The purpose of the study was to determine the features of erosion processes caused by surface melt water and rainwater runoff. The place of the study is the catchment within the Pryazovia incline plain located in the central part of the Rostov region. Routine research methods were used on temporary and permanent runoff sites. Standard rain gauges and gauging vessels were used to record the rain layer. Soil loss was determined by the volume of delves and the turbidity of the flowing water. Soil properties were determined by the conventional methods in soil science and agriculture. It has been found out during the observation period between 1970 and 2024 that snowmelt water runoff is affected by moisture reserves in the snow, the depth of soil freezing, and the thermal behavior during the snow melting period. Melt water runoff occurs when the soil freezes to a depth of 25–30 cm and the water reserves in the snow are up to 20–50 mm. The runoff coefficient fluctuates within 0.1–0.8 with an average value of 0.4. In the warm period, the runoff depends on the amount of precipitation, rain intensity, degree of projective soil cover with vegetation and the runoff coefficient does not exceed 0.4 with an average value of 0.20–0.30. On dead fallows for soil loss of 20–30 t/ha, the runoff coefficient during showers should be at least 0.29–0.34, the same autumn plowing soil losses from snowmelt are possible with a runoff coefficient of 0.40–0.60. Saturation with suspended soil particles of heavy rain runoff is 60–80 g/L, snowmelt water runoff – 12–18 g/L. Differences in the genesis of erosion processes and the amount of soil run down during meltwater runoff and heavy rainfall are determined by weather conditions, water-physical and chemical properties of the underlying surface. During snowmelt, thaws increase the runoff 1.4–2.7 times, and precipitation 3.7–4.0 times due to the kinetic energy of drops, which accelerate the process of snowmelt and destroy the structure of snow and soil. | Цель исследования – установить особенности проявления эрозионных процессов при поверхностном стоке талых и дождевых вод. Исследования проводились на водосборе в пределах Приазовской наклонной равнины (центральная часть Ростовской области). Использовались общепринятые методы исследования на временных и стационарных стоковых площадках. Для учета слоя дождя использовались стандартные дождемеры и мерные сосуды. Смыв почвы определялся по объему водороин и по мутности стекающей воды. Свойства почвы определялись общепринятыми в почвоведении и земледелии методами. За период наблюдений с 1970 по 2024 г. установлено, что на сток талых вод влияют запасы влаги в снеге, глубина промерзания почвы, температурный режим в период таяния снега. Сток талых вод возникает при промерзании почвы на глубину 25–30 см и запасах воды в снеге до 20–50 мм. Коэффициент стока колеблется в пределах 0,1–0,8 при среднем значении 0,4. В теплый период сток зависит от суммы осадков, интенсивности дождя, степени проективного покрытия почвы растительностью, коэффициент стока не превышает 0,4 при среднем значении 0,20–0,30. На чистых парах для смыва почвы массой 20–30 т/га коэффициент стока при ливнях должен быть не менее 0,29–0,34, такие же потери почвы на зяби от снеготаяния возможны при коэффициенте стока 0,40–0,60. Насыщенность взвешенными частичками почвы ливневого стока составляет 60–80 г/л, стока талых вод – 12–18 г/л. Различия в генезисе эрозионных процессов и величине смываемой почвы при стоке талых вод и выпадении ливневых дождей определяются погодными условиями, водно-физическими и химическими свойствами подстилающей поверхности. В период таяния снега оттепели увеличивают сток в 1,4–2,7 раза, а осадки в 3,7–4,0 раза за счет кинетической энергии капель, которые ускоряют процесс таяния снега и разрушают структуры снега и почвы.

The purpose of the investigation is to estimate the efficiency of the unlined main and irrigation canals of reclamation systems, and to determine the effect of this parameter on the reduction in operational reliability and hydraulic characteristics of the canals such as flow rate-velocity, filtration coefficient and roughness. The study is based on the data obtained in the field observation of hydraulic and filtration parameters of a number of reclamation canals situated in the Southern and North Caucasian Federal Districts. To determine the efficiency, the classical empirical A.N. Kostyakov dependence was used, as well as computing formulas for determining seepage losses from continuously operating canals in an earthen course under steady free filtration, recommended by Code of practice 100.13330.2016. Efficiency values set by regulatory documents at the level of 0.90–0.93 are overestimated; in practice, they are difficult to achieve, especially for unlined channels. The values of the specific share of the reasons for a decrease in operational reliability that have the greatest impact on the canal efficiency were obtained. This parameter is not constant for irrigation, main and distribution canals, when establishing it or assigning it to the designed canals; it is necessary to consider the possible change limits in the first years of canal operation and during their filling, when the filtration process is unsteady. Average statistical values of the efficiency for unlined and lined canals were established. The influence of flow-velocity and geometric parameters on this parameter was revealed. The main measures aimed at increasing the efficiency of unlined drainage canals were formulated. It is recommended to transfer the reclamation network to a closed course or create anti-filtration screens for open cross-section channels. | Цель исследований: расчетная оценка коэффициента полезного действия (КПД) необлицованных магистральных и оросительных каналов гидромелиоративных систем, а также определение влияния этого параметра на снижение эксплуатационной надежности и гидравлические характеристики каналов (расходно-скоростные, коэффициент фильтрации и шероховатость). Основой послужили данные, полученные по результатам натурных исследований гидравлических и фильтрационных параметров ряда мелиоративных каналов Южного и Северо-Кавказского федерального округов. Для определения КПД использовалась классическая эмпирическая зависимость А.Н. Костякова, а также расчетные формулы для определения фильтрационных потерь из каналов непрерывного действия в земляном русле при установившейся свободной фильтрации, рекомендуемые СП 100.13330.2016. Значения КПД, установленные нормативными документами на уровне 0,90–0,93, завышены; на практике их достичь сложно, особенно для необлицованных каналов. Получены значения удельного веса причин снижения эксплуатационной надежности, которые оказывают наибольшее влияние на КПД каналов. Этот параметр для оросительных, магистральных и распределительных каналов является величиной непостоянной, при его установлении (или назначении для проектируемых каналов) необходимо учитывать возможные пределы его изменения в первые годы эксплуатации каналов и при их заполнении, когда процесс фильтрации является неустановившимся. Установлены среднестатистические значения КПД для необлицованных и облицованных каналов. Выявлено влияние расходно-скоростных и геометрических параметров на этот параметр. Сформулированы основные мероприятия, направленные на повышение КПД необлицованных мелиоративных каналов. Рекомендовано перевести мелиоративную сеть в закрытое русло или создавать противофильтрационных экраны для каналов открытого поперечного сечения.

The influence of chelated humic fertilizers on water consumption and yield of late white cabbage cultivated using sprinkling in the dry steppe of the Saratov Trans-Volga region was under investigation. The field experiment was conducted in 2019–2022 on dark chestnut soils. The study objects were the mid-late hybrid of general-purpose white cabbage Agressor F1 and chelated humic fertilizers produced by the Cila zhizni Group LLC. The study of crop water consumption, the formation of its producing ability and the quality of cabbage heads were carried out based on the conventional methods. As determined, the total water consumption of white cabbage cultivated under irrigation in the dry steppe zone at maintaining soil moisture of at least 80% of the least moisture capacity is 5416 m³/ha, the average daily – 47.2 m³/ha. Foliar application of humic fertilizers ensured a more economical use of water resources without having a significant effect on water consumption of the crop: the cost of irrigation water for the formation of a unit value decreased by 6.22–15.56%, and the water consumption coefficient by 4.9–14.6%. Spraying vegetative white cabbage plants with humic fertilizers contributed to an increase in crop performance by 7–18%, or 4.58–12.7 t/ha. The highest yield of marketable cabbage heads, 81.58 t/ha, was obtained due to the combined use of potassium humate and Reasil Forte Carb-N-Humic liquid nitrogen fertilizer. It exceeded the yield obtained at the non-fertilized plot by 12.7 t/ha or 18%. Foliar applications of chelated humic fertilizers having adaptogenic properties is an effective technique to increase the yield of late white cabbage cultivated on irrigated dark chestnut soils of the Saratov Trans-Volga region and to use water resources more efficient. | Цель исследований: изучение характера влияния на водопотребление и урожайность капусты белокочанной поздней хелатных гуминовых удобрений при дождевании в сухой степи Саратовского Заволжья. Полевой эксперимент проводился в 2019–2022 гг. на темно-каштановых почвах. Объекты исследования: среднепоздний гибрид капусты белокочанной универсального назначения Агрессор F1 и хелатные гуминовые удобрения, производимые ООО "Сила жизни". Изучение водопотребления культуры, формирования ее продуктивности и качества кочанов осуществляли на основе общепринятых методик. Установлено, что в сухостепной зоне суммарное водопотребление капусты белокочанной при режиме орошения с поддержанием влажности почвы не ниже 80% наименьшей влагоемкости составляет 5416 куб. м/га, среднесуточное – 47,2 куб. м/га. Листовые подкормки гуминовыми удобрениями, не оказав существенного влияния на водопотребление культуры, обеспечивали более экономное использование ею водных ресурсов: затраты поливной воды на формирование единицы товарной продукции уменьшились на 6,22–15,56%, коэффициент водопотребления на 4,9–14,6%. Опрыскивания гуминовыми удобрениями вегетирующих растений капусты белокочанной способствовали росту продуктивности культуры на 7–18%, или на 4,58–12,7 т/га. Наибольшая урожайность товарных кочанов, 81,58 т/га, получена при совместном применении гумата калия и жидкого азотного удобрения реасил форте карб-азот-гумик. Это больше, чем на контрольном участке без удобрений, на 12,7 т/га (18%). Эффективным приемом, обеспечивающим повышение урожайности капусты белокочанной поздней и более экономное использование ею водных ресурсов при выращивании на орошаемых темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья, являются листовые подкормки хелатными гуминовыми удобрениями, обладающими адаптогенными свойствами.

The purpose of the investigation is to assess the groundwater suitability in Yegorlykskaya stanitsa, the Rostov region, for various categories of water consumers in agricultural water supply, to justify the need of developing a water quality improvement unit. The object of the study was groundwater in Yegorlykskaya stanitsa, belonging to the Azov-Kuban artesian basin. The suitability of groundwater for domestic and drinking water supply was assessed according to SanPiN 1.2.3685-21, for animal watering – according to the requirements of VNTP-N-97, for irrigation – GOST 17.1.2.03-90. Reclamation assessment of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa has shown that the water use for irrigation will lead to sodium alkalinization and chloride salinization of soils. The quality of water for animal drinking does not meet the requirements of VNTP-N-97 for chloride content; it exceeds the norm 1.1–1.6 times. Assessment of water suitability for household and drinking needs of the rural population revealed main groundwater pollutants and degree of their MAC for drink water exceeding. They are hydrogen sulfide (1000 times), chlorides (1.87 times), ammonium ions (1.7 times), and iron (17.47 times), dry solids (1.67 times). The arrangement of a water quality improvement unit at the existing water treatment plant is scientifically substantiated, it comprises a hydrogen sulfide oxidation reactor unit providing a residence time of 6.94 min, a thin-layer settler with brush loading for sedimentation of the hydrogen sulfide oxidation product and a combined pressure filter for removing salt-forming ions and iron. The use of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa by water consumers of various categories without additional treatment is unacceptable. The improved engineering solutions for additional treatment of groundwater in Yegorlykskaya stanitsa are developed, comprising a water quality improvement unit that ensures its adjustment to the regulatory requirements without increasing the area of the existing water treatment plant. | Цель исследований - провести оценку пригодности подземных вод станицы Егорлыкской Ростовской области для различных категорий водопотребителей в с.-х. водоснабжении, обосновать необходимость разработки блока улучшения качества воды. Объект исследования: подземные воды станицы Егорлыкской, относящиеся к Азово-Кубанскому артезианскому бассейну. Оценка пригодности подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения проводилась согласно СанПиН 1.2.3685-21, для поения животных – согласно требованиям ВНТП-Н-97, для полива – ГОСТ 17.1.2.03-90. Мелиоративная оценка подземных вод станицы Егорлыкской показала, что использование воды для полива приведет к натриевому осолонцеванию и хлоридному засолению почв. Для поения животных качество воды не соответствует требованиям ВНТП-Н-97 по содержанию хлоридов, оно превышает норму в 1,1–1,6 раза. Оценка пригодности воды для хозяйственно-питьевых нужд сельского населения показала, что основными загрязнителями подземных вод являются сероводород (концентрация превышает ПДК в питьевой воде примерно в 1000 раз), хлориды (в 1,87 раза), ионы аммония (в 1,7 раза), железо (в 17,47 раза), сухой остаток больше допустимого в 1,67 раза. Научно обосновано размещение блока улучшения качества воды на действующей станции водоподготовки, он включает реакторную установку окисления сероводорода, обеспечивающую время пребывания 6,94 мин, тонкослойный отстойник с ершовой загрузкой для осаждения продукта окисления сероводорода и комбинированный напорный фильтр для удаления солеобразующих ионов и железа. Использование подземных вод станицы Егорлыкской водопотребителями различных категорий без доочистки недопустимо. Предложены усовершенствованные технические решения для доочистки подземных вод станицы Егорлыкской, включающие блок улучшения качества воды, обеспечивающий ее доведение до нормативных требований без увеличения площади действующей станции водоподготовки.

The purpose of the investigation is to clarify the method for determining the ecologically permissible application rate of sewage sludge (hereinafter referred to as SS) or fertilizers made from them using mathematical tools. The data obtained from studying the effects of SS application from municipal treatment facilities in representative cities of the Rostov Region, both in different doses and mixtures, are used. The research method involves analyzing the accepted method for determining the application rates of SS and fertilizers based on them according to GOST R 17.4.3.07-2001, data from field studies and Russian scientists. The specific application rates according to the formulas recommended by GOST R 17.4.3.07-2001 for SS from sewage treatment facilities in town of Novocherkassk amounted to 613.61 t/ha, and in town of Novoshakhtinsk – 277.47 t/ha. It is clear that the specific application rate of several hundred t per ha is exaggerated, as evidenced by field studies. To increase the accuracy of determining a single dose of sludge application, the mobile forms of heavy metals and adjustment of the total dose based on the environmental indicators of SS are proposed to be taken into account. The calculation of sludge application rates from sludge maps of representative cities, which made it possible to justify the feasibility of the proposed clarifications, is presented. According to the methodology suggested, the specific application rates for SS in towns of Novocherkassk and Novoshakhtinsk were obtained as 66.38 and 52.32 t/ha, respectively. The clarifications suggested make it possible to obtain the most probable value when determining the application rate of sewage sludge, which will ensure the environmental safety of the fertilizers considered for the greatest number of environmentally significant indicators, including mobile forms of heavy metals. | Цель исследований - уточнение способа определения экологически допустимой дозы внесения осадков сточных вод (далее – ОСВ) или удобрений из них с использованием математического инструментария. Использованы данные, полученные на основании изучения последствий применения ОСВ с муниципальных очистных сооружений городов-представителей Ростовской области, в том числе в разных дозах и смесях. Метод исследования предполагает анализ принятого способа определения доз внесения ОСВ и удобрений на их основе согласно ГОСТ Р 17.4.3.07-2001, данных натурных исследований российских ученых. Удельные дозы внесения согласно формулам рекомендованных ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 для ОСВ от канализационных очистных сооружений г. Новочеркасска составили 613,61 т/га, а г. Новошахтинска – 277,47 т/га. Понятно, что удельная норма внесения в несколько сотен тонн на гектар является преувеличенной, о чем свидетельствуют натурные исследования. В целях увеличения точности определения разовой дозы внесения осадков, предложен учет подвижных форм тяжелых металлов и корректировка общей дозы на основании экологических показателей ОСВ. В работе приведен расчет норм внесения осадков с иловых карт городов-представителей, который позволил обосновать целесообразность предложенных уточнений. По предложенной методике были получены удельные дозы внесения для ОСВ г. Новочеркасска и г. Новошахтинска 66,38 и 52,32 т/га соответственно. Предложенные уточнения позволяют при определении нормы внесения осадков сточных вод получить наиболее вероятную величину, которая будет обеспечивать экологическую безопасность рассматриваемых удобрений по наибольшему числу экологически значимых показателей, в том числе включая подвижные формы тяжелых металлов.