Оросительные системы

 

2.5 Поливные нормы, оросительная  норма. Расчёт поливных норм и  оросительной нормы по каждой культуре, указанной в задании

 

Поливная норма — это количество воды, которое подается за один полив на один гектар. Поливную норму устанавливают с учетом возможностей и параметров работы поливной техники. Наименьшая влагоемкость почвы изменяется от 4 до 12 % массы для песков и супесей, от 12 до 13 % — для легких и среднелегких суглинков, от 18 до 25 % — для среднесуглинистых почв и от 25 до 30 % массы — тяжелосуглинистых [9, c.41].

Режим орошения сельскохозяйственных культур представляет совокупность поливных и оросительных норм, числа и сроков полива. По своему назначению режим орошения может быть увлажнительным и увлажнительно-промывным.

Режим орошения разрабатывается для конкретных климатических, водохозяйственных, почвенно-мелиоративных и организационно-технических условий с учетом принятых в проекте способов орошения и техники полива.

Эксплуатационный режим орошения составляется для планирования и реализации сезонного и оперативного (на одну-две декады) планов водопользования с учетом почвенно-мелиоративных, оросительно-технических и других изменений, которые произошли в процессе эксплуатации оросительной системы, а также с учетом ожидаемых в данном году погодных условий.

Основой для расчета показателей поливного режима служит уравнение водного баланса. Балансовые расчеты заключаются в сопоставлении количества воды, необходимого сельскохозяйственным растениям для их нормального роста и развития, с природной водообеспеченностью орошаемых площадей (атмосферными осадками и грунтовыми водами).

В последнее время широкое применение для определения суммарной потребности сельскохозяйственных культур в воде получил биоклиматический метод. В основу этого метода положена общность между суммарным водопотреблением и испаряемостью. Внутрисезонное несоответствие между испаряемостью и суммарным водопотреблением корректируется биологическими коэффициентами.

Оросительная норма за вегетационный период — количество воды, которое подается на один гектар орошаемой площади за весь период вегетации. Она равна разнице между суммарным водопотреблением культуры и естественной влагообеспеченностью.

При обильных осадках во вневегетационный период активный запас влаги в почве к началу вегетационного периода можно принимать 30—40 % наименьшей влагоемкости для тяжелых и средних и 40—50 % для легких по механическому составу почв.

Капиллярное использование пресных грунтовых вод при близком их залегании определяют по экспериментальным данным. Атмосферные осадки вегетационного сезона учитывают полностью, исключают из расчета только те осадки, которые в виде поверхностного или глубинного стока уходят за пределы зоны активного влагообмена.

Коэффициент использования вегетационных атмосферных осадков изменяется от 0,5 до 1 в различных природных зонах. Оросительная норма может быть также определена суммированием месячных или декадных дефицитов водопотребления.

При проведении водохозяйственных расчетов следует учитывать также потери воды непосредственно на поле во время полива, так как в неблагоприятных условиях эти потери могут достигать 30—35 %.

Оросительная норма является суммой поливных норм, восполняющих дефицит влаги орошаемой культуры за вегетационный период и в ряде случаев может включаться также влагозарядковые поливы. В практике оросительных мелиорации различают проектный и эксплуатационный режимы орошения. Последний, в свою очередь, подразделяют на поливной режим плана водопользования и оперативный.

Для большинства полевых культур (многолетние травы, зерновые колосовые кукуруза, технические культуры) глубина зоны активного влагообмена к концу вегетации достигает 0,9—1,1 м, в то время как у пастбищных травосмесей она составляет 0,5—0,6 м, а у овощных — 0,3—0,5 м. При высоком уровне стояния грунтовых вод и на маломощных почвах табличные поливные нормы корректируют.

При поливе дождеванием поливную норму определяют в зависимости от интенсивности дождя, технологической схемы работы машины (аппарата), впитывающей способности почвы и уклона поливаемой поверхности. В отличие от поверхностного полива при высокой интенсивности дождя и больших уклонах поливная норма может быть меньше на тяжелых и больше на легких по механическому составу почвах.

Запас воды в почве после и до полива определяется по формулам:

 

wmax=p*H*βmax,

wmin=p*H*βmin,

 

 

где Н – глубина промачивания (активный слой), м,

      р – скважность  почвы в % от ее объема, р=45%

      βmax, βmin- влажность почвы в процентах от скважности.

Проведем расчет запаса воды в почве после и до полива для заданных культур:

- капуста ранняя:

I - wmax=45*0,10*70=315,0 м3/га; wmin=45*0,10*52=234,0 м3/га

II- wmax=45*0,15*70=472,5 м3/га; wmin=45*0,15*52=351,0 м3/га

III- wmax=45*0,20*70=630,0 м3/га; wmin=45*0,20*52=468,0 м3/га

IV- wmax=45*0,25*70=787,5 м3/га; wmin=45*0,25*52=585,0 м3/га

V- wmax=45*0,30*70=945,0 м3/га; wmin=45*0,30*52=702,0 м3/га

- корнеплоды:

I - wmax=45*0,18*75=607,5 м3/га; wmin=45*0,18*56=453,6 м3/га

II- wmax=45*0,20*75=675,0 м3/га; wmin=45*0,20*56=504,0 м3/га

III- wmax=45*0,25*75=843,8 м3/га; wmin=45*0,25*56=630,0 м3/га

IV- wmax=45*0,35*75=1181,3 м3/га; wmin=45*0,35*56=882,0 м3/га

- картофель поздний:

I - wmax=45*0,10*66=297,0 м3/га; wmin=45*0,10*47=211,5 м3/га

II- wmax=45*0,20*66=594,0 м3/га; wmin=45*0,20*47=423,0 м3/га

III- wmax=45*0,25*66=742,5 м3/га; wmin=45*0,25*47=528,8 м3/га

 

Поливная норма - объём воды (м3/га), который необходимо подать на 1 га орошаемой площади за один полив - «m». Величину поливной нормы можно рассчитать как разность влагозапасов в почве после полива и до него:

 

m = wmax- wmin

 

Оросительная норма - объём воды (м3/га), который необходимо подать на 1 га поливаемой площади за весь оросительный период - «М». Оросительный период в мелиорации - время от первого (весной) до последнего (летом и осенью) полива. В Нечернозёмной зоне оросительная норма рассчитывается по формуле:

 

Результаты расчетов сведем в таблицу 7.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7 – Поливные и оросительные нормы

Культура	Номера поливов	Сроки полива	Активный слой, Н, м	Запас воды, м3/ га		Поливная норма, m, м3/ га	Оросительная норма, М,  м3/ га
				wmax	wmin
Капуста ранняя	I II III IV V	05….10.05 20….25.05 05….10.06 15….20.06 01….05.07	0,10 0,15 0,20 0,25 0,30	315,0 472,5 630,0 787,5 945,0	234,0 351,0 468,0 585,0 702,0	81,0 121,5 162,0 202,5 243,0	810,0
Корнеплоды	I II III IV	25….30.05 10….15.06 10….15.07 10….15.08	0,18 0,20 0,25 0,35	607,5 675,0 843,8 1181,3	453,6 504,0 630,0 882,0	153,9 171,0 213,8 299,3	838,0
Картофель поздний	I II III	10….15.07 25….30.07 10….15.08	0,10 0,20 0,25	297,0 594,0 742,5	211,5 423,0 528,8	85,5 171,0 213,7	470,2

 

 

2.6 Поливной гидромодуль  и расходы воды. Расчёт поливного  гидромодуля и расходов воды  по каждой культуре, указанной  в задании

 

Поливный гидромодуль - это объем воды в литрах, подаваемый на 1 га культуры [15, c.142].

Проведем расчёт поливного гидромодуля и расходов воды по каждой культуре, указанной в задании (таблица 4).

Поливный гидромодуль q определяется на основании поливных норм и срок полива по формуле:

 

,

где m – поливная норма, м3/ га,

       t- продолжительность полива, сут,

       n- число часов полива в сутки.

 

Рассчитаем поливной гидромодуль для заданных культур:

- капуста ранняя:

I – q=81,0/ (3,6*6*15)=0,250

II– q=121,5/ (3,6*6*15)=0,375

III– q=162,0/ (3,6*6*15)=0,500

IV– q=202,5/ (3,6*6*15)=0,625

V– q=243,0/ (3,6*5*15)=0,900

- корнеплоды:

I – q=153,9/ (3,6*6*15)=0,475

II– q=171,0/ (3,6*6*15)=0,528

III– q=213,8/ (3,6*6*15)=0,660

IV– q=299,3/ (3,6*6*15)=0,924

- картофель поздний:

I – q=85,5/ (3,6*6*15)=0,264

II– q=171,0/ (3,6*6*15)=0,528

III– q=213,7/ (3,6*6*15)=0,660

 

Расход воды (Q) рассчитывается по формуле:

 

Q=q*F,

 

Где F- площадь, занимаемая культурой

 

 

 

 

 

 

Таблица 8 – Расчет гидромодулей и расходов воды

Культура	Номера поливов	Сроки полива	Поливная норма, m, м3/ га	Поливный период, t, сутки	Количество часов полива в сутки, n	Поливной гидромодуль, q, л/с на га	Расход воды, Q, м3/с
Капуста ранняя	I II III IV V	05-10.05 20-25.05 05-10.06 15-20.06 01-05.07	81,0 121,5 162,0 202,5 243,0	6 6 6 6 5	15	0,250 0,375 0,500 0,625 0,900	11,25 16,88 22,50 28,13 40,50
Корнеплоды	I II III IV	25-30.05 10-15.06 10-15.07 10-15.08	153,9 171,0 213,8 299,3	6 6 6 6	15	0,475 0,528 0,660 0,924	35,63 39,60 49,50 69,30
Картофель поздний	I II III	10-15.07 25-30.07 10-15.08	85,5 171,0 213,7	6 6 6	15	0,264 0,528 0,660	7,92 15,84 19,80

 

 

2.7 Длительность полива. Расчёт продолжительности полива (стояния) машины на одной позиции по каждой культуре, указанной в задании

 

Длительность полива зависит от числа и производительности труда поливальщиков, числа и марки дождевальных машин, а также от производительности труда по рыхлению после полива. При поливе дождеванием важно определить продолжительность стояния дождевальных машин на одной позиции, а это позволит рассчитать общую длительность полива и число дождевальных машин.

Для машины позиционного действия ДКШ-64 «Волжанка», продолжительность стояния при поливе на одной позиции (t) по каждой культуре производится по формуле:

 

,

 

где m – поливная норма, м3/ га;

       F – площадь полива с одной позиции, м2;

       Q – расход воды машиной, л/с.

 

Рассчитаем продолжительность стояния при поливе на одной позиции для всех заданных культур (таблица 9).

 

Таблица 9 - Продолжительность стояния при поливе на одной позиции

Культуры	Продолжительность стояния, мин.
Капуста ранняя	0,00167*162*14400/62,7=62,1
Корнеплоды	0,00167*209,5*14400/62,7=80,4
Картофель поздний	0,00167*156,7*14400/62,7=60,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III Оросительные системы

3.1  Виды оросительных  систем

 

Оросительной системой называют комплекс сооружений, состоящий из водозаборного сооружения на источнике, постоянных и временных каналов и трубопроводов, гидротехнических сооружений, дорог, эксплуатационных сооружений и источника, предназначенных для орошения определенной площади, а также лесных полос и других природоохранных устройств, расположенных на орошаемых землях.

Оросительные системы делят на государственные и внутрихозяйственные.

К государственным относятся крупные системы, которые обслуживают группу сельскохозяйственных предприятий. Землепользование их исчисляется десятками и даже сотнями тысяч гектаров. Обслуживание таких систем осуществляет специальная служба, — управление государственной оросительной системы во главе с опытным инженером-эксплуатационником. Управление проводит ремонт каналов и сооружений, получает заявки на воду и распределяет ее между водопользователями.

Внутрихозяйственные оросительные системы обслуживают земли, принадлежащие только одному хозяйству, то есть колхозу или совхозу, имеющему относительно небольшие площади орошения — от 200 до 6000...8000 га. В каждом крупном колхозе или совхозе имеется отдел эксплуатации оросительной системы. Он следит за ремонтом каналов и сооружениями и распределением воды по отдельным бригадам и звеньям [7, c.76].

Назначение оросительной системы не только забирать и транспортировать воду на поля, занятые сельскохозяйственной культурой, но и регулировать оптимальный водный и солевой режимы почвогрунтов. Поэтому оросительная система в современных условиях должна обладать двойным регулированием: при недостатке воды в почве подводить и распределять ее по территории, занятой культурой; при избытке, наоборот, отводить через водосбросную или дренажную сеть.