Судың табиғатта таралуы, оның көздері және ауыл шаруашылығында пайдалану жолдары.

Судың адам өміріндегі және халық шаруашылығындағы манызы өте зор. Судың негізгі тұтынушыларының бірі - ауыл шаруашылығы өндірісі. Сондықтан, ауыл шаруашылығы мамандары судың табиғатта таралуын, оның литосферамен (жер) және атмосферамен қандай байланыста болатынын зерттейтін ғылым - гидрологиямен таныс болғаны жөн. Гидрология - су жөніндегі ғылым. Гидрологиялык мәліметтер суғару жұмыстарын жобалай ұйымдастыру үшін ғана емес, оны экологиялық тұрғыдан тиімді пайдалану үшін өте қажет.

Гидрология мұхиттық құрлықтық болып екіге бөлінеді. Құрлықтық гидрология судың құрлықтағы таралуына байланысты өзен, көл, жер асты сулар, мұздақтар және топырақ гидрологиясы (топырақтағы ылғалды зерттейді) болып бөлінеді. Аталған гидрология түрлерінің бәрі де суармалы егіншілікпен тікелей байланысты деуге болады. Себебі егін суғару мақсатында өзен суымен басқа, жер асты сулары, тіпті теңіз суы да колданылады. Сондықтан гидрологияның ауыл шаруашылығына тікелей қатынасы бар, су объектілерін зерттеу және сипаттау ауыл шаруашылығы гидрологиясы деп атауға болады.

Құрлыктық гидрологияның су объектілерін зерттеу мақсаты мен әдістемелеріне байланысты төмендегідей салалары бар: гидрометрия -су қорын, ағу мөлшерін және құрамын анықтап зерттейді; гидрография - белгілі аумағындағы су объектілеріне сипаттама береді. Осы білімдер негізінде шаруашылық территориясындағы кішігірім өзен, көлдерге сапалық баға беріп және олардың қанша көлем су бере алатынын анықтап, суармалы егіншіліктің даму бағытын белгілеуге мүмкіндік береді.

Суармалы егіншілікке пайдаланылатын тұщы су корын негізінен атмосфералық жауын-шашын толтырады. Олар топырақка сіңіп оны ылғалдандырады, одан әрі сіңіп (фильтрация), жер асты суы мөлшерін арттырады, өзен мен көлдерге ағып түсіп, теңіздер мен мұхиттарға да құйылады. Осы үрдістермен булану ұласып жатады. Жауын-шашын қайта жауады, буланады. Міне, осылайша судың табиғаттағы айналымы пайда болады (1-сурет).

Белгілі ғалым А.А.Черкасовтың мәліметі бойынша атмосферада су түрінде 12,3 мың км су болады. Жердің бес километрлік терең кабатындағы су мөлшері 49,5 млн км екен. Бірақ, өмір көрсетіп отырғандай, осыншама су қоры бола тұра, суармалы егіншіліктің одан әрі дамуы судың жету жетіспеушілігіне тығыз байланысты. Жер бетіндегі суларды өте көп пайдалану салдарынан кейбір теңіздер мен көлдердің тартылып, жоғалып кету қаупі туып тұр. Мысалы: Арал теңізі, Балқаш көлі және т.б.

Ауыл шаруашылығы гидрологиясының негізгі элементтері жауын-шашын, булану және судың жер бетімен ағуы (өзен немесе көлге кұйылуы) болып табылады.

1-сурет. Табиғаттағы су айналымы:

1 -жауын;

2 -булану;

3 -құрлықтан аққан су.

Айтылғандарды ескере отырып, құрлықтың су тепе-тендігінің қарапайым тендеуін жазуға болады:

А = (Б+Ж)±W

мұндағы: А -жылдық жауын-шашын мөлшері, мм; Б -жылдық булану мөлшері, мм; Ж - судың жер бетіндегі жылдық ағысы, мм; W - жер асты суы қорының (мөлшерінің) жылдық өзгеруі, мм.

Осы теңдеудегі булануды (Б) екіге бөліп көрсетуге болады, жер бетінен булану (Б ) және транспирация (өсімдіктердің суды буландыруы Т). Сонда теңдеуді ауыл шаруашылығы дақылы өсірілетін танапқа арнап қарапайым түрде былай жазуға болады:

А = (Б + Т + Ж) ± W

Ауыл шаруашылығы өнімінің мол болуы үшін осы теңдеудегі транспирацияның үлесі артып, буланудың әсіресе Ж-ның үлестерінің кемігені дұрыс. Ол үшін егіс құрамын және онда қолданылатын агротехника сапасын жақсарту кажет.

Жауын-шашын. Жауын-шашынның жалпы мөлшері кұрлық бойынша өте көп болғанымен, оның кейбір аймақтарда өте аз жауын су жетіспеушілігіне әкеліп соғады. Оны мынадай себептермен түсіндіріп дәлелдеуге болады: су буының атмосферадағы айналымының географиялық ерекшеліктері.

Мысалы:

- бұрынғы одақ аумағының Европа бөлігінде жауын-шашын оның Азия бөлігіне карағанда көбірек жауады. Себебі Европалық бөлікте ауаның циклондық қозғалысы, ал Азия бөлігінде антициклондық қозғалыс басым;

- ауаның циклонды козғалысын туғызып, жаңбыр жаууы мүмкіндігін арттыратын себеп - орман-тоғайлардың біркелкі орналаспауы және жер беті рельефінің әртүрлілігі. Биік таулар етегінде жауын-шашын теңіз деңгейі аймақтарына қарағанда бірнеше есе көп жауады.

Егер жауын-шашыннан өсімдіктердің су пайдалану үлесін алсақ, ол жоғарыдағы айтылған себептерге байланысты - 20 проценттен 80 процентке дейін ауытқиды. Бұл ауытқулар үш түрлі себепке байланысты болады: біріншісі - егістің географиялық орны (шөлейт және далалық аймақтар); екіншісі - жылдық жауын-шашын мөлшерінің өзгеруі; үшіншісі - жылдық жауын-шашынның өсімдік вегетациясы кезеңдерінде және жыл айларында біркелкі жаумауы.

Жаңбыр суының булануы мен жер бетімен ағысы аралығы салмағы сол жаңбырдың қалай жауғанына да көп байланысты. Егер жаңбырдың жауу жылдамдығы 0,7 мм/мин және одан да жоғары болса, оны өткінші жаңбыр деп атайды. Өткінші жаңбырлар белгілі бір аумақтың аз көлеміне ғана, қысқа уакытта жауып өтсе де, қатты су ағысын, яғни тасқын туғызып, топырақты эрозияға (жуып-шаяды) ұшыратады, өзендерді тасытады. Мұндай жаңбыр кезінде пайда болатын су тасқыны үйлер мен жолдарды алып кетіп, егістікті басып қалуы жиі кездеседі.

Бірнеше сағат, тіпті күні бойы сіркіреп қана жауатын жаңбырды ақ жауын деп атайды. Мұндай жаңбыр суы негізінен топыраққа сіңіп, оны сапалы ылғалдандырады.

Осы айтылғандар негізінде жаңбырдың жауу жылдамдығы деген ұғым туындаған. Оны төмендегі формула көмегімен анықтайды:

і = һ/t, мм/мин,

мұндағы: t -жаңбырдың жауу ұзақтығы, мм; һ -жаңбыр мөлшері, мм.

Булану. Бұл көрсеткіш ауыл шаруашылығы жерлері гидрологиясының басты элементі. Оның мөлшері географиялық орынға (оңтүстікте көбірек, солтүстікте азырақ) және жыл мезгіліне байланысты. Ауыл шаруашылығы жерлерінде булану негізінен жер бетінен және өсімдіктерден жүреді. Жер, яғни топырақ бетінен жүретін булануды-физикалық булану деп атайды, оның үлесінің төмен болғаны жөн. Өсімдіктерден болатын булану транспирация деп аталады. Ол физиологиялық булану. Транспирация үлесінің жоғары болғаны егіншіліктін дұрыс ұйымдастырылғаны және күтіп-баптау жұмыстарының дүрыс жүргізілгенінің белгісі.

Булану мөлшерін анықтау барысында екі ұғым ұшырасады: булану және буланғыштық. Булану - белгілі бір уакыттағы, табиғи қалыпты жағдайдағы, дакылдар өсіп тұрган жер бетінен буланған су мөлшері (Е). Буланғыштық - белгілі уакыттағы судың мүмкіндігінше ең көп (потенциалды) булану мөлшері (Е ). Егістіктерде болатын булануды, яғни танаптардың жалпы су пайдалану мөлшерін анықтау үшін, су бетінен болатын буланғыштықты есептейді. Осы мақсатта мына формулалар қолданылады:

В.Е.Давидовтың формуласы; Еo = 15· Д 0,8(1+0,125· W ),

мұндағы: Д -ауа ылғалы жетіспеушілігінің орташа айлық мәні, мм;

W-жел жылдамдығының орташа айлық мәні, м/с.

Н.Н.Ивановтың формуласы: Е₀ = 0,0018 (25+t)² (100-г), мм,

мұндағы: t -ауаның орташа айлық температурасы,°С; г – ауаның орташа айлық салыстырмалы ылғалдылығы, %. Буланғыштық Е шамасын арнайы биоклиматтық коэффициенттерге көбейту арқылы егістік танаптарының жалпы су пайдалану мөлшерін анықтайды.

Жалпы алғанда булану мөлшері жаңбыр мөлшеріне, жердің геоморфологиялық жағдайына, су қоймасы көлеміне, ауа температурасы мен ылғалдылығына, желге, судың тұздылығына, ауыл шаруашылығы дақылы түріне, тіпті сортына байланысты болады. Жаңбыр мөлшері және ауа температурасы артқан сайын булану да артады, ал ауа ылғалдылығының жоғарлауы булануды кемітеді. Ойпаттар мен өзектерге қарағанда төбелерде булану күштірек жүреді. Солтүстік еңістіктермен салыстырғанда оңтүстік еңістіктерде буланудың едәуір артық болатындығы да белгілі.

Танап топырағының ылғалдылығы ұдайы жоғары болып тұрғанда қалың өсетін, жапырақтары мол және тамыры зор дақылдардың су буландыруы әрдайым жоғары болады.

Осы айтылғандарды мамандар өз жұмыстарында ескеріп технологиялық шешімдер қабылдағанда (мысалы: тұқым себу, суғару мерзімдерін белгілеу) пайдаланғандары жөн.

Судың жер бетімен ағысы. Гидрологияның бұл элементі де жыл мезгіліне және жауын-шашын түріне байланысты. Сондықтан оны жаңбырлық және қарлық (қар ерігендегі су) деп бөлуге болады. Судың жер бетімен ағысы шамалары жер рельефіне де көп байланысты: еңістік артқан сайын су ағысы да көбейіп, оның топырақты эрозияға ұшыратып, жыраға айналдыру кабілеті артады.

Енді, жер бетінде болатын су ағысын сипаттайтын көрсеткіштермен танысайық. Олар: ағыс көлемі, ағыс коэффициенті, инфильтрация немесе топырақтың су сіңіру коэффициенті және ағыс модулі.

Ағыс көлемі (W, м³ ) деп, белгілі бір су жинағыш алаңнан ағып шыққан судың жалпы мөлшерін айтады: W = 10 һ Ғ, м³ ;

мұндағы: һ -бір гектар жерден пайда болатын су ағысы, мм;

Ғ-су жинағыш алаң ауданы, га.

Осы формула көмегімен белгілі бір су жинағыш алаңнан қанша көлемде суды егін суару үшін немесе су қоймасын толтыру үшін пайдалануға болатынын аныктайды.

Ағыс коэффициенті белгілі бір аумаққа түскен жауын-шашынның канша мөлшері ағыска айналғанын, қаншасы буланғанын және топыраққа сіңгенін білдіреді. Ол былайша есептелінеді:

а = W /А·10; W = а· А

мұндағы: А -жауын-шашын мөлшері, мм.

Осы формуладан ағыс коэффициентінің шамасы неғұрлым жоғары болған сайын, су қатерлігінің, яғни топырақты жуып кету және ойпаң жерлерді басып калу каупі артатынын байқауға болады. Ондай аумақтарға алдын-ала судың катты ағысына қарсы шаралар жоспарлап, су бөгеуші әртүрлі кұрлыстар және үлкен көлемді су қоспалар салған жөн.

Инфильтрация (топырақтың суды сіңіруі) коэффициенті белгілі аумаққа жауған жауын-шашынның қанша мөлшері топырақка сіңгенін көрсетеді. Ол былай есептеледі:

К_n = W_с / А ·10; W= К_n · А ·10

мұндағы: W - топыраққа сіңген жауын-шашын мөлшері, мм.

Осы коэффициенттер (а,К_п) шаруашылықтың гидрология картасында көрсетіледі, ал жауын-шашын мәліметтері арнайы мекемелерден ай сайын алынады. Олар арқылы шаруашылық аумағының әр бөліктерінде жауатын жауын-шашынның қанша мөлшері ағып кетіп, қаншасы топыраққа сіңе алатынын анықтауға болады.

Шаруашылық үшін инфильтрация коэффициентінің жоғары болып, ағыс коэффициентінің неғұрлым төмендегені экологиялык және экономикалық тұрғыдан тиімді. Себебі, су қатерлігі кеміп, топырақ кұнарлылығын жақсарту мүмкіндігі жоғарылайды.