Часть 2. Орошение на местном стоке.

Для орошения с/х культур используют местный сток, то есть воду, полученную в результате снеготаяния или ливневых дождей. Местный сток аккумулирует в прудах или водохранилищах.

Выбор участка под водохранилище.

При выборе участка под водохранилище руководствуются следующими правилами:

1. На площади водосбора не должно быть крупных населённых пунктов, кладбищ и скотомогильников.

2. Подстилаемые грунты должны иметь низкий коэффициент фильтрации.

3. На участке должен быть овраг, балка или другое естественное понижение.

Анализируя план участка у балки «Глубокая» приходим к выводу, что вышеуказанным требованиям она соответствует. Это подтверждает и почвенный разрез.

Уклон балки – 0,060.

Гидрологический расчёт пруда (водохранилища).

При гидрологическом расчёте определяются следующие объёмы воды в пруду:

1. Рабочий объём воды.

2. Мёртвый объём воды.

3. Полный объём воды.

4. Объём воды на фильтрацию и питание.

5. Полезный объём воды.

Гидрологический расчёт начинается с определения рабочего объёма воды в водохранилище:

h_80% - слой стока для года 80 %-ой обеспеченности.

F_в – площадь водосбора, га.

Отсюда:

V_раб = 10  53 мм  1800 га = 954000 м³.

Рабочий объём воды меньше 1 млн, то есть водоём – пруд.

Согласно санитарно-техническим требованиям водохранилища должны иметь в придонной части мёртвый объём воды, который необходимо для аккумуляции наносов, подпора воды в случае самотечной подачи её на поля, для хозяйственных и культурно-бытовых нужд: разведения рыб, водопой скота, разведение водоплавающих птиц. Глубина воды должна быть от 2-х до 4-х метров. Определяем отметку горизонта воды при мёртвом объёме:

Н_МО = Н_дна + h_МО, где:

Н_МО – отметка горизонта воды при мёртвом объёме, м;

Н_дна – отметка дна водохранилища, м;

h_МО – запас воды при мёртвом объёме, м.

Отсюда:

Н_МО = 8 + 4 = 12 м.

Чтобы дать оценку целесообразности затопления, строят кривые зависимости между отметками поверхности воды (Н), площадью зеркала (F_з) и объёма воды на основании приложения 12.

Определяем полный объём водохранилища:

V_полн = V_раб + V_МО

V_полн = 954000 м³ + 62000 м³ = 1016000 м³.

Определяем потери воды на фильтрацию и испарение:

V_потерь = V_фильт + V_{испарения}

V_фильт = 10  h_ф  F_ср, м³, где:

h_ф – слой фильтрации через тело плотины (равно 200 мм);

F_ср – средняя площадь зеркала. Вычисляется по формуле:

V_фильт = 10  200 мм  14,9 га = 29800 м³.

V_{испарения} = 10  е _80% F_ср, м³, где:

е _80% - годовой слой испарения с водной поверхности, мм.

V_{испарения} = 10  560мм  14,9 га = 83440 м³.

V_потерь = 29800 м³ + 83440 м³ = 113240 м³.

Соответственно полезный объём воды составит:

V_{полезный} = V_раб – V_потери.

V_{полезный} = 954000 м³ – 113240 м³ = 840760 м³.

Конструкция и параметры земляной плотины.

Для создания подпора воды на балке «Глубокая» строят земляную плотину. Для этого необходимо выбрать створ плотины в самом узком месте балки.

Перед строительством плотины необходимо снять весь плодородный слой почвы по всей площади, где эта плотина будет расположена. Ширину гребня плотины принимаем из условия двустороннего движения автотранспорта на гребне плотины – 8 м. Плотина имеет два откоса: верховой и низовой.

Верховой располагается со стороны верховья балки (его называют мокрым откосом, так как большая его часть расположена под водой). С целью предотвращения разрушения верхового откоса его крепят железобетонными или бетонными плитами, каменной наброской и другими строительными материалами. Коэффициент заложения бокового откоса равен 3 (m_в = 3).

Низовой откос расположен с противоположной стороны верхового откоса. Его называют сухим. Его укрепляют посевом многолетних трав. Со стороны низового откоса, в основании плотины, находится дренажная призма, которая необходима для отвода фильтрующейся через тело плотины воды и отвода её в водосбросные сооружения. Коэффициент заложения низового откоса равен 2 (m_с = 2).

Определение отметки основания плотины.

Н_осн = Н_дно - h, где:

h – мощность слоя почвы, который снимается по всему основанию плотины.

Н_осн = 8 м – 1 м = 7 м.

Определение отметки гребня плотины.

Н_гр = Н_НПУ + h_зап

h_зап – запас высоты плотины на величину наката ветровой волны и временного переполнения хранилища (h_зап = 1,5 – 2 м).

Н_гр = 19,4 м + 2 м = 21,4 м.

Определение высоты земляной плотины.

Н_пл = Н_гр - Н_осн

Н_пл = 21,4 м – 7 м = 14,4 м.

Определение параметров дренажной призмы.

h_пр = 0,2 Н_пл

h_пр = 0,2  14,4 = 2,88 м.

Определение ширины гребня дренажной призмы.

b_пр = 0,5h_пр

b_пр = 0,5  2,88 м = 1,44 м.

Определение ширины основания плотины.

В_осн = В_гр + m_верх  Н_пл + m_сух  Н_пл, м.

В_осн = 8 м + 3  14,4 м + 2  14,4 м = 8 + 4,32 + 2,88 = 80 м.

Экономическое обоснование орошения на местном стоке

Объём земляных работ вычисляем по формуле:

l_пл – длина плотины в плане, м.

Н_пл – строительная высота плотины (принимаем на 10% больше, с учётом осадки грунта).

м³.

Определяем эффективность выбора места под земляную плотину или водохранилище:

Выбор места под плотину считается удачным, если на каждый м³ грунта, вложенного в тело плотины, приходится 5 – 10 м³.

Так как Э = 7,6, то место выбрано удачно.

Расчёт орошения сельскохозяйственных культур.

Для расчёта режима орошения с/х культур необходимо провести водобалансовый расчёт орошаемого участка. Определяется суммарное водопотребление по формуле Костякова:

Е = У_в×К_в, м³/га,

У_в – урожайность с/х культур;

К_в – коэффициент водопотребления.

Е = 450 ц/га × 12 м³/ц = 5400 м³/га.

Остальные расчёты в приложении 15.

1. Приход воды от атмосферных осадков.

М – коэффициент использования осадков по декадам;

А – сумма выпавших осадков за декаду.

2. Углубление активного слоя почвы.

h – величина углубления активного слоя почвы;

α – плотность почвы (1,4 т/м³);

γ – наименьшая влагоёмкость (30%);

К_н – коэффициент насыщения почвы перед посевом (0,85);

К_п – коэффициент использования почвенной влаги.

3.Определение расхода воды на испарение и транспирацию подекадно.

М_с – водопотребление.

4. Определяем запас воды по декадам в активном слое почвы.

5. Расчёт норм и сроков полива многолетних трав проводим в графической форме.

Определение возможной площади орошения при заборе воды из водохранилища

Возможную площадь орошения при заборе воды из водохранилища определяют по формуле:

.

Оросительную норму брутто определяют по приложению 18.

Определяем площадь одного поля:

Составление графика полива культур севооборота

При составлении графиков полива культур в севообороте необходимо увязывать сроки полива со сроками послеполивной обработки почвы.

Для составления графика полива необходимо знать состав культур в севообороте, площадь, занятую под ними, нормы и сроки поливов. Определяют продолжительность полива с учётом продолжительности послеполивной обработки почвы. В неукомплектованном графике сроки полива устанавливают только с учётом динамики влажности почвы, поэтому в отдельные периоды в одни и те же сроки необходим полив нескольких полей, а в другие полив не требуется. Для организации поливов и для расчётов параметров оросительной сети в хозяйстве такой график неудобен. График поливов укомплектован так, чтобы расходы воды, подаваемые на поля, отличались не более чем на 10 % один от другого и сохранялся требуемый объём воды.

При неукомплектованности графика соблюдаются следующие условия:

Объём воды для данного полива культуры не должен изменяться.

Q_нT_н = Q_уТ_у = сonst.

m – поливная норма;

n – число полей, занятых культурой;

S – площадь поля;

86,4 – коэффициент перевода из м³/га в л/с;

Т_n – время полива, сут.

Q_н и Q_у – расход воды по неукомплектованному и укомплектованному графику.

Запаздывать с поливом и начинать его на 3 – 4 дня раньше не рекомендуется. Изменять поливной период можно в основном за счёт сокращения продолжительности полива. Новые сроки полива необходимо увязывать со сроками вспашки, культивации и послеполивной обработки. Среднюю ординату укомплектованного графика определяют по формуле:

При укомплектации надо стремиться к ликвидации 1 – 2х дневных перерывов в поливах. Продолжительность полива Т_у для укомплектации графика рассчитывают по формуле:

Сроки каждого полива определяется по укомплектованному графику.

Размеры поля севооборотного участка.

Размеры поля мы должны увязывать с элементами техники полива. Полив культуры будет производиться поверхностный способом по бороздам, а культуры сплошного сева по полосам. Длина поливной борозды назначается в зависимости от типа почвы, её водопроницаемости и уклона. Так как участок сложен почвой с хорошей водопроницаемостью, средний уклон оросительных каналов, нарезаемых по длине поля будет равен 0,001. Тогда рекомендуемая длина борозды для данного уклона почвы равна 200 м.

Ширина поля в этом случае должна быть кратна 200 м. Оптимальное соотношение длины и ширины 1:1,5 … 1:3,0. Берём соотношение 1:2.

Подача воды в поливные борозды будет производиться из временных оросительных каналов. Расчёт участкового распределителя найдём по формуле:

л/с

m – поливная норма, м³/га;

n – количество полей, занятых культурой;

S – площадь, занятая культурой, га;

Т_n – время продолжения полива, сут.

Ширину поля делим на длину поливной борозды и получаем количество временных оросителей на одном поле:

Если подавать воду одновременно во все временные оросители, то получим расход одного временного оросителя:

Так как рекомендуется подавать во временные оросители от 20 до 80 л/с, то принимаем, что одновременно будут работать два временных оросителя.

Продолжительность работы временного оросителя определяется по формуле:

Выводы

В результате проведённой работы во второй части курсового проекта, была разработана система орошения на местном стоке.

Итогом работы стал проект строительства плотины и укомплектованный график полива сельскохозяйственных культур.

Было спроектировано размещение орошаемых полей на территории хозяйства. Подобрана площадь полей в соответствии с возможностями образованного пруда.

Список литературы:

1. Авакян А.Б., Широков В.М.: Рациональное использование водных ресурсов: Учебник для геогр., биол. и строит. спец. вузов — Екатеринбург, изд-во "Виктор", 1994. — 320 с.

2. Карловский В.Ф.: Влияние мелиорации земель на окружающую среду. В кн. Мелиорация и охрана окружающей среды. Сборник научных трудов. — Минск, изд-во БелНИИМиВХ, 1989. 212 с. Стр. 3-8.

3. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М., 2000. 474 с. Стр. 272 – 275.

Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимирязева.

Кафедра мелиорации и земледелия.

Курсовой проект

Осушительно-оросительная система.

Орошение из водохранилища на местном стоке.