Comparison of practices

• Use of water resources
• Use of land resources
• Environmental protection

Country: Kazakhstan

Province: South Kazakhstan Region

Other settlement: distant pastures of A. Sagintayev LLP

Country: Uzbekistan

Province: Xorazm Region

District: Urganch District

The climate of Jambyl Region is characterized by significant dryness and continentality. The majority of Talas District is located in the desert zone. The warm season is characterized by high air dryness.

Despite substantial thermal resources, considerable lack of moisture limits crop cultivation. The majority of the district’s territory is used for spring, fall and winter grazing. Water supply of pastures is ensured by underground water.

Хорезмская область расположена в северо-западной части Республики Узбекистан. По своему географическому положению, область расположена между 40°−42° северной широты и 60°−62° восточной долготы. Территория области простирается с северо-запада на юго-восток на 280 км, с запада на восток на 80 км. Почвенный покров адыров образован, в основном, солончаками и в меньшей степени лугово-серозёмными почвами. Почвенный покров низменностей - песчаный.

Start date: 01.06.2015

End date: 15.09.2015

Start date: 01.01.2004

End date: 31.12.2006

Water supply of the farms located in the zone of distant-pasture livestock production; possibilities to utilize idle wells containing highly mineralized water, use water resources in a rational manner, as well as to increase the area of used pastures by way of supplying them with additional water.

Неэффективное использование оросительной воды на уровне поля

Technology of reverse osmosis water de-salination in well casing columns

Технология встречного полива по бороздам

The water-lifting and de-salination technology includes several innovative elements like air-tight wellheads, pipeless water-lifting devices and de-salination module block in absence of high-pressure pump to drive water through them.

Water de-salination with its subsequent separation into soft (permeate) water supplied to consumers and saline concentrate diverted for disposal.

Protected by Patent No. 23118 of the RK:

 - application of water lifting pipes for submersible pumps is excluded;

- pollution of the water-bearing layer is excluded;

- labor input (assembly and dismantling works) decreases by 40-70%;

- power costs (water lifting) decrease by 30%;

- water return of the water-bearing layer due to vacuuming the water reception section increases;

- exclusion of capital costs associated with construction of a heated room for de-salination block.

Economic efficiency

The social effect lies in supplying consumers with high-quality drinking water, and the economic effect – in growing livestock population grazing in distant pastures with additional (de-salinized underground) water supply. The later will increase Kazakhstan’s food security and meat export capacity, as well as enhance the overall environmental condition of distant pastures.

Возможность внедрения технологии

В большинстве стран Центральной Азии орошаемое земледелие основывается на поливе затоплением (например, для пшеницы) или по бороздам (для других культур). Традиционные или практикуемые в настоящее время методы орошения не являются более жизнеспособными или оправданными в свете процессов изменения климата и нехватки водных ресурсов на планете и, в особенности, в регионе Аральского моря. Более того, для полного охвата поля, которое может иметь неровный рельеф, традиционным поливом по бороздам требуется длительное время. Традиционный полив во многих случаях приводит к неравномерному распределению воды по полю, оставлению сухих участков на поле и заболачиванию других, повышению уровня грунтовых вод. Предлагаемая технология встречного полива является применимым и подходящим способом орошения участков с ровным рельефом – равнинных территорий стран Центральной Азии.

Описание технологии

Технология довольно проста и состоит из одновременного орошения поля с двух сторон. Технология апробирована в северо-западной части Узбекистана в рамках проекта ZEF/ЮНЕСКО. По результатам экспериментального применения, встречный полив по бороздам как технический вариант орошения безуклонных участков способствует повышению эффективности водопользования благодаря более однородному распределению воды по бороздам.

Эта эффективная водосберегающая технология была широко опробована в странах Центральной Азии, в т.ч. Узбекистане (Сырдарьинская, Хорезмская области) Среднеазиатским научно-исследовательским институтом ирригации (САНИИРИ).

Преимущества
• Водосбережение. Результаты опытного полевого применения системы показывают, что в сравнении с традиционным поливом по бороздам метод встречного полива позволяет сэкономить до 20% поливной воды в период вегетации.
• Снижение уровня сезонного засоления в конце борозды. Увеличение засоления в конце борозд в связи с низким поглощением поливной воды и высокой капиллярностью может быть сокращено вдвое.
• Увеличение урожайности. В результате урожайность культур увеличилась в целом на 30-35%, в частности хлопчатника на 0,5 т с 1 га.
• Улучшения в способе эксплуатации и проектирования техники полива по бороздам (оптимизация сбросов, промывки, лазерная планировка земли) позволяет повысить эффективность технологии с текущего показателя 45% до 65%.

Enhancing water supply of pastures by restoring existing and, where possible, building new well infrastructure; possibility of using water sources with mineralized water that were not used previously, providing livestock crews and cattle on pastures with drinking-quality water.

Уроки:

Технология встречного полива по бороздам довольно проста и состоит из одновременного орошения поля с двух сторон. Встречный полив по бороздам, как технический вариант орошения безуклонных участков, способствует повышению эффективности водопользования, благодаря более однородному распределению воды по бороздам.

Рекомендации:

Данная технология орошения рекомендуется к применению фермерами до решения проблемы регулирования уровня грунтовых вод и мелиоративного состояния земель радикальными мерами. При наличии инвестиций данный способ полива можно широко внедрять на инженерной основе.

Domestic tools (outcomes of research by domestic R&D organizations)

• Традиционные инструменты, передаваемые из поколения в поколение и показавшие ценность в современных условиях;
• Отечественные инструменты (результат разработок отечественных научно-исследовательских структур).

1. Cost of implementation: Moderate

2. Approximate cost of investment per 1 ha: 2,000 thous. tenge

3. O&M costs: Moderate

4. Expert support: Needed at implementation stage

1. Cost of implementation: Low

2. Approximate cost of investment per 1 ha:

3. O&M costs: Low

4. Expert support: Needed at implementation stage

The R&D works were executed under the theme “Investigating the Process of De-Salinizing Different Types of Mineralized Underground Water and Identifying De-Salination Regimes for Water Supply of Pasturable Land” (2013-2015, amount of funding – 13.5 mln tenge) within the framework of Project 0190/GF3 under Program 055 “Research and scientific-technical activities”, Sub-Program 101 “Grant funding of scientific research” as per the contract with SE “Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan”.  The process of de-salinizing mineralized underground water with different physical and chemical characteristics was designed and adjusted in lab and field conditions on distant pastures.  In addition, the technical standards of operating devices to treat underground water with 2-7 g/l mineralization (as per Patent No. 23118 of the RK) were developed.

The practice was deployed under the R&D Workstream “Scientific substantiation of pasture water supply system based on GIS-technologies with the aim of intensifying distant-pasture livestock production” within the framework of Project “Development of technologies to improve and ensure rational use of pastures to advance distant-pasture livestock production” (2015-2017).

Получатели выгод от его реализации: Водопотребители, АВП

Структура, ответственная за реализацию проекта: Среднеазиатский научно-исследовательский институт ирригации (САНИИРИ)

Донор: ZEF/ЮНЕСКО в Республике Узбекистан.

1. Balgabayev, N.N., Tumlert, V.A., Tumlert, E.V. “Resource-saving technology of de-salinizing mineralized underground water in the conditions of distant pastures” / Water Magazine, No. 6 (82), 2014, pp. 46-49;
2. Tumlert, V.A., Grankin, Yu.Ya., Tumlert, E.V., Gritsenko, N.V. “Disposal of salt brines during de-salination of mineralized water with receiving commodity salts and fertilizers”// “Science and World”, 2015, No. 8 (24), pp. 32-37;
3. Tumlert, V.A., Grankin Yu.Ya., Tumlert, E.V. “Investigating the process of de-salting mineralized underground water based on reverse osmosis via a device installed in well trunk” // ”Science and World”, 2015, No. 12 (28);
4. Tumlert, V.A. “Issues of restoring and upgrading pasture water supply infrastructure to revive distant-pasture livestock production” // “Agricultural Science of Kazakhstan Digest”, 2014, No. 9.

1) Справочник по климатически оптимизированным инвестициям в сельских регионах бассейна Аральского моря (на примере Узбекистана и Таджикистана). Ташкент, 2016 г.

2) Палуашова Г.К., Широкова Ю.И. Эффективность встречного полива хлопчатника по бороздам в условиях Хорезма.
http://www.cawater-info.net/bk/improvement-irrigated-agriculture/files/paluashova-shirokova.pdf  

3) Палуашова, Г. (2005). Изучение солевого режима почвы при изменении технологии полива в условиях Хорезмского оазиса. Материалы Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение как фактор устойчивого развития водного хозяйства», г. Тараз, Казахстан.

SIC ICWC

НИЦ МКВК