Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур при поливе дождеванием в Иглинском районе

Еγ=Eγ      (3.1.9)

 

Для помидоров:                         сахарной свеклы:                         кукурузы:

Еγ =1·17,94=17,94 мм              Еγ=1·18,27=18,27мм          Еγ=1·17,48=17,48мм              

Еγ =1·32,04=32,04 мм             Еγ=1·24,32=24,32мм                 Еγ=1·24,95=24,95мм

Еγ =0,95·38,27=36,36 мм         Еγ=1·32,34=32,34мм                  Еγ=1·24,18=24,18мм

Еγ =0,95·37,63=35,75мм     Еγ=0,95·28,86=27,42мм          Еγ=0,95·32,04=30,44мм

Еγ =0,9·38,5=34,65мм              Еγ=0,95·35,6=33,82мм         Еγ=0,95·36,49=34,67мм

Еγ =0,9·35,15=31,64мм          Еγ=0,95·37,38=35,51мм              Еγ=0,95·31,95=30,35мм

Еγ =0,85·29,25=24,86мм         Еγ=0,9·32,66=29,39 мм         Еγ=0,9·37,73=33,96 мм

Еγ =0,85·22,2=18,87мм            Еγ=0,9·37,73=33,96мм                Еγ=0,9·35,93=32,34 мм

                                             Еγ=0,9·38,27=34,44мм              Еγ=0,85·30=25,5мм              

                                             Еγ =0,85·35,25=29,96мм           Еγ=0,85·21=17,85мм              

                                             Еγ =0,85·27=22,95мм                         

                                             Еγ =0,85·26,33=22,38мм        

 

8. Определяется расход влаги по декадам с поправкой на микроклиматический коэффициент Км, мм (таблица 6).

ЕМ=ЕγK,     (3.1.10)

 

Помидоры:    сахарная свекла:            кукуруза:

Eμ=17,94·0,95=17,04 мм Eμ=0,97·18,27=17,72мм         Eμ=0,97·17,48=16,96 мм                    Eμ=32,04·0,95=30,44 мм          Eμ=0,97·24,32=23,59 мм        Eμ=0,97 · 24,95=24,2 мм                     
Eμ=36,36·0,95=34,54 мм           Eμ=0,97·32,34=31,37мм        Eμ=0,95·24,18=22,97 мм                    Eμ=35,75·0,95=33,96 мм           Eμ=0,95·27,42=26,05 мм          Eμ=0,95·30,44=28,92 мм                  
Eμ=34,65·0,95=32,92мм            Eμ=0,95·33,82=32,13 мм          Eμ=34,67·0,95=32,94 мм 
Eμ=31,64·0,95=30,06 мм  Eμ=35,51·0,95=33,73 мм          Eμ=30,35·0,95=28,83 мм 
Eμ=24,86·0,9=22,37 мм             Eμ=29,39·0,95=27,92 мм          Eμ=33,96·0,95=32,26 мм 
Eμ=18,87·0,9=16,98 мм            Eμ=33,96·0,95=32,26мм          Eμ=32,34·0,95=30,72 мм 
                                               Eμ=34,44·0,95=32,72 мм          Eμ=0,9·25,5=22,95 мм                                                                                                                                                                                                                       
                                                 Eμ=29,96·0,9=26,96 мм             Eμ=0,9·17,85=16,07 мм  
                                                  

9. Определяется дефицит водного баланса (ДВБ) по декадам для культур весеннего сева - со времени посева, а для многолетних трав и озимых культур -со времени возобновления вегетации. Для первой декады ДВБ рассчитывается по формуле, мм:

∆E=Е-(Ро-Wn)    (3.1.11)

 

где Wn-продуктивный запас влаги в расчетном слое почвы:

Wn=100h·α(βнач-βmin)   (3.1.12)

где h- расчетный слой почвы, м;

α- плотность этого слоя почвы, т/м3(таблица 7);

βmin- минимально допустимая влажность принимается равной 0,65 от НВ для зерновых и 0,70 от НВ- для картофеля;

βнач- влажность расчетного слоя почвы в % в начале расчетного периода принимается равной 0,9 от наименьшей влагоемкости для ранних культур и 0,8-для поздних.

Для последующих декад ДВБ равен, мм: 

 

∆E=Е- (Ро- Wn)    (3.1.13)

В начале вегетационного периода сумма запаса продуктивной влаги и осадков (Р0 +∆W) могут превышать расход влаги с учетом микроклиматического коэффициента (Ем), т.е. ДВБ будет иметь отрицательный знак.

С периода превышения величины Ем над суммой (Р0+∆W ) начинается дефицит в водном балансе, тогда ∆Е = ЕМ- Р0.

Если грунтовые воды Wгрнаходятся на глубине ближе 3м, то уравнение (13) приобретает вид:

∆Е=E –(P +∆W +Wгр),    (3.1.14)

Wгр =Ем*Кг,    (3.1.15)

где Кг - коэффициент капиллярного подпитывания.

С декады, когда ∆Е приобретает положительное значение, до конца периода водопотребления рассчитывается ДВБ нарастающим итогом. Полученная величина переводится в м/га (1мм=10 м/га), округляется до сотен м на га преимущественно в большую сторону и является оросительной нормой.

Помидоры:

Wn=10·0,4·1,05·(32-28)=16,8мм

ΔЕ=17,04-(8,16+16,8)=-7,92 мм       ΔЕ=30,44-(8,67+(-7,92))=29,69 мм

Так как мы получили положительные значения дефицита водного баланса, в последующих декадах расчёт следует производить по формуле:

ΔЕ=Еm-Р0                                             (3.1.16)

      ΔЕ=34,54-9,69=24,85 мм

ΔЕ=33,96-10,2=23,76 мм

ΔЕ=32,92-10,71=22,21 мм

ΔЕ=30,06-9,69=20,37 мм

ΔЕ=22,37-9,18=13,19 мм

ΔЕ=16,98-7,65=9,33 мм

Для сахарной свеклы:

Wn=10·0,6·1,08·(30,6-26,7)=25,3 мм

ΔЕ=17,72-(5,1+25,3)= -12,68 мм

ΔЕ=23,59-(6,12+(-12,68))=30,15 мм

ΔЕ=31,37-6,63=24,74 мм

ΔЕ=26,05-8,16=17,89 мм

ΔЕ=32,13-8,67=23,46 мм

ΔЕ=33,73-9,69=24,04 мм

ΔЕ=27,92-10,2=17,72 мм

ΔЕ=32,26-10,71=21,55 мм

ΔЕ=32,72-9,69=23,03 мм

ΔЕ=26,96-9,18=17,78 мм

ΔЕ=20,66-7,65=13,01 мм

ΔЕ=20,14-7,14=13 мм

Для кукурузы:

Wn=10·0,8·1,15·(30,7-23,9)=62,6 мм

ΔЕ=16,96-(6,12+62,6)= -51,76 мм

ΔЕ=24,2-(6,63+(-51,76))= 69,33 мм

ΔЕ=22,97-8,16=14,81 мм

ΔЕ=28,92-8,67=20,25 мм

     ΔЕ=32,94-9,69=23,25 мм

ΔЕ=28,83-10,2=18,63 мм

ΔЕ=32,26-10,71=21,55мм

ΔЕ=30,72-9,69=21,03мм

ΔЕ=22,95-9,18=13,77мм

ΔЕ=16,07-7,65=8,42мм

                           3.2 Расчет нормы полива и их количества

           Поливная норма - это количество воды в м3 на 1га, которое необходимо дать растениям за один полив. Ее величина зависит от вида культуры и фазы ее развития, водно-физических свойств почвы, мощности почвенного слоя, содержания солей в почве, климатических и гидрологических условий, способа техники полива.

Поливная норма т вегетационного периода равна:

m=100h·α(βнв-βmin) ,     (3.2.1)

где h- глубина активного слоя почвы, м;

α - объемная масса почвы, т/м3

βнв-влажность почвы при наименьшей влагоемкости, %;

βmin-влажность почвы перед поливном или нижний порог оптимальной влажности почвы, равный γ·βнв

Мор=ΣΔЕ·10                                                           (3.2.2)

Для помидоров:

ΣΔЕ=29,69+24,85=54,54 мм;

ΣΔЕ=54,54+23,76=78,3 мм;

ΣΔЕ=78,3+22,21=100,51 мм;

ΣΔЕ=100,51+20,37=120,88 мм;

ΣΔЕ=120,88+13,19=134,07 мм;

ΣΔЕ=134,07+9,33=143,4 мм;

βнв=40%;

βнач=0,8·βнв=0,8·40=32%

βmin=0,7·βнв=0,7·40=28 %;

m=100·0,4·1,05·(40-28)=504=500м3/га;

Мор=143,4·10=1434=1500 м3/га

Для сахарной свеклы:

ΣΔЕ=30,15+24,74=54,89 мм;

ΣΔЕ=54,89+17,89=72,78 мм;

ΣΔЕ=72,78+23,46=96,24 мм;

ΣΔЕ=96,24+24,04=120,28 мм;

ΣΔЕ=120,28+17,72=138 мм;

ΣΔЕ=138+21,55=159,55 мм;

ΣΔЕ=159,55+23,03=182,58 мм;

ΣΔЕ=182,58+17,78=200,36 мм;

ΣΔЕ=200,36+13,01=213,37 мм;

ΣΔЕ=213,37+13=226,37 мм;

     βнв=38,2 %;

     βнач=0,8·38,2=30,6 %;

       βmin=0,7·38,2=26,7 %;

       m=100·0,6· 1,08·(38,2-26,7)=745=800м3/га

       Мор=226,37·10=2263,7=2400 м3/га

       Для кукурузы:

ΣΔЕ=69,33+14,81=84,14 мм;

ΣΔЕ=84,14+20,25=104,39 мм;

ΣΔЕ=104,39+23,25=127,64 мм;

ΣΔЕ=127,64+18,63=146,27 мм;

ΣΔЕ=146,27+21,55=167,82 мм;

ΣΔЕ=167,82+21,03=188,85 мм;

ΣΔЕ=188,85+13,77=202,62 мм;

ΣΔЕ=202,62+8,42=211,04 мм;

βнв=34,1%;

βнач=0,9·34,1=30,7 %;

βmin=0,7·34,1=23,9 %;

m=100·0,8·1,15·(34,1-23,9)=938=1000 м3/га;

Мор=211,04·10=2110,4=2000 м3/га

 

Рассчитаем количество поливов:

n=Мор/m,      (3.2.3)Помидоры            n=1500/500=3 полива

Сахарная свекла  n =2400/800=3 полива

Кукуруза               n=2000/1000=2 поливов

 

 

 

                                 3.3 Сроки и продолжительность поливов

Сроки полива культуры определяют по интегральной кривой дефицита водного баланса.

Интегральная кривая строится на миллиметровой бумаге. По оси абсцисс откладывают месяцы и декады вегетационного периода, по оси ординат -суммарный дефицит водного баланса в мм в масштабе, чтобы кривая расположилась на одном листе.

Дате первого полива соответствует точка пересечения интегральной кривой с осью абсцисс. От этой точки откладывают по оси ординат норму первого полива в мм. Перпендикуляр, опущенный с точки пересечения горизонтальной линии с интегральной кривой до оси абсцисс, указывает дату второго полива. Датыпоследующих поливов устанавливаются аналогично. Эти даты являются средними датами поливов.

Согласно А.И. Костякову, длина поливного периода ограничивается отклонением поливной нормы от средних значений не более 10-15%. При этом условии, начало поливного периода наступит тогда, когда дефицит водного баланса будет на 10-15% меньше расчетной поливной нормы, а конец - когда на 10-15% больше. Эти дни устанавливаются также на интегральной кривой дефицита водопотребления аналогично определению средних дат поливов.

Число дней от начала до конца полива является его агротехнически допустимой продолжительностью. Сроки и продолжительность каждого полива представляются в форме таблицы 11.

 

 

 

3.4 Режим орошения сельскохозяйственных  культур в севообороте

Режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте -характеризует общую, ежегодную потребность в воде по срокам на всей его площади и представляет собой план подачи воды в севооборот. Этот план учитывает не только распределение оросительной воды по культурам и по этапам развития, но и определяет потребность в технике и рабочей силе для поливов.

Для составления графика поливов культур в севообороте необходимо рассчитать поливные расходы.

На оси абсцисс откладывают сроки поливов, принимая масштаб 1см=10 дням, а на оси ординат - расходы 1см=20л/сек на 1га. С правой стороны графика чертят условные знаки культур. Затем строят на графике прямоугольники всех поливов культур (высота - расход, ширина-продолжительность полива). Построив график поливов всех культур, получают неукомплектованный график поливов всех культур севооборота.

По этому графику поливы не проводят, так как требуемые для полива расходы воды (Q=qF,л/сек) очень неравномерны, что экономически невыгодно и технически неприемлемо. Такой график необходимо укомплектовать, то есть выровнять путем изменения сроков и продолжительности поливов так, чтобы уничтожить пики и заполнить пустоты графика. При укомплектовании графика выполняют условия: 1.Величина поливных норм не изменяется; 2.Смещение сроков полива возможно и вправо (2-3 дня) и влево (3-5 дней), т.к.поливные нормы приняты меньше максимальных на 10-20%; 3.Продолжительность полива отдельных культур принимают для многолетнихтрав не больше 10-12 дней, зерновых - 8-10 дней, овощных -5-7 дней; 4.Межполивные периоды изменяют не более чем на 3 дня.

Для построения графика поливов при дождевании необходимо согласование с техникой полива.

 

 

 

3.5 Дождевальные машины, установки, оборудования и системы

 

Сроки продолжительности поливов. Техническую характеристику дождевальной машины берем из таблицы 12.

Для помидоров:

m =500 м³/га

Sмн.тр=120 га (50%)

Длина участка:L=S/ширина захвата;

L=120·103/423,9=283,0 м, где 423,9-щирина захвата, м

Расход воды: q=90·3,6=324 м³/час

Объем полива: W=m·S=500·120=60000 м³

Время полива: t=W/q=60000/324=185,2 часов

Время работы в сутки: tраб=2·8=16часов

t/tраб=185,2/16=12 дней

Исходя из этих расчетов делаем вывод, что необходима 1машина по 12 дней полива.

Аналогично рассчитываем и для сахарной свеклы:

Sсв=60 га (25%)

Длина участка:L=S/ширина захвата;

  L=60·103/423,9=141,5 м , где 423,9-щирина захвата, м   

  Расход воды: q=324 м³/час

  Объем полива: W=m·S=800·60=48000 м³

  Время полива: t=W/q=48000/324=148,2 часа

  Время работы в сутки: tраб=2·8=16часов

  t/tраб=148,2/16=9дней (1 машина по 7 дней)

 Для кукурузы:

Sк=60 га (25%)

Длина участка:L=S/ширина захвата;

L=60·103/423,9=141,5 м, где 423,9-щирина захвата, м   

Расход воды: q=3,6·90=324 м³/час

Объем полива: W=m·S=1000·60=60000м³

Время полива: t=W/q=60000/324=185,2 часов

tраб=2·8=16часов 

t/tраб=185,2/16=12 дней (2 машина по 6 дней)

 

4 Дождевальная машина «Фрегат»

Автоматизированная самодвижущаяся дождевальная машина "Фрегат" ДМУ предназначена для полива дождеванием зерновых, овоще-бахчевых, высокостебельных и технических культур, многолетних трав, лугов и пастбищ. Процесс полива машиной осуществляется в движении по кругу за счет давления воды в водоподводящем трубопроводе, он полностью автоматизирован и может проводиться круглосуточно под наблюдением механика-оператора. При применении машины не требуется специальная планировка поля, и выпускаются в различных модификациях, отличающихся длиной и расходом воды.

Таблица 4.1 - Техническая характеристика модификации дождевальной машины «Фрегат»