Мелиорация земель

Введение

 

 

Мелиорация земель осуществляется во всех зонах России в соответствии с природными условиями, характером земель и требованиями возделываемых сельскохозяйственных культур.

Цель мелиорации: повышение плодородия почвы путем регулирования ее водного режима, как одного из важнейших факторов жизни растений.

В курсовом проекте будет запроектировано  оросительная система для 8-польного зерно-кормового севооборота, расположенного в одном из хозяйств в самарской области.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 1. Анализ природных условия объекта орошения

 

Климат по среднему Заволжью –  резко континентальный. Для этого  района характерны: недостаток атмосферных осадков, резкие температурные контрасты, быстрые переходы от суровой зимы к жаркому лету ,сухость воздуха.

Среднемесячная температура июля  +21,4° C, среднемесячная температура февраля -13,4° C; средняя температура за год +4,1° C.

Осадки за вегетационный период 221,8 мм.

Самый влажный месяц ноябрь 88 %; самый сухой месяц – июнь 51%.

Испарения за год составляет 767 мм, испарение за вегетационный период 812 мм.

Скорость ветра 4,5 м/с.

 

Почвы

Основной почвенной разностью  на территории орошаемого участка является обыкновенные террасовые черноземы, тяжело- и средне-суглинистые. Почва имеет сравнительно хорошую комковатую структуру, поэтому обладает хорошей водопроницаемостью, а следствие тяжелого механического состава и хорошей водоудерживающей способностью.

Содержание гумуса в почве орошаемого участка колеблется от 5 до 6% при  довольного большой мощности окрашенного слоя.

Грунтовые воды залегают на глубине 11 м и более, содержат соли в ничтожных  количествах.

 

Рельеф

Склон.

Уклоны поверхности земли:

 

Определим коэффициент увлажнения

По коэффициенту увлажнения определяем к какой зоне относится данная область: 0,33…0,7 – зона неустойчивого увлажнения, субаридная.

Проанализировав природные условия  денного района можно сделать  выводы:

1. ввиду неравномерности выпадения атмосферных осадков за вегетационный период и периодической засушливостью климата, для получения гарантированных урожаев с/х культур необходимо орошение;
2. при часто повторяющихся засухах способ полива должен быть мобильным и высокопроизводительным. Этим требованиям в большей степени отвечает дождевание;
3. на участках со сложным рельефом и значительными уклонами наиболее целесообразным является применения дождевание;
4. овощи и кормовые культуры, входящие в состав севооборота требуют частых поливов малыми нормами. Такой режим орошения легче обеспечить дождеванием.

 

 

Раздел 2. Расчет дозы химического мелиоранта.

Расчет промывной нормы

 

2.1.Расчет дозы  химического мелиоранта.

Почва данного района является слабосолонцеватыми. К солонцам относятся  почвы, содержащие в гумусовом горизонте такое количество обменного натрия, которое обусловливает развитие в почву комплекса неблагоприятных свойств: щелочную реакцию, высокую дисперсность минеральной части, связность набухания при увлажнении, сильное уплотнение и твердость при иссушении.

Согласно приложению 3, почва содержит в составе ППК натрий.

Основной задачей борьбы солонцами и солонцовыми почвами  является удаление с ППК поглощенного натрия. При этом нейтрализуется щелочность, улучшаются химические и физические свойства почвы и как следствие условия для развития растений. В качестве химического мелиоранта используем гипс (CaSO4). Он измельчается и вносится в виде порошка в почву, затем для равномерного распределения гипса по площади и глубине запахивается на глубину 50-60 м. В результате этого в почве происходит следующая химическая реакция:

 

Для удаления продукта ионно-обменной реакции сернокислого натрия проводит капитальную промывку.

Промывка является сложным  физико-химическим процессом, при котором  происходит вынос растворимых солей из активного слоя почвы.

Определим содержание натрия в составе ППК:

где Na – содержание поглощенного натрия в ППК, мг экв/100 г почвы;

E – емкость поглощения мг экв/100 г почвы.

 

Горизонт А:

 

Горизонт В:

 

Сравним полученные значения с допустимым значением, равным 7 %.

Следовательно, почва горизонта  А нуждается в химической мелиорации.

Необходимое количество гипса  для рассолонцевания зависит  от содержания Na, мощности солонцового горизонта и емкости обмена

где G – количество гипса, вносимого для рассолонцевания почвы;

Na – содержание натрия в ППК, Na=2,8 мг экв/100 г почвы.

h – мощность солонцового горизонта, h=45 см;

плотность солонцового горизонта,

 определяется по формуле:

 

 

2.2.Расчет промывной нормы.

Промывку проводят подачи воды в  таком объеме, который позволяет  переместить растворимые соли за пределы промываемого почвенного слоя, обычно это от 0,6-1,5 м. Промывки в зависимости от организационно-хозяйственных условий делятся на капитальные и эксплуатационные.

Капитальные промывки являются единовременными по рассолению почв на расчетную глубину.

Эксплуатационная промывка – это периодическое мелиоративное мероприятие, служащее для поддержания вводно-солевого режима земель.

Определим норму капитальной  промывки по формуле Аверьянова-Голованова:

 

Где h – слой промываемого грунта, принимаем h= A+В=1м;

 – коэффициент гидродинамической дисперсии, принимаем

– активная пористость в долях  от единицы,

где – пористость,

ММВ – максимальная молекулярная влагоемкость.

 

Горизонт А:

 

Горизонт В:

 

Определим средневзвешенную активную пористость:

А – коэффициент, учитывающий степень  опреснения, А=0,1,

Тогда

 

Определим норму капитальной промывки с учетом испарения:

 

Промывки целесообразно проводить  в октябре, ноябре и марте, когда  величина испарения минимальна

 

 

Раздел 3. Расчет режима орошения с/х культур и  водообмена с грунтовыми водами.

 

На участке орошения проектируется 8-польный зерно-кормовой севооборот со следующим составом культур:

1. яровая пшеница – 3 поля;
2. картофель – 1 поле;
3. кукуруза – 2 поля;
4. люцерна (сено) – 2 поля.

 

В курсовом проекте расчет режима орошения проводим для года 75%-обеспеченности осадками (среднесухой год).

Расчетным годом является 1969 г., м/с город Самара.

Расчетной культурой, для которой  будет проведен компьютерный расчет является кукуруза.

Для расчета режима орошения и динамик  водообмена с грунтовыми водами используется математическая модель нестационарного влагопереноса, разработанная А.И. Головановым. Модель рассматривает одномерное вертикальное движение влаги и составляет баланс слоя влаги за определенное время.

Режим орошения – это совокупность норм сроков и числа полей.

Режим орошения культур, входящих в  состав севооборота сведем в таблицу №1.

 

Таблица №1. Режим орошения с\х культур 8-польного зернокормового севооборота  для года 75%-обоспеченности осадками (Самарская область)

 

Название с/х культуры	Число полей	Номер полива	Средний день полива	Поливная норма	Оросительная норма М,
1	2	3	4	5	6
Яровая пшеница	3	0	22.09	500	1750 1250
		1	6.06	450
		2	25.06	400
		3	8.07	400
Картофель	1	1	14.06	500	1950
		2	14.07	500
		3	21.07	500
		4	6.08	450
		5	-	-
Люцерна	2	0	10.10	1000	3200 2200
		1	10.05	500
		2	16.06	500
		3	14.07	400
		4	3.08	400
		5	22.08	400
		6	-	-
Кукуруза	2	1	10.05	630	3360
		2	23.05	560
		3	6.06	560
		4	21.06	530
		5	7.07	560
		6	21.07	520

 

 

 

где – влагозарядковая поливная норма;

m – вневегетационный полив.

 

6 поливов

G=-136мм

 

Определим средневзвешенные значения оросительных норм:

 

где - суммарные оросительные нормы каждой культуры, входящей в состав севооборота;

- доля культуры в севообороте в долях от единицы.

Определим средневзвешенную суммарную  оросительную норму для севооборота:

 

 

 

Раздел 4. Расчет динамики УГВ и времени их подъема

до критической глубины

 

На участке орошения первоначальная глубина грунтовых вод составляет: =11 м.

В результате орошения изменяется баланс грунтовых вод. Они могут подниматься, критическая глубина грунтовых вод в районах Поволжья составляет: =2 м.

Для определения необходимости  строительства дренажа нужен прогноз подъема грунтовых вод.

Схема элементов водного баланса.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ос – осадки;

Ор – оросительная норма;

Ф – фильтрация;

Е – испарение;

– приток и отток поверхностных  вод;

– приток и отток подземных вод;

– глубина грунтовых вод;

– мощность водоносного пласта;

– водообмен между почвенными и грунтовыми водами;

– водообмен между грунтовыми и подземным водами.

- уклоны поверхности грунтовых  вод в начале и конце потока.

Определим изменение баланса грунтовых  вод в пределах орошаемого участка  за год:

– разница подземного оттока и  притока по водоносному пласту по данным гидрологических изысканий и расчетов для данного участка, находящегося в самарской области Поволжья, принимаем равный 600 м/га.

=600 м/га.

Водообмен почвенных вод с грунтовыми определяется по формуле:

где g – вегетационное севооборота определяется по формуле:

где , полученное в результате расчета на компьютере.

 

В условиях курсового проекта  водообмен грунтовых и подземных вод отсутствует, так как водоносный пласт подстилается водоупором: р=0.