів, зведено 2,4 тис. р:м захисних дамб, здійснено водозахисне лісонасадження на площі 236 тис. га. Водночас розроблено схеми комплексного використання і охорони водних ресурсів річок Самари, Вовчої, Росі, Ольшанки, Західного Бугу, Тиси, Горині та ін. У Миколаївській області створено міжвідомчу раду з комплексного використання і охорони водних ресурсів у басейнах річок Синюхи, Сланцю, Висуні„ Інгулу, Чичиклії.

До першочергових водоохоронних заходів, що не потребують великих витрат праці та коштів, належить створення водоохоронних 'зон вздовж рік, їх приток і на територіях, які прилягають до акваторій озер, водосховищ та інших водойм. Під водоохоронні зони, як правило, відводять заплавні землі, схили (понад 5°), що прилягають до заплав, а також яри, які вклинюються безпосередньо у річкові долини. Там, де ріки починаються, водоохоронна зона повинна включати всю мережу ярів вище витоків. До водоохоронних зон слід віднести також повністю осушені землі, стік з яких потрапляє до річкової мережі. Крім того, необхідно впроваджувати ґрунтозахисні системи обробітку земель, природоохоронні, екологічно чисті сівозміни на полях, розташованих поряд із заплавами або крутими берегами річкових долин, ярів, коли поверхневий стік з них значною мірою впливає на режим твердого стоку та санітарний стан річки. У межах водоохоронної зони з метою запобігання забрудненню, засміченню, виснаженню водних ресурсів, замуленню водних джерел впроваджується спеціальний режим господарської діяльності з суворим її обмеженням у прибережній смузі.

Залежно від довжини ріки, її повноводності ширина водоохоронної зони повинна становити від 300 до 400 я, а іноді навіть і 500 м, а прибережної смуги — не менше 40 і до 100 м, тобто 1/5 частина водоохоронної зони. На великих водосховищах ширину водоохоронної зони доцільно встановлювати від 1,5 до 2 км; На цій території забороняється застосування мінеральних і органічних добрив Та пестицидів, скидання забруднених стічних вод від тваринницьких комплексів і ферм, зрошення стічними водами. Крім того, у водоохоронних зонах не дозволяється будувати нові тваринницькі комплекси і ферми або розширювати наявні склади для мінеральних добрив і пестицидів, організовувати вигони для тварин, стоянки для автотранспорту і сільськогосподарської техніки.

Велике значення для охорони малих річок має боротьба з водною ерозією та замуленням, охорона прируслових джерел, створення водоохоронних зон лісонасаджень та природних кормових угідь, систематичне очищення русел, збереження болотних масивів у долинах річок, повна відмова від їх осушення, будівництво гребель, ставків та невеликих водосховищ, які б регулювали стік.

В умовах постійного збільшення обсягів використання водних ресурсів при дуже обмежених їх запасах і нерівномірному розподілі необхідна науково обгрунтована система водного господарства, яка забезпечувала б оптимальний розподіл водних ресурсів за природно-географічними зонами, економічними районами і галузями народного господарства, відтворення, охорону і комплексне використання води як в Україні загалом, так і в окремих її адміністративно-територіальних одиницях, а також раціональну систему обліку, планування і управління водогосподарським комплексом.

Раціонального використання водних ресурсів та їх охорони можна досягнути, регулюючи розвиток і розміщення водомістких галузей народного господарства, створюючи такі економічні умови, за яких забруднення поверхневих і підземних вод та їх неекономне використання було б невигідним.

Особливо дбайливо слід ставитися до водних ресурсів у Донбасі, південних областях України, на Житомирщині та Рівненщині, де необхідно до мінімуму обмежити подальший розвиток водомістких та водозабруднюючих виробництв (хімічна, нафтохімічна, окремі галузі харчової" промисловості). Передусім це стосується приморських південних районів з їх рекреаційного базою.

Не менш важливого значення в умовах високоінтенсивного використання ресурсів, набувають розробка і впровадження економічних стимулів збереження їх у чистоті та забезпечення економії води. Зокрема, в умовах безплатного водокористування підприємства економічно не зацікавлені в економії-води. Настав час розробити і впровадити ефективну госпрозрахункову систему водокористування в зрошуваному землеробстві. Необхідно ширше вирішувати питання економічної оцінки водних ресурсів, визначення втрат від забруднення. Доцільно також розробити і впровадити нормативи на водокористування та водовідведення.

Значно більшої уваги потребує розробка прогнозів -віддалених екологічних наслідків водогосподарського будівництва, для чого необхідно поліпшити якість екологічної експертизи проектів та народногосподарських. планів реконструкції існуючих й будівництва нових виробничих об'єктів.