37. Типовые схемы размещения временной оросительной сети при разных уклонах

используется два способа проектирования, которые зависят от схем размещения временных оросителей (продольной или поперечной).

Продольную схему применяют при небольших уклонах (до 0,002), поперечную — на больших и предельных для самотечного орошения (от 0,007 до 0,02). При уклоне 0,002—0,007 допустимы обе схемы. Временные оросители и поливные борозды (полосы) целесообразно направлять по наибольшему уклону, который имеется на территории поля или поливного участка. Это повышает производительность труда поливальщика, способствует более равномерной подаче воды. В то же время следует учитывать опасность ирригационной эрозии. Временные оросители обеспечивают поступление до 100 л воды в 1 с, что при уклонах 0,003—0,005 весьма опасно. Чтобы избежать размыва почвы, их направляют под углом к горизонталям, уменьшая тем самым уклон русла оросителя. В поливные же борозды подается от 0,5 до 2 л воды в 1 с, что даже на предельных для поверхностного орошения уклонах размыва не вызывает. Поэтому борозды и полосы всегда стремятся размещать вдоль основного уклона местности, а направление временных оросителей по отношению к горизонталям варьируется для достижения допустимого уклона русла.

На малых уклонах местности (при продольной схеме) временные оросители устраивают вдоль уклона, в этом же направлении размещают борозды; для связи между ними создают выводные борозды. При поперечной схеме временные оросители идут поперек уклона под некоторым углом к горизонталям, а борозды — по возможности ближе к наибольшему уклону. В данном случае необходимости в выводных бороздах нет, так как поливные борозды и полосы берут начало из временных оросителей.

38. Типы борозд. Техника бороздкового полива культур. Определение элементов техники полива.

Типы борозд :

Тупые ( или глухие, затопляемые) борозды имеют в конце перемычки. Применяются на мало уклонных ( до 0.003) участках. Для равномерного увлажнения почвы перепад отметок в голове и в конце борозды не должен превышать 1/3 их глубины. Полив по тупым бороздам применяют при влагозарядковых поливах и орошении широкорядных культур на участках со слабой водопроницаемостью. Борозды нарезают глубиной 20-15 см, шириной по верху 50-60 см и длиной 40-120 м. Процесс полива заключается в быстром наполнении борозд таким количеством воды, которое отвечает поливной норме и может быть впитано почвой. Впитывание воды в почву происходит в основном после прекращения подачи воды в борозды. Величина поливной струи составляет 2-4 л/с.

Сквозные ( или проточные) борозды не имеют в концевом створе перемычки. Впитывание воды в почву происходит в основном одновременно, по мере продвижения ее по борозде. Проточные борозды можно применять на участках с большим диапазоном уклонов – от 0, 001 до 0,03. Полив может осуществляться со сбором воды в низлежащие выводные борозды, но более равномерное увлажнение почвы по длине борозд получается при поливе без сброса.

Борозды щели применяют для увеличения их впитывающей способности на слабопроницаемых почвах. Эти борозды отличаются от обычных тем, что ниже дна борозды нарезается узкая ( 30-40 мм) щель глубиной 10-15 см. в результате чего общая глубина борозды с щелью достигает 35-40 см. Благодаря большой глубине борозды – щели увеличивается ее смоченный периметр, что приводит к повышению водопроницаемости, расходу струи, за счет чего вода свободно преодолевает неровности до 10 см, облегчается полив, обеспечивается быстрое и более неравномерное увлажнение почвы. Рекомендуются для влагозарядковых и предпосевных поливов. Нарезают навесным бороздоделом – щелерезом.

Вдавленные борозды формируют окучником с профилированными катками, их используют для уменьшения впитывающей способности на почвах повышенной водопроницаемости. Это делается для повышения устойчивости к размыву. Засеваемые мелкие борозды нарезают специальными окучниками в агрегате с сеялками узкорядных культур сплошного сева. Растения размещают как по гребням, так и по откосам борозд.

Определение элементов техники полива:

К элементам техники полива по бороздам относятся: длина поливных борозд, размер, форма поперечного сечения и расстояние между ними, расход воды в поливную борозду и продолжительность полива.

Длина борозд може изменяться в пределах 50- 600м. Расход поливной струи устанавливают от 0.05 до 1.5 л/с. Продолжительность полива может быть 1-3 сут( наибольшая – при слабой водопроницаемости почв).

Техника борозкового полива культур.Полив по бороздам применяют на ровных и спланированных площадях для пропашных культур: кукурузы, сахарной свеклы, хлопчатника, картофеля, овощных, бахчевых, а так же для садов и виноградников. Влагозарядковые поливы по бороздам можно проводить при любом сельскохозяйственном использовании участка. Уклоны поверхности земли не должны превышать 0,02. Почвы могут быть практически любой водопроницаемости, однако наилучшей для полива по бороздам является средняя водопроницаемость. По глубине различают борозды мелкие (8-12 см), средние (15-25 см) и глубокие (30-40 см). Меньшую глубину принимают на хорошо спланированных участках; при малых уклонах устраивают более глубокие борозды. Кроме того, мелкие борозды нарезают для полива мелкосемянных культур: лука, моркови, свеклы, а также для культур, поливаемых в ранние фазы роста. Для полива садов и виноградников с широкими междурядьями (1м и более) применяют глубокие борозды; их используют также для влагозарядочных поливов.Расстояние между бороздами определяется из условия смыкания контуров промачивания почвы и на легких почвах составляет около 0,5, а на тяжелых до 1 м и более. Кроме того, расстояние между бороздами устанавливают, исходя из требований механизация возделывания пропашных культур.

Определение элементов техники полива. К элементам техники полива относятся: длина поливных борозд, размер, форма поперечного сечения и расстояния между ними. Расход воды в поливную борозду и продолжительность полива.

Максимальный расход воды в м³/с определяют по формуле:

q_max = ω*υ_доп, где ω – площадь живого сечения, м²; υ_доп – максимально допустимая неразмывающая скорость воды в борозде, которая зависит от механического состава почв, что определяет степень сопротивляемости почвы размыву.

ω = φh, φ – коэффициент заложения откоса, h – глубина воды в борозде, м.

v = СRi; С- скоростной коэффициент; - гидравлический радиус, м; уклон орошаемого участка по направлению полива.

υ_доп =1/0,04 (h/ 2)^5/6 i^1/2;

h = 2( 0,04* υ_доп/ i^1/2) ^5/6

Длину борозды l определяют исходя из того, что борозда обслуживает площадь w = а * l, а – расстояние между бороздами.

При поливной норме м на эту площадь необходимо подать объем воды:

V = m*w = m*a*l/10 000

расходом q за время t , то есть, с другой стороны, объем воды можно выразить V = 3,6 q * t ( Коэффициент 10 000 появляется в результате перевода м² в га, так как а и l выражены в метрах, а поливная норма m – м³/га ( 1 га = 10 000 м²); коэффициент 3,6 получается при переводе времени t, выраженного в часах в секунды ( 1 час = 3600 с) и делению на 1000 ( для перевода м³ в л, так как 1м³ = 1000л)

тогда из равенства объемов m*a*l/10 000 = 3,6 q * t следует:

l = 36 000 q / (m * а), 36 000 – переводной коэффициент.

Для нахождения длины борозды по предыдущей формуле необходимо знать время полива t, которое зависит от проницаемости почвы. При поливе без сброса объем воды, подаваемой в борозду, должен соответствовать количеству воды, которое может впитаться почвой за время t со средней скоростью впитывания k_m по смоченному периметру х_о. Учитывая закономерности впитывания воды в почву по А.Н. Костякову:

V=mal/10 000= k_mx_ot = k_vx_ot^(1-α), м³

t=(mal/k_vx_o)^{( 1/ ( 1- α))}

Где k_v – начальная скорость впитывания, см/ч;

Α – показатель степени, изменяющийся от 0,30 до 0,80 в зависимости от свойств почвы и ее начальной влажности.

x_о=μh(1+φ²)^1/2

μ – коэффициент, учитывающий боковое поглощение воды в откосы борозды капиллярным путем.

Φ – коэффициент заложения откоса

Элементы техники полива можно определить путем математического расчета ( показано выше), методом полевого опыта и пробными поливами.

Для математического расчета разработаны алгоритмы и программы решения задач ЭВМ по подбору элементов техники полива по бороздам с использованием имеющихся зависимостей.

В полевом опыте для установки элементов техники полива по бороздам должны соблюдаться определенные условия: допустимое отклонение средних фактических поливных норм от заданных не должно превышать 10-15%; коэффициент неравномерности увлажнения почвы по длине поливных борозд ≥ 0,7; потери воды на сброс в конце борозды при поливе постоянной струе ≤ 3,0% ; а переменной струёй ≤ 10% водоподачи. Должны быть исключены переливы воды через гребни, расход и длина борозды должны быть меньше предельно допустимых на 10-20%.

Метод пробных поливов используют для уточнения элементов техники полива непосредственно на поливном участке. Пробные поливы позволяют проверить рекомендуемые значения элементов техники полива и добиться наибольшего приближения фактических поливных норм к расетным.